專利名稱：具有低紋孔量的支承材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樹脂涂布的紙張，特別是涉及用于照相和非照相成象法的支承材料。此外，本發(fā)明還涉及所述支承材料的生產(chǎn)方法。
對于借助用擠出法或共擠出法將表面區(qū)域粘結(jié)至至少一個樹脂層上的砂紙，應(yīng)對底材的外觀和性能加以改進。所述改進特別適合于增加挺度，抗張強度，熱穩(wěn)定性以及對液體或氣體的不敏感性。通過使用特定的輥子，可生產(chǎn)出有光澤的表面或結(jié)構(gòu)表面。
呈粒料，顆?；蚍勰畹臄D出材料，在擠出機中被壓實，熔融和均化。借助擠塑模頭將熔融的擠出材料施加至基材上，所述模頭與紙幅的寬度相匹配。對紙張進行預(yù)處理以取得良好的粘結(jié)強度。為改善粘結(jié)力，通常采用火焰預(yù)處理，電暈處理，臭氧噴淋或施加底漆。通過驟冷輥對擠出的薄膜進行冷卻。該驟冷輥的表面對于復(fù)合材料的表面還具有很大的影響。
由于種種原因，將對紙張進行擠壓貼面，特別是將對用于照相和非照相成象法的紙張進行擠壓貼面。被擠出至紙張上的薄膜將阻止對液體的吸收，而照相紙將阻止吸收顯色劑溶液，由此保證了迅速且對環(huán)境友好的處理過程，這是因為已滲透的顯色劑在費時的處理過程中是無需洗掉的。利用可控的方式，可使用所述的表面結(jié)構(gòu)適合于從“高光澤”至“高度結(jié)構(gòu)化”所希望的要求。層合材料的結(jié)構(gòu)表面是驟冷輥表面的鏡像。先前用于紙張擠出的驟冷輥通過如下步驟制得對驟冷輥進行鍍鉻處理；然后進行噴砂處理。這種制法將在驟冷輥的表面上形成許多通常是很細小的凹槽。取決于噴砂材料的種類和大小，以及處理所持續(xù)的時間，可產(chǎn)生從“高光澤”至“幾乎無光澤”的表面。
在紙張的擠壓貼面中，縮孔狀的表面缺陷，即所謂的紋孔將根據(jù)擠出速率而在聚合物表面上形成。由于驟冷輥的高旋轉(zhuǎn)速度，已存在于驟冷輥表面上的上述凹槽中的氣泡，在驟冷輥與熱擠出材料接觸之前不能逸出或除去。所形成的紋孔對于光澤度和視覺外觀有負面影響。隨著擠出速率的增加，最終涂層中紋孔的數(shù)量也將增加。在EP 285 146 A2中描述了所有這些問題。
日本專利申請JP 7261325描述了聚烯烴涂布的照相支承材料，該材料具有精確定義的表面粗糙度，以便在至少150米/分的生產(chǎn)率下阻止紋孔的產(chǎn)生。所述該照相支承材料的特征在于高光澤度和低紋孔量。該方法的一個缺點是產(chǎn)品的粗糙度范圍很窄。此外，生產(chǎn)率只是很有限程度的得以增加。
EP 285 146 A2描述了一種防止紋孔或陷坑的方法，該方法包括用能更加容易地通過擠出薄膜逸出的氣體替代驟冷輥減壓時出現(xiàn)的氣泡。然而，該方法的缺點仍然是生產(chǎn)率低以及工藝非常復(fù)雜。
在US4 994 357中，通過增加聚烯烴涂布的紙張對驟冷輥的壓力，防止了紋孔的出現(xiàn)。進一步的改進據(jù)說通過如下步驟實現(xiàn)使用特別光滑的原紙并利用聚烯烴進行多層表面涂布。然而，由于高接觸壓力，也只能是很低的生產(chǎn)率，這是因為在高速時聚烯烴將與驟冷輥產(chǎn)生分離。
除照相支承材料以外，非照相成象法領(lǐng)域，如噴墨法或加熱轉(zhuǎn)印法也必須依賴均勻的支承材料。在這些方法中，為了得到盡可能多的照相質(zhì)量的印刷品，樹脂涂布的紙張的用量正日益增加。當(dāng)在紋孔區(qū)域中由于施加塑性材料量太少所致的光澤面中出現(xiàn)斑點時，如紋孔這樣的干擾將是十分明顯的。
本發(fā)明的目的是提供一種樹脂涂布的支承材料，該材料的特征在于均勻的表面性能和低的紋孔量。此外，本發(fā)明的另一個目的是增加生產(chǎn)率，同時保持低的紋孔量。
這些目的通過聚烯烴涂布的支承材料而得以實現(xiàn)，所述材料有利用驟冷輥成形的表面，驟冷輥的表面具有電解生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
在生產(chǎn)本發(fā)明的支承材料時，使用在鍍鉻之后不對其進行表面噴砂處理的輥子。在電鍍期間，通過以可控的方式將電流的方向逆轉(zhuǎn)，能以可控的方式產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是均勻分布的圓形隆起。因此，這種驟冷輥不同于先前的驟冷輥，先前的驟冷輥其表面是通過除去呈鏡像的材料而形成的。與傳統(tǒng)的驟冷輥相比，根據(jù)本發(fā)明的用于支承材料的驟冷輥具有均勻的粗糙度分布Rz，這可通過

圖1和圖2中的標準偏差得以證明。用于這些驟冷輥的標準偏差在0.050μm和0.120μm之間，優(yōu)選從0.060μm至0.100μm。在擠出時，這樣的標準偏差將獲得具有均勻光澤度的表面。根據(jù)本發(fā)明不再會產(chǎn)生利用傳統(tǒng)驟冷輥將會產(chǎn)生的在支承材料表面上產(chǎn)生不同光澤度值的區(qū)域。驟冷輥的粗糙度Rz取決于支承材料所希望的光澤度值，其值從0.800μm至1.900μm特別是1.000μm至1.700μm。
包括子圖3a和3b的圖3示出了利用傳統(tǒng)噴砂輥生產(chǎn)的紙張表面(根據(jù)對比例1)。這些照片是利用共焦激光顯微鏡制得的。圖3b示出了紙張表面的三維圖形。在紙張表面中的許多紋孔是十分顯著的。這將導(dǎo)致隨著擠出速率的增加而使包括的空氣數(shù)量增加，并因此增加紋孔的數(shù)量。圖3a示出了相應(yīng)于根據(jù)對比例1的圖3c中的激光照片的三維圖形。
包括子圖4a和4b的圖4示出了一種紙張表面(相應(yīng)于實施例1)，該紙張表面利用驟冷輥生產(chǎn)，所述驟冷輥具有通過電解法產(chǎn)生的表面結(jié)構(gòu)。這些照片同樣也是在圖3相同的條件下，利用共焦激光顯微鏡制得的。圖4b再次示出了紙張表面的三維圖形。在此所述的紙張表面比圖3b所述的紙張表面更加均勻，并且基于表面尺寸的高度差更大，與此同時還更圓。因此，甚至在高生產(chǎn)率時也能逸出空氣，并由此使形成的紋孔得以減少。
圖4a示出了圖4b的頂視圖，并且可與該激光照片相比的是圖4c。
根據(jù)本發(fā)明的支承材料，在60°角時測量的光澤度從4％至40％，特別是從10％至35％。在施加照相乳液或接收層之后，在黑色圖案(blackpattern)上在60°角時測量的光澤度從75％至95％，特別是80％至90％。支承材料的粗糙度Rz從0.700μm至1.800μm特別是0.900μm至1.600μm。支承材料粗糙度Rz的標準偏差與驟冷輥粗糙度Rz的標準偏差相同，并且在0.050μm至0.120μm的范圍內(nèi)。
各種纖維素纖維和合成纖維均適于生產(chǎn)原紙?？梢允褂猛ㄟ^堿法或酸法制得的針葉木漿和/或闊葉木漿。為進行施膠，可以使用造紙工業(yè)中已知的所有施膠劑和濕強度劑。合適的顏料有無機化合物如，粘土，高嶺土，碳酸鈣以及二氧化鈦。原紙中可以包含另外的添加劑如，消泡劑，光學(xué)增亮劑和染料?？衫瞄L網(wǎng)造紙機或圓網(wǎng)造紙機生產(chǎn)原紙。優(yōu)選原紙的定量從40-250克/平方米。
聚烯烴如聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯以及兩種或多種烯烴的共聚物或它們的混合物均適于進行擠出。特別合適的是各種聚乙烯如，高密度聚乙烯(HDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，線性低密度聚乙烯(LLDPE)及其混合物。所述的這些聚烯烴可包含顏料如二氧化鈦，粘土，氧化鈣或氧化鋅。顏料的用量從5-25wt％?？偟氖┘恿繌?0-50g/m2。
另外的添加劑包括輔助物質(zhì)如光學(xué)增亮劑，著色劑以及抗氧劑。擠出和共擠出法均適合于本發(fā)明的涂布。照相支承材料的背面可以備有功能涂層，如抗靜電層或不卷曲層。
將聚烯烴擠出至一基材上，如紙基上，所述的聚烯烴以薄膜的形式，通過壓輥和根據(jù)本發(fā)明所使用的驟冷輥之間的間隙被擠出。通過驟冷輥使熱的聚烯烴薄膜冷卻，并將該薄膜從驟冷輥上剝離。在對背面進行涂布之后，以相同的方式對正面進行涂布。擠出速率已成功地從一開始的275米/分增加至375米/分。另外，通過增加接觸壓力以及通過使用硬壓輥，還可進一步增加速度。
下面的實施例將進一步闡明本發(fā)明。實施例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)的不含顏料的聚乙烯共混物，對定量為168g/m2的照相原紙的背面進行涂布。涂布量為29g/m2。用低密度聚乙烯(LDPE，0.932g/m3)和15wt％二氧化鈦的混合物，對紙張的正面進行涂布。涂布量為28g/m2。一開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。具有電解設(shè)計表面的該驟冷輥其粗糙度Rz為1.624μm，并且粗糙度的標準偏差為0.089μm(圖1)。
在圖4d中的掃描電子顯微照片示出了在275米/分的涂布速率時，照相支承材料的表面結(jié)構(gòu)。在聚烯烴涂布之后，該支承材料的粗糙度Rz為1.532μm，粗糙度的標準偏差為0.085μm。實施例2用實施例1中所述的聚乙烯共混物對定量為220g/m2的照相原紙進行涂布。背面的涂布量為35g/m2。正面的涂布量為33g/m2。具有電解設(shè)計表面的該驟冷輥其粗糙度Rz為0.995μm，并且標準偏差為0.064μm。開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烴涂布之后，該支承材料的粗糙度Rz為0.875μm，標準偏差為0.062μm。實施例3
用實施例1中所述的聚乙烯共混物對定量為140g/m2的噴墨原紙進行涂布。背面的涂布量和正面的涂布量均為17g/m2。具有電解設(shè)計表面的該驟冷輥其粗糙度Rz為1.341μm，并且標準偏差為0.098μm。開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烴涂布之后，該支承材料的粗糙度Rz為1.229μm，標準偏差為0.096μm。實施例4用實施例1中所述的聚乙烯共混物對定量為168g/m2的照相原紙進行涂布。背面的涂布量為29g/m2。正面的涂布量為28g/m2。具有電解設(shè)計表面的該驟冷輥其粗糙度Rz為1.605μm，并且標準偏差為0.101μm。開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烴涂布之后，該支承材料的粗糙度Rz為1.463μm，標準偏差為0.098μm。對比例1用實施例1所述的聚乙烯共混物對實施例1的照相原紙進行涂布。具有噴砂表面的驟冷輥的粗糙度Rz為1.600μm，標準偏差為0.161μm(圖2)。開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。在圖3d中的掃描電子顯微照片示出了根據(jù)本發(fā)明的支承材料的表面結(jié)構(gòu)，在聚烯烴涂布之后，所述結(jié)構(gòu)的粗糙度Rz為1.487μm，標準偏差為0.159μm。對比例2用實施例1所述的聚乙烯共混物對實施例3的噴墨原紙進行涂布。具有噴砂表面的驟冷輥的粗糙度Rz為1.287μm，標準偏差為0.139μm。開始的涂布速率為275米/分，然后增加至375米/分。在聚烯烴涂布之后，所述支承材料的粗糙度Rz為1.181μm，標準偏差為0.149μm。粗糙度的測定根據(jù)DIN 4768，利用Hommel表面掃描儀測量粗糙度Rz。檢測紋孔的數(shù)量由于在本發(fā)明的生產(chǎn)步驟中，利用肉眼不能看出紋孔，因此，利用顯微鏡對聚烯烴涂布的紙張進行放大，并利用CCD攝像機進行掃描。使用圖像處理程序，制得30個測量位置紋孔量的分布圖。表3列出了30個測量位置的平均值。光澤度測量根據(jù)DIN 67，530，利用三角光澤度儀(得自Dr.Bruno LangeGmbH)，以60°的角度測量光澤度。由于光澤表面的質(zhì)量只能在乳液涂布紙上或帶有接收層的紙張上進行檢測，因此應(yīng)對支承材料進行涂布。
利用標準的氯化銀乳液對實施例1，2，4以及對比例1的照相支承材料進行涂布，然后進行暴光并顯影成一黑片。
在實施例3和對比例2中，利用如DE195 35 072 C2中所述的油墨接收層，對支承材料進行涂布。油墨接收層是借助Hewlett Packard HP550C打印機的打印深黑。
此外，由于光澤度值對于生產(chǎn)的控制是十分重要的，因此，在沒有輔加層下，還對支承材料的光澤度值進行測量。
測試結(jié)果概述于表1和表2中。
表1.光澤度測量沒有乳液/接收層的照相支承材料光澤度值(％)生產(chǎn)速率B1 B2 B3 B4 V1 V2275米/分 24.530.223.910.723.022.2300米/分 24.229.924.211.023.522.5350米/分 25.130.623.610.523.721.8375米/分 24.830.223.210.622.822.9表2.光澤度測量有乳液/接收層的照相支承材料光澤度值(％)生產(chǎn)速率 B1 B2 B3 B4 V1 V2275米/分81.784.380.280.578.877.1300米/分81.484.079.880.877.876.2350米/分82.084.981.080.377.576.5375米/分81.585.180.581.078.676.0表3.紋孔測量紋孔數(shù)量生產(chǎn)速率B1B2B3B4V1V2275米/分131118104755300米/分272530195364350米/分363341286179375米/分454452378795從表1至表3的結(jié)果表明，通過使用帶有電解設(shè)計表面結(jié)構(gòu)的驟冷輥，能以相當(dāng)高的生產(chǎn)速率生產(chǎn)出具有高光澤度和低紋孔量的支承材料。
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴涂布的支承材料，其表面是利用具有電解結(jié)構(gòu)表面的驟冷輥而成形的，所述驟冷輥其粗糙度Rz的標準偏差從0.050μm至0.120μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚烯烴涂布的支承材料，其中支承材料表面的粗糙度Rz從0.700至1.800μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的聚烯烴涂布的支承材料，其中支承材料表面的粗糙度Rz從0.900至1.600μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的聚烯烴涂布的支承材料，其中支承材料表面的光澤度在60°測量角時為4％至40％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的聚烯烴涂布的支承材料，其中支承材料表面的光澤度在60°測量角時為10％至35％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的聚烯烴涂布的支承材料，其中支承材料為用于照相和非照相成象處理的支承材料。
7.一種聚烯烴涂布的支承材料的生產(chǎn)方法，該方法包括將聚烯烴擠出至一基材上，聚烯烴表面是利用具有電解結(jié)構(gòu)表面的驟冷輥而成形的，所述驟冷輥其粗糙度Rz的標準偏差從0.050μm至0.120μm。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種聚烯烴涂布的支承材料,其特征在于高的光澤度和低的紋孔量,另外,由于其生產(chǎn)是利用具有電解結(jié)構(gòu)表面的驟冷輥而進行的,因此生產(chǎn)率也很高;其中所述的驟冷輥其表面粗糙度Rz的標準偏差從0.050μm至0.120μm。
文檔編號B29C47/88GK1229724SQ99103029
公開日1999年9月29日 申請日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月21日
發(fā)明者京特·拉伯 申請人:小費利克斯舍爾勒爾照相和特種紙兩合公司