CN101500791B - 高速印刷作业用组成物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防粘连组合物，其组成包括约75重量％至约99重量％的硬脂酸金属盐和约1重量％至约25重量％的硬脂酸。此外，还提供了一种防粘连组合物，其组成包括约90％至约99.5％的硬脂酸金属盐和约0.5％至约10％的纤维材料。该防粘连组合物可制成块料，并涂敷于卷筒纸，以降低纸张的粘连性。除此之外，还提供了一种用于改进从卷筒纸切割成单张纸后的纸张操作性能的方法。该方法包括将有效量的本公开涂层组合物涂布在卷筒纸的表面然后该卷筒纸切割成单张纸。

Description

高速印刷作业用组成物

有关申请的相互参照资料

本专利申请的权利要求系美国暂时性专利申请系列号为60/765,353以及申请日期为2006年2月3日专利申请的权益，而且该暂时性专利申请以整体作为本专利申请的参照资料。

有关联邦政府赞助的研究或开发项目的参照资料

不适用

顺序列表

不适用

技术领域

本发明广泛涉及印刷装置以及更特别地涉及在卷筒纸上高速印刷的装置。

背景技术

在纸上涂布和/或涂膜可以使纸具有许多有利的特征，诸如增进光泽，较高的电刻绘制清晰度，增进印刷色度，等等。

在一些情况下，热致信息自动记录仪的热敏纸是由含有硬脂酸锌和乙基纤维素涂层的纸基制备的。该记录方式可通过形成含有70-75重量％硬脂酸锌和25-30重量％乙基纤维素的涂层进行加速。乙基纤维素溶解于乙醇，并与硬脂酸锌混合。由此产生的乳胶体进一步涂敷在纸基上，然后干燥。该涂层的重量是3-4.5g/m²。

在其它情况下，例如，热敏记录材料可通过在热表面不粘性的纸上涂布一种无色的发色材料来制备。其它各种涂布组分包括分布在聚乙烯醇中的双酚、填充料、不粘的蜡，以及润滑剂，如硬脂酸锌。其它不溶于水的钙、铁、钴、镍、铝、锰、铅等的硬脂酸盐也可以混用。

在进一步的情况下，用作包装的防水汽纸也是一种通过涂敷形成的涂层组合物，其涂层主要含有一种增塑树脂和乙基纤维素蜡化合物。该涂层混合物可能还有苯并呋喃茚树脂、乙基纤维素、松脂及聚异丁烯增塑剂、石蜡和硬脂酸锌。

在进一步的情况下，在用于制造有涂层纸的方法中，将一种涂层组合物涂敷在一种卷筒纸上，形成一层滤饼。过量的组合物在通行中被位于卷筒纸上方的柔韧刮刷除去，结果在纸上形成光滑的涂层。然后，该涂有涂层的纸经过干燥机，以干燥该涂层。

在又进一步的情况下，成像仪使用的一种显像剂，含有第一种润滑脂，优选为硬脂酸锌的金属皂。该成像仪的显像剂可进一步含有第二种润滑脂，由一个清洗刷涂敷在感光器的表面。该第二种润滑剂优选与第一种相同。

串联印刷装置，包括印刷、切割、堆放，以及插入工作台等。对纸的属性提出了新的要求以获得并保持高效运行。纸张调整台在串联印刷装置中有助于保证串联印刷装置的高效运行。

发明内容

本专利公开的一部分是一个防粘连组合物含有约75重量％至约99重量％的硬脂酸金属盐、约1重量％至约25重量％的硬脂酸以及任意余量的添加剂。该防粘连组合物可形成一个块料，涂敷于卷筒纸以降低该纸张的粘连性。

本专利公开的另一部分是一个防粘连剂，该防粘连剂是一个由约95重量％至约97重量％的硬脂酸锌、约3重量％至约5重量％的硬脂酸，以及约0重量％至约1.5重量％的一种纤维素材料组成的均匀固体混合物。该纤维素材料的纤维的平均长度约120微米和平均宽度约20微米。该防粘连组合物可形成一个块料，涂敷于卷筒纸以降低该纸的粘连性。

本专利公开的另一部分是一种用于改进从卷筒纸切割成单张纸后的纸张操作性能的方法。该方法使用有效量的涂层组合物涂布卷筒纸表面，然后将卷筒纸切割成为单张纸。该涂层组合物含有约75重量％至约99重量％的硬脂酸金属盐和约1重量％至约25重量％的硬脂酸。

附图说明

图1是印刷装置的侧视图。

图2是涂层组合物的一个实施例的等比例视图。

具体实施方式

本专利公开直接有助于简化在串联装置上印刷纸张的处理。图1显示了一个串联印刷装置10的实例，该串联印刷装置由两个主要成像单元12和14构成，其中第一成像单元12在卷筒纸16的第一边，而第二成像单元14则在该卷筒纸的第二边。纸张途径18(在本例中为从左至右)通过成像单元12和14，以致卷筒纸16不需要转向可进行双面印刷。如有必要，只需一个单一成像单元就可以在卷筒纸16上实施单一印刷。印刷装置10的布局是考虑该印刷装置的功能最大化和/或使该印刷装置的特殊化，可用特殊涂敷操作。

印刷装置10的调控可以通过在专业领域已知的方法来进行。例如，伺服机构控制滚筒20可用于控制纸卷筒16的移动通过印刷装置10。此外，纸的张力可以用一个或多个传感滚轮22监控。在第一成像单元12之前和后继的传感器(未显示)在每一个伴随成像单元12和14的滚筒20中和/或沿纸张途径18的位移中实施监控。联接到印刷装置10的一个或多个程序可控逻辑控制器24可以在传感滚论22和/或各个滚筒20处通过微调该滚轮及滚筒的旋转速度来调节该张力。卷筒纸16的张力可以在各成像单元12和14调节以补偿该纸卷筒在印刷时的特征变化。滚筒20的表面可具有某种结构，可使卷筒纸16与该滚筒的摩擦力能够保证该滚筒的旋转，并驱动纸张而不打滑。

印刷装置10用来生产叠堆的和印刷好的纸张。纸张铺设装置26通常用在印刷装置10的传送末端，即切割卷筒纸16成预定尺寸的纸张。该铺设装置或切割器26可以进行有计划的调节以保证生产出正确尺寸的印张。此外，一个或多个可选择的打孔装置(未显示)可以包括在印刷装置10的传送末端，对所选印张按平行于卷筒纸张途径18的方向和/或垂直的方向进行打洞。美国专利No.5,797,305和No.6,460,441描述了这样的打孔装置的实例，在此被列为参照资料。

由叠堆器28叠堆的纸张可进一步用另一个称作插入器(未显示)的装置来操控，由此纸张可以与其它印刷的纸张组合，并插入信封内，等等。例如，一种高速插入器可以用来进一步整理和/或分配一叠堆印刷好的纸张。用上述的插入器时，纸张用调色技术进行印刷，包括使用电子摄影术(例如，静电印刷术)和离子沉积。调色印刷的特征是用调色剂印刷一页具有光滑的表层，这也可降低一个叠堆中相邻纸张间的摩擦系数。在调色印刷的纸张中的摩擦系数也能降低，这是由于在体系中使用压力转换中的压延效应，以及在调色剂熔解过程中的润滑作用和/或在调色剂自身内部存在润滑剂。降低摩擦可使一个插入器从一个叠堆高速拣出单一纸张而没有粘连。相反，墨水喷射印刷一般不产生一个光滑的表层，也没有伴随调色印刷的上述润滑效应。一般的插入器不可能从一个叠堆的印刷纸张中以期望的速率拣出单一的印刷纸张，而没有产生如阻塞等问题，导致较大的风险。

当使用无调色剂基础的串联印刷体系时，处理已印刷纸张可能会有潜在问题。因此增加一个润滑步骤可大大简化已印刷纸张的处理。例如，一个润滑步骤可以包含涂层组合物对纸卷筒16的涂敷操作和/或通过涂布工作台30切割纸张。纸卷筒16可以在该纸卷筒切割成单一纸张之前和/或之后进行涂敷，因此该纸张可以通过插入器处理成合乎要求的形状。

在一个实施例中，固体涂层组合物可以含有一个或多个脂肪酸，如硬脂酸，的一个或多个金属盐。其它脂肪酸，如棕榈酸和/或十四烷酸，等等也可用于该涂层组合物。可适用的硬脂酸金属盐的例子包括碱金属、碱土金属和/或过渡金属盐以及其混合物。硬脂酸碱金属盐的例子包括硬脂酸钠和硬脂酸锂。硬脂酸碱土金属盐的例子包括硬脂酸镁和硬脂酸钙。硬脂酸过渡金属盐的例子包括硬脂酸镉和硬脂酸锌。在本专利公开中，多种硬脂酸金属盐可以考虑使用的，但那些毒性较小的是更为可取。固体涂布组合物可以形成块料，具有任何尺寸和形状。此外，该块料可以按配方制造成均匀的、层状浓度变化的和/或梯度状浓度变化的.。

在另一实施例中，固体涂层组合物是一个混合物可以含有硬脂酸锌、硬脂酸和任意一个添加剂。在此使用的硬脂酸锌的例子有Crompton/Chemtura的Zinc Stearate LG-3(CAS# 557-05-1)。在此使用的硬脂酸的例子有Acme-Hardesty的60R Rubber Grade Stearic Acid(以植物为基础的；CAS#68440-15-3)。硬脂酸锌的含量从约1％至约99％，或从约50％至约98％，或从约90％至约97％，或大于或等于约90％，或大于或等于约95％，或大于或等于约97％，或大于或等于约99％，均按该组合物的重量百分数计。硬脂酸的含量从约0％至约99％，或从约1％至约50％，或从约1％至约30％，或少于或等于约50％，或少于或等于约30％，或少于或等于约25％，或在约1％和约25％之间，均按该组合物的重量百分数计。所用添加剂的含量从约0％至约99％，均按该组合物的重量百分数计。

在另一个实施例中，固体涂布剂是一个含有硬脂酸锌和一种纤维材料的混合物。在此使用的纤维材料的例子有CreaFill Fibers Corp.的Createch TC150和TC90。在此使用的附加纤维材料有聚乙烯纤维，如HoneywellInternational Inc.的Spectra

在此使用的纤维材料的含量从约0％至约99％，或从约0.1％至约50％，或从约0.5％至约30％，或少于或等于约50％，或少于或等于约25％，或少于或等于约15％，或在约0.5％和约10％之间，均按该组合物的重量百分数计。

本专利公开的涂层组合物所用的添加剂包括：例如，硬脂酸、纤维材料和有机硅化合物。在此考虑的附加添加剂包括：例如，粘合剂、聚合物、树脂、热敏剂、合成材料、单体、固体、液体、气体、表面活性剂、抗静电剂、着色剂、漂白剂、干燥剂、润湿剂、润滑剂、疏水剂、亲水剂、上光剂、褪光剂、醇、肥皂、洗涤剂、固化剂、蜡、油、填充剂、pH调节剂、密封剂、防腐剂、紫外线阻断剂、质地改良剂、脂肪酸、纤维素、聚硅氧烷、特氟隆(Teflon

)、盐、金属、增塑剂、增粘剂、抗阻塞剂、溶剂和/或它们的混合物。

在此考虑的附加添加剂还包括化学指示剂，用来指示纸张上的涂布组合物的覆盖程度。适用的化学指示剂包括在红外线、紫外线和/或萤光光谱中能检出的化学产品：例如，染料、颜料和其它染色剂。进一步展望有短效的化学指示剂，用可见光谱和/或不可见光谱检测或借助于其它技术进行检测。短效指示剂还包括那些对本技术领域人员是已知的技术方法：例如，升华和/或汽化、衰减、变色等。

可以用模具把固体涂布组合物模制成如下所述的块料。另外，一个块料可以伴随一个或多个整体的和/或表面的传感器，而该传感器是用来提供来自和/或有关该块料的反馈。例如，块料的有效使用期。如图2所示，块料40显示与传感器42有关。在制造过程中，一个或多个传感器可预先置于固体涂层组合物的模具内，在块料固化的情况下这些传感器接着会被固定在该块料内，随后从模具中脱离。或者在混合物加入模具后但未固化前加入传感器。一个或多个传感器在块料已固化后也可以用于该块料的内部和/或外部。此外，如下所述，传感器42也可以是涂敷工作台30和/或组合物涂布机的一个元件。

该传感器也可用于监测块料的温度、内部压力、块料尺寸和/或块料的其它特征。这些特征能提供有关块料的使用寿命、块料的完整性、涂层组合物的涂敷等的信息。可用的压力传感器和热敏传感器的例子包括已知的压电传感器、半导体温度计、热电偶、电阻温度计等。由传感器42收集的信息送到程序可控逻辑控制器24，然后适当地调节控制印刷过程的特征数据去维持理想的印刷条件。例如，如果该涂敷操作的压力太大和/或该涂层组合物块料的温度太高，固体涂层组合物块料在涂敷工作台30对纸卷筒16进行涂敷操作的压力可通过程序可控逻辑控制器24减小。用于纸卷筒16的固体涂层组合物的数量可以进行调节，以达到该固体涂层组合物块料的最大使用寿命，同时对纸卷筒提供足够的润滑作用。

印刷装置10在沿着纸张途径18的任何地方可装有涂敷工作台30，用以提高印刷体系的功能。例如，在加工时和/或加工后提供适当的纸摩擦。涂敷工作台30可以放在一个或多个成像元件12和14的下游，但在纸卷筒切割器26的前面。另外，可用一种在此描述的涂层组合物对纸卷筒16进行预涂敷和/或在引进入印刷装置10之前经其他的处理。在这种情况中，该印刷体系可以用一种额外的涂布或可以先进行这种涂敷操作。

使用通过涂敷工作台30涂敷涂层组合物的机制应符合于该涂层组合物的配方。根据一个或多个使用配方，涂敷工作台30可含有吸收材料、筛子、刷子、卷筒、带状物、刮刀或类似的敷贴器、挤压机、标记、固定件、托架。模具和/或固定器用以固定一个固体涂层组合物或任一组合的块料。涂布机可能主要是静止的，例如固定好的托架可有受限制的活动，例如是走向该纸卷筒16以及从那里离开。该涂布机也可能是动态的，例如，可有多方向的活动，如允许对于纸卷筒16具有简单地和/或复杂地应用模式的活动。其它已知的合适涂布机也可以使用。

涂层组合物的涂敷操作可以直接进行，例如将固体涂层组合物的块料与纸卷筒16在纸卷筒经过涂敷工作台30时接触。这样的涂敷过程一般会导致薄层沉积和/或由固体块料在纸卷筒上16形成该固体涂层组合物的薄层。涂层组合物的间接涂敷可将涂层组合物首先涂敷在刷子、滚筒和/或其它适当的涂布机上。然后再用涂布机涂在纸卷筒16上。此外，涂层组合物的涂敷操作可以在纸卷筒16的一面或两面进行。再者，涂敷操作可以涂敷纸卷筒16的一个整边或可能只指向该边的一部分。例如，涂层组合物可以涂成一个或多个点、带、波浪图形、任意图形、各种尺码的标志等等。可以由程序可控逻辑控制器24来控制涂敷工作台30产生各种涂敷式样。在涂层组合物的双联式(两面)涂敷操作的情况下，印刷装置10可使用两个涂敷工作台30。同样，可调节纸张途经18并使用具有复数涂敷界面(未显示)的单一涂敷工作台30在纸卷筒上进行涂层组合物的两面涂敷。此外，涂敷工作台30可以涂敷任一型号的涂层组合物，也可以复合涂敷一种或多种相似的或不同的如前所述的涂层组合物。

可用调节涂层组合物的涂敷速率来控制涂敷到纸卷筒16上涂层组合物的量。在实施例中，涂层组合物的涂敷速率可以通过调节该涂层组合物涂敷到纸卷筒16所用的压力来控制。此外，涂层组合物的涂敷速率可以通过降低相对于纸卷筒16转速的涂层组合物涂敷速率来调节。而且，涂层组合物的涂敷操作也可通过改变其配方的特征，如固体涂层组合物的硬度来控制。例如，和较软的固体涂层组合物相比，使用高硬度的固体涂层组合物可在同样的条件下降低涂层组合物对纸卷筒16的涂敷速率。同样也可使用其它在技术领域已知的方法来调节涂层组合物在纸卷筒16上的涂敷量。

涂层组合物的涂敷操作可以在适当的环境条件下进行，例如室温。涂层组合物的涂敷操作也可以在比室温更温暖和/或更冷的条件下进行。这种温度变化可以在涂层组合物的涂敷操作之前和/或之后通过对纸本身加热和/或冷却来实现，也可通过对该涂层组合物本身加热和/或冷却来实现。涂布工作台30可以带有能加热和/或冷却的部件，用以调节涂层组合物的温度。

实例1：本实例是一个涂层组合物的具体说明。按配方制一个含有硬脂酸锌和硬脂酸的固体涂层组合物块料。首先一并熔化硬脂酸锌粉末(ZincStearate LG-3)和硬脂酸(60R Rubber Grade)，并彻底拌合熔化混合料形成一个均匀混合物。然后将该混合物倾注入一个已经加热到与该混合物相同温度的模具中，该模具及其中的该混合物都被冷却到室温。所得涂层组合物块料含有95％至97％的硬脂酸锌和3％至5％的硬脂酸。

实例2：本实例是一个固体涂层组合物块料的进一步具体说明。硬脂酸锌和纤维素的块料是用实例1相似的方法制备的。熔化Zinc Stearate LG-3粉末，再将Createch TC 150纤维素纤维混入熔化的硬脂酸锌中。此后，将混合物倾注入一个用电加热到与该混合物相同温度的模具中，该模具及其中的该混合物两者都被冷却到室温。所得到的涂层组合物块料含有98.5％的硬脂酸锌和1.25％的纤维素纤维。

工业适用性

本发明提供了一种有助于降低纸张粘连的涂层组合物。例如，该涂层组合物可以在一个串联的印刷过程中对卷筒纸进行涂敷。在对涂敷的纸张进行切割和堆放时，可用一个插入器容易地操作单张纸，因而加速了印刷制品的生产。

由上述的说明看来，本发明显然在技术领域里提出了众多的改进。而本说明应被认为仅仅是说明性的，而且是为下述目的而提出的。该目的就是使那些具有技术的人员能够使用本发明进行制作以及去讲授实现上述事物的最佳方法。在此引用的所有专利和其它参照资料均以整体作为本申请的参照资料。

Claims (21)

1.一种防粘连组合物，该防粘连组合物含有：约75重量％至约99重量％的一种硬脂酸金属盐；约1重量％至约25重量％的硬脂酸；以及剩余量的任意添加剂；其中该防粘连组合物可制成一种块料，并涂敷在卷筒纸上以降低纸张的粘连性。

2.权利要求1所述的防粘连组合物，其中金属盐是锌盐。

3.权利要求2所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物以重量百分数计含有约90％至约98％的硬脂酸锌以及约2％至约10％的硬脂酸。

4.权利要求3所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物含有约95％至约97％的硬脂酸锌以及约3％至约5％的硬脂酸。

5.权利要求1所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物被配制成均匀的固体。

6.权利要求1所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物可制成一个固体块料。

7.权利要求6所述的防粘连组合物，其中该固体块料含有传感装置。

8.权利要求1所述的防粘连组合物进一步含有一种有效量的化学物质，该化学物质能提供该卷筒纸已被涂布的指示。

9.一种防粘连组合物，该防粘连组合物含有：约90％至约99.5％的一种硬脂酸金属盐；以及约0.5％至约10％的纤维素材料，其中该防粘连组合物可制成一种块料，并涂敷在卷筒纸上以降低纸张的粘连性。

10.权利要求9所述的防粘连组合物，其中的金属盐是锌盐。

11.权利要求9所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物含有：约95％至约99％的硬脂酸锌；和约1％至约5％的纤维素材料。

12.权利要求9所述的防粘连组合物，其中该防粘连组合物含有：约98.75％的硬脂酸锌；和约1.25％的纤维素材料。

13.权利要求12所述的防粘连组合物，其中纤维素材料所含有纤维的平均长度在约40至约220微米之间，平均宽度在约10至约30微米之间。

14.权利要求12所述的防粘连组合物，其中纤维素材料所含有纤维的平均长度在约60至约200微米之间，平均宽度在约15至约25微米之间。

15.一种防粘连组合物，该防粘连组合物是由约95重量％至约97重量％的硬脂酸锌，约3重量％至约5重量％的硬脂酸以及约0重％至约1.5重量％的纤维素材料所组成的一种均匀固体混合物；该纤维素材料所含有纤维的平均长度约为120微米，平均宽度约为20微米；该防粘连组合物可制成一种块料，并涂敷在卷筒纸上以降低纸张的粘连性。

16.一种用于改进从卷筒纸切割成单张纸后的纸张操作性能的方法，该方法包括下列步骤：用有效量的涂层组合物涂布卷筒纸的表面，该涂布组合物含有约75重量％至约99重量％的硬脂酸金属盐和约1重量％至约25重量％的硬脂酸；然后将卷筒切割纸成单张纸。

17.权利要求16所述的方法，其中涂布过程是让卷筒纸从涂层组合物块料上面经过。

18.权利要求17所述的方法，其中涂布过程先于将卷筒纸切割成单张纸的过程。

19.权利要求17所述的方法，其中涂布过程是通过对涂层组合物块料施加足够的压力使有效量的涂层组合物转移到卷筒纸上，以减少堆放后已切割涂布纸张的粘连。

20.权利要求19所述的方法，该方法还含有用程控逻辑控制器对块料加压涂敷进行控制的步骤。

21.权利要求19所述的方法，其中堆放后已切割涂布纸张的粘连可充分减少，从而和未涂布纸张相比，改善了在使用一个插入器操作纸张时纸张的操作性能。

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