CN1229724A - 具有低纹孔量的支承材料 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种聚烯烃涂布的支承材料,其特征在于高的光泽度和低的纹孔量,另外,由于其生产是利用具有电解结构表面的骤冷辊而进行的,因此生产率也很高;其中所述的骤冷辊其表面粗糙度Rz的标准偏差从0.050μm至0.120μm。

Description

具有低纹孔量的支承材料
本发明涉及树脂涂布的纸张，特别是涉及用于照相和非照相成象法的支承材料。此外，本发明还涉及所述支承材料的生产方法。
对于借助用挤出法或共挤出法将表面区域粘结至至少一个树脂层上的砂纸，应对底材的外观和性能加以改进。所述改进特别适合于增加挺度，抗张强度，热稳定性以及对液体或气体的不敏感性。通过使用特定的辊子，可生产出有光泽的表面或结构表面。
呈粒料，颗粒或粉末状的挤出材料，在挤出机中被压实，熔融和均化。借助挤塑模头将熔融的挤出材料施加至基材上，所述模头与纸幅的宽度相匹配。对纸张进行预处理以取得良好的粘结强度。为改善粘结力，通常采用火焰预处理，电晕处理，臭氧喷淋或施加底漆。通过骤冷辊对挤出的薄膜进行冷却。该骤冷辊的表面对于复合材料的表面还具有很大的影响。
由于种种原因，将对纸张进行挤压贴面，特别是将对用于照相和非照相成象法的纸张进行挤压贴面。被挤出至纸张上的薄膜将阻止对液体的吸收，而照相纸将阻止吸收显色剂溶液，由此保证了迅速且对环境友好的处理过程，这是因为已渗透的显色剂在费时的处理过程中是无需洗掉的。利用可控的方式，可使用所述的表面结构适合于从“高光泽”至“高度结构化”所希望的要求。层合材料的结构表面是骤冷辊表面的镜像。先前用于纸张挤出的骤冷辊通过如下步骤制得：对骤冷辊进行镀铬处理；然后进行喷砂处理。这种制法将在骤冷辊的表面上形成许多通常是很细小的凹槽。取决于喷砂材料的种类和大小，以及处理所持续的时间，可产生从“高光泽”至“几乎无光泽”的表面。
在纸张的挤压贴面中，缩孔状的表面缺陷，即所谓的纹孔将根据挤出速率而在聚合物表面上形成。由于骤冷辊的高旋转速度，已存在于骤冷辊表面上的上述凹槽中的气泡，在骤冷辊与热挤出材料接触之前不能逸出或除去。所形成的纹孔对于光泽度和视觉外观有负面影响。随着挤出速率的增加，最终涂层中纹孔的数量也将增加。在EP 285 146 A2中描述了所有这些问题。
日本专利申请JP 7261325描述了聚烯烃涂布的照相支承材料，该材料具有精确定义的表面粗糙度，以便在至少150米/分的生产率下阻止纹孔的产生。所述该照相支承材料的特征在于：高光泽度和低纹孔量。该方法的一个缺点是：产品的粗糙度范围很窄。此外，生产率只是很有限程度的得以增加。
EP 285 146 A2描述了一种防止纹孔或陷坑的方法，该方法包括：用能更加容易地通过挤出薄膜逸出的气体替代骤冷辊减压时出现的气泡。然而，该方法的缺点仍然是生产率低以及工艺非常复杂。
在US4 994 357中，通过增加聚烯烃涂布的纸张对骤冷辊的压力，防止了纹孔的出现。进一步的改进据说通过如下步骤实现：使用特别光滑的原纸并利用聚烯烃进行多层表面涂布。然而，由于高接触压力，也只能是很低的生产率，这是因为在高速时聚烯烃将与骤冷辊产生分离。
除照相支承材料以外，非照相成象法领域，如喷墨法或加热转印法也必须依赖均匀的支承材料。在这些方法中，为了得到尽可能多的照相质量的印刷品，树脂涂布的纸张的用量正日益增加。当在纹孔区域中由于施加塑性材料量太少所致的光泽面中出现斑点时，如纹孔这样的干扰将是十分明显的。
本发明的目的是提供一种树脂涂布的支承材料，该材料的特征在于：均匀的表面性能和低的纹孔量。此外，本发明的另一个目的是增加生产率，同时保持低的纹孔量。
这些目的通过聚烯烃涂布的支承材料而得以实现，所述材料有利用骤冷辊成形的表面，骤冷辊的表面具有电解生产的结构。
在生产本发明的支承材料时，使用在镀铬之后不对其进行表面喷砂处理的辊子。在电镀期间，通过以可控的方式将电流的方向逆转，能以可控的方式产生表面结构。这些结构是均匀分布的圆形隆起。因此，这种骤冷辊不同于先前的骤冷辊，先前的骤冷辊其表面是通过除去呈镜像的材料而形成的。与传统的骤冷辊相比，根据本发明的用于支承材料的骤冷辊具有均匀的粗糙度分布Rz，这可通过图1和图2中的标准偏差得以证明。用于这些骤冷辊的标准偏差在0.050μm和0.120μm之间，优选从0.060μm至0.100μm。在挤出时，这样的标准偏差将获得具有均匀光泽度的表面。根据本发明不再会产生利用传统骤冷辊将会产生的在支承材料表面上产生不同光泽度值的区域。骤冷辊的粗糙度Rz取决于支承材料所希望的光泽度值，其值从0.800μm至1.900μm特别是1.000μm至1.700μm。
包括子图3a和3b的图3示出了利用传统喷砂辊生产的纸张表面(根据对比例1)。这些照片是利用共焦激光显微镜制得的。图3b示出了纸张表面的三维图形。在纸张表面中的许多纹孔是十分显著的。这将导致：随着挤出速率的增加而使包括的空气数量增加，并因此增加纹孔的数量。图3a示出了相应于根据对比例1的图3c中的激光照片的三维图形。
包括子图4a和4b的图4示出了一种纸张表面(相应于实施例1)，该纸张表面利用骤冷辊生产，所述骤冷辊具有通过电解法产生的表面结构。这些照片同样也是在图3相同的条件下，利用共焦激光显微镜制得的。图4b再次示出了纸张表面的三维图形。在此所述的纸张表面比图3b所述的纸张表面更加均匀，并且基于表面尺寸的高度差更大，与此同时还更圆。因此，甚至在高生产率时也能逸出空气，并由此使形成的纹孔得以减少。
图4a示出了图4b的顶视图，并且可与该激光照片相比的是图4c。
根据本发明的支承材料，在60°角时测量的光泽度从4％至40％，特别是从10％至35％。在施加照相乳液或接收层之后，在黑色图案(blackpattern)上在60°角时测量的光泽度从75％至95％，特别是80％至90％。支承材料的粗糙度Rz从0.700μm至1.800μm特别是0.900μm至1.600μm。支承材料粗糙度Rz的标准偏差与骤冷辊粗糙度Rz的标准偏差相同，并且在0.050μm至0.120μm的范围内。
各种纤维素纤维和合成纤维均适于生产原纸。可以使用通过碱法或酸法制得的针叶木浆和/或阔叶木浆。为进行施胶，可以使用造纸工业中已知的所有施胶剂和湿强度剂。合适的颜料有无机化合物如，粘土，高岭土，碳酸钙以及二氧化钛。原纸中可以包含另外的添加剂如，消泡剂，光学增亮剂和染料。可利用长网造纸机或圆网造纸机生产原纸。优选原纸的定量从40-250克/平方米。
聚烯烃如聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯以及两种或多种烯烃的共聚物或它们的混合物均适于进行挤出。特别合适的是各种聚乙烯如，高密度聚乙烯(HDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)及其混合物。所述的这些聚烯烃可包含颜料如二氧化钛，粘土，氧化钙或氧化锌。颜料的用量从5-25wt％。总的施加量从10-50g/m2。
另外的添加剂包括：辅助物质如光学增亮剂，着色剂以及抗氧剂。挤出和共挤出法均适合于本发明的涂布。照相支承材料的背面可以备有功能涂层，如抗静电层或不卷曲层。
将聚烯烃挤出至一基材上，如纸基上，所述的聚烯烃以薄膜的形式，通过压辊和根据本发明所使用的骤冷辊之间的间隙被挤出。通过骤冷辊使热的聚烯烃薄膜冷却，并将该薄膜从骤冷辊上剥离。在对背面进行涂布之后，以相同的方式对正面进行涂布。挤出速率已成功地从一开始的275米/分增加至375米/分。另外，通过增加接触压力以及通过使用硬压辊，还可进一步增加速度。
下面的实施例将进一步阐明本发明。实施例1
用包含低密度聚乙烯(LDPE，d＝0.915g/cm3)和高密度聚乙烯(HDPE，d＝0.959g/cm3)的不含颜料的聚乙烯共混物，对定量为168g/m2的照相原纸的背面进行涂布。涂布量为29g/m2。用低密度聚乙烯(LDPE，0.932g/m3)和15wt％二氧化钛的混合物，对纸张的正面进行涂布。涂布量为28g/m2。一开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。具有电解设计表面的该骤冷辊其粗糙度Rz为1.624μm，并且粗糙度的标准偏差为0.089μm(图1)。
在图4d中的扫描电子显微照片示出了：在275米/分的涂布速率时，照相支承材料的表面结构。在聚烯烃涂布之后，该支承材料的粗糙度Rz为1.532μm，粗糙度的标准偏差为0.085μm。实施例2
用实施例1中所述的聚乙烯共混物对定量为220g/m2的照相原纸进行涂布。背面的涂布量为35g/m2。正面的涂布量为33g/m2。具有电解设计表面的该骤冷辊其粗糙度Rz为0.995μm，并且标准偏差为0.064μm。开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烃涂布之后，该支承材料的粗糙度Rz为0.875μm，标准偏差为0.062μm。实施例3
用实施例1中所述的聚乙烯共混物对定量为140g/m2的喷墨原纸进行涂布。背面的涂布量和正面的涂布量均为17g/m2。具有电解设计表面的该骤冷辊其粗糙度Rz为1.341μm，并且标准偏差为0.098μm。开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烃涂布之后，该支承材料的粗糙度Rz为1.229μm，标准偏差为0.096μm。实施例4
用实施例1中所述的聚乙烯共混物对定量为168g/m2的照相原纸进行涂布。背面的涂布量为29g/m2。正面的涂布量为28g/m2。具有电解设计表面的该骤冷辊其粗糙度Rz为1.605μm，并且标准偏差为0.101μm。开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烃涂布之后，该支承材料的粗糙度Rz为1.463μm，标准偏差为0.098μm。对比例1
用实施例1所述的聚乙烯共混物对实施例1的照相原纸进行涂布。具有喷砂表面的骤冷辊的粗糙度Rz为1.600μm，标准偏差为0.161μm(图2)。开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。在图3d中的扫描电子显微照片示出了：根据本发明的支承材料的表面结构，在聚烯烃涂布之后，所述结构的粗糙度Rz为1.487μm，标准偏差为0.159μm。对比例2
用实施例1所述的聚乙烯共混物对实施例3的喷墨原纸进行涂布。具有喷砂表面的骤冷辊的粗糙度Rz为1.287μm，标准偏差为0.139μm。开始的涂布速率为275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烃涂布之后，所述支承材料的粗糙度Rz为1.181μm，标准偏差为0.149μm。粗糙度的测定
根据DIN 4768，利用Hommel表面扫描仪测量粗糙度Rz。检测纹孔的数量
由于在本发明的生产步骤中，利用肉眼不能看出纹孔，因此，利用显微镜对聚烯烃涂布的纸张进行放大，并利用CCD摄像机进行扫描。使用图像处理程序，制得30个测量位置纹孔量的分布图。表3列出了30个测量位置的平均值。光泽度测量
根据DIN 67，530，利用三角光泽度仪(得自Dr.Bruno LangeGmbH)，以60°的角度测量光泽度。由于光泽表面的质量只能在乳液涂布纸上或带有接收层的纸张上进行检测，因此应对支承材料进行涂布。
利用标准的氯化银乳液对实施例1，2，4以及对比例1的照相支承材料进行涂布，然后进行暴光并显影成一黑片。
在实施例3和对比例2中，利用如DE195 35 072 C2中所述的油墨接收层，对支承材料进行涂布。油墨接收层是借助Hewlett Packard HP550C打印机的打印深黑。
此外，由于光泽度值对于生产的控制是十分重要的，因此，在没有辅加层下，还对支承材料的光泽度值进行测量。
测试结果概述于表1和表2中。
表1.光泽度测量
没有乳液/接收层的照相支承材料
光泽度值(％)生产速率    B1      B2      B3      B4      V1      V2275米/分   24.5    30.2    23.9    10.7    23.0    22.2300米/分   24.2    29.9    24.2    11.0    23.5    22.5350米/分   25.1    30.6    23.6    10.5    23.7    21.8375米/分   24.8    30.2    23.2    10.6    22.8    22.9
表2.光泽度测量
有乳液/接收层的照相支承材料
光泽度值(％)生产速率      B1     B2       B3     B4      V1      V2275米/分    81.7    84.3    80.2    80.5    78.8    77.1300米/分    81.4    84.0    79.8    80.8    77.8    76.2350米/分    82.0    84.9    81.0    80.3    77.5    76.5375米/分    81.5    85.1    80.5    81.0    78.6    76.0
表3.纹孔测量
纹孔数量生产速率    B1    B2    B3    B4    V1    V2275米/分    13    11    18    10    47    55300米/分    27    25    30    19    53    64350米/分    36    33    41    28    61    79375米/分    45    44    52    37    87    95
从表1至表3的结果表明，通过使用带有电解设计表面结构的骤冷辊，能以相当高的生产速率生产出具有高光泽度和低纹孔量的支承材料。

Claims (7)

1.一种聚烯烃涂布的支承材料，其表面是利用具有电解结构表面的骤冷辊而成形的，所述骤冷辊其粗糙度Rz的标准偏差从0.050μm至0.120μm。
2.根据权利要求1的聚烯烃涂布的支承材料，其中支承材料表面的粗糙度Rz从0.700至1.800μm。
3.根据权利要求2的聚烯烃涂布的支承材料，其中支承材料表面的粗糙度Rz从0.900至1.600μm。
4.根据权利要求1的聚烯烃涂布的支承材料，其中支承材料表面的光泽度在60°测量角时为4％至40％。
5.根据权利要求4的聚烯烃涂布的支承材料，其中支承材料表面的光泽度在60°测量角时为10％至35％。
6.根据权利要求1的聚烯烃涂布的支承材料，其中支承材料为用于照相和非照相成象处理的支承材料。
7.一种聚烯烃涂布的支承材料的生产方法，该方法包括将聚烯烃挤出至一基材上，聚烯烃表面是利用具有电解结构表面的骤冷辊而成形的，所述骤冷辊其粗糙度Rz的标准偏差从0.050μm至0.120μm。
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