CN1599825A

CN1599825A - 具有粗糙感的片材

Info

Publication number: CN1599825A
Application number: CNA028242963A
Authority: CN
Inventors: 蒂埃里·马亚德
Original assignee: Arjo Wiggins Dessin et Papiers Fins SA
Current assignee: Avibrandin Ltd
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: ZA200305497B; CA2468261A1; ES2351437T3; HUP0600860A2; KR20040071173A; JP2005511912A; NO333896B1; PT1454015E; BR0206875B1; FR2833022A1; AU2002364415B2; FR2833022B1; WO2003048455A1; JP4643908B2; HK1076497A1; US8361596B2; NO20033245L; KR100872912B1; ATE483064T1; AU2002364415B8

Abstract

本发明涉及一种至少在其一面具有粗糙表面感的片材，所述片材的一面或两面涂布有含有不可压缩微粒的涂层，所述微粒既不是平的也不是非常尖角的。本发明也涉及上述片材的生产方法和用途，其被用于生产印刷用纸或塑料介质、包装用纸或塑料、书本装订用的封面、卡片纸板或塑料箱。

Description

具有粗糙感的片材

本发明涉及一种具有粗糙感的片材。

本发明还涉及生产所述片材的方法和所述片材的用途。

申请人特别有兴趣提供一种片材，所述片材并不是非常粗糙或砂质感的，然而具有只能通过触摸感知的一定程度的粒状外表，但对于肉眼而言，其表面是十分光滑的。

据申请人所知，对于一定程度粗糙感的研究，在纸业、塑料薄膜、包装或出版业中基本上是一个未开发的领域。

这是因为，直到现在，在这些领域开展的研究都相反地应用于制备具有软或绒面特性的片材。

因此，在专利FR2791368中，申请人保护了一种片材，其具有一种能使人回想起所包装物品特点的感觉，尤其对于包装化妆用品而言。

申请人的目标是提供一种具有粗糙但令人愉悦的片材，也就是说这种片材不会粘手。

例如，所述片材必须还能用于印刷、具有白色特点并易于加工。

申请人一直在寻求符合这些目标的微粒。

申请人已经发现了两大类的微粒：

-那些研磨作用占主导和具有尖角的微观表面并在片材表面上均匀分布的微粒，如氧化铝或刚玉；和

-那些具有隔离和耐磨作用并具有较圆滑的微观表面和较松散形态的微粒，如淀粉。

在对粗糙感的研究中，申请人首先关注于使用上述后一种类的微粒，从而尽可能地降低由此涂覆制得的片材对手指的粘着力。

已经发现，粗糙感的产生有几个原因：

-所用微粒的微粒大小，也就是它们的尺寸分布；

-所用微粒的外形；

-所堆积微粒的量；和

-在片材上使用的微粒的分布。

也发现，使用一层非胶凝淀粉颗粒(优选土豆淀粉颗粒)对纸或塑料片材进行涂布，可获得最有利的结果。

通过用扫描电子显微镜观察，容易发现土豆淀粉颗粒几乎是球形或椭圆形的，具有28微米的平均尺寸分布，并由粗糙但不十分多的微粒组成。

申请人也能说明，并非使用所有类型的淀粉都能获得“粗糙”感，尤其是使用玉米淀粉进行涂布不会产生所需的粗糙感。

解释来自下述事实：玉米淀粉微粒较为细小，它们的平均直径在15微米以下，它们的微粒尺寸分布差异非常之小。

因此，玉米淀粉微粒沿所涂覆片材的表面起伏铺展为一均匀的涂层。

从这些不同的分析中，申请人得出了一些结论，从而限制了能使用的微粒类型的范围。

首先，微粒必须足够粗糙，从而能够被处理者所察觉。

其次，微粒必须不是十分尖角的，从而产生一种轻微粗糙但又令人愉悦的感觉。

特别是，诸如被用来生产研磨剂的硅石或刚玉，对于所需感觉而言是不合适的，这些微粒具有过于刺人的断裂表面形状。

优选地，所述微粒具有相对球形和松散的表面形状，这也排除了薄片形态的微粒，比如滑石。

最后，这些微粒必须是不会变形的。

因此，诸如橡胶或膨胀微球体是不合适的，因为其具有可压缩性和弹性，这会使片材具有粘的感觉而不是粗糙感。

从这一点说，考虑到某些淀粉微粒符合上述条件的适宜性、以及它们较低的成本、自然态的可用性和它们的重复利用能力，其似乎提供了一种优选的解决方案。

具体而言，本发明涉及一种至少在其一面具有粗糙表面感的片材，所述片材的一面或两面涂布有含有不可压缩的微粒的涂层，所述微粒是松散的并具有球状外形。

特别是，本发明的特征在于所述微粒的重量平均直径为大于25微米且优选小于200微米。

特别是，本发明的特征在于所述微粒具有几乎是球状的外形。

优选地，所述微粒是非胶凝淀粉颗粒，尤其是土豆淀粉颗粒。

根据一个具体方案，所述微粒也可以是玻璃微球体，或者研磨塑料，所述塑料优选聚酰胺、聚酯、聚烯烃或PVC。

尤其是，本发明特征在于微粒在表面上的分布为20-250个微粒/mm²。可通过对所述片材的表面进行技术分析来具体测定上述分布。

优选地，所获片材的克重为50-500g/m²。

根据一实施方案，每一涂布面上涂层的干重量为3-30g/m²，优选为5-18g/m²。

具体地，本发明的特征在于所述涂层包括：

-100份干重量的所述微粒；

-5-300份，优选10-50份干重量的胶粘剂；和

-0-500份干重量的填充剂。

具体地，所述胶粘剂选自于苯乙烯丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、乙烯基胶乳、溶解淀粉、聚乙烯醇、蛋白质(特别是干酪素、凝胶或大豆蛋白)、硝化纤维、塑料溶胶、甘酞树脂、环氧树脂、聚酯。

具体地，所述填充剂选自于碳酸钙、高岭土、滑石、二氧化钛、硫酸钡、沉淀的或煅烧的硅石、塑性颜料。

其他成分，如蜡、流变调节剂、防沫剂、涂布剂、杀菌剂或杀真菌剂等，也可用于涂布组合物中。

这些成分不会改变材料的表面结构，因而也不会改变所获的触感。

根据最后的实施方案，片材具有小于0.5的动态摩擦系数，所述摩擦系数根据NF Q03-082标准在吸墨纸上测得。

本发明也涉及涂布片材的方法。

根据一详细方案，所述片材涂布方法的特征在于其包括下述步骤：

a)用水介质中的组合物对片材的至少一面进行处理，所述组合

物包括：

-100份不可压缩的微粒，所述微粒是松散的且具有球状外形，

-5-200份干重量，优选10-50份干重量的胶粘剂，

-0-500份干重量的填充剂；

b)将所述片材干燥。

根据本方法的一个具体方案，使用一涂布设备实施步骤a)，所述设备选自中心辊或反式辊类型(其与反式辊涂布机相对应)的辊式涂布机、拖刀涂布机、气刀涂布机、薄膜转换施胶挤压机、幕式涂布机。

根据另一具体方案，使用喷涂设备实施步骤a)。

根据另一变通，片材涂布方法的特征在于其包括下述步骤：

a)用清漆对片材的至少一面进行涂布，所述清漆包括：

-100份不可压缩的微粒，所述微粒是松散的且具有球状外形，

-5-200份干重量，优选10-50份干重量的胶粘剂，

-0-500份干重量的填充剂；

b)将所得片材干燥。

本发明也涉及上述片材的用途，其被用于生产印刷用纸或塑料介质、包装用纸或塑料、书本装订用的封面、卡片纸板或塑料箱。

本发明可通过带有相应附图的实施例而加以进一步说明。

图1A和1B分别表示用土豆淀粉颗粒涂布的纸片材的50×放大率和750×放大率的扫描电子显微照片。

图1C表示的是同样的片材，但以1000×放大率看到的部分。

图2A和2B分别表示用玉米淀粉微粒涂布的纸片材的50×放大率和750×放大率的扫描电子显微照片。

图2C表示的是同样的片材，以1000×放大率看到的部分。

图3A和3B分别表示用土豆淀粉颗粒和以碳酸钙为填充剂进行涂布的50×放大率和750×放大率的纸片材。

图3C表示的是同样的片材，以1000×放大率看到的部分。

图4A和4B分别表示用硅石微粒涂布的50×放大率和750×放大率的纸片材。

图4C表示的是同样的片材，以1000×放大率看到的部分。

图5表示的是用膨胀的热塑性微球体涂布的500×放大率的纸片材，所述微球体为Expancel出售的EXPANCEL 820类型。

图6表示的是用玻璃微球体涂布的500×放大率的纸片材。

图7表示的是用氧化铝微粒涂布的500×放大率的纸片材。

图8表示的是用小麦淀粉微粒涂布的500×放大率的纸片材。

从以上可看出，通过用土豆淀粉颗粒对纸进行涂布，申请人成功地获得了所寻求的“令人愉悦的”粗糙感，然而使用玉米淀粉微粒则不能获得此结果。

比较分别对应与上述两种类型的淀粉的图1A、1B和2A、2B，显然，微粒的分布、形状和大小解释了这种差别。

在使用土豆淀粉的情况下，淀粉在片材上有略微的不一致分布，小的微粒集中在粗微粒边或者在片材上以孤立和随机的方式沉积。

然而，在使用玉米淀粉的情况下，在片材上的分布是完全均匀的，微粒具有相对近似的大小，并在纸上形成了精细的微粒薄层。

对图1C和2C的比较显示了当处理者的手指在涂布纸的表面上移动时的感觉。

在第一种情况下，他的手指十分频繁地从凹陷中移到突起物，它们间的高度落差为至少25微米。

在第二种情况下，他的手指十分频繁地从一个微粒顶点移到另一个微粒顶点，它们间的距离为至少10微米。

低于大约10微米，则对于处理者而言，难以感受到表面的粒状以及粗糙感。

申请人也能通过添加填充剂(尤其是碳酸钙)来增强粗糙感。

图3A、3B和3C清楚地显示了本发明的这一方面，因为可看出，土豆淀粉颗粒的分布没有改变，但这些微粒自身的外观已完全不同了。

实际上，碳酸钙-大小为1微米的微粒-覆盖了淀粉微粒的表面，从而使淀粉微粒的表面失去了表面光洁度以及在触摸时变得更易察觉。

图4A、4B和4C确定了另一种情况，申请人有意排除了以尖角硅石微粒涂布的纸。

特别是，图4C显示了硅石微粒的非常尖角和不平坦的特点，这与令人愉悦的粗糙感是不相容的。

尽管所获片材仍然具有低程度的粗糙，但这只是由于所加入的小部分硅石微粒以及由此产生的低突起。

然而，这种感觉与申请人所追求的令人愉快的“粗糙”感是不相应的。

图5部分显示了用EXPANCEL类型的膨胀热塑性微球体进行涂布的片材的表面。

检查显示，微粒大部分是小的，且基本上是球形的。

由于粗微粒量少且相对较软，因而没有获得所求的“粗糙”感。

作为对照，图6显示了用玻璃微球体涂布的片材的表面。

尽管片材上微球体的分布和外形与前述情况有一定程度的相似，但由于玻璃的硬度，因而获得的感觉是完全不同的。

这种感觉实际上是“粗糙的”，不像前述情况中的那么粘。

图7和图8证实了这个事实：使用氧化铝或小麦淀粉不能获得令人愉快的“粗糙”感。

这是因为，在一种情况中，过度尖角的氧化铝细粒给表面一种多刺的特点，这在触摸时是不愉快的。

在另一种情况中，小麦淀粉产生了与玉面淀粉十分相似的表面，结果是，粗糙的特点实际上是感觉不到的。

下面对本发明的涂布组合物的实施例进行描述。

实施例1：

一种含有土豆淀粉颗粒的涂布组合物，使用实验用挤压机以10.7g/m²的量将所述涂布组合物应用于纸介质片材的一面。

然后将处理后的片材在大约150℃下干燥。

在水介质中生产含有淀粉微粒的组合物，且其含有(以干重量计)：

100份由Roquette出售的HICAT 110(土豆淀粉)；

32份由BASF出售的ACRONALS 305 D(胶乳)；

4.8份由Angus Chemie GmbH出售的AMP 90(pH调节剂)；和

6.7份由BASF出售的STEROCOLL D(增稠剂)。获得了图1A、1B和1C所示的片材。

实施例2：

一种含有土豆淀粉颗粒和作为填充剂的碳酸钙的涂布组合物，使用实验用挤压机以22.5g/m²的量将所述涂布组合物应用于纸介质片材的一面。

然后将处理后的片材在大约150℃下干燥。

在水介质中生产含有淀粉微粒和碳酸钙的组合物，且其含有(以干重量计)：

100份由Roquette出售的HICAT 110(土豆淀粉)；

60份由OMYA出售的HYDROCARB 90(碳酸钙)；

32份由BASF出售的ACRONAL S 305 D(胶乳)；

4.8份由Angus Chemie GmbH出售的AMP 90(pH调节剂)；和

6.7份由BASF出售的STEROCOLL D(增稠剂)。

获得了图2A、2B和2C所示的片材。

实施例3：

一种含有玻璃微球体的涂布组合物，使用实验用挤压机以47g/m²的量将所述涂布组合物沉积于纸介质片材的一面上。

100份由3M出售的MICROPERL 050-20-215(玻璃微球体)；

20份由BASF出售的ACRONAL S 360 D(胶乳)；和

2.4份由Aqualon出售的BLANOSE(增稠剂)。

获得了图6所示的片材。

申请人也关注于对所得片材令人愉悦的粗糙表面饰层的表征，而不是通过由随机指定的处理者进行触觉评估的方式，这种方法可能被认为过于主观。

为了提供专门的和非含糊性数值，申请人根据法国标准(FrenchStandard)NF Q 03-082对动态摩擦系数进行了测定。

所述标准可用于对使用了待测材料并在另一(参照)材料上滑动的片材进行测定(通过测量推动并维持一表面在另一表面上移动所需的张力)。

因此，在试验中申请人选择了吸墨纸作为参照材料，其具有约275g/m²的克重，尤其符合ISO5269-1标准4.4部分的要求。

表I给出了通过改变所用微粒而产生的不同涂布组合物的测定结果。

所得结果表明，所获纸越粗糙，则动态磨擦系数越高。

实际上，可看到，申请人所寻求的令人愉悦的“粗糙”感对应于小于0.5的Kd系数。

因此，可排除诸如EXPANCEL类型的热膨胀微球体的微粒、氧化铝微粒、小麦淀粉微粒或橡胶粉。

这证实了上面所作的观察。

表I

微粒类型	介质的克重(g/m²)	涂层的重量(g/m²)	磨擦系数KD
微粒类型	介质的克重(g/m²)	涂层的重量(g/m²)	磨擦系数KD	土豆淀粉	249	16	0.31
土豆淀粉+CaCO₃	249	17	0.28	土豆淀粉	249	16	0.31
土豆淀粉+CaCO₃	249	17	0.28	EXPANCEL	120	2	0.87
玻璃微球体	249	18	0.35	EXPANCEL	120	2	0.87
玻璃微球体	249	18	0.35	研磨聚酰胺	249	12	0.41
氧化铝	249	15	0.61	研磨聚酰胺	249	12	0.41
氧化铝	249	15	0.61	小麦淀粉	249	13	0.31
橡胶粉	249	31	0.97	小麦淀粉	249	13	0.31

Claims

1、一种至少一面具有粗糙表面感的片材，所述片材的一面或两面涂布有含有不可压缩的微粒的涂层，所述微粒是松散的，并具有球状外形。

2、根据权利要求1所述的片材，其特征在于：所述微粒的重量平均直径大于25微米且优选小于200微米。

3、根据权利要求1或2所述的片材，其特征在于：所述微粒具有几乎是球状的外形。

4、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述微粒是非胶凝淀粉颗粒，尤其是土豆淀粉颗粒。

5、根据权利要求1-3中任一项所述的片材，其特征在于：所述微粒是玻璃微球体。

6、根据权利要求1-3中任一项所述的片材，其特征在于：所述微粒通过对塑料进行研磨而获得。

7、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述微粒在所述表面上的分布为20-250个微粒/mm²。

8、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述片材的克重为50-500g/m²。

9、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：每一涂布面上涂层的干重为3-30g/m²，优选干重为5-18g/m²。

10、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述涂层包括：

-100份干重量的所述微粒；

-5-300份，优选10-50份干重量的胶粘剂；和

-0-500份干重量的填充剂。

11、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述胶粘剂选自苯乙烯丁二烯胶乳；丙烯酸胶乳；乙烯基胶乳；溶解淀粉；聚乙烯醇；蛋白质，特别是干酪素、凝胶或大豆蛋白；硝化纤维；塑料溶胶；甘酞树脂；环氧树脂；聚酯。

12、根据权利要求10或11所述的片材，其特征在于：所述填充剂选自于碳酸钙、高岭土、滑石、二氧化钛、硫酸钡、沉淀的或煅烧的硅石、塑性颜料。

13、根据前述任一项权利要求所述的片材，其特征在于：所述片材具有小于0.5的动态摩擦系数，所述摩擦系数根据NF Q03-082标准在吸墨纸上测得。

14、一种涂布前述任一项权利要求所述片材的方法，其特征在于包括下述步骤：

a)用水介质中的组合物对片材的至少一面进行处理，所述组合物包括：

-100份不可压缩的微粒，所述微粒是松散的且具有球状外形，

-5-200份干重量，优选10-50份干重量的胶粘剂，

-0-500份干重量的填充剂；

b)将所述片材干燥。

15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：实施步骤a)所使用的设备选自于中心辊或反式辊类型的辊式涂布机、拖刀涂布机、气刀涂布机、薄膜转换施胶挤压机、幕式涂布机。

16、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：使用喷涂设备实施步骤a)。

17、一种涂布权利要求1-13中任一项所述片材的方法，其特征在于包括下述步骤：

a)用清漆对片材的至少一面进行涂布，所述清漆包括：

-100份不可压缩的微粒，所述微粒是松散的且具有球状外形，

-5-200份干重量，优选10-50份干重量的胶粘剂，

-0-500份干重量的填充剂；

b)将所述片材干燥。

18、权利要求1-13任一项所述片材用来生产印刷用纸或塑料介质、包装用纸或塑料、书本装订用的封面、卡片纸板或塑料箱的用途。