专利名称：铸涂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸涂装置并且涉及一种生产铸涂纸的方法。
背景技术：
用于制造纸或者纸板的装置通常包括引导并且传送纸幅的辊或者滚筒。当生产平滑和/或光泽的纸时，通常在整饰(finishing)步骤 中使用压光机或铸涂装置。在压光机中，纸幅在高压下与压光辊接触(通常，在压光机中具 有至少十个压光辊)，其中所述接触对纸的表面性质产生显著的影响。 通过该处理使纸变得平滑，并且增加了纸的光泽度。由于压光辊表面 的质量对所生产纸的质量有影响，所以必须满足在压光辊质量上的严 格要求。纸必须以适当的方式附着于辊上，然而在另一方面，它也必 须可以容易地从辊上分离。在涂布纸被压光的情况下，涂层必须在压 光步骤之前干燥。作为铸涂方法中压光的一种替代方式，可以在整饰步骤中使涂布 纸与具有镜面的加热的滚筒接触，其中镜面通常是高度磨光的铬层。 当纸与滚筒接触时，纸被干燥并且镜面铸筒(specular casting cylinder)表面的结构被转印(transfer)入涂布纸的表面中。使用该 方法，可以获得具有高光泽度和卓越平滑度的纸。与压光过程相反， 在铸涂过程中施加于纸上的压力要小的多。从而，获得了具有较低密 度以及较高挺度的纸。此外，铸涂装置仅仅包括一个铸辊，而压光机 通常包括至少十个压光辊。在铸辊具有铬层的情况中，为了确保维持 纸表面的质量，需要旋转钝化所述的层。为了钝化铬层，需要中止纸 或纸板的生产，并且用钝化组合物处理铬层。在钝化步骤之后，继续 铸涂纸的生产。本领域中己知的铸涂纸通常具有高的油墨蹭脏时间(ink set-off time),其在后续的印刷过程中可能会导致问题。 在现有技术中，公开了可以具有陶瓷或者金属涂层的压光辊。 EP 0 870 867 Bl中公开了一种用于纸或者纸板机的辊，其可以用于压光机中并且含有特殊的陶瓷层。由于该特殊的陶瓷层，可以更有效地进行纸或者纸板的整饰。现有技术中没有公开硬度值为1000HV或更高的铸涂装置的铸筒，这是因为，例如，铸筒铬层的硬度小于900HV。发明内容本发明的目标是提供一种用于制造铸涂纸或纸板的铸涂装置，其 中通过减少生产过程的停工时间来提高制造过程的有效性。通过一种用于制造铸涂纸和/或纸板的铸涂装置解决了本发明的 技术问题，该装置包括用于处理涂层原纸的铸涂滚筒，该铸涂滚筒包 括支持体材料以及至少一层施加于该支持体材料上的涂层，该涂层的 特征在于根据DIN 50133，其具有1000HV或者更高的硬度值。在一个优选的实施方案中，铸涂滚筒的涂层的硬度^1100HV，更 优选^1200HV，优选》1300HV并且最优选^1400HV。在一个优选的实施方案中，施加于铸涂滚筒支持体材料上的涂层 是陶瓷涂层。优选地，陶瓷涂层包含硬质材料，该硬质材料选自金属氧化物、 半金属氧化物、金属碳化物、半金属碳化物、金属氮化物、半金属氮 化物、金属硼化物、半金属硼化物或者它们的混合物。在一个优选具体实施方案中，陶瓷涂层是含有至少一种位于金属 基体和/或金属氧化物基体中的硬质材料的涂层，其中金属基体和/ 或金属氧化物基体优选不同于所述的硬质材料。
优选地，金属基体和/或金属氧化物基体含有自流动合金(self-flowing alloy) ， 其中当施加于支持体材料时，所述自流动合金被液化。在一个优选的具体实施方案中，金属基体和/或金属氧化物基体 含有至少一种金属合金，该金属合金选自镍、铬、硼、硅、钴的合金或者它们的混合物，其中所述金属合金优选为自流动合金。可以用本领域已知的方法来施加适当的涂层，例如使用HV0F涂 层法。优选地，涂层的厚度为10至500um，更优选20至400 u m，并 且最优选30至300 ii m。适当的陶瓷涂层由Voith Paper以商品名CeraCal出售。根据DIN 4762测量，铸涂滚筒的涂层粗糙度Ra优选小于1. 0 u m。 在一个优选的具体实施方案中，粗糙度Ra小于0.7um，优选小于 0. 5 u m，更优选小于0. 2 u m，优选小于0. 1 u m，更优选小于0. 09 n m， 并且最优选小于0.08lim。在另一个可选择的具体实施方案中，粗糙 度Ra优选小于0. 07iim，更优选小于0. 06um，优选小于0.05um， 更优选小于O. 04um，并且最优选小于O. 03um。优选地，存在于铸涂滚筒的支持体材料上的铸涂滚筒的至少一层 涂层与涂层原纸接触。在一个优选具体实施方案中，铸涂装置包括用于加热铸涂滚筒的 装置。此外，优选地，铸涂装置包括用于将涂层组分施加于原纸的装 置，其中施加涂层组分的装置装配在铸涂装置中，以使得在所得的涂 层原纸接触到铸涂滚筒之前将涂层施加于原纸上。优选地，铸涂装置包括辊，该辊作为将涂层原纸压至铸涂滚筒的 装置。在一个优选具体实施方案中，铸涂装置包括用于从铸涂滚筒上 除去干燥的涂层原纸的装置。本发明的进一步方面提供了一种用于制造铸涂纸和/或纸板的方 法，该方法包括
(a) 将涂层组分施加于原纸的至少一个表面上；(b) 使涂层原纸与加热的铸涂滚筒的表面相接触以干燥涂层原纸， 该铸涂滚筒包括支持体材料和施加于该支持体材料上的至少一层涂层，其中该涂层具有1000或者更高的硬度值；和(c) 从滚筒表面除去干燥的涂层原纸。优选地，将步骤(a)中施加于原纸上的涂层组分在步骤(b)中接触 到滚筒表面之前，使其凝结和/或固化成凝胶。在一个优选的实施方案中，在步骤(a)中施加于原纸上的涂层组 分在步骤(b)中接触到滚筒表面之前被干燥其中在接触到滚筒表面之 前或者同时，将该干燥的涂层再润湿。优选地，步骤(b)中滚筒表面的温度为8(TC至16(rC。在一个优选的实施方案中，在步骤(b)中，在至少1000N/cm2的 压区压力(nip pressure)下用辊将涂层原纸压至滚筒表面。优选地，在步骤(a)中施加于原纸的涂层组分的涂布重量(烘干) 为10至30g/m2。令人惊讶地，本发明方法的效率高于现有技术中已知的方法。特 别是，对于镀铬铸筒来说是必要的铸筒表面的钝化，对于本发明铸筒 来说是不必要的。因此，减少了铸涂装置的停工时间。由于铸筒的磨损，所生产出纸的质量会逐渐降低。因此，必须更 换铸涂装置的铸筒。令人惊讶地，本发明铸涂装置的铸筒的寿命显著 地提高。在需要更换之前，其能使用现有技术中已知铸筒的至少两倍 长时间。本发明的进一步优点在于，所制造的铸涂纸比用现有技术中已知 方法制造的纸具有更低的油墨蹭脏时间，其中纸的其它有利性质没有 显著地改变。尤其是，纸的光泽度和平滑度没有改变。由于较低的油 墨蹭脏吋间，能将这种纸更容易地用于胶版印刷。胶印油墨更容易地 渗入铸涂纸中。在所印刷的纸堆中没有油墨的沉积。 被压至铸筒的纸幅的宽度通常小于铸筒的宽度。因此，没有被纸 幅覆盖的区域显示出更大的磨损。为了减少磨损，冷却该铸涂滚筒的 所述区域。通过施加水来进行冷却，当使用脱模剂时，结果导致了脱 模剂的稀释。令人惊讶地，使用本发明的铸涂滚筒可以不必冷却未由 纸幅覆盖的区域。从而，脱模剂不再被稀释，这提高了铸涂过程的效 率。具体实施方式
通过以下实施例来举例说明本发明。实施例以下实施例中铸筒的硬度根据DIN 50133测得。 实施例1:用宽度为45cm的铸涂滚筒装备铸涂装置。该滚筒具有硬度值为 1100HV的陶瓷涂层。加热该滚筒直到滚筒表面温度约为175°C。在 约1500N/cm2的压区压力下将辊压至铸涂滚筒的表面，其中将含有1 重量％蜡的脱模剂投配入压区中。脱模剂的pH值约为3，并且铸涂 滚筒的圆周速度为50m/min。没有纸幅通过铸涂滚筒和辊的压区。4 周之后，测量铸涂滚筒陶瓷涂层的厚度。陶瓷涂层的厚度减少了 2pm。比较例1:使用如实施例1中所描述的铸涂装置，差别在于铸涂滚筒具有硬 度值为890HV的铬镀层。4周之后在如实施例1所述的试验条件下， 再一次测量铬层的厚度。铬镀层的厚度减少了 10pm。
实施例2:使用海德堡速霸(Heidelberger Speed Master)印刷机印刷由陶瓷涂 层的铸涂滚筒制造的铸涂纸，其中陶瓷涂层硬度值为1100HV。测得 油墨蹭脏时间为2.5分钟(具有300%油墨遮盖力的全色调面积)。比较例2:用实施例2中所描述的方法印刷用具有铬镀层(硬度为890 HV) 的常规铸涂滚筒制造的铸涂纸。实施例2的纸和比较例2的纸之间的 唯一区别在于使用了具有不同涂层的铸涂滚筒来制造。测得比较例2 的油墨蹭脏时间要高的多，为6分钟。实施例3:擦拭试验是用于测定测试油墨进入铸涂纸的油墨渗透的方法。所 述的测试油墨包括与常规油墨相同的组分，差别在于在所述测试油墨 中没有显色的颜料以及粘合剂。根据Cielab系统测定测试纸的色度坐标。随后将测试油墨施加 于测试纸。在120s后擦去测试油墨，并且根据Cidab系统再次测量 色度坐标。在施加测试油墨前后测得的a、直的差异(Aa')显示了进入 测试纸的油墨渗透。高A^值表明优良的油墨渗透。用铬滚筒(硬度为890HV)制造的测试纸的A ^值为25，而用硬度 值为1100HV的陶瓷涂层铸涂滚筒制造的测试纸Aa'值为36。两种测试纸制造中唯一的区别在于所使用具体涂层铸涂滚筒的不同。由于用 具有陶瓷涂层的铸涂滚筒制造的纸具有更高的Aa'值，所以与用镀铬铸涂滚筒制造的纸相比，所述纸具有改进的油墨渗透。
权利要求
1.一种用于制造铸涂纸和/或纸板的铸涂装置，其包括用于处理涂层原纸的铸涂滚筒，该铸涂滚筒包括支持体材料，以及至少一层施加于所述支持体材料上的涂层，特征在于根据DIN 50133，所述涂层具有1000HV或者更高的硬度值。
2. 如权利要求1所述的铸涂装置，其特征在于所述铸涂滚筒的 涂层的硬度为1100HV或者更高。
3. 如权利要求1或2所述的铸涂装置，其特征在于施加于所述 铸涂滚筒的所述支持体材料上的涂层为陶瓷涂层。
4. 如权利要求3所述的铸涂装置，其特征在于所述陶瓷涂层包 含硬质材料，该硬质材料选自金属氧化物、半金属氧化物、金属碳化 物、半金属碳化物、金属氮化物、半金属氮化物、金属硼化物、半金 属硼化物以及它们的混合物。
5. 如权利要求3或4所述的铸涂装置，其特征在于所述陶瓷涂 层是含有至少一种位于金属基体和/或金属氧化物基体中的硬质材料 的涂层，其中所述金属基体和/或金属氧化物基体优选不同于所述硬 质材料。
6. 如权利要求5所述的铸涂装置，其特征在于所述金属基体和/ 或金属氧化物基体含有自流动合金，支持体所述的自流动合金当施加 于所述支持体材料时已被液化。
7. 如权利要求5或6所述的铸涂装置，其特征在于所述金属基 体和/或金属氧化物基体含有至少一种金属合金，该金属合金选自镍、 铬、硼、硅、钴的合金或者它们的混合物，其中所述金属合金优选为 自流动合金。
8. 如权利要求1至7中至少一项所述的铸涂装置，其特征在于 根据DIN 4762测量，所述铸涂滚筒的所述涂层的粗糙度&小于 l.Ofim。
9. 如权利要求1至8中至少一项所述的铸涂装置，其特征在于 存在于所述铸涂滚筒的所述支持体材料上的所述铸涂滚筒的至少一 层涂层与所述涂层原纸接触。
10. 如权利要求1至9中至少一项所述的铸涂装置，其特征在于 所述铸涂装置包括加热所述铸涂滚筒的装置。
11. 如权利要求1至10中至少一项所述的铸涂装置，其特征在 于所述铸涂装置包括将涂层组分施加到原纸上的装置，其中该装置装 配在所述铸涂装置中，以使得在所得涂层原纸接触到所述铸涂滚筒之 前将所述涂层施加于所述原纸。
12. 如权利要求1至11中至少一项所述的铸涂装置，其特征在 于所述铸涂装置包括作为将所述涂层原纸压至所述铸涂滚筒的装置 的辊。
13. 如权利要求1至12中至少一项所述的铸涂装置，其特征在 于所述铸涂装置包括从铸涂滚筒上除去干燥的所述涂层原纸的装置。
14. 一种用于制造铸涂纸和/或纸板的方法，其包括以下步骤(a) 将涂层组分施加于原纸的至少一个表面上；(b) 将涂层原纸与加热的铸涂滚筒的表面接触以干燥所述涂层原纸， 所述铸涂滚筒含有支持体材料以及至少一层施加于所述支持体材料的涂层，其中该所述涂层的硬度值^1000(DIN 50133);禾口(c) 从所述滚筒表面上除去干燥的所述涂层原纸。
15. 如权利要求14所述的方法，其中在步骤(b)中接触到滚筒表 面之前将步骤(a)中施加于原纸上的涂层组分凝结和/或固化成凝胶。
16. 如权利要求14所述的方法，其中将在步骤(a)中施加于所述 原纸上的所述涂层组分在步骤(b)中接触到所述滚筒表面之前干燥， 其中在接触到所述滚筒表面之前或者同时将干燥的涂层再润湿。
17. 如权利要求14所述的方法，其中步骤(b)中所述滚筒表面的 温度为8(TC至160°C。
18. 如权利要求14或17所述的方法，其特征在于在步骤(b)中在 至少1000N/cm2的压区压力下用辊将所述涂层原纸压至所述滚筒表 面。
19. 如权利要求14所述的方法，其特征在于步骤(a)中施加于所 述原纸的涂层组分的涂布量(烘干)为10至30g/m2。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造铸涂纸和/或纸板的铸涂装置，其包括用于处理涂层原纸的铸涂滚筒，该铸涂滚筒包括支持体材料以及至少一层施加于该支持体材料上的涂层，其特征在于根据DIN 50133，所述涂层的硬度值为1000HV或者更高，本发明还涉及一种制造铸涂纸的方法。
文档编号D21G9/00GK101213341SQ200680024281
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年7月2日
发明者A·尤勒, H-J·比彻, T·格罗塞尔, W·哈默施密特 申请人:芬恩纸业