(57)【要約】紙またはボール紙を仕上げるための塗布染料であって、−水性分散体内の顔料と、−少なくとも７重量％、好ましくは９〜１５重量％（顔料の割合に対して）の割合の結合剤と、−０.０５〜０.５重量％、好ましくは０.２〜０.４重量％（顔料の割合に対して）の割合の増粘剤と、−少なくとも０.１重量％（顔料の割合に対して）、好ましくは０.２〜１重量％の割合の界面活性剤とを有し、−固形分は５０〜７０重量％、好ましくは５５〜６５重量％であり、また粘度は最大１０００ｍＰａｓ、好ましくは５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満である塗布染料。塗布染料は、自由落下のカーテン内で、走行する紙またはボール紙シートに塗布され、この場合、最初に水性顔料分散体が製造され、ガス抜きが施される。ガス抜き後、増粘剤および界面活性剤が添加剤として、空気を遮断して顔料分散体に混合される。
2004520496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙またはボール紙を仕上げるための塗布染料であって、
− 水性分散体内の顔料と、
− 少なくとも７重量％、好ましくは９〜１５重量％（顔料の割合に対して）の割合の結合剤と、
− ０.０５〜０.５重量％、好ましくは０.２〜０.４重量％（顔料の割合に対して）の割合の増粘剤と、
− 少なくとも０.１重量％（顔料の割合に対して）、好ましくは０.２〜１重量％の割合の界面活性剤とを有し、
− 固形分は５０〜７０重量％、好ましくは５５〜６５重量％であり、また粘度は最大１０００ｍＰａｓ、好ましくは５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満である、塗布染料。
【請求項２】
顔料として、炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタンおよび／またはタルクが使用されることを特徴とする、請求項１に記載の塗布染料。
【請求項３】
顔料として、６０％＜２μｍの粒子スペクトルを有する炭酸カルシウムが使用されることを特徴とする、請求項２に記載の塗布染料。
【請求項４】
顔料として、７５％＜１μｍの粒子スペクトルを有する炭酸カルシウムが使用されることを特徴とする、請求項２に記載の塗布染料。
【請求項５】
塗布染料が、自由落下のカーテン内で、走行する紙またはボール紙シートに塗布され、前記塗布染料が、水性分散体内の顔料と、結合剤と、別の添加剤として少なくとも１つの増粘剤とを含み、ならびに紙またはボール紙シートに塗布する前に前記塗布染料にガス抜きが施される、コート紙またはボール紙を製造するための方法において、最初に水性顔料分散体が製造され、ガス抜きが施され、ガス抜き後、増粘剤および界面活性剤が添加剤として、空気を遮断して顔料分散体に混合されることを特徴とする、方法。
【請求項６】
前記ガス抜きの前に、結合剤が顔料分散体に混合されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス抜きの際の分散体の粘度が、５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満、好ましくは２００ｍＰａｓ未満であることを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記分散体が、ガス抜きのために負圧でタンク内に噴霧されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
増粘剤（１２）および界面活性剤（１１）が混合される前に、直列接続の少なくとも２つのガス抜き段階（７.１、７.２）で、前記水性顔料分散体にガス抜きが施されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
個々の段階７.１、７.２の塗布染料のガス抜き、界面活性剤（１１）および増粘剤（１２）の混合、およびスロットノズル（１）への塗布染料の供給が、１つの流れで連続的に順次実施されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布染料が、自由落下のカーテン内のカーテンコータによって、走行する紙またはボール紙シートに塗布されることを特徴とする、コート紙またはボール紙を製造するための方法。
【請求項１２】
前塗布として、請求項３に記載の塗布染料が塗布されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
カバーコーティングとして、請求項４に記載の塗布染料が塗布されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記塗布染料が、塗布の前に、請求項５〜９のいずれか１項の際立った特徴によって製造されることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙またはボール紙を仕上げるための塗布染料、およびコート紙またはボール紙を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面品質（平滑度、光沢、白さおよび印刷適性等）を改良するために、自然紙は周知のように顔料塗布染料がコーティングされる。塗布染料は、水内に分散された顔料（炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタン、タルク等）を含み、繊維は均一な印刷画のために印刷後に前記顔料によって覆われる。さらに、塗布染料は、後続の印刷方式に応じて顔料を繊維にかつ互いに定着させるために結合剤を含む。さらに、塗布染料は、それぞれのコーティング法に必要な物理的性質を同時に調整するために、増粘剤および補助材料のような添加剤を含む。
【０００３】
特許文献１から、塗布染料がスロットノズルから自由落下のカーテン内で紙またはボール紙シートに塗布される、顔料塗布染料を塗布するためのいわゆるカーテンコータが公知である。このコーティング法では、他の塗布方法で一般的であるように、余剰をもって操作されず、コーティングに必要なコーティング量が正確に塗布される。カーテンコータを用いた塗布は、塗布染料に対し特別な要件を必要とし、すなわち、ガス泡を含まない安定した、閉じたカーテンを形成しなければならない。紙またはボール紙シートに衝突する際、コーティングフィルムは著しく加速される。この加速およびこの際に発生する剪断力下において、フィルムは引き剥がされたり、または引き裂かれてはならない。同様に、塗布されたフィルムは、引き続く乾燥において引き裂かれてはならない。塗布染料は空気または他のガスをほとんど含んではならないので、塗布塗料は、前接続された処理段階で十分にガス抜きされなければならない。ガス泡を塗布染料から取り除くために、特許文献１においては、貯蔵容器が独立したエア抜き回路に接続され、この貯蔵容器からスロットノズルに塗布染料が供給される。すなわち、すべての成分を有する混合済みの塗布染料がガス抜きされる。
【０００４】
特許文献２から、同様に塗布染料が自由落下のカーテン内で塗布され、また塗布の前にエア抜きされる、コート紙を製造するための方法が公知である。塗布染料は、少なくとも１つの顔料と、少なくとも１つの結合剤と、５０〜７０重量％の濃度とを含み、この場合、粘度は７００〜４０００ｃＰｓである。すべての成分を有する塗布染料には、真空でガス抜きが施され、この際に塗布染料は剪断を受ける。
【０００５】
【特許文献１】ＤＥ  １９７  １６  ６４７−Ａ号明細書
【特許文献２】ＥＰ  ０  ５１７  ２２３−Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、高速度でカーテンコータによって均一かつ障害なしに塗布することができる、紙またはボール紙を仕上げるための塗布染料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、請求項１の特徴によって解決される。
【０００８】
上記課題の解決方法では、カーテンコータで塗布するために、塗布染料の粘弾性が規定の条件を満足しなければならないことが示されている。力学的な表面張力は著しく削減しなければならず、この場合、表面張力の低減のため泡形成が容認できない程度に高まることを同時に防止しなければならない。本発明による塗布染料によって製造されたコート紙は、特にオフセット印刷法による印刷に適している。塗布染料を塗布する際の比較的小さな粘度にもかかわらず、コート紙は、オフセット印刷染料の接着力のため必要な表面強さを有する。
【０００９】
請求項２〜４は、規定の用途に特に有利であることが示されている塗布染料を請求している。
【００１０】
別の課題は、コーティングされた紙またはボール紙の非常に高い品質を達成するために、塗布染料を大部分ガス抜きし、これによって、塗布の際に障害となるガス泡が塗布染料内にもはや含まれない、コート紙またはボール紙を製造するための方法を提供することにある。
【００１１】
上記課題は、請求項５によれば、最初に水性顔料分散体を製造して、ガス抜きを施すことによって解決される。ガス抜き後、１つまたは複数の増粘剤および１つまたは複数の界面活性剤が添加剤として空気を遮断して顔料分散体に混合される。
【００１２】
請求項５による方法によって、塗布される塗布染料内に１容量％未満のガスが留まる程度に、塗布染料をガス抜きすることが可能である。ガスを大部分除去することは、自由落下のカーテン内で塗布する際に、覆われない箇所が紙またはボール紙シートに生じることを防止する。
【００１３】
請求項６〜１０の特徴は、塗布染料の可能な限り高いガス抜き度を達成するために、特に有利であることが示されている。
【００１４】
請求項９と１０による特に有利な方法は、ガス抜きが困難な塗布染料からも、ガス状の成分、特に空気を大部分除去することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
コート紙またはボール紙を製造するために、塗布染料は、カーテンコータによって、自由落下のカーテン内で、走行する紙またはボール紙シートに塗布される。カーテンコータは、塗布装置として、シート走路の上方に配列された、紙幅にわたって延在するスロットノズル１を含み、このノズルから、塗布染料がカーテン内に流出して、シートの上に自由落下する。コート紙またはボール紙を製造するための適切なカーテンコータおよびその作動方法は、特許文献１に詳細に記述されている。
【００１６】
塗布染料は、水性分散体内の顔料と、結合剤および少なくとも１つの増粘剤と、別の添加剤としての界面活性剤とを含む。必要な場合、所望の性質を調整するための添加剤として別の補助材料、例えば、架橋性、カーテン安定性等を向上するための添加材料が混合される。顔料として、好ましくは炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタンまたはタルクが使用される。炭酸カルシウムを使用する場合、沈降炭酸塩（ＰＣＣ）または自然の方解石、例えばチョークが使用される。前塗布として塗布染料が塗布される場合、顔料として、好ましくは６０％＜２μｍの粒子スペクトルを有する炭酸カルシウムが使用される。カバーコーティングとして塗布する場合、７５％＜１μｍの粒子スペクトルを有する炭酸カルシウムが特に適切な顔料であることが示されている。
【００１７】
結合剤として、スチロールブタジエン−ラテックスのようなアクリルスチロールおよび共重合が使用される。適切な結合剤は、ＢＡＳＦ社からＡｃｒｏｎａｌの名前で販売されている。重要なことは、顔料の割合に対して、塗布染料が少なくとも７重量％の結合剤割合を含有することである。したがって、１００重量割合の顔料に対し、少なくとも７重量割合の結合剤が含まれる。顔料の割合に対して９〜１５重量％の結合剤割合が、特に適切であることが示されている。
【００１８】
さらに、塗布染料は、添加剤として、顔料の割合に対して０.０５〜０.５重量％、好ましくは０.２〜０.４重量％の割合を有する粘度調整用の増粘剤を含有する。増粘剤として、例えばＳｔｅｒｏｃｏｌｌの名前で販売されているような重合化アクリル化合物が使用される。
【００１９】
重要なことは、少なくとも０.１重量％（顔料の割合に対して）の界面活性剤が添加されることである。０.２〜１重量％の界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤は、塗布染料の力学的な表面張力を著しく削減するので、カーテンコータで塗布する際に、塗布染料カーテンが引き剥がされたり、または部分的に引き裂かれることはない。適切な界面活性剤は、ＢＡＳＦ社によってＰｌｕｒａｆａｃの名前で販売されている。
【００２０】
塗布染料の固形分は、５０〜７０重量％、好ましくは５５〜６５重量％である。塗布の際の塗布染料の粘度は、一定の値を超過してはならない。したがって、塗布染料は、最大１０００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）、好ましくは５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満の粘度を有する。
【００２１】
図示した両方の装置は、コート紙またはボール紙を製造するために使用され、この場合、塗布染料は、自由落下のカーテン１５内で、走行する紙またはボール紙シート１６に塗布される。カーテン１５は、ガス抜きされた塗布染料が供給されるスロットノズル１から落ちる。
【００２２】
塗布染料を選別する際、水性の顔料分散体が最初に貯蔵容器２で製造される。このために、所望の固形分および所望の粘度が達成されるまで、顔料３が供給水４と混合される。顔料分散体の粘度は、ガス抜きのために非常に低く調整されることが好ましい。この粘度は、５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満、好ましくは２００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満である。顔料として、好ましくは炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタンまたはタルクが使用される。結合剤５が後続のガス抜きに悪影響を及ぼさないならば、タンク２内に結合剤５も供給することが好ましい。そのほか、結合剤はガス抜き後に初めて混合される。必要な場合、塗布染料の所望の性質を達成するために、別の補助材料が添加剤として混合され、例えば架橋性またはカーテン安定性を向上するための添加材料、あるいは白化剤が混合される。結合剤および必要ならば別の添加材料を含む顔料分散体が、配量ポンプ６によって、貯蔵容器２から後続の脱ガス装置７に供給される。
【００２３】
図１によるシステムでは、脱ガス装置７はタンクを含み、供給される分散体がタンク内において負圧下で噴霧される。この場合、分散体から流出するガス８、特に空気は、タンクから排出される。ガス抜き可能な成分が分散体から流出するように、絶対圧力（約０.０５ｂａｒ）が非常に小さい場合、分散体は大きな表面に分布される。表面の拡大はノズルを用いた噴霧によって行われることが好ましく、同様に遠心分離盤等が知られている。
【００２４】
次に、顔料分散体（本例では結合剤を含む）は、配量ポンプ９によって混合装置１０に送られる。混合装置１０では、増粘剤１１および界面活性剤１２は、空気を遮断して混合される。別の補助材料１３を追加する場合、補助材料は、同様に空気を遮断して混合装置１１に供給される。混合装置１０では、塗布染料の個々の成分は均質に混合され、この場合、増粘剤１１を添加することによって後続のコーティングのために粘度が高められる。塗布染料は、最大１０００ｍＰａｓ、好ましくは５００ｍＰａｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  １００  ＵＰＭ、２０℃）未満の粘度に調整される。次に、混合済みの塗布染料はスロットノズル１に導かれ、このノズルから塗布染料が自由落下のカーテンとして流出する。
【００２５】
図２によるシステムでは、脱ガス装置は、直列に接続された少なくとも２つのガス抜き段階７.１、７.２を含み、その段階において、増粘剤１１および界面活性剤１２が空気を遮断して混合される前に、ガス抜きが顔料分散体に連続的に順次施される。ガス抜きは、２つまたは３つの段階で実施することが好ましい。ガス抜きが特に困難な塗布染料は、必要な場合、最高５つの段階でガス抜きされる。
【００２６】
各ガス抜き段階７.１、７.２は、真空引き可能なタンクを有する噴霧式ガス抜き装置１７.１、１７.２を含むことが好ましく、この装置において、表面の拡大のために分散体がノズルにより負圧で噴霧される。ガス抜き可能な成分が分散体から流出するように、非常に小さな絶対圧力（約０.０５ｂａｒ）で噴霧が行われる。分散体から流出するガス８は、それぞれ吸引される。表面の拡大のために、代わりに、回転する分配ディスクが使用される。第１のガス抜き段階７.１の前に、最初に温度調節装置１８による加熱または冷却によって、顔料分散体は所望の温度に調整される。分散体内のガス含有量は、ガス抜きの前後に密度測定装置１９によって測定される。
【００２７】
第２のガス抜き段階７.２から、ガス抜きされた顔料分散体９が配量ポンプから混合装置１０の中に送られる。混合装置１０では、増粘剤１１および界面活性剤１２が空気を遮断して混合され、また塗布染料の個々の成分は集中的に混合される。次に、混合済みおよびガス抜きされた塗布染料は、スロットノズル１に導かれる。
【００２８】
段階７.１、７.２の塗布染料のガス抜き、界面活性剤１１および増粘剤１２の混合、およびスロットノズル１への塗布染料の供給は、オンラインで、すなわち１つの流れで連続的に順次実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による品目に塗布する前に塗布染料がエア抜きされる、コート紙またはボール紙を製造するための装置の概略図である。
【図２】直列に接続された２つのガス抜き段階を有する装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…ノズル
２…貯蔵容器
３…顔料
４…供給水
５…結合剤
６…配量ポンプ
７…脱ガス装置
８…ガス
９…配量ポンプ
１０…混合装置
１１…界面活性剤
１２…増粘剤
１３…補助材料
１５…カーテン
１６…ボール紙シート
１７.１、１７.２…ガス抜き装置
１８…温度調節装置
１９…密度測定装置
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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