支撐材料的制作方法

專利名稱：支撐材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用原紙和設(shè)在原紙正面上的至少一個熱塑層進(jìn)行照相及非照相成象技術(shù)中用的支撐材料。
精制照相和非照相成象技術(shù)用紙的原則是用至少一個聚烯烴層通過擠壓、復(fù)合擠壓、或疊片工藝進(jìn)行表面結(jié)合。其目的是改善基底材料的外觀及性能。其中的用聚烯烴涂敷是重要的步驟。
為了涂敷成象技術(shù)用紙的正面，常使用低密度聚乙烯(LDPE)。這種聚合物的優(yōu)點(diǎn)主要是其價格便宜，而且很易于處理。所以，事實(shí)證明毫無問題就可以擠壓出具有均勻厚度的薄膜。涂敷有聚乙烯的照相紙毫無問題可以進(jìn)行進(jìn)一步處理，也就是說，在其上還可以涂敷光敏乳劑層。在照相乳膠的明膠和涂層紙之間的良好粘接可以通過聚乙烯(PE)紙的冕光處理實(shí)現(xiàn)。但是，與其他聚合物涂層相比，聚乙烯涂層還有一系列缺點(diǎn)。熱處理時，LDPE分子容易產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，而這會顯著增加熔體黏度。這個機(jī)制導(dǎo)致待涂敷的紙基層的不平坦，而這是由纖維結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，在擠壓涂敷過程中，只能補(bǔ)償?shù)揭粋€難以令人滿意的程度。這就會導(dǎo)致涂敷后的紙?jiān)诠鉂珊推交壬系臏p少。此外，還能觀察到在中間影象色調(diào)上厚度的波動，這稱為在涂敷照相乳劑的紙上的斑紋(mottle)。
在熱塑處理技術(shù)中聚丙烯沒有這些問題。在處理過程中，觀察到的是熔體黏度的急劇減小，這可以解釋為沒有后來的交聯(lián)反應(yīng)的聚合物鏈的局部斷裂。所以聚丙烯顯然比LDPE更適合用來均衡待涂敷的紙基層的平坦度，從而得到擠壓紙的光學(xué)平滑表面。
但是，在聚丙烯的涂敷和進(jìn)一步處理過程中產(chǎn)生了一系列問題。在擠壓涂敷過程中，用聚丙烯極難得到擠壓薄膜的均勻的涂層厚度，這是因?yàn)?，從擠壓嘴擠壓出的薄膜的不適宜的薄膜穩(wěn)定性導(dǎo)致了，例如收縮，所以導(dǎo)致了在幾個g/m2的范圍中涂敷量的極大波動。涂敷有聚丙烯均聚物或者聚丙烯/聚乙烯共聚物的紙?jiān)谕糠笳障嗳槟z時表現(xiàn)出照相乳膠與載體層在粘接力上的急劇惡化。這個問題即使用強(qiáng)化的冕光處理也不能補(bǔ)償。除此而外，使用聚丙烯/聚乙烯共聚物時，聚丙烯特有的性能部分喪失。
EP 0880065A公開了一種照相載體材料，其特征是表面基本非常平滑，而且剛度高。這種載體材料由紙支撐和紙正面上的多層薄膜組成。該薄膜至少由三層組成，雙向取向。優(yōu)選聚丙烯薄膜是擠壓的。紙支撐和薄膜用擠壓的聚乙烯層聯(lián)結(jié)。這個文獻(xiàn)的缺點(diǎn)在于制造成本高，且照相乳膠的粘接力不夠。為了提高粘接力，必須另外施用粘接層。
類似地，EP0880066A公開了一種紙支撐和多層聚丙烯薄膜上的照相載體材料。這種薄膜擠壓涂敷了聚乙烯。結(jié)果，得到了照相層需要的粘接力，表面良好，但這增加了與標(biāo)準(zhǔn)照相支撐材料相關(guān)的成本。還有的缺點(diǎn)是在聚丙烯薄膜和擠壓的聚乙烯層之間存在粘接力問題。
JP 7092607A公開了一種高光澤和良好粘接力的涂敷有聚乙烯的照相載體材料。該單一的聚乙烯層包含作為其主要成分的借助于茂合金屬催化劑生產(chǎn)的一種聚乙烯。這種聚乙烯的Mw/Mn所得的比率大于5。這種紙的缺點(diǎn)是易于形成斑紋。用這種支撐材料不能增加剛度。
JP 7270969A公開了一種可以在聚乙烯層的正面和聚丙烯層進(jìn)行涂敷的照相載體材料。在該文獻(xiàn)中，聚丙烯層可以作為上層使用。這得到了一種具有良好光澤的支撐材料。但是，這種結(jié)構(gòu)的材料與乳劑的粘接力不夠，在聚合物層之間的粘接力也不能令人滿意。
除了表面性能之外，支撐材料的強(qiáng)度值也很重要。采用薄膜或類似于薄膜的材料，可以得到良好的表面質(zhì)量和高的剛度值?？箶鄰?qiáng)度等性能一般會減弱。對熱塑涂層紙，只涂敷有一層樹脂層時，一般來說，抗斷強(qiáng)度之類的強(qiáng)度性能良好。
本發(fā)明的目的是提供一種照相或非照相成象技術(shù)用的支撐材料，該支撐材料具有光滑的表面，與膠片類似，一方面允許照相乳劑或接受層的良好粘接，另一方面在不同的熱塑聚合物涂層之間也有良好的粘接力，還具有良好的斑紋性能，高的剛度和抗斷強(qiáng)度，同時生產(chǎn)成本低。
以上目的是通過這樣一種支撐材料達(dá)到的，該支撐材料由正面具有熱塑層的原紙構(gòu)成，該熱塑層具有設(shè)在原紙上的至少一個聚烯烴層和至少一個聚乙烯層，這些層中的至少一層包含借助于茂合金屬催化劑得到的聚乙烯。最好，該聚乙烯層包含茂合金屬聚乙烯。
茂合金屬聚乙烯是帶α-烯烴如丁烯-1、己烯-1或辛烯-1的乙烯的共聚物，借助于茂合金屬催化劑制造。這些聚乙烯及其制造方法是已知的。
通過至少一個聚烯烴層和至少一個聚乙烯層的(復(fù)合)擠壓方法在原紙的表面上敷上一個聚乙烯層。這樣，位于原紙上的是聚烯烴層，位于聚烯烴層上方的是聚乙烯層。對聚烯烴層而言，可以使用各種不同的聚乙烯，如HDPE、MDPE或LDPE。這些聚烯烴可以用齊格勒催化劑(Ziegler)或茂合金屬催化劑制造。也可以使用聚丙烯、聚丁烯和其他的聚烯烴。
最好，下層是聚丙烯層。利用這種層結(jié)構(gòu)，下層的正面性能如原紙的均勻涂層和良好的光澤可以與聚乙烯的良好粘接性能相結(jié)合。
聚烯烴層的施用重量可以是10-35g/m2，優(yōu)選15-25g/m2。聚乙烯層的施用重量是2-30g/m2，優(yōu)選10-20g/m2。所有已知的聚丙烯種類都適合于聚丙烯涂層?？梢允褂帽┚畚锖?或丙烯共聚物。也可以使用聚丙烯和其他聚烯烴的混合物。特別優(yōu)選的是長鏈分支的聚丙烯(HMS型)。為了提高不透明度，可以添加色素如二氧化鈦、黏土(高嶺土)、碳酸鈣或氧化鋅。層中的二氧化鈦的量可以為0-15％重量，優(yōu)選5-12％重量。二氧化鈦也可以以銳鈦礦或金紅石的形態(tài)使用。
對聚乙烯涂層，優(yōu)選采用標(biāo)準(zhǔn)LDPE(密度為0.9-0.936g/cm3)和借助于茂合金屬催化劑制得的LDPE的混合物。特別合適的茂合金屬聚乙烯的Mw/Mn比率≤3.5。優(yōu)選的Mw/Mn比率為1.8-2.8。茂合金屬聚乙烯的比例占10-60％重量，優(yōu)選20-40％重量。優(yōu)選的茂合金屬LDPE的密度是0.70-0.90g/cm3。為了增加不透明度和潔白度，可以在要加的聚丙烯層中使用色素。優(yōu)選地，在該層中也以上述兩種晶體形態(tài)之一使用量為7-20％重量的二氧化鈦，優(yōu)選量為10-16％重量。
原紙的背面可以象正面那樣涂敷。優(yōu)選地，用聚乙烯均聚物和/或共聚物擠壓涂敷。背側(cè)層的施用重量為5-60g/m2，優(yōu)選10-40g/m2。
所有種類的纖維素纖維和合成纖維都適合制造基紙。可以使用松類的和/或落葉的紙漿，用堿性或酸性工藝浸軟。對于上漿，所有造紙業(yè)中已知的上漿劑和濕強(qiáng)度劑都可以。所有的無機(jī)化合物如黏土(高嶺土)、碳酸鈣和二氧化鈦都可以作為色素?；埧梢园硗獾奶砑觿┖洼o助試劑如去泡沫劑、光亮劑和著色劑。基紙可以在長網(wǎng)造紙機(jī)(Fourdrinier)或楊琪(Yankee)造紙機(jī)上制造。基紙的基本重量可以為40-300g/m2。為了提高表面質(zhì)量，可以用光滑裝置或砑光機(jī)處理基紙。
按照本發(fā)明，用熱塑聚合物對原紙進(jìn)行涂層可以用擠壓或復(fù)合擠壓工藝完成。這種情況下，聚合物層可以逐一涂敷或同時涂敷。擠壓速度可以為100到500米/分。
基紙可以具有其他的功能層如抗靜電層或可印刷層，這樣的功能層可以在紙的正面和/或背面。
下面的例子是對本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。例子原紙的制造為了制得原紙，將50％重量的落葉硫酸鹽紙漿和50％重量的落葉亞硫酸鹽紙漿的混合物從物質(zhì)密度為4％攪拌到35°SR的程度。在紙漿懸浮液中加入上漿物質(zhì)玉米淀粉、聚酰胺/聚胺表氯醇樹脂、烷基烯酮二聚體(alkyl ketendimes)、環(huán)氧化物、和脂肪酸酰胺，由此制得重190g/m2的原紙。用聚乙烯醇溶液對該紙進(jìn)行表面上漿處理，并打光。例1在原紙的正面通過復(fù)合擠壓工藝敷上聚丙烯作為下層，聚乙烯作為上層。這些層的組成為聚丙烯層80％重量的來自Montell的聚丙烯PF-611，20％重量的LLDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為20g/m2。聚乙烯層20％重量的茂合金屬聚乙烯，AffinityEG8200，59％重量的LDPE，StamylanLD 2304，21％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的銳鈦礦形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為15g/m2。例2在原紙的正面通過復(fù)合擠壓工藝敷上聚丙烯作為下層，聚乙烯作為上層。這些層的組成為聚丙烯層80％重量的來自Montell的聚丙烯PF-611，20％重量的LLDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為20g/m2。聚乙烯層30％重量的茂合金屬聚乙烯，AffinityEG8200，50％重量的LDPE，StamylanLD2304，20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為15g/m2。例3在原紙的正面通過復(fù)合擠壓工藝敷上聚丙烯作為下層，聚乙烯作為上層。這些層的組成為聚丙烯層80％重量的來自Montell的聚丙烯PF-611，20％重量的LLDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為20g/m2。聚乙烯層60％重量的茂合金屬聚乙烯AffinityEG8200，20％重量的LDPE，StamylanLD2304，20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為15g/m2。例4在原紙的正面通過復(fù)合擠壓工藝敷上聚乙烯作為下層，聚乙烯作為上層。這些層的組成為聚乙烯下層80％重量的LDPE，StamylanLD2304，20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為20g/m2。聚乙烯層20％重量的茂合金屬聚乙烯，AffinityEG8200，60％重量的LDPE，StamylanLD2304，20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為15g/m2。例5在原紙的正面通過復(fù)合擠壓工藝敷上聚丙烯/聚乙烯作為下層，聚乙烯作為上層。這些層的組成為聚丙烯/聚乙烯層60％重量的來自Montell的聚丙烯PF-611，20％重量的茂合金屬聚乙烯AffinityEG8200，20％重量的LLDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為20g/m2。聚乙烯層80％重量的LDPE，StamylanLD2304，20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。涂敷重量為15g/m2。
AffinityEG8200是一種茂合金屬聚乙烯，其密度為0.870g/cm3，熔體指數(shù)為5.0g/10min，Mw/Mn比率為2.8。
StamylanLD2304是一種LDPE，其密度為0.923g/cm3，熔體指數(shù)為4.4dg/min。
PF-611是一種聚丙烯均聚物，其密度為0.90g/cm3，熔體指數(shù)為30dg/min。
紙的背面在以上例子中用擠壓方法涂敷有50％重量的LDPE和50％重量的高密度聚乙烯(HDPE)的混合物。涂敷重量為25g/m2。
對于所有的聚丙烯涂層，熔化壓力為151巴，熔化溫度為305℃。
對于所有的聚乙烯涂層，熔化壓力為145巴，熔化溫度為306℃。對比例1涂層為80％重量的LDPE，來自DSM的StamylanLD2304，和20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦，該涂層是通過熔體擠壓方法涂敷到原紙上的。涂敷的重量為35g/m2。為了獲得良好的乳劑粘接力，涂層支撐材料的表面用30kW的冕光處理功率進(jìn)行了照射。對比例2通過復(fù)合擠壓工藝在原紙上涂敷了兩層聚乙烯?？偟耐糠笾亓繛?5g/m2。這兩層聚乙烯都具有如下組成80％重量的LDPE，來自DSM的StamylanLD2304，和20％重量的LDPE母煉膠，該母煉膠含50％重量的金紅石形態(tài)的二氧化鈦。對比例3把例1的聚丙烯通過復(fù)合擠壓方法涂敷到原紙上作為底層。與JP7092607類似，上層涂敷的是一種LDPE和一種茂合金屬聚乙烯的混合物，該茂合金屬聚乙烯的Mw/Mn比率為5.7。聚丙烯層的涂敷重量為20g/m2，聚乙烯層的涂敷重量為15g/m2。對比例4把例4的聚丙烯通過擠壓方法涂敷到原紙上，涂敷重量為35g/m2。
紙的背面在以上對比例中用擠壓方法涂敷有50％重量的LDPE和50％重量的高密度聚乙烯(HDPE)的混合物。涂敷重量為25g/m2。
關(guān)于例1到例5和對比例進(jìn)行了以下的測試光澤測量例1到例5的試樣和對比例的試樣都涂敷了光敏溴化銀乳劑。對這些試樣進(jìn)行光照并在黑板上觀察其變化。在這些黑板上進(jìn)行的光澤測試用的是三角光澤測量儀，按照DIN67530在20°的角度下測量。
斑紋例1到例5的試樣和對比例的試樣都涂敷了光敏溴化銀乳劑。對這些試樣進(jìn)行中等灰度的光照，測定其變化。以對比例的1～6級(非常好→雜亂)為基礎(chǔ)，用肉眼估計(jì)了斑紋情況。
粘接力例1到例5的試樣和對比例的試樣都涂敷了光敏溴化銀乳劑。對這些試樣進(jìn)行中等灰度的光照并觀察其變化。濕乳劑被輕微劃傷。然后在損壞點(diǎn)上把布摩擦20次。乳劑的脫落用人眼按照1-6級(沒有任何脫落到顯著的表面脫落)評定。
測試的結(jié)果如表1所示。
表1
測量的結(jié)果顯示，按照本發(fā)明，通過形成上述層，可以制得光澤高、斑紋性能好、且照相層與支撐材料的上樹脂層之間的粘接力高的支撐材料。另外，剛度和抗斷強(qiáng)度也得到了提高。
在對比例3中不能夠在聚丙烯和聚乙烯層之間得到足夠的粘接力。
權(quán)利要求
1.一種利用原紙和設(shè)在原紙正面上的熱塑層進(jìn)行照相及非照相成象技術(shù)中用的支撐材料，其特征是，所述熱塑層包含設(shè)在原紙上的至少一個聚烯烴層和至少一個設(shè)在聚烯烴層上的聚乙烯層，這些層中的至少一層包含借助于茂合金屬催化劑得到的聚乙烯。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐材料，其特征是，所述的茂合金屬聚乙烯包含在所述聚乙烯層中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的支撐材料，其特征是，所述的茂合金屬聚乙烯的Mw/Mn比率小于等于3.5。
4.如權(quán)利要求1到3之一所述的支撐材料，其特征是，所述的茂合金屬聚乙烯的密度為0.70-0.90g/cm3。
5.如權(quán)利要求1到4之一所述的支撐材料，其特征是，所述的茂合金屬聚乙烯在所述層中所占的層重的比例為10-60％重量。
6.如權(quán)利要求1到5之一所述的支撐材料，其特征是，所述的聚烯烴層包含聚丙烯均聚物和/或共聚物。
7.如權(quán)利要求1到6之一所述的支撐材料作為照相基紙的應(yīng)用。
8.如權(quán)利要求1到6之一所述的支撐材料作為記錄層的載體的應(yīng)用，用于按照噴墨打印技術(shù)進(jìn)行打印。
9.如權(quán)利要求1到6之一所述的支撐材料作為記錄層的載體的應(yīng)用，用于通過著色劑熱擴(kuò)散進(jìn)行印刷。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用原紙和設(shè)在原紙正面上的熱塑層進(jìn)行照相及非照相成象技術(shù)中用的支撐材料,該熱塑層的特征是包括設(shè)在原紙上的至少一個聚烯烴層,并包含至少一個位于聚烯烴層上的聚乙烯層,這些層中的至少一層包含借助于茂合金屬催化劑得到的聚乙烯。
文檔編號B41M5/50GK1320836SQ01104269
公開日2001年11月7日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者賴納·施泰因貝克, 德特勒夫·瓦克爾 申請人:小費(fèi)利克斯舍爾勒爾照相和特種紙兩合公司