NO310278B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av fargede kort - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av farvede kort. Mer spesielt angår den en fremgangsmåte for fremstilling av farvekort med vannbaserte lakker.

Farvekort er velkjent i malingindustrien. De består generelt av ark av kartong eller papir, på hvilke prøver av forskjellige farveprøver blir påført (ofte i form av små rektangler arrangert ifølge et geometrisk mønster).

Den letteste, men mest tidskonsumerende fremgangsmåten, er å påføre hver farve på et stort stykke kartong eller papir, som så blir skåret i små biter, hvor en blir festet på hvert farvekort.

Det har lenge vært foretrukket, når mulig, å ha en fremgangsmåte for påføring av flere farver samtidig, hvorav tre nå blir benyttet: a. Sprøyting ved bruk av vanlige sprøyteteknikker (f.eks. luftløs): For anvendelse av flere sprøytepistoler som hver er fylt med en forskjellig farve, hvor det kan påføres flere farver i en passasje;

b. trykking: Ved bruk av en trykkeplate kan mange farver bli

påført samtidig på et ark;

c. rullpåføring: Flere farver blir påført ved siden av

hverandre på en papirrull i en kontinuerlig prosess.

Hovedsakelig én type av maling blir anvendt for produsering av farvekort, nemlig nitrocellulosemaling (selv for farvekort som angår andre typer malinger). Nitrocellulosen benyttet som bindemiddel er oppløst i flyktige oppløsningsmidler for å sikre hurtig tørking av malefilmen under (oppvarmet) luftstrøm. For eksempel kan rullpåføring bli benyttet med en papirhastighet på opptil 35 m/min. uten problem med tørkings-hastighet.

Universell bekymring for miljøet har nå ført til et ønske om redusert emisjon av flyktige organiske forbindelser. Det er således et behov i teknikken for farvekortlakker som gir emisjon av mindre eller ingen flyktige organiske forbindelser, og det er nå blitt utviklet en vannbasert emulsjonsma-ling som passer for denne anvendelse. Imidlertid er tørkingen av vannbasert maling for sakte (i eksemplet ovenfor ikke mer en 6 m/min.), selv ved anvendelse av varmlufttørking.

Det er således et mål ved oppfinnelsen å fremskaffe en fremgangsmåte for fremstilling av farvekort med vannbaserte lakker ved øket produksjonshastighet.

Et annet mål ved oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte for øking av tørkehastigheten av farvekort fremstilt med vannbaserte lakker.

Enda et mål ved oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte for uniform tørking av arealer med forskjellige farver på farvekort fremstilt med vannbaserte lakker.

Enda et mål ved oppfinnelsen er å fremskaffe for anvendelsen av vannbaserte lakksammensetninger for fremstilling av farvekort ved bruk av karton eller papirsubstrater.

US-2321938-A beskriver en beleggingsprosess hvor et fibrøst produkt belagt på én side (eller på begge sider) blir ført inn i en tørker omfåttene en benk av infrarøde lamper som er rettet mot den belagte overflaten (eller to benker lokalisert henholdsvis over og under nevnte produkt).

FR-883712-A beskriver en trykkeprosess hvor infrarøde stråler og luftblåsing ble benyttet på en slik måte at begge virker på den trykkede siden av substratet. I innføringen blir det beskrevet som kjent teknikk en fremgangsmåte for tørking av en trykket transparent overflate ved oppvarming av den motsatte siden ved bruk av infrarøde stråler.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av farvekort med lakk omfattende trinnene: tilveiebringelse av et kartong- eller papirsubstrat; påføring samtidig av minst to forskjellige farver av en

lakk på én side av substratet; og

tørking av lakken;

og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at i) det benyttes lakk som er en vannbasert emulsjons-maling;

ii) lakken påføres i lag på minst 75 g/m<2>; og iii) tørketrinnet utføres hovedsaklig ved anvendelse av infrarøde tørkere som bestråler den ikke-belagte siden av substratet.

Fordelaktige og foretrukne trekk ved denne fremgangsmåten fremgår fra de medfølgende krav 2-7.

Kartong- eller papirsubstratet som blir benyttet i prosessen ifølge oppfinnelsen er kjent i teknikken og trenger ikke å bli beskrevet her; det er normalt hvitt. Glanset papir som benyttet i den grafiske industrien er foretrukket. Som eksempler på substrater som kan bli benyttet, kan nevnes Bristol-kartong, Chromolux-papir, Invercoat-papir, maskinbe-lagt papir og skrivepapir. Tykkelsen av papiret skal være tilstrekkelig til å forhindre at en hvilken som helst bak- . grunnsfarve synes gjennom papiret og derved forstyrrer farvene og/eller den hvite bakgrunnen; tykkelser på 170 til 300 g/m<2>har funnet å være passende, selv om tykkelser opptil 400 g/m<2>er akseptable.

Lakken skal bli påført i lag på minst 75 g/m<2>(våtlakktykkel-se), fortrinnsvis 100 g/m<2>, for å ha tilstrekkelig dekkkraft som er nødvendig for farvekort. Den maksimale lagtykkelsen avhenger av påføringsteknikken; den er vanligvis ikke mer enn 175 gm<2>, fortrinnsvis ikke mer enn 150 g/m<2>.

Den samtidige påføringen av flere farver av lakk på et substrat, kan bli gjort ved en hvilken som helst fremgangsmåte, inkludert de som idag blir benyttet i teknikken og er beskrevet ovenfor. Samtidig som benyttet her, betyr at en farve blir påført mens den andre enda ikke er tørr, selv om de faktisk kan bli påført etter hverandre.

Lakker som benyttet her, er malinger som tørker hovedsakelig ved oppløsningsmiddelavdamping. Som lakker blir det benyttet i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, en vannbasert (dvs. en vannbasert emulsjon) lakk. De foretrukne emulsjonsmalingene er hovedsakelig basert på ett eller flere akrylbindemidler (fortrinnsvis anionisk modifisert akryl), eventuelt kopolymerisert med styren og/eller i blanding med styren-akrylbindemidler (fortrinnsvis anionisk modifisert styren-akryl ). Mens farvekort for vid distribusjon til private brukere (dvs. i "gjør-det-selv"-segmentet i markedet) faktisk kan bli gjort med nesten en hvilken som helst konvensjonell vannbasert lakk, må farvekort for anvendelse for profesjonelle brukere ha farvespsor som har tilstrekkelig mekaniske egenskaper, spesielt hva angår hardhet og slitemotstand. Valget av monomerer som har egenskapene som bidrar til den endelige filmen er kjent i teknikken, og trenger ikke å bli beskrevet her (for akryl og styren, se f.eks. kapittel 17 i "Surface Coatings" vol. I, OCCA, 2nd. edition, Chapman & Hall, London 1983, eller på sidene 19-20 i "Surface Coatings-2", A.D. Wilson et al., ed., Elsevier, 1988). Fremstillingen av vannbaserte emulsjoner er også velkjente i teknikken og trenger ikke å bli beskrevet her (for en generell diskusjon, se f.eks. kapittel 1 i "Surface Coatings-2", op. eit.). Selv om vannbaserte emulsjonsmalinger er kjent som sådan, har deres anvendelse ved produksjon av farvekort ved bruk av papir eller kartongsubstrater, ikke blitt beskrevet. Faktisk var det en fordom i teknikken mot nevnte anvendelse, fordi fagmannen mente at papir eller kartong ville krølle på grunn av vannbasen.

Infrarøde tørkere som sådan er kjente. Kjerne-elementet er generelt én eller flere kvartslamper, omfattende et wolfram-fllament i en kvartspære fylt med en inert gass; filamentet ble oppvarmet av en elektrisk strøm, og omkring 90% av den elektriske energien ble emittert som infrarød (IR). Reflek-torer blir fortrinnsvis benyttet for å konsentrere IR på produktet som skal tørkes.

IR-tørking har allerede blitt benyttet i karosseriarbeid i bilindustrien. Det har også blitt benyttet i trykkeindustrien. Imidlertid, i begge tilfeller er IR-tørkerne rettet mot den belagte siden av substratet, dvs. de varmer henholdsvis malingen eller blekket.

Det er blitt observert at IR-tørkere ikke kan bli benyttet ifølge kjent teknikk for å tørke farvekort, fordi hver farve har en forskjellig absorpsjon av IR-stråling. Således, når IR-tørkingsbetingelser blir optimalisert for mørke farver som absorberer mest IR, blir tørkingen av lyse farver totalt utilstrekkelig.

Imidlertid er det nå uventet funnet at ved bestråling av den ikke-belagte siden av substratet av våte farvekort fremstilt med vannbaserte lakker, kan uniform tørking av alle farver bli oppnådd med en øket hastighet.

De foretrukne IR-tørkerne benytter IR-A-lamper, dvs. de som har toppintensitet mellom omkring 760 og 1400 nm. Lampene blir fortrinnsvis plassert nærmere substratet enn det som vanligvis blir benyttet i trykkeindustrien (f.eks. omkring 10 til 15 cm i steden for omkring 25 cm) fordi hvitt papir absorberer mindre varme fra IR-stråler enn trykkeblekk.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er tørkingen av lyse og mørke farver omtrent lik, og høye tørkingshastigheter kan bli oppnådd med vannbaserte emulsjonsmalinger.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan bli praktisert kontinuerlig eller i baten. Den kan bli kombinert med luftstrømningstørking, samtidig eller ikke, med IR-tørkingen.

Oppfinnelsen vil nå bli illustrert med de følgende eksempler.

EKSEMPEL 1

Hvit maling ble fremtilt med den følgende sammensetning (uttrykt i vekt-deler, pbw):

Sort maling ble fremstilt med følgende sammensetning (uttrykt i vekt-deler):

En side av et ark av hvitt glanset papir (Chromolux, 250 g/m<2>) ble belagt på ett sted med hvit maling og et annet sted med sort malin, i begge tilfeller i et lag på omkring 0,1 mm våt-tykkelse ved anvendelse av en BA30 applikator).

En infrarød A-tørker (IMR-020-6 modul fra PHILIPS Lighting, med en toppintensitet på omkring 1100 nm) ble plassert 12 cm fra arket, rettet mot den ikke-belagte siden derav og med lik avstand fra de sorte og hvite flekkene.

IR-oppvarming ble påført først med høy energi (20 A, 150 V) i løpet av 10 sekunder, så med medium energi (15,7 A, 100 V) i løpet av 50 sekunder.

Temperaturmålinger viste at temperaturen steg svakt over 90°C etter 10 sek. (hvit = 92° C, sort = 94° C) og falt så svakt under 90°C (hvit = 88°C, sort = 86°C) før den igjen steg til over 120°C (hvit = 124°C, sort = 126°C). Da de oppnådde temperaturene kan bli ansett å være identiske for praktiske formål, viser dette eksempel at uniform tørking kan bli oppnådd med farvede kort.

Sammenligningseksempler A og B

Eksperimentet i eksempel 1 ble gjentatt med de følgende modif ikasjoner: - Våttykkelse på omkring 0,16 mm påført med en BA45 applikator;

avstand fra tørker til ark: 25 cm

IR-tørker som oppvarmer den belagte siden

I sammenligninseksempl A ble IR-tørkeren drevet ved 200 V og 23,5 A. Etter 25 sek. kokte den sorte malingen allerede kraftig; etter 90 sek. begynte den hvite malingen å koke. Dette eksemplet demonstrerer den betydelige forskjellen i energiopptak av lys og mørk maling.

I sammenligningseksempel B ble IR-tørkeren drevet ved 100 V og 15,7 A i 4 minutter. Mens den sorte malingen allerede var hard, var den hvite malingen enda myk. Dette eksemplet demonstrerer den manglende muligheten til å oppnå tilfreds-stillende resultater ved IR-bestråling av den belagte siden av farvede kort.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av farvekort med lakk omfattende trinnene: tilveiebringelse av et kartong- eller papirsubstrat; påføring samtidig av minst to forskjellige farver av en lakk på én side av substratet; og tørking av lakken;karakterisert vedat i) det benyttes lakk som er en vannbasert emulsjons-maling; ii) lakken påføres i lag på minst 75 g/m<2>; og iii) tørketrinnet utføres hovedsaklig ved anvendelse av infrarøde tørkere som bestråler den ikke-belagte siden av substratet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at emulsjonsmalingen er basert hovedsaklig på akrylbindemidler.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisertved at akrylbindemidlene er kopolymerisert med styren eller i blanding med styren-akrylbindemidler.

4 . Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisert vedat glanset papir benyttes som substrat.

5 . Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert vedat de infrarøde tørkerne har toppintensitet mellom 760 og 1400 nm.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den drives kontinuerlig.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat den er kombinert med luftstrømningstørking.