CN100375922C - 母料 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造成像过程用载体材料的母料(聚合物/颜料浓缩体)，其中包含：-25-80wt%的二氧化钛；-20-75wt%的聚烯烃树脂；-0.1-10wt%的碱性硫铝硅酸盐红颜料；-0.1-6wt%的稳定剂；上述含量都是基于母料质量，并在成像过程用载体材料的制造中提供出色的聚烯烃/颜料涂层。
Description
本发明涉及一种制造用于成像层的载体材料用涂料的聚合物浓缩体(母料)以及使用此母料制造的载体材料，如照相基纸、用于墨喷印刷和D2T2印刷的载体材料。
防水照相载体材料包括一个涂胶的原纸，其中在原纸的两侧都有防水聚烯烃树脂层。所述聚烯烃树脂层是通过挤出施加于原纸上的。
在照相载体材料正面上的树脂层通常包含反光的白颜料、染料、彩色颜料、光亮剂、稳定剂、分散剂、脱模剂、滑动剂、抗氧化剂和抗静电剂。二氧化钛是位于照相基纸表面的层中最重要的白颜料。
颜料聚结块的完全破碎和颜料粒子，特别是二氧化钛粒子的均匀分布是在树脂中全面开发颜料的特性和顺利地进行处理的前提。这在制造薄层或膜时尤其重要，因为颜料聚结块会导致形成孔隙并从而造成膜的撕裂。因此，要求二氧化钛在聚烯烃树脂中有良好的分散。
为此，很久以来人们已知在聚烯烃着色时使用颜料/聚合物浓缩体，即所谓的母料，其中颜料已经以分散状态存在，而不是使用纯颜料。这种浓缩体的制造是以一种非常特殊的操作方法经由缓变相(soft phase)进行的。捏和机、辊炼机和挤出机适用于此目的，剪切力的增加使分散状态得到了改进。例如，在US5049595中公开了这种母料的制备。
母料的一种常用组分就是所谓的PV Echtrosa。这是一种有机颜料，它在聚烯烃成层混配料中以基于该层质量的0.02-0.01wt％的浓度存在。此有机颜料的使用在EP0571721 A1中有记述。此有机颜料的使用价值已经得到了证明，多年以来已经大规模地在制备照相载体材料中用作母料中的红颜料。
通过挤出向原纸上施加聚烯烃层时，可能会出现许多不希望的影响，它们会导致照相载体材料(照相基纸)质量低下。这些不希望的影响例如包括所谓的模口条纹。它们是由要挤出到原纸上的物质的分解产物形成的，这些分解产物沉积在挤出机模口的模口边缘。如果由于这些沉积物在分层纸上出现所谓的模口条纹，则需要打断挤出过程，清洗模具。因此人们期望避免模口条纹以较少地打断挤出。
意外发现，通过在母料中用基于碱性硫铝硅酸盐(alkalialuminosulphosilicate)的一种无机红颜料代替有机红颜料PVEchtrosa，在挤出时就几乎再无模口条纹出现。
从而，本发明的主题是一种用于制造照相载体材料的含碱性硫铝硅酸盐红颜料的母料。
根据本发明的母料包含：
-25-80 wt％的二氧化钛
-20-75 wt％的聚烯烃树脂
-0.1-1 0wt％的碱性硫铝硅酸盐红颜料
-0.1-6 wt％的稳定剂
上述含量都是基于母料质量，如果需要，还可以包含常用于母料的其它添加剂如光亮剂、抗氧化剂和彩色颜料。
根据一个特别优选实施方案，使用了红颜料群青紫。一种特别优选的红颜料是代号为CAS 12769-96-9的碱性硫铝硅酸盐。它的化学组成是或者接近于2Na2Al2Si206x Na2S。红颜料的用量可以是基于母料质量的0.1-10 wt％，优选1.0-2.0wt％，特别优选1.3-1.6 wt％。
已经证明有利的是，除了上述红颜料外还使用蓝颜料。特别优选无机群青蓝(CAS 57455-37-5)。 它的化学组成是或者接近于2Na2OSAl2O3SiO2。蓝颜料在母料中的含量可以是基于母料质量的0.05-5wt％，优选0.2-0.6 wt％。
意外发现，根据本发明所使用的红颜料抑制模口条纹的效果可以通过使用两种同样已知的稳定剂来进一步增强。特别是当无机红颜料对稳定剂总质量的质量比为200∶1-1∶60，特别优选40∶1-1∶1时，更能获得此效果。
这些稳定剂优选包括亚磷酸酯抗氧化剂和酚类抗氧化剂。特别优选可商购的化学名为2，4，6-三-特-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇亚磷酸酯的亚磷酸酯抗氧化剂。根据本发明，亚磷酸酯抗氧化剂的用量可以是基于母料质量的0.05-3wt％，特别优选0.1-0.4wt％。
酚类抗氧化剂优选是季戊四醇或十八醇的一种(3，5-二-叔-丁基羟苯基)丙酸酯。特别优选化学名为3，5-二-叔一丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八烷基酯的苯类抗氧化剂。根据本发明，酚类抗氧化剂的用量可以是基于母料质量的0.05-3wt％，特别优选0.1-0.6wt％。
意外发现，亚磷酸酯抗氧化剂的单独使用会提高聚烯烃树脂的流动性，从而减少聚烯烃树脂表面的所谓麻点。麻点是对载体材料的表面性能，如对图象的质量有决定性的光泽度和平滑性，有负面影响的坑状凹穴。此外，酚类抗氧化剂的使用有助于提高所谓的脱模性能，这意味着能抑制聚合物膜在挤出后粘附到冷却辊上。
通过使用树脂稀释后的根据本发明的母料，可以在挤出层化中使用高达600m/min的挤出速率，而没有麻点水平或材料在辊上粘附等方面的负面影响产生。
根据本发明的母料的优选实施方案，稳定剂的总量优选0.1-4wt％，0.1-3wt％和0.1-1wt％。亚磷酸酯抗氧化剂与酚类抗氧化剂的合适定量比为5∶1-1∶5，优选1∶3-3∶1，特别优选1∶2-2∶1。
二氧化钛可以以金红石或锐钛矿的形式使用。优选金红石形式。二氧化钛可以是经过无机和/或有机处理的。特别优选一种有机处理过的、特征在于碳含量为约0.18-0.24wt％的二氧化钛。平均粒径优选0.20-0.35μm。油数(oil number)优选小于14，特别优选10-12，如约11。
根据本发明，适合的光亮剂包括氨基芪磺酸衍生物、二芳基吡唑基衍生物和二(苯并唑基)芪衍生物。光亮剂或光亮剂混合物的含量可以是基于母料质量的0.05-1wt％，优选0.1-0.4wt％。
为制造照相基纸的聚烯烃层，可以使用不同的聚乙烯及其混合物。根据本发明，可以使用例如所谓的HDPE聚乙烯或LDPE乙烯或两者的混合物。不过，乙烯/α-烯烃共聚物(LLDPE)或聚丙烯也适用。
根据本发明的母料的制备可以通过US 5049590中所述的方法用带脱气区的双螺杆挤出机进行。为此，将需要混合的组分投入挤出机的送料器，其中挤出机是例如两个螺杆同步单向运转的双螺杆挤出机。挤出机入口处的温度可以为100-150℃，混合区的温度为约120-200℃，出口处的温度为约150-200℃。停留时间可以为5-10分钟，压力为50-20000 Pa。由此获得的母料可以用已知的方法造粒。其它混合装置，如密闭式混合机，也适用于制备根据本发明的母料。
此外，本发明的主题还包括一种使用根据本发明的母料制造的载体材料。根据本发明的载体材料可以是照相层(照相基纸)的载体或用于其它成像过程的载体材料。这些成像过程包括墨喷印刷、染料扩散热转印-D2T2。照相载体材料或照相基纸应当理解为是指照相乳剂的载体材料，其中在银盐照相术的情况下曝光时会形成图像。
在载体材料成层之前，根据本发明的母料用一种聚烯烃树脂进行稀释，所述聚烯烃树脂例如是一种聚乙烯，它既可以是HDPE也可以是LDPE或者是两者的混合物。乙烯-α烯烃共聚物(LLDPE)或聚丙烯也可用来稀释母料。
母料的稀释方式是使原纸上的聚烯烃层中含高达40wt％的二氧化钛母料和60-99wt％的用来稀释的聚烯烃树脂。特别优选包含5-25wt％的二氧化钛母料和75-95wt％的用来稀释母料的聚烯烃树脂的聚烯烃层。用稀释的二氧化钛母料涂覆原纸通过挤出使用平板模头(或狭缝模)在190-360℃的挤出机温度范围进行。聚烯烃层可以施加到原纸的一侧或两侧。
适于成层的载体材料物质包括涂覆或未涂覆的原纸和聚合物膜。
所有类型的纤维素纤维和合成纤维都适合于制造所述原纸。造纸工业中已知的所有上浆和增湿强剂都适于上浆。特别优选含烷基烯酮二聚物的上浆剂。原纸中可以包含颜料和填料如高岭土、碳酸钙、二氧化硅或二氧化钛，以及其它助剂如去泡剂、光亮剂和染料。所述原纸可以用佛氏造纸机或圆网造纸机制造。原纸的基重可以达到50-300g/m2，优选70-200g/m2。此外，所述原纸可以是表面上浆的。
当聚烯烃层通过挤出直接施加到原纸一侧或两侧上时，有利地使原纸经受所谓的电晕放电以提高树脂层在原纸上的附着力。
根据本发明的照相载体材料的另一个实施方案，可以在原纸表面施加一个颜料层，合成树脂随后通过挤出施加在原纸上的该颜料层上。借助于所述颜料层，可以获得一个高度平滑的表面，就算随后只施加少量的合成树脂它也能提供基本上无麻点的高度平滑树脂表面。为此而施加的颜料层可以包含碳酸钙和一种粘结剂。根据另一优选实施方案，所述颜料层可以包含至少30wt％的高岭土。碳酸钙可以以经选择的窄粒径分布使用，至少70wt％的这些颗粒尺寸小于1μm，且至少40wt％的这些颗粒颗粒尺寸为0.35-0.8μm。
聚烯烃层的施加量通常可达5-50g/m2，特别是10-40g/m2。当如上所述在原纸上使用颜料层时，聚烯烃层的施加量可以减少12-25g/m2。
用以下实施例来进一步解释本发明。
实施例
母料的制备
将密度为0.923g/m3的LDPE聚乙烯颗粒与二氧化钛(金红石R 101，杜邦)以及本发明母料的其它组分根据以下配方连续混合：
二氧化钛 50.0wt％
群青蓝 0.3wt％
群青紫 1.1wt％
亚磷酸酯抗氧化剂 0.5wt％
苯酚抗氧化剂 1.0wt％
光亮剂 0.1wt％
LDPE 47.0wt％
其中Ultranox641被用作亚磷酸酯抗氧化剂，Irganox1076被用作酚类抗氧剂，Uvitex被用作光亮剂。群青紫使用CAS no.12769-96-9；群青蓝使用CAS no.57455-37-5。所用二氧化钛是金红石二氧化钛。
用于混合的是带同步反啮合螺杆的ZSK 30型双螺杆挤出机。挤出机入口处温度为约120℃，混合区的温度为约140℃，出口处的温度为约180℃。要在挤出机中匀化的材料的停留时间为5分钟，压力为0.050-20 kPa，随后，将材料造粒。
此外，还制备了一种不含亚磷酸酯抗氧化剂的母料。
原纸
使用一种基重162g/m2的标准照相基纸，它是由含100wt％的阔叶木硫酸盐纸浆和0.5wt％的烷基烯酮二聚物以及0.7wt％的聚酰胺聚胺表氯醇树脂的纸浆悬浮液制造的，且用氧化淀粉进行过表面上浆。
原纸以紧凑的即平滑的形式使用，且密度为1.05 g/cm3。
原纸的涂覆
制造一种含18wt％如上所述的母料和72wt％密度为0.923的LDPE的混合物。原纸的挤出成层是以350m/min的挤出速率进行的。
麻点数的测定
将带聚烯烃层的纸表面用显微镜放大并用CCD摄像机扫描。借助于图像处理软件，画出在45个不同测试点的麻点分布。
与使用有机红颜料PVEchtrosa的母料相比，按上述配方制造的母料中的麻点水平得到很大改进。与不含亚磷酸酯抗氧化剂的母料相比，含亚磷酸酯氧化剂的母料在麻点水平上表现出进一步的改进，即麻点数减少。 没有产生模口条纹。
Claims (22)
1.一种用于制造图像过程用的层载体的母料，包含：
-25-80wt％的二氧化钛，
-20-75wt％的聚烯烃树脂，
-0.1-10wt％的碱性硫铝硅酸盐红颜料，
-0.1-6wt％的稳定剂，
上述含量都是基于母料质量。
2.根据权利要求1所述的母料，特征在于所述碱性硫铝硅酸盐红颜料对稳定剂总质量的质量比为200∶1-1∶60。
3.根据权利要求2所述的母料，特征在于所述碱性硫铝硅酸盐红颜料对稳定剂总质量的质量比为40∶1-1∶1。
4.根据权利要求1所述的母料，特征在于所述红颜料是群青紫，且其含量为基于母料质量的0.1-10wt％。
5.根据权利要求4所述的母料，特征在于所述红颜料是群青紫，且其含量为基于母料质量的1.00-2.00wt％。
6.根据权利要求1所述的母料，特征在于含有一种作稳定剂的亚磷酸酯抗氧化剂，其含量为基于母料质量的0.05-3wt％。
7.根据权利要求6所述的母料，特征在于含有一种作稳定剂的亚磷酸酯抗氧化剂，其含量为基于母料质量的0.1-0.4wt％。
8.根据权利要求6所述的母料，特征在于所述亚磷酸酯抗氧化剂是2，4，6-三-叔-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇亚磷酸酯。
9.根据权利要求1所述的母料，特征在于含有一种作稳定剂的酚类抗氧化剂，其含量为基于母料质量的0.05-3wt％。
10.根据权利要求1所述的母料，特征在于含有一种作稳定剂的酚类抗氧化剂，其含量为基于母料质量的0.1-0.6wt％。
11.根据权利要求10所述的母料，特征在于所述酚类抗氧化剂是3，5-二-叔-丁基-4-羟基肉桂酸十八烷基酯。
12.根据权利要求1所述的母料，特征在于含有一种群青蓝，其含量为基于母料量的0.05-5wt％。
13.根据权利要求12所述的母料，特征在于含有一种群青蓝，其含量为基于母料量的0.2-0.6wt％。
14.根据权利要求1所述的母料，特征在于包含一种基于二氨基芪磺酸衍生物、二芳基吡唑衍生物和/或二(苯并唑基)芪衍生物的光亮剂，其含量是0.05-1wt％。
15.根据权利要求14所述的母料，特征在于包含一种基于二氨基芪磺酸衍生物、二芳基吡唑衍生物和/或二(苯并唑基)芪衍生物的光亮剂，其含量是0.1-0.4wt％。
16.根据权利要求1所述的母料，特征在于所述聚烯烃树脂是低密度聚乙烯或高密度聚乙烯或两者的混合物。
17.根据权利要求1所述的母料，特征在于含有：
-25-60wt％的二氧化钛，
-1.00-2.00wt％的群青紫，
-0.05-5wt％的群青蓝，
-0.1-0.4wt％的2，4，6-三-叔-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇亚磷酸酯，
-0.1-0.6wt％的3，5-二-叔-丁基-4-羟基肉桂酸十八烷基酯，
-0.05-1wt％的光亮剂，
-40-75wt％的低密度聚乙烯树脂，
上述含量均基于母料质量。
18.用于成像过程的载体材料，它具有一个原纸和形成于原纸上的聚烯烃层或者具有一个原纸、存在于原纸上的颜料涂层和在颜料涂层上面的聚烯烃层，特征在于所述聚烯烃层中包含一种与聚烯烃混合在一起的根据权利要求1-16之一所述的母料。
19.根据权利要求18所述的载体材料，特征在于聚烯烃层中含有1-40wt％的根据权利要求1-16之一所述的母料，以及60-99wt％的选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯或它们的混合物的一种聚烯烃。
20.根据权利要求18所述的载体材料，特征在于聚烯烃层中含有5-25wt％的根据权利要求1-16之一所述的母料，以及75-95wt％的选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯或它们的混合物的一种聚烯烃。
21.根据权利要求18所述的载体材料，特征在于所述聚烯烃的施加量为10-40g/m2。
22.根据权利要求21所述的载体材料，特征在于所述聚烯烃的施加量为12-25g/m2。
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