涂覆的纤维网及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂覆的纤维网及其制备方法。根据本发明专利技术，涂覆的纤维网含有含填充剂的，在至少一个表面上有含颜料的涂层的基网。基网的填充剂至少部分由在其表面上沉积了光散射物质颗粒的纤维素或木质纤维素原纤维组成。该填充剂含有平均厚度小于５μｍ、通过精制和筛分植物纤维得到的纤维素或木质纤维素原纤维。通过本发明专利技术得到明显的好处。在复合填充剂的帮助下，纤维网的形成可明显改善，同时不影响其牢固性，这样就可以得到特别光滑的涂覆基质。表面的光滑性也可得到提高。另外，填充剂的细粒载体部分不会过分进入纤维骨架。基于以上原因，甚至少量的涂覆就可得到好的遮盖和质量，从而提高了效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及权利要求1前序部分中所述的涂覆的纤维网。这类纤维网通常含有基网和填充剂，在至少一个表面上有含颜料的涂层。本专利技术还涉及权利要求12前序部分中所述的制备涂覆的纤维网的方法。纸张和板材的可印刷性-印刷表面和印刷过程的性质-可通过用不同矿物涂料涂覆纸张得到改善。涂覆的目的是覆盖纸张和板材的纤维及纤维簇，并通过这些手段，降低表面的粗糙度及表面孔的尺寸。涂料通常由颜料和粘合剂以及各种添加剂组成。纸张的可涂覆性，即基纸被涂料覆盖的能力，随着日益提高的对轻质纸张的需求变得更加重要。尽管覆盖可能受到涂覆混合物性质及涂覆方式的影响，但基纸的质量也是重要的。好的结构和光滑度以及适宜的不透气性和孔隙度是影响可涂覆性的最重要的因素，特别是在需要用少量的涂料得到好的质量时。待涂覆的纤维网通常含有填充剂。填充剂通过填充纤维间的空隙改善纸张的结构。同样网的不透明性也可通过填充剂得到改善。芬兰专利说明书100729公开了一种造纸填充剂，其含有在微粒表面上沉淀碳酸钙颗粒形成的多孔聚集体。根据该专利说明书，这种新型填充剂的特征在于碳酸钙沉淀在通过精制纤维素纤维和/或机械纸浆纤维形成的微粒纤维上。微粒部分的粒径分布主要对应于P100的筛网部分。基于所述专利说明书，可以提高碳酸钙在纸张中的含量，从而纸张的克数可以在不改变纸张其他重要特性的前提下得到降低。出版物的结果是基于实验室的纸张，分别根据标准SCAN-C2676和SCAN-M576测量得到的数据。出版物中未提及纸张的可涂覆性。根据本专利技术，现在发现，令人十分吃惊的是通过用上述填充剂填充纸张或板材网或相应的纤维网，不仅纸张的其他重要特性保持不变，而且纤维网的可涂覆性得到显著改善。另外，在本专利技术范围内还发现，其他至少部分由纤维素或木质素原纤维组成，并在其上沉淀了光散射物质颗粒的填充剂也可用作填充剂。这些颗粒典型地为在水相中沉淀的无机盐，如碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和草酸钙。更具体地说，本专利技术方法的主要特征如权利要求1的特征部分所述。本专利技术所述方法的特征如权利要求12的特征部分所述。本专利技术提供了显著的优点。因此，发现由原纤维和矿物颜料组成的复合填充剂可使基纸的涂覆性优于目前市售的填充剂可达到的特性。由于本专利技术所用复合填充剂可令人吃惊地显著改善纤维网的结构而不影响其牢固性，因此可通过本专利技术方法得到非常光滑的涂覆基质。表面的光滑度也可提高。另外，基于微粒的载体部分使基纸的表面更为致密，从而涂料不会过多透入纤维网络中。基于以上原因，甚至少量的涂料也可提供好的遮盖性和高质量的涂覆，从而提高成本效益。以下，本专利技术将通过详细的描述与一些工作实施例得到更详尽的检验。在以下实施例中，本专利技术所用填充剂基于得自化学纸浆的原纤维。在此，化学纸浆指这样的纸浆，该纸浆经化学品蒸煮处理脱除了纤维素纤维中的木质素。根据一个优选的实施方案，原纤维得自硫酸盐工艺或另一个碱性制浆工艺所得纸浆的精制。除化学纸浆的原纤维外，本专利技术还可用于调节得自化学机械和机械纸浆的原纤维。典型地，纤维素或木质纤维素原纤维的平均厚度小于5μm，通常小于1μm。原纤维的特征在于满足至少一个下述标准a.其对应于可通过50目(或优选，100目)筛网的部分；和b.其平均厚度为0.01-10μm(优选最大为5μm，特别是最大为1μm)且平均长度为10-1500μm。原纤维的原材料，即，基于纤维素或其他纤维的微粒，通过在纸浆精制机中击打而被纤维化。所需部分可以在需要时使用筛网分离出来，但微粒不总是需要筛分。适合的原纤维部分包括P50-P400的筛网部分。优选使用带有槽刀片的精制机。填充剂中的光散射材料颗粒为无机或有机盐，其可在水介质中由其源物质沉淀形成。这样的化合物包括碳酸钙、草酸钙、硫酸钙、硫酸钡及其混合物。物质颗粒沉淀在原纤维上。无机盐化合物的量占原纤维量的比例，以填充剂的量计算为大约为0.0001-95wt％，优选约0.1-90wt％，最适合地为约60-80％，以纸的重量计算约为0.1-80wt％，优选约0.5-50wt％。以下，本专利技术具体参考FI专利说明书100729所述产品来进行检验，但很清楚，通过适当改变光散射颜料的原材料，本专利技术可适用于上文所述其他产品。填充剂通过将矿物颜料沉淀在由纤维素纤维和/或机械纸浆纤维制备的细粒原纤维表面上制得。例如，碳酸钙沉淀可通过如下方法进行将可能含有固体氢氧化钙的氢氧化钙水溶液，和至少部分溶于水的含有碳酸根离子的化合物(如碳酸钠或碳酸铵)送入原纤维的水浆中。也可将二氧化碳气体引入到水相中，其在氢氧化钙存在下产生碳酸钙。其形成象珍珠链一样的碳酸钙晶体聚集体，它们通过原纤维，即细线保持在一起，且在其中碳酸钙颗粒沉淀在细粒原纤维上并附着在其上。细粒原纤维与碳酸钙一同形成珍珠链一样的串，且碳酸钙聚集体基本组成了堆叠的珍珠线。在水(浆)中聚集体的有效体积对纸浆的比与用作填充剂的传统碳酸钙的相应比例相比非常高。此处“有效体积”指颜料所需体积。聚集体中碳酸钙颗粒的直径约为0.1-5μm，典型地约0.2-3μm。特别地，原纤维对应于P50(或P100)至P400筛网的筛过部分。填充剂中至少80％，优选最高至90％的光散射颜料附着在原纤维上。纸浆用本身已知的方法浆化(典型的固体含量约为0.1-1％)并涂布到筛网上。上述填充剂加入纤维浆中最适宜的方法是加入纸张或板材机械的进料盒中，通常其量为纸浆纤维的约1-100wt％。换言之，填充剂的量可高至等于或大于实际纸浆的量。原则上，也可能生产一种基网，基网的纤维材料全部由填充剂的原纤维组成，这就意味着本填充剂可成为基网纤维材料的1至100wt％。纸浆在纸张或板材机械中网络化以形成纸张或板材网。纤维网被干燥并涂覆并可能进行进一步加工，如砑光。涂覆可通过一次涂覆或两次涂覆进行，因此涂覆色可作为一次涂覆混合物和所谓预涂覆和表面涂覆混合物。也可能进行三次涂覆。通常，本专利技术涂覆色含有至少一种颜料或颜料混合物，其含量为10至100重量份，至少一种粘合剂，其含量为0.1至30重量份和1至10重量份的其他已知添加剂。预涂覆混合物的典型组成如下涂覆颜料(如，粗碳酸钙)，100重量份粘合剂，颜料的1-20wt％添加剂和助剂，颜料的0.1-10wt％其他为水预涂覆混合物中水的加入量使固体含量通常为40-70％。根据本专利技术，表面涂覆混合物或一次涂覆混合物的组成如下涂覆颜料I(如，细碳酸盐)， 10-90重量份涂覆颜料II(如，细高岭土)，10-90重量份颜料总和 100重量份粘合剂， 1-20重量份添加剂和助剂，0.1-10重量份其他为水涂覆颜料中水的加入量使干固体含量通常为50-75％。根据本专利技术，上述涂覆颜料中可使用具有窄粒径分布的颜料，如颜料颗粒中最多35％小于0.5μm，优选最多15％小于0.2μm。本专利技术可用于任何颜料。可引述于此作为颜料示例的有沉淀碳酸钙，研磨碳酸钙，硫酸钙，草酸钙，硅铝酸盐，高岭土(水合硅铝酸盐)，氢氧化铝，硅酸镁，滑石(水合硅酸镁)，二氧化钛和硫酸钡，及其混合物。也可使用合成颜料。在上述颜料中，主要颜料为高岭土，碳酸钙，沉淀碳酸钙和石膏，它们基本占到涂覆混合物干固体的50％以上。焙烧高岭土，二氧化钛，缎光白，氢氧化铝，硅铝酸钠和塑料颜料是另外的颜料，它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂覆的纤维网，其包括含有填充剂的基网，基网的至少一个表面具有含颜料的涂料层，其特征在于基网填充剂至少部分由其上沉淀了光散射物质颗粒的纤维素或木质纤维素原纤维组成。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P西莱纽斯，J默伊罗宁，M莱斯克莱，
申请(专利权)人：M真实公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]