CN1015074B - 具有聚乙烯防水涂层的印相纸载体 - Google Patents
具有聚乙烯防水涂层的印相纸载体Info
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Abstract
提出一种印相纸载体，在其两面均具有聚乙烯防水涂层。该聚乙烯的密度相对较低，在0.930至0.936克/立方厘米之间，以高压聚合法制成。尤其可以使用高压法生产的密度为0.934克/立方厘米的低密度聚乙烯。
Description
本发明涉及一种具有聚乙烯防水涂层的印相纸载体。
防水印相纸载体包括一种两面涂有合成树脂层的印相纸基。该合成树脂可包括聚乙烯等聚烯烃，并可按挤出涂布法涂在纸上。也就是说，该合成树脂包括一种可用浸渍或喷涂法涂布的有机清漆或油漆。经加热或高能辐射使这些涂料干燥，固化和硬化。在涂施树脂和进一步表面处理后，将光敏涂料涂布在正面合成树脂层上，光敏涂料可为一层或数层，且多为卤化银类。该光敏层既可是黑白印相层，也可是彩色印相层。
沉积在光敏层下方的正面合成树脂层一般含有光反射白色颜料和适用的彩色颜料、荧光增白剂和/或抗静电剂、白色颜料分散剂、抗氧剂、脱模剂、外部润滑剂等添加剂。在下文中，“助剂”这个词包括彩色颜料、荧光增白剂、抗静电剂、白色颜料分散剂、抗氧剂、脱膜剂和外部润滑剂。
与承受光敏层的一面相对的涂在纸基另一面上的合成树脂层（反面涂层）可含有或不含颜料和/或含有其它添加剂，这类添加剂在各种情况下作为印相载体时相当于层压制品所用的并大体上相当于正面涂层中所用的那些添加剂。
正面涂层还可具有另外的作用层，例如改进有关光敏层粘合性能的作用层。
反面涂层也可具有另外的作用层，例如改进其表面可书写性、抗静电性、平滑性或层压制品的平整性的作用层，
联邦德国专利申请公开1619233叙述一种用挤出机涂布制成带状材料层的聚乙烯混合物的用途。该文概述了有关本发明内容的主要背景情况。
采用熔融挤出涂布法使聚烯烃通过宽缝机头涂布印相纸基，这在工艺上是已知的。例如，美国专利3411908叙述了这种体系和一般用于制备涂布印相纸的树脂的其它情况。也可了解到在聚乙烯挤出体系中出现的一些困难，由于印相工艺的灵敏性很高，这些困难会产生实质性干扰、防碍或甚至导致失去制成的印相纸载体材料的适用性。
特别在使用低密度聚乙烯时有一些缺点出现，这类缺点主要包括将纸缠绕在轴上时，增加了层间的粘合倾向。而且，由于纸轴内部的较高压力和倒卷时各层的分开，会在光滑的表面上产生斑点和所谓“二次凹坑”。二次凹坑是由粗糙的背面与光滑的正面相接触形成的压坑。还可看到该产品硬度不够这一缺陷。
即使采用高密度聚乙烯也有一些缺点出现。主要由于涂层中树脂熔融粘度高和结晶度高，可看出纸基粘合强度明显下降。这些缺点通过在有限范围内增加挤出机温度和/或降低生产机械的操作速度可予以纠正。
与低密度聚乙烯（LDPE）相比，高密度聚乙烯的缺点还包括非均匀性的增加，所谓胶凝颗粒的增加（这些颗粒很小，但却是明显可见的交联或凝聚的聚乙烯高分子部分的聚集体）以及为了减少高密度聚乙烯中催化剂残渣所需添加剂的增加。
此外，不能以所需较高的速度使高密度聚乙烯延展为厚度约为10微米至50微米薄层。
另外，在熔融膜上也有斑点、缺陷和孔洞出现。升高挤出机温度产生的二次破坏包括如聚乙烯降解、分解或烧毁而生成的深色颗粒。而且，在使用光敏性卤化银乳液过程中，凝聚体、所谓胶凝颗粒、气泡、凹坑或斑点等均会产生破坏。这些缺陷出现在显影照片上会降低、改变或完全失去黑色密度或各种色彩密度的区域，聚乙烯中的催化剂残渣还会影响照相层的敏感度，这要在存放一段时间之后才会为肉眼所见。为了限制这些不利因素，特别是由于使用高密度聚乙烯（HDPE）产生的这些缺陷，可以使用低密度聚乙烯（LDPE）与高密度聚乙烯（HDPE）的混合物。
就低密度聚乙烯而言，所用聚乙烯类型的密度范围在约0.914至约0.926克/立方厘米之间，而对高密度聚乙烯而言，其密度范围在约0.950至0.965克/立方厘米之间。混合这些类型的聚乙烯能够达到几乎任何所需的密度值（DAS1619233）。
尽管将两种类型的聚乙烯相混合，仍不能完全消除这些问题，尤其是与高密度聚乙烯有关的问题。在该类混合物中，仍存在有所形成的胶凝颗粒和其它凝聚体及存在于高密度聚乙烯中的催化剂残渣及其光化学影响。低密度聚乙烯和高密度聚乙烯及其混合物的另一个缺点是增白剂或白色颜料（一般是二氧化钛）的含量限制在约12%（重量）（除非允许采用更苛刻的加工条件）。
本发明的一个目的是在制备印相纸载体中避免与使用高密度聚乙烯有关的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种用于印相纸基的涂层材料，以加速纸的加工速度，同时提供改进的涂布质量。
本发明还有一个目的是要提供一种具有聚乙烯涂层的印相纸载体，当以卷轴形式贮存该印相纸载体时，不出现斑痕和二次凹坑。
本发明的这些目的和其它目的及优点经下文的叙述将更加明确。
本发明提供了一种印相纸载体，该载体包括具有防水聚烯烃涂层的印相纸基，该涂层含有密度约为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯，且其分子结构为每1000个碳原子中含有5至12个甲基。特别适用于挤出涂布方法的是熔融流动指数（MFI）在1至25分克/分钟之间的聚乙烯。如果在涂层中，密度约为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯的用量不低于涂层重量的10%，则防水涂层还要包括密度约为0.914至0.926克/立方厘米的聚乙烯。推荐的高压聚乙烯的用量至少为涂层重量的50%，尤以至少为涂层重量的90%为佳。
形成上述涂层的高压聚乙烯的密度以约为0.933至0.935克/立方厘米为好，在涂层中的用量最好至少约为涂层重量的60%。
可进增白颜料以高达约20%（重量）的用量分散于涂层中。为了改进所述印相纸载体的质量，也可将下列添加助剂分散于涂层中：着色剂、荧光增白剂、稳定剂和抗氧剂等。
另一方面本发明提供了一种生产印相纸载体的方法，它包括下列内容。制备一种含有密度约为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯的组合物，将其熔融挤出，至少涂布在印相纸基的一面上，并在层压机中装饰成磨砂表面或光滑表面，上述高压聚乙烯也可涂布在印相纸基的两面上。
在挤出涂布聚乙烯之前，可对印相纸基进行均匀地电晕预处理。
上述高压聚乙烯在涂层中的用量至少约为10%（重量）。最好是上述高压聚乙烯在涂层中的用量约为50%（重量），尤以大约90%（重量）为佳。
认为是本发明特征的新特性在权利要求书中有所陈述。而由下列具体实施方案的陈述可更她地了解本发明（其组成及其实施方法）以及本发明的其它目的和优点。
根据本发明，提供了一种具有耐水防水聚烯烃
涂层的印相纸载体。所用聚烯烃是经高压聚合反应制成的密度约为0.930至0.936克/立方厘米的聚乙烯。可将该高压聚乙烯与常用型聚乙烯相混合，其类型包括低密度聚乙烯，并可包含有限量的高密度聚乙烯。高压聚乙烯的密度以为约0.934克/立方厘米为好。聚乙烯中增白剂或白色颜料的含量最多约为20%（重量）较好。此外，宜于添加一些助剂材料，诸如着色剂、荧光增白剂、稳定剂和抗氧剂等，以增强印相载体所需性能。
目前，根据本发明使用高压聚乙烯即可完全获得以前只有使用高密度聚乙烯才有的那些性能，这些性能就印相纸载体的使用而言，尤其是就有关印相纸载体的硬度而言是相当重要的，这是令人惊异而又未预料到的。而且，由于使用该高压聚乙烯而使胶凝颗粒含量显著下降，并改进对纸基的粘合性能。同时，获得良好的硬度值，也没有斑痕或所谓二次凹坑出现。与常用的聚乙烯相比，氧化钛等颜料分散体系得到改善，氧化钛的含量可增加到约20%（重量）的程度。
生产期间和现场测定改进的性能，特别是获取定量测定会遇到一些实际困难。
从印相纸基上剥离聚乙烯涂层所需的剥离力是一个极有价值的参数。例如可使其标准化并以每10毫米宽的克数的量纲来测定。但有一个问题，即在粘合极好的条件下，这种测试测不出剥离力，而只能测出纸的层间粘合强度。
通过下列步骤依次获得一些对比值。
将印相纸基上的聚乙烯分割成栅格状。将粘胶带的粘胶端粘附在栅格处，撕去粘胶带后，测定聚乙烯的粘附情况。在此条件下，根据纤维剥离的定义，用肉眼判断剥离位置和撕裂位置，并按以下定义的五种等级来表示其粘合性能。
该方法可视为栅格分切法的改进型，在联邦德国工业标准DIN53151中称之为“栅格分切法”（“Gitterschnittmethods”）。其各等级表示如下：
1级：在100%分离开的聚乙烯表面中，纸内发生纤维撕裂，就是说，聚乙烯的粘合强度高于纸的内部强度和稳定性。
2级：在较小范围内（不超过表面的约20%），聚乙烯与纸的表面相分离，因此在该范围内没有纤维撕裂。
3级：20%至50%的表面是聚乙烯的剥离，而不是纸表面纤维的撕裂。
4级：50%以上的印相纸基表面与聚乙烯涂层相分离，而未观察到纤维撕裂。
5级：可完全扯下聚乙烯而不会从纸表面撕下纤维。
在下列表格中，通过轴向扯下10毫米宽的聚乙烯条，测定印相纸基上的聚乙烯涂层的粘合性能。所得级别是1级至5级，其中1级表示粘合性能极好。根据斯堪地纳维亚工业标准Norm Scan.P29∶69测定涂有聚乙烯的纸所具有的硬度。
考察质量的另一个重要参数是斑痕和二次凹坑的程度。通过简单直观计数这种缺陷即可测定，这些缺陷在反射光线和切线光线条件下是很醒目的。
可用各种方法对各种聚乙烯进行分类。一个区分方法是确定每1000个碳原子的甲基数目。可使用红外光谱法测定该数目，本发明所用的高压聚乙烯每1000个碳原子的甲基数约为5至12个。此数目与单一使用的高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的不同。但平均密度约为0.934克/立方厘米的这些成分的混合物可能具有相同数值范围的混合物的平均甲基数。而单一成分的甲基数显然与本发明所使用的高压聚乙烯的甲基数目不同。
可根据1978年4月公布的联邦德国工业标准DIN7728TL定义低密度聚乙烯，这是高压法制备的聚乙烯。可根据1978年4月公布的联邦德国工业标准DIN7728TL定义高密度聚乙烯，HDPE是低压法制备的聚乙烯。
密度为0.95至0.975的高密度聚乙烯的灰分含量可为0.01%至0.03%。常用低密度聚乙烯的灰分含量低于百万分之十。本发明所用密度为0.93至0.936的聚合物的灰分含量可低于百万之十。
因此，本发明的聚乙烯最好是密度为0.93至0.936，每1000个碳原子含有5至12（最好6至10）个甲基，灰分含量低于百万分之100。MFI（熔融流动指数）值在1.5至30之间较好。加工好的涂层材料当然可能含有其它产生灰分的材料如二氧化钛、硬脂酸铝或硬脂酸锌、钴蓝等。
下列实施例展示了本发明推荐的实施例。
实施例1
在一块裁切好的定量为170克/平方米的印
相纸基的双面上将本发明密度约为0.934克/立方厘米的高压聚乙烯（LDPE）以100米/分钟的速度进行挤出涂布，涂成厚度均为30微米的一层涂层。而且，挤出涂布之前纸基已进行过电晕处理。
实施例2（对比实施例）
使用与实施例1中所述同样的条件，但改用60%（重量）的密度为0.917克/立方厘米的低密度聚乙烯与40%（重量）的密度为0.960克/立方厘米的高密度聚乙烯的混合物作为对比。该混合物的密度为0.934克/立方厘米。印相纸基与实施例1中所用相同。
实施例3
在与实施例1中所述条件相同的条件下，使用含有65%（重量）的本发明密度为0.934克/立方厘米的低密度聚乙烯和35%（重量）的密度为0.917克/立方厘米的低密度聚乙烯的聚乙烯混合物，
并将其涂布在相应的印相纸基上。
实施例4（对比实施例）
制备一种75%（重量）的密度为0.917克/立方厘米的低密度聚乙烯与25%（重量）的密度为0.960克/立方厘米的高密度聚乙烯的聚乙烯混合物，并将其涂布在印相纸基上作为对比。
实施例3和4的聚乙烯混合物的密度均为0.928克/立方厘米。
实施例5至8
在实施例5至8中分别使用实施例1至4的聚乙烯。但将10%（重量）的具有金红石结构的二氧化钛与这些聚乙烯相混合，然后在相同条件下涂布在印相纸基上。
实施例9
将18%（重量）的金红石结构的二氧化钛与实施例1的聚乙烯混合，然后在相同条件下涂布在印相纸基上。
实施例1至9的结果列于表中。
可以理解，上述一种、两种或多种因素也适用于其它类型的防水涂层配方中和不同于上述类型的加工过程中。
尽管已在具有聚乙烯防水涂层的印相纸载体方面对本发明作了具体实施的说明和描述，但这并不意味着仅限于所述的细节，因为还可对其作出多种改进和构成变化而不会以任何方式背离本发明的主旨。
不必进行更多的分析，上文即可充分展示出本发明的要点，这使其它人员能够很容易地借助现代知识将其用于多种用途，但不能仅以现有技术的观点而忽略了充分构成本发明一般范围或特定范围的主要特征的那些特点。
在所附的权利要求书中对专利的权利要求和所要保护的内容作了陈述。
表
实施例 胶凝颗 胶凝颗 纸的粘 硬度 聚乙烯平均密度
粒数目 粒程度 合强度 （mN） （克/立方厘米）
1无TiO20 低 1 371 0.934
2无TiO26 高 3 378 0.934
3无TiO21 低 1 367 0.928
4无TiO24 中等 2 365 0.928
5加TiO21 低 1 377 0.934
6加TiO28 高 3 378 0.934
7加TiO22 低 1 375 0.928
8加TiO26 高 3 375 0.928
9加TiO22 低 1 378 0.934
Claims (10)
1、一种含有印相纸基的树脂涂敷的印相纸载体材料，在该印相纸基的至少一面上按挤出涂敷法除布有一种聚烯烃树脂防水涂层，其特征在于该防水涂层含有密度为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯，该高压聚乙烯每1000个碳原子中含有5至12个甲基。
2、根据权利要求1的印相纸载体，其中，防水涂层还含有小于90%的密度为0.914至0.926克/立方厘米的聚乙烯，且涂层中密度为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯的用量至少为涂层重量的10%。
3、根据权利要求1的印相纸载体，其中，防水涂层还含有小于50%的密度为0.914至0.926克/立方厘米的聚乙烯，且在涂层中密度为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯的用量至少为涂层重量的50%。
4、根据权利要求1的印相纸载体，其中，防水涂层还含有小于10%的密度为0.914至0.926克/立方厘米的聚乙烯，且在涂层中密度为0.930至0.936克/立方厘米的高压聚乙烯的用量至少为涂层重量的90%。
5、根据权利要求1的印相纸载体，其中，密度为0.933至0.935克/立方厘米的高压聚乙烯是涂层的一部分，且高压聚乙烯在涂层中的用量至少为涂层重量的90%。
6、权利要求1的印相纸载体还含有分散于涂层中的增白颜料，按涂层重量计，其用量最高为20%（重量）。
7、权利要求1的印相纸载体还含有分散于涂层中的着色剂。
8、权利要求1的印相纸载体还含有分散于涂层中的荧光增白剂。
9、权利要求1的印相纸载体还含有分散于涂层中的稳定剂。
10、权利要求1的印相纸载体还含有分散于涂层中的抗氧剂。
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