專利名稱：用于層合板的面紙/芯紙/紙張的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下涉及層合板的涂層，更具體地涉及用于層合構(gòu)造板的涂層。
背景技術(shù)：
如通過引用結(jié)合在此的授予Propst，Jr.等U. S. 7，429，309 B2中所描述的，現(xiàn)代“造紙”技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了廣泛接受的福德林尼爾(Fourdrinier)方法(一般性地可參見通過引用結(jié)合在此的 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,第 3 版,卷9,846-7 頁，John Wiley & Sons, New York 1980,),其中“配料(furnish)” ( “配料”主要為水，例如99. 5重量％的水和0. 5%的“原料(stock) ”，即木纖維的原漿、再生漿或原漿和再生漿的混合漿，填料、施膠劑和/或染料)從機(jī)頭箱在“網(wǎng)線(wire) ” (快速移動的多孔傳送帶或篩網(wǎng))上沉積形成紙張，所述網(wǎng)線用作工作臺。隨著配料的移動，重力和網(wǎng)線下的 吸水箱將水吸出。材料的體積和密度以及其流動到網(wǎng)線上的速度決定了紙張的最后重量。典型地，在紙張離開造紙機(jī)的該“濕端”后，其仍含有大量的水。因此，紙張進(jìn)入壓榨部，壓榨部通常包括一系列重的旋轉(zhuǎn)筒，所述旋轉(zhuǎn)筒將水從紙張壓出，進(jìn)一步將其壓實(shí)，并減少其水含量，典型地至70重量％。然后，紙張進(jìn)入干燥部。典型地，干燥部是造紙機(jī)的最長部分。例如，熱空氣或蒸汽加熱的圓筒可以與紙張的兩面接觸，將水蒸發(fā)至相對較低的水平，例如不大于紙張的10%，典型地為2-8%，優(yōu)選為5重量％。在干燥部之后，任選使紙張通過施膠液，以使其不那么多孔，并促進(jìn)印刷油墨留在表面上而不穿透紙張。紙張可以經(jīng)過能將施膠和涂層中的任何液體蒸發(fā)掉的另外的干燥裝置。砑光機(jī)或拋光鋼輥可使紙張甚至更平滑并且更緊密。雖然大部分砑光機(jī)可增加光澤，但是也有一些砑光機(jī)可用來產(chǎn)生無光澤或糙面的飾面。紙張可以繞到“母”卷軸上，并從造紙機(jī)取出。母卷軸上的紙張可以例如在切刀/分卷機(jī)上進(jìn)一步加工成較小尺寸的卷或輸送給切紙機(jī)(sheeter),例如對開或切裁尺寸的切紙機(jī)，用于印刷最終用途或甚至辦公應(yīng)用。然后可以對紙張進(jìn)行涂敷。商業(yè)的屋面底層(sub-roofing)可以包括層合到發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)層的面紙(liner)/芯紙(medium)/紙張。面紙/芯紙/紙張可以包含玻璃纖維，典型地，其量為面紙/芯紙/紙張總重量的1(Γ25重量％。有些情況下，玻璃纖維可以提供阻燃性能。耐火值大約可以是A類表面火焰?zhèn)鞑バ浴Ｗ罱K的層合屋面底層板的厚度范圍可以是Γ4英寸。典型板的尺寸為4英尺Χ8英尺，其對應(yīng)于建筑業(yè)所使用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。也可以得到用于屋面軋邊(edge finishing)或用戶尺寸屋面的其他尺寸。如果EPS沒有層合，電錘、氣錘或手錘會更容易損壞EPS。有了層合，當(dāng)屋面釘或鉚釘敲進(jìn)表面時(shí)，就不會招致EPS表面損壞。面紙/芯紙/紙張的顏色典型地為中灰。面紙/芯紙/紙張的構(gòu)造可以是當(dāng)暴露于組件時(shí)抗翹曲的。當(dāng)前的層壓襯板/介質(zhì)/紙EPS產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)測試方法包括將厚度可變的4’ X 8’標(biāo)準(zhǔn)樣堆疊(on block)放置并用水淹沒，使其在烈日或冷風(fēng)天氣下干燥，并且沒有翹曲。向這類面紙/芯紙/紙張加入玻璃纖維是不利的，因?yàn)橐笥锰厥獾难心C(jī)使玻璃纖維和紙纖維結(jié)合，產(chǎn)生用于EPS屋面底層市場的當(dāng)前的層合產(chǎn)品。有利為使任何和所有造紙廠都能供應(yīng)非玻璃纖維共混物，作為屋面底層市場的貨源。有利為開發(fā)模仿目前層合到EPS而用作商業(yè)屋面底層的現(xiàn)有面紙/芯紙/紙張的功能和特性的面紙/芯紙/紙張。面紙/芯紙/紙張應(yīng)能在惡劣天氣條件下抵抗EPS翹曲；保持現(xiàn)有產(chǎn)品的灰色(如通過訓(xùn)練有素的人眼或各類計(jì)算機(jī)化配色系統(tǒng)所測得的)；在處理和包裝過程中不會滑動；最終產(chǎn)品堆放時(shí)不會引起結(jié)塊或粘連；實(shí)現(xiàn)合適的滑動角；一致地保持合適的耐天氣條件試驗(yàn)性能；并且具有合適的耐燃性和火焰?zhèn)鞑バ浴?br>

為了進(jìn)一步解釋說明本發(fā)明的各個(gè)方面、實(shí)施例、和發(fā)明實(shí)施方案，以下提供了附圖。圖I描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的面紙/芯紙/紙張的實(shí)施方案示意圖。圖2描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的面紙/芯紙/紙張層合到發(fā)泡聚苯乙烯層的示意 圖。應(yīng)當(dāng)理解，各個(gè)實(shí)施方案不限于附圖所示的布置和方法。
具體實(shí)施例方式本說明書中所有的數(shù)值均假定為被術(shù)語“約”所修改，無論是否明確指示。術(shù)語“約”通常是指本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)為等同于所述值的數(shù)值范圍(即具有相同作用或結(jié)果)。在許多實(shí)例中，術(shù)語“約”可以包括可取整到最接近的有效數(shù)字的數(shù)。數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的所有值。例如，f 10的范圍支持、公開、并且包括5、的范圍。類似地，至少為10的范圍支持、公開、并且包括至少為15的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，貫穿本說明書和權(quán)利要求的始終，“涂敷”-是指“涂覆”或“浸潰”，除非另有指定。以下公開內(nèi)容描述了涂敷發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)的面紙/芯紙/紙張的各個(gè)實(shí)施例和實(shí)施方案。許多其它實(shí)施例和其它特性可從以下說明書而變得明顯。一個(gè)實(shí)施方案包括加入至少一種烴類二聚體，例如烷基乙烯酮二聚物(AKD)、和/或烷基琥珀酸酐(ASA)，作為本說明書中所使用，“ASA”也可以包括烯基琥珀酸酐?！癆KD”也可以包括烯基乙烯酮二聚物。例如在施膠機(jī)或壓延機(jī)疊層(stack)中，并且最常見是在濕端中。加入至少一種烴類二聚體或類似的濕端添加劑可以產(chǎn)生零邊吸水(wicking)特性，并且可以完全滿足使紙張(芯紙)成功起作用、并提供耐候性和抗卷曲性的要求。另一個(gè)實(shí)施方案涉及涂敷面紙/芯紙/紙張。面紙/芯紙/紙張可以但不一定必須包括如前面所討論的烴類二聚體。一個(gè)或多個(gè)涂層，例如三個(gè)涂層可以涂敷到面紙/芯紙/紙張。涂層可以以任何次順涂敷，例如，第一涂層可以涂敷到面紙/芯紙/紙張上，第二涂層可以涂敷到第一涂層上，第三涂層可以涂敷到第二涂層。第一涂層可以包括2廣39重量％的含丙烯酸聚合物，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(以下簡稱為“PM MA”)，例如30重量％的PM MA ;28 52重量％的水基聚合物，例如40重量％的水基聚合物；11. 9^22. I重量％的粘土粉末，例如17重量％的粘土粉末；1. Γ2. 6重量％的合成物PE，例如2重量％的合成聚乙烯(以下簡稱為“PE”)；0. 35 0.65重量％的消泡劑，例如O. 5重量％的消泡劑；2. Γ3. 9重量％的交聯(lián)劑，例如3重量％的交聯(lián)劑；5. 25、. 75重量％的水，例如7. 5重量％的水；以及任選存在的I. 47^2. 73重量％的顏料，例如2. I重量％的顏料?？梢赃x擇比例，產(chǎn)生30分鐘的目標(biāo)Cobb。通過Cobb試驗(yàn)(參見TAPPI T 441，其通過引用結(jié)合在此)可以測得30分鐘內(nèi)的表面吸水率，單位為g/m2。水基聚合物可以是苯乙烯丁二烯橡膠膠乳(以下稱為“SBR”膠乳)，聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱為“PET”)水基聚合物，例如可以從EVCO Chemical得到的，以及聚偏氯乙烯(以下稱為“PVDC”)，例如可以從DOW Chemical得到的。交聯(lián)劑可以是有機(jī)或無機(jī)物。所述交聯(lián)劑選自以下組中氧化銨、氧化鈣、氧化鎂、硬脂酸鎂、異硬脂酸鹽、硬脂酸鈣、氧化亞錫、氧化鎢、脫水鎢酸鈉鎢酸鈉、辛酸鋅、硬脂酸鋁、氧化鋁、脂肪酸的鋅鹽、氧化鋅、氧化鋯、異硬脂酸鋅、脂肪酸的鈣鹽、脂肪酸的鎂鹽、和脂肪酸的鋁鹽；以及木纖維；其中含丙烯酸材料為聚(甲基丙烯酸甲酯)。不想受制于任何特定的理論，存在氧化鋅被認(rèn)為可賦予面紙/芯紙/紙張所希望的阻燃性能。存在氧化鋅可以改善層合物的防火等級。可以加入任選的顏料，使面紙/紙張/芯紙與行業(yè)中使用的現(xiàn)有紙張/玻璃纖維 混合物的灰色匹配，以促進(jìn)用戶認(rèn)可產(chǎn)品。顏料可以包括0. 01148、. 02132重量％的TiO2粉末，例如O. 0164重量％的TiO2粉末；0. 00266 O. 00494重量％的懸浮在水分散體中的黑色顏料，例如O. 0038重量％的懸浮在水分散體中的黑色顏料；及O. 00028、. 00052重量％的有機(jī)黃色顏料，例如O. 0004重量％的有機(jī)黃色顏料。黑色顏料可以是炭黑。第二涂層可以包括53· 2^98. 8重量％的PMMA，例如76重量％的PMMA ；0. 35^0. 65重量％的合成PE ;例如O. 5重量％的合成PE ; 12. 6^23. 4重量％的粘土粉末，例如18重量％的粘土粉末；0. 35、. 65重量％的消泡劑，例如O. 5重量％的消泡劑；以及3. 5飛.5重量％的水，例如5重量％的水?？梢赃x擇比例，產(chǎn)生30分鐘的目標(biāo)Cobb。通過Cobb試驗(yàn)(參見TAPPIT 441，通過引用結(jié)合在此)可以測得30分鐘的單位為g/m2的表面吸水率。第三涂層可以是不滑、非粘性的膠態(tài)二氧化硅層。第三涂層可以包括28 52重量％的膠態(tài)二氧化硅，例如40重量％的膠態(tài)二氧化硅；11. 9^22. I重量％的脲，例如17重量％的脲；30. Γ55. 9重量％的水，例如43重量％的水；以及O. 35、. 65重量％的消泡劑，例如O. 5重量％的消泡劑。膠態(tài)二氧化硅可以從任何來源，例如從DuPont或EKA Chemical得到。當(dāng)來源為EKA Chemical時(shí)，具體的膠態(tài)二氧化硅配方可以是以Bindzil DP 3900 EC出售的配方。膠態(tài)二氧化娃還可以是Ludux CL-X,如可以從W. R. Grace Co.得到的。脲可以是顆粒狀或以球丸形式的。一些實(shí)施方案包括透明的聚乙烯拉伸纏繞膜。拉伸纏繞膜可以直接應(yīng)用于面紙/芯紙/紙張，或者可以應(yīng)用于最外面的涂層，例如第三涂層。包括透明的聚乙烯拉伸纏繞膜可以防止任何的滑動處理問題，并且可以避免結(jié)塊，所述問題有可能發(fā)生在將4英尺X 8英尺XI英寸厚的熱板堆疊到4英寸厚的含透明聚乙烯拉伸纏繞膜的面紙/芯紙/紙張的層合EPS板的最終包裝階段階段。聚乙烯僅僅是用于板的貯存和從點(diǎn)A到點(diǎn)B運(yùn)輸?shù)睦炖p繞膜。不含第三涂層使用聚乙烯拉伸纏繞膜時(shí)，取出聚乙烯纏繞膜時(shí)已經(jīng)觀察到一定的“粘性”，EPS板已輕微粘在一起。通過將膠態(tài)二氧化硅薄層涂敷到所使用涂層的上表面，可以解決該問題。膠態(tài)二氧化硅可以去除粘性，并且有助于保證滑動角(在下文中稱為“A0S”)不會太低，滑動角太低時(shí)將不能滿足處理涂敷面紙/芯紙/紙張層壓板的建筑人員的要求，會引起板滑動。參考圖1，其顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的面紙/芯紙/紙張的實(shí)施方案示意圖。面紙/芯紙/紙張(I)涂布第一涂層(2)。第一涂層(2)涂布第二涂層(3)。第二涂層(3)涂布第三涂層(4)。第三涂層涂布拉伸纏繞膜層(5)。希望涂布量能夠最小化，同時(shí)能保持耐候條件試驗(yàn)的耐受性。涂布量最小化可以改善產(chǎn)品的價(jià)格點(diǎn)?？偙砻嫱坎剂靠梢允?% (其功能可通過濕端AKD或ASA得到)至10. O濕磅/1000平方英尺的最大表面涂布量，其中每個(gè)配方的平均固含量為409Γ45%。面紙/芯紙/紙張可以層合到發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)塊(block)上。EPS發(fā)泡的熱以及具有控制EPS厚度的形狀還可以使EPS與紙張結(jié)合。在標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)方法中沒有將涂敷/處理過的面紙/紙張/芯紙粘結(jié)到EPS的問題。圖2描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的層合到發(fā)泡聚苯乙烯層(7)的面紙/芯紙/紙張
(6)的示意圖。
實(shí)施例
·
組分配方A是指一種組合物，所述組合物包括30重量％的PMMA ；40重量％的SBR膠乳；17重量％的粘土粉末；2重量％的合成PE ;0. 5重量％的消泡劑；3重量％的氧化鋅；7. 5重
量％的H2O。配方B是指一種組合物，所述組合物包括30重量％的PMMA ；20重量％的SBR膠乳；20重量％的合成PE ；15重量％的粘土粉末；0. 5重量％的消泡劑；14. 5重量％的H20?；疑{(diào)配方是指一種組合物，所述組合物包括O. 0164重量％的TiO2粉末；
O.0038重量％的懸浮在水分散體中的黑色顏料；0. 0004重量％的有機(jī)黃色顏料。基底是指來自Greif Mill, Massillon, OH.的4Q#/MSF芯紙?；卓梢杂妹婕埢蚣埣壴?即多壁和單壁包裝袋)代替。Spectra-Guard Soft 為 Cltl-C18 的醇乙氧基化合物。Spectra-Guard NS_2為涂布層，該涂層可包括28 52重量％的膠態(tài)二氧化硅，例如40重量％的膠態(tài)二氧化硅；11. 9 22. I重量％的脲，例如17重量％的脲；30. Γ55. 9重量％的水，例如43重量％的水；以及O. 35、. 65重量％的消泡劑，例如O. 5重量％的消泡劑。涂敷方法Spectra-Shield 48是指一種方法，通過該方法，配方A的第一涂層在棒式涂布機(jī)上用#4棒涂敷到基底上，然后配方A的第二涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷。第一涂層的#4棒和涂敷第二涂層的#8棒產(chǎn)生了 10濕磅/MSF的涂布量。Spectra-Shield 88是指一種方法,通過該方法,配方A的第一涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷到基底上，然后配方A的第二涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷。該方法產(chǎn)生了更重的涂敷，具體地11濕磅/MSF的涂布量。Spectra-Release 410是指一種方法，通過該方法，配方A的涂層在棒式涂布機(jī)上用#4棒涂敷到基底上，然后配方B的涂層在棒式涂布機(jī)上用#10棒涂敷。該方法產(chǎn)生了12濕磅/MSF的涂布量，因?yàn)?10棒比任何前面的棒更粗糙。Spectra-Release 810是指一種方法，通過該方法，配方A的涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷到基底上，然后配方B的涂層在棒式涂布機(jī)上用#10棒涂敷。#8棒和#10棒的組合能涂敷更多的與Spectra-Release 410涂敷中所使用的相同涂料,得到13濕磅/MSF的涂布量。Spectra-Shield 48w/Spectra-Guard NS-2 (不滑及不結(jié)塊的涂層)是指一種方法，通過該方法，配方A的第一涂層在棒式涂布機(jī)上用#4棒涂敷到基底上，然后配方A的第二涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷，最后Spectra-GUardTMNS-2的涂層用帶有網(wǎng)紋輥的Gravure Press (凹版印刷機(jī))以21BCM的泡孔體積涂敷,21 BCM等于I濕磅/MSF的涂敷。該方法產(chǎn)生了 11濕磅/MSF的總涂布量，包括I濕磅/MSF的Spectra-Guard NS-2。Sustaina-Guard 824w/Spectra-Guard NS-2 是指一種方法，通過該方法，配方A的第一涂層在棒式涂布機(jī)上用#8棒涂敷至基底，然后配方A的第二涂層使用帶有網(wǎng)紋輥的Graure Press以21 BCM的泡孔體積涂敷I濕磅/MSF,然后Spectra-Guard NS-2的涂層使用帶有網(wǎng)紋棍的Graure Press以21 BCM的泡孔體積涂敷I濕磅/MSF。該方法產(chǎn)生了10濕磅/MSF的總涂布量，包括I濕磅/MSF是SG-NS-2。Sustaina-Guard 424w/Spectra-Guard NS-2 是指一種方法，通過該方法，配方 A的第一涂層在棒式涂布機(jī)上用#4棒涂敷到基底上，然后配方A的第二涂層使用Graure壓機(jī)anilox輥以21 BCM的泡孔體積涂敷I濕磅/MSF，然后Spectra-Guard NS-2的涂層使用Graure壓機(jī)的anilox棍以21BCM的泡孔體積涂敷I濕磅/MSF。該方法產(chǎn)生了 7濕磅/MSF的總涂布量。實(shí)施例1-7氣候測試中操作的所有涂層及結(jié)塊和滑動問題全使用Spectra-Guard NS-2解決，作為所有3個(gè)新條件下的頂涂層。實(shí)施例I :根據(jù)SpeCtra-ShieldTM48涂敷基底，其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例IA :根據(jù)SpeCtra-ShieldTM48涂敷基底，沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例2 :為了評價(jià)為最終用戶減輕卷曲問題的可能性，將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層(預(yù)涂敷層)涂敷到基底上。隨后，根據(jù)SpeCtra-ShieldTM48涂敷基底，其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例2A :將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層涂敷到基底。隨后，根據(jù)Spectra-ShieId 48涂敷基底，沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例3 :根據(jù)Spectra-Shield 88涂敷基底,其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例3A :根據(jù)Spectra-Shield 88涂敷基底，沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例4 :將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層(預(yù)涂敷層)涂敷到基底。隨后，根據(jù)Spectra-Shield 88涂敷基底,其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例4A :將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層涂敷到基底。隨后，根據(jù)Spectra-Shield 88涂敷基底，沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例5 :根據(jù)Spectra-Release 410涂敷基底,其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例5A :根據(jù)Spectra-Release 410涂敷基底,沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例6 :將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層(預(yù)涂敷層)涂敷到基底。隨后，根據(jù)Spectra-Shield 410涂敷基底,其中向涂料配方加入灰色色調(diào)配方。實(shí)施例6A :將包括Spectra-Guard Soft的第一涂層涂敷到基底。隨后，根據(jù)Spectra-Shield 410涂敷基底，沒有灰色色調(diào)配方。實(shí)施例7 :用作氣候測試的對比,測試現(xiàn)有的灰紙(gray paper)的纖維/玻璃纖維混合物。結(jié)果歸納在表I中。
___ 表 I __
實(shí)施例30分鐘E-84火焰最終涂層涂敷最終涂層涂敷厚度比(芯紙/
__Cobb1通道試驗(yàn)2前的孔隙率3 后的孔隙率4 最終產(chǎn)品
I16 B 類n/a5000+秒 12.5/12.5
(千分之)
______前/后
IA I 16 I B類 I n/a5000+# 12.5/12.權(quán)利要求
1.一種面紙/芯紙/紙張，其涂敷有第一層、第二層、和第三層， 其中第一層包括2廣39重量％的含丙烯酸聚合物；28 52重量％的水基聚合物；11.9^22. I重量％的粘土粉末；1. Γ2. 6重量％的合成聚乙烯；0. 35、. 65重量％的消泡劑；2. Γ3. 9重量％的交聯(lián)劑；5. 25、. 75重量％的水；以及任選存在的I. 47^2. 73重量％的顏料， 其中第二層包括53. 2 98. 8重量％的PMMA ；0. 35 O. 65重量％的合成PE ;12. 6 23. 4重量％的粘土粉末；0. 35、. 65重量％的消泡劑；以及3. 5飛.5重量％的水，并且 其中第三層包括28 52重量％的膠態(tài)二氧化硅；11. 9^22. I重量％的脲；30. Γ55. 9重量％的水；以及O. 35、. 65重量％的消泡劑。
2.包括根據(jù)權(quán)利要求I的面紙/芯紙/紙張的層合產(chǎn)品，所述產(chǎn)品與發(fā)泡聚苯乙烯塊粘結(jié)。
全文摘要
涂敷有三個(gè)層的紙張所形成的層合板。紙張可以選自面紙、芯紙或其它紙張。第一層包括含丙烯酸的聚合物、粘土、合成聚乙烯、消泡劑、交聯(lián)劑、水、和任選存在的顏料。第二層包括聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、合成聚乙烯、粘土、消泡劑、和水。第三層包括膠態(tài)二氧化硅、脲、水、和消泡劑。還公開了與發(fā)泡聚苯乙烯塊粘結(jié)的上述紙張的復(fù)合材料。
文檔編號D21H19/82GK102892951SQ201180023890
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者C·W·普羅普斯特 申請人:斯派克特拉-科特公司