專利名稱：在具有耐擦墨性的一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品上的高顏色密度印刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的耐擦墨性的一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品。還公開了一種在提高耐擦墨性的同時(shí)具有高顏色密度印刷特性的一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品。
本發(fā)明的背景利用顏料基油墨組合物將圖像作用到紙制品上是本領(lǐng)域熟知的。以往在用顏料基油墨組合物印刷一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品時(shí)所遇到的一個(gè)難題是，紙表面上的油墨往往在紙暴露于液體時(shí)被擦去。如果用較高顏色密度的油墨印刷這些一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品，該問題甚至更為嚴(yán)重。
隨著印刷過的一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品暴露于自來水之類的液體，油墨越容易被擦去。此外，如果將印有油墨的一次性衛(wèi)生紙產(chǎn)品暴露于包含溶劑化堿性液體的常見家用清潔用品或含酸的清潔液體，相對(duì)將紙巾僅暴露于自來水時(shí)更易擦墨。
美國專利3642502(1972年2月15日授予Schneider)提出了一種用于在紙產(chǎn)品上印刷的包含著色材料、聚酰胺、表氯醇、滑石、和溶劑的防滲油墨組合物。
該文獻(xiàn)既沒有涉及具有高顏色密度圖像的一次性衛(wèi)生紙制品，也沒有涉及由含水基顏料的油墨組合物得到的具有耐擦墨性的圖像。
本發(fā)明的有益效果是能夠提供一種具有高顏色密度圖像并具有耐擦墨性的一次性衛(wèi)生紙制品。本發(fā)明的另一有益效果是能夠提供一種具有高顏色密度圖像而且在暴露于寬pH值范圍內(nèi)各種各樣液體時(shí)具有耐擦墨性的一次性衛(wèi)生紙制品，這些液體包括(但不限于)水和常見家用清潔劑如堿基、溶劑基、表面活性劑基、和酸基清潔劑。本發(fā)明的再一有益效果是能夠提供一種無需在油墨上加入單獨(dú)的防護(hù)涂層就具有耐擦墨性的一次性衛(wèi)生紙制品。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種包括含纖維素的纖維狀片材的一次性衛(wèi)生紙制品。該纖維狀片材具有第一外表面和與第一外表面相對(duì)的第二外表面。油墨則位于至少一表面上。該油墨的∑△E是該油墨的顏色密度的函數(shù)。對(duì)于主原色為黑色的油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤3，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤73.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的三色版油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤3，其中0.5≤x＜0.8。對(duì)于主原色為黑色的三色版油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤74.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為青色的油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤-593.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50。對(duì)于主原色為青色的油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤-595.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50。
對(duì)于主原色為青色的三色版油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤57.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5。對(duì)于主原色為青色的三色版油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤55.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5。
對(duì)于主原色為品紅色的油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤-1549.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.5≤x≤1.2，且y(x)≤22，其中1.2≤x≤1.4。對(duì)于主原色為品紅色的油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤-1551.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.7≤x≤1.2，且y(x)≤16，其中1.2≤x≤1.4。
對(duì)于主原色為品紅色的三色版油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤-50.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4。對(duì)于主原色為品紅色的三色版油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤-52.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4。
對(duì)于主原色為黃色的油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤-2103.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，且y(x)≤4，其中0.5≤x＜0.7。對(duì)于主原色為黃色的油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤-2105.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，且y(x)≤14，其中1.0≤x＜1.2，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.7。
對(duì)于主原色為黃色的三色版油墨，∑△E由以下不等式確定y(x)≤90.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3。對(duì)于主原色為黃色的三色版油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式確定y(x)≤86.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3。
用于本發(fā)明油墨組合物的粘合劑包括丙烯酸系乳液聚合物、聚氨酯分散體、乙烯醋酸乙烯酯乳液、和苯乙烯丁二烯膠乳乳液。這些粘合劑是分子量至少約500000且Tg低于約100℃的成膜聚合物。這些粘合劑最好交聯(lián)。這些粘合劑最好還是非羧化的。
在用于本發(fā)明的油墨中，粘合劑固體物質(zhì)與顏料固體物質(zhì)的比率通常為約0.10∶1-3∶1。由本發(fā)明油墨組合物形成的油墨膜在蒸餾去離子水或在溶劑化堿性溶液中的溶解度不超過每克干燥油墨膜，約85毫克的溶解油墨顏料。該油墨膜的韌度(在50％應(yīng)變下測(cè)定)通常至少約0.01MPa，且最大應(yīng)變至少約0.3。
本發(fā)明的油墨組合物可包含甘油。它們還可包含蠟。
附圖的簡要描述

圖1是用于得到擦墨數(shù)據(jù)的擦墨測(cè)試儀的前透視圖。
圖2是圖1擦墨測(cè)試儀的后部件分解透視圖。
圖2A是圖1的金屬花鍵、花鍵壓痕和橡膠底的底視圖。
圖3是圖1擦墨測(cè)試儀的頂視設(shè)計(jì)圖。
圖3A是圖3紙樣品在一個(gè)完整周期中的頂視設(shè)計(jì)圖。
圖4是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以黑色為主原色的油墨。
圖5是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以青色為主原色的油墨。
圖6是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以品紅色為主原色的油墨。
圖7是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以黃色為主原色的油墨。
圖8是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以黑色為主原色的三色版油墨。
圖9是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以青色為主原色的三色版油墨。
圖10是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以品紅色為主原色的三色版油墨。
圖11是將∑△E作為基材顏色密度的函數(shù)所作的示意圖，所述基材印有以黃色為主原色的三色版油墨。
本發(fā)明的詳細(xì)描述為了提高一次性衛(wèi)生紙制品的美學(xué)特性，最好使用在作用到一次性衛(wèi)生紙制品時(shí)產(chǎn)生鮮艷的高顏色密度的顏料基油墨。本文所用的“顏色密度”可由以下等式定義D=log10I/R其中I是指入射光的強(qiáng)度，R是指反射光的強(qiáng)度。
一種產(chǎn)生彩色圖像的方法要求將顏料基油墨組合物施用到紙的表面上。但隨著顏色密度的增加，該紙往往容易被擦墨。
本文所用的“擦去”是指顏色由印刷基材的表面轉(zhuǎn)移到另一表面?！安寥ァ庇蓛刹糠纸M成，即滲出和磨擦。滲出是指顏色在基材暴露于液體時(shí)由基材滲出的傾向。磨擦是指通過從基材表面上機(jī)械磨損油墨而將油墨將該油墨從該基材上去除的能力。
本發(fā)明涉及一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材和施用其上的油墨組合物。該油墨組合物的各組分可作為混合物或順序施用到該纖維狀片材上。本發(fā)明的紙制品無需將單獨(dú)的防護(hù)涂層施用到該纖維狀片材就可提高耐擦墨性。
該纖維狀片材優(yōu)選一種一次性衛(wèi)生紙制品，如定量約8-50磅/3000英尺2的薄頁紙。本發(fā)明的纖維狀片材具有第一外表面和第二外表面，其中所述第二外表面與第一外表面相對(duì)放置。將油墨施用到第一和第二外表面的至少一表面。本發(fā)明的纖維狀片材可按照以下的普通轉(zhuǎn)讓美國專利制造1980年3月4日授予Trokhan的美國專利4191609；1981年11月17日授予Carstens的美國專利4300981；1980年3月4日授予Trokhan的美國專利4191609；1985年4月30日授予Johnson等人的美國專利4514345；1985年7月9日授予Trokhan等人的美國專利4528239；1987年1月20日授予Trokhan的美國專利4637859；1993年9月14日授予Trokhan等人的美國專利5245025；1994年1月4日授予Trokhan的美國專利5275700；1994年1月12日授予Rasch等人的美國專利5328565；1994年8月2日授予Trokhan等人的美國專利5334289；1995年11月15日授予Smurkowski等人的美國專利5364504；1996年6月18日授予Trokhan的美國專利5527428；1996年9月17日授予Trokhan的美國專利5556509；1997年3月13日授予Ayers等人的美國專利5628876；1997年3月13日授予Trokhan等人的美國專利5629052；和1997年6月10日授予Ampulski等人的美國專利5637194，為了說明如何制造適用于本發(fā)明的纖維狀片材，在此將其作為參考并入本發(fā)明。
該纖維狀片材還可按照美國專利5411636(1995年3月2日授予Hermans等人)和EP677612(1995年10月18日以Wendt等人的名義出版)制造。
本發(fā)明的纖維狀片材可空氣干燥或常規(guī)干燥。視需要，它可通過皺紋化或通過濕微收縮而縮短。皺紋化和濕微收縮法公開于普通轉(zhuǎn)讓的美國專利4440597(1984年4月3日授予Wells等人)和4191756(1980年3月4日授予Sawdai)，在此將其作為參考并入本發(fā)明。
盡管本發(fā)明的主要用途涉及紙巾，但這些油墨也適用于其它的一次性衛(wèi)生紙制品，包括(但不限于)面巾紙、浴巾紙、餐巾紙、擦揩紙和棉簽。該纖維狀片材可由纖維素材料、非纖維素材料或其混合形式制成。
本發(fā)明的油墨組合物是能夠以預(yù)定圖案施用到纖維狀片材上的任何液體組合物。
本發(fā)明油墨組合物的組分可包括(但不限于)載體如溶劑或水；著色劑如顏料；粘合劑；和其它組分，包括(但不限于)蠟、交聯(lián)劑、pH值控制劑、粘度調(diào)節(jié)劑、消泡劑、印刷機(jī)衛(wèi)生控制劑、防腐劑和腐蝕控制劑。
本文所用的“油墨”是指施用到纖維狀片材上而且即便油墨組分揮發(fā)也可在其上保持可見圖案的任何液體組合物或其組分。油墨組合物的組分可順序或作為混合物施用到纖維狀片材上?！邦A(yù)定圖案”或“圖像”是指油墨在纖維狀片材上的任何排列或施用形式，包括所有的圖案組合形式，從小的單個(gè)點(diǎn)至完全涂覆基材的整個(gè)表面。本文所用的“載體”是指油墨組合物的液體組分，用于將油墨組合物傳送到纖維狀片材的表面上。本文所用的“顏料”是指以細(xì)分分散態(tài)使用的不溶性著色物質(zhì)，賦予油墨以顏色。本文所用的“粘合劑”是指油墨組合物的粘合劑組分。
本發(fā)明的合適油墨組合物包括(但不限于)在室溫(即，溫度約20℃)下呈液體形式的那些油墨組合物。油墨組合物優(yōu)選采用水作為載體并采用顏料作為著色劑。
盡管本文所述和使用的顏料都是有機(jī)顏料，尤其是二芳基黃14、紅寶石品紅238、酞菁藍(lán)15∶3、和炭黑7，但應(yīng)該理解，本發(fā)明的油墨組合物可延伸包括無機(jī)顏料和其它有機(jī)顏料。較小的顏料粒徑相對(duì)較大的顏料粒徑而優(yōu)選。本發(fā)明的顏料的粒徑優(yōu)選小于5微米，更優(yōu)選小于1微米，甚至更優(yōu)選小于0.5微米。
該油墨需要粘合劑以粘附到纖維狀片材的表面上。一般來說，油墨組合物的耐擦墨性隨著油墨在纖維狀片材表面上的粘附性增加而提高。與包含非成膜粘合劑的油墨相比，包含由成膜聚合物組成的粘合劑的油墨組合物往往可提高油墨與纖維狀片材表面的粘附性。成膜聚合物往往在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上的某個(gè)溫度下成膜。本文所用的“成膜”是指一種在該材料Tg之上形成韌性連續(xù)膜的材料。本文所用的“韌度”是指材料在受到拉伸應(yīng)力時(shí)，對(duì)其吸收能的量的一種度量。由該材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積表示的韌度可通過以下等式確定T=∫00.5σdε其中T表示本文所述測(cè)試條件下的韌度，σ表示應(yīng)力，ε表示應(yīng)變。應(yīng)變?chǔ)哦x為ε=[(拉伸膜的長度-拉伸前的膜長度)/拉伸前的膜長度]。
本文所用的“韌度”在應(yīng)變0.5時(shí)計(jì)算。根據(jù)以上等式，在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)定的韌度表示，該韌度是在已將膜拉伸至其原長度1.5倍時(shí)計(jì)算的。適用于本發(fā)明粘合劑是分子量至少約200000，優(yōu)選至少約1000000且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低于約100℃，優(yōu)選低于約30℃，更優(yōu)選低于約0℃的成膜聚合物。該粘合劑優(yōu)選非離子或陰離子的，優(yōu)選用表面活性劑加以穩(wěn)定。可用作本發(fā)明油墨組合物的粘合劑的成膜聚合物包括優(yōu)選丙烯酸系乳液聚合物，更優(yōu)選聚氨酯分散體和乙烯醋酸乙烯酯乳液，最優(yōu)選苯乙烯丁二烯膠乳乳液。
最優(yōu)選的苯乙烯丁二烯膠乳乳液是一種非羧化的成膜聚合物，其Tg約-20℃，固體含量為約45-50％重量，且分子量至少約500000。盡管最優(yōu)選的苯乙烯丁二烯膠乳乳液是非羧化的，但應(yīng)該注意，羧化苯乙烯丁二烯膠乳乳液也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本文所用的“非羧化的”是指不特意富含羧基單元的聚合物。因此，如果存在羧基單元，那么它只是該聚合物主鏈中的一個(gè)官能團(tuán)。
優(yōu)選的丙烯酸系乳液聚合物是非羧化和非離子性的，其Tg約-10℃。優(yōu)選的丙烯酸系乳液聚合物的固體含量為約45％重量，且分子量至少約500000。使用約6％重量的烷基酚乙氧基化物表面活性劑來穩(wěn)定由約96％丙烯酸乙酯和約4％或更低的羥甲基丙烯酰胺組成的優(yōu)選丙烯酸系乳液聚合物。優(yōu)選的丙烯酸系乳液聚合物在約135℃的溫度下交聯(lián)。優(yōu)選的丙烯酸系乳液聚合物可作為RHOPLEXNW2744購自Rohm & Haas(Philadelphia，Pennsylvania)。
可在本發(fā)明油墨組合物中用作粘合劑的優(yōu)選聚氨酯分散體是一種在聚合物主鏈中包含脲和酯官能度的脂族聚氨酯分散體。優(yōu)選的聚氨酯分散體的Tg為約-30℃。優(yōu)選的聚氨酯分散體的分子量至少約400000，且固體含量為約30％重量。優(yōu)選的聚氨酯分散體可作為WITCOBOND W-234購自Witco Corporation(Greenwich，Connecticut)。
優(yōu)選的乙烯醋酸乙烯酯乳液的分子量至少約500000。優(yōu)選乙烯醋酸乙烯酯乳液的Tg優(yōu)選10℃或更低，更優(yōu)選-15℃或更低，且其固體含量為約50％重量。優(yōu)選的乙烯醋酸乙烯酯乳液在受熱至約100-135℃時(shí)交聯(lián)。可通過將甲基丙烯酰胺官能度引入聚合物主鏈中而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。在本發(fā)明油墨組合物中優(yōu)選用作粘合劑的乙烯醋酸乙烯酯乳液聚合物可作為AIRFLEX124和AIRFLEX 192購自Air Products and Chemicals，Inc(Allentown，Pennsylvania)。
優(yōu)選粘合劑的性能匯總于表1。
表1優(yōu)選粘合劑的性能
本發(fā)明的原油墨組合物在20℃下的Shell Cup粘度優(yōu)選約200厘泊或更低，更優(yōu)選約70厘泊或更低，最優(yōu)選約25厘泊或更低。本文所用的“原油墨”是指在將其施用到基材的涂覆工藝之前的油墨組合物。本領(lǐng)域熟知，#1 Shell Cup用于測(cè)量約1-10厘泊的粘度。#2 Shell Cup用于測(cè)量約7.5-30厘泊的粘度。#3 Shell Cup用于測(cè)量約25-80厘泊的粘度，#4 Shell Cup用于測(cè)量約60-200厘泊的粘度。
本發(fā)明油墨組合物的pH值為約2-11，優(yōu)選約7-10。在常用于本發(fā)明的油墨組合物中，粘合劑固體物質(zhì)與顏料固體物質(zhì)的比率為約0.10∶1-3∶1，優(yōu)選約0.5∶1-2∶1，更優(yōu)選約1.0∶1-1.5∶1。可將表面活性劑或分散劑加入油墨組合物中以分散粘合劑和顏料。
為了提高耐擦墨性，本發(fā)明的油墨組合物可包含蠟。適用于本發(fā)明的蠟包括(但不限于)聚乙烯蠟乳液。將蠟加入本發(fā)明油墨組合物中可通過形成隔絕層而提高耐擦性，該隔絕層可在油墨施用到纖維狀片材之后抑制油墨膜的物理破壞。以總油墨組合物的固體物質(zhì)重量百分?jǐn)?shù)為基，蠟的合適加入量為約0.5-10％固體物質(zhì)。合適的聚乙烯蠟乳液的一個(gè)例子是JONWAX26，由S.C.Johnson & Sons，Inc(Racine，Wisconsin)供應(yīng)。
視需要加入本發(fā)明成品油墨組合物中的非限定性添加劑的例子包括交聯(lián)劑、印刷機(jī)衛(wèi)生控制劑、潤濕劑、腐蝕控制劑、pH值控制劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防腐劑、和消泡劑。
一般將交聯(lián)劑加入成品油墨組合物中或加入顏料分散體中。本文所用的“成品油墨組合物”是指包含載體、顏料和粘合劑之類關(guān)鍵組分的油墨組合物，這樣該油墨組合物可以備用。本文所用的“顏料分散體”是指由顏料固體物質(zhì)、表面活性劑、和其中加入了粘合劑的載體如水或油組成的組合物。
據(jù)信交聯(lián)劑可通過與油墨交聯(lián)來提高油墨的耐擦性。合適的交聯(lián)劑的非限定性例子為陽離子聚胺-表氯醇聚合物的溶液聚合物。以總油墨組合物的重量百分?jǐn)?shù)為基，交聯(lián)劑的合適加入量為約3-15％，優(yōu)選約4-8％(基于交聯(lián)劑的固體物質(zhì)含量)。優(yōu)選的交聯(lián)劑為KYMENE PLUS，購自HerculesInc(Wilmington，Delaware)。
為了提高耐擦性，還可將甘油加入本發(fā)明的油墨組合物中。以總油墨組合物的重量百分?jǐn)?shù)為基，甘油的合適加入量為約0.5-20％，優(yōu)選約3-15％，更優(yōu)選約8-13％。
本發(fā)明油墨的固化方法包括(但不限于)熱固化、電子束固化、光子固化(例如，紫外線、x-射線和γ射線)及其組合形式。
可用于本發(fā)明的優(yōu)選油墨組合物的性能匯總于表Ⅱ。參照表Ⅱ，欄1表示顏料種類和顏色。欄2表示油墨組合物所含顏料固體物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)。欄3表示油墨組合物所含粘合劑的種類。欄4表示油墨組合物所含粘合劑的近似Tg。欄5表示油墨組合物所含粘合劑固體物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)。欄6表示包含在油墨中的粘合劑固體物質(zhì)與顏料固體物質(zhì)的比率。欄7表示用于該油墨組合物的載體。欄8表示該油由墨組合物是否含蠟。欄9表示將何種交聯(lián)劑(如果有的話)加入成品油墨組合物中。欄10表示加入成品油墨組合物的交聯(lián)劑(來自欄8)的量(基于交聯(lián)劑的固體含量)。
表Ⅱ優(yōu)選油墨組合物的性能
如果油墨組合物包含Tg在室溫以上(即，Tg為約20℃或更高)的粘合劑，可能需要將該油墨組合物加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上約10℃，這樣有助于形成油墨膜，從而提高該油墨組合物與基材的粘附性。
為了提高油墨膜與紙的粘附性，由本發(fā)明油墨組合物形成的油墨膜最好在寬pH值范圍內(nèi)具有耐溶解性。由本發(fā)明油墨組合物形成的油墨膜的溶解度最好不超過約85毫克油墨顏料/克干燥油墨膜，優(yōu)選不超過約20毫克油墨顏料/克干燥油墨膜，更優(yōu)選不超過約5毫克油墨顏料/克干燥油墨膜，甚至更優(yōu)選不超過約0.5毫克油墨顏料/克干燥油墨膜，這是在蒸餾去離子水或在溶劑化堿性溶液中測(cè)得的。
由本發(fā)明油墨組合物形成的油墨膜的油墨膜韌度至少約0.01MPa，優(yōu)選至少約0.05MPa，這是在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)得的。這些油墨膜最好還能夠經(jīng)受至少約0.3，優(yōu)選至少約1的最大應(yīng)變。
由優(yōu)選用于本發(fā)明的油墨組合物形成的油墨膜的機(jī)械性能匯總于表Ⅲ。參照表Ⅲ，欄1表示顏料種類和顏色。欄2表示油墨組合物所含顏料固體物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)。欄3表示粘合劑的近似Tg。欄4表示是否將蠟加入該油墨組合物中。欄5表示是否將交聯(lián)劑加入油墨組合物中。欄6表示將多少交聯(lián)劑(重量基)加入油墨組合物中。欄7表示油墨膜在蒸餾去離子水中的溶解度。欄8表示油墨膜在溶劑化堿性溶液中的溶解度。欄7和欄8中表示的油墨膜溶解度以每克干燥油墨膜的溶解油墨顏料的毫克數(shù)記錄。欄9表示在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)得的油墨膜韌度。欄9記錄的每種油墨組合物的韌度基于每種油墨組合物所進(jìn)行的三次韌度測(cè)量值的平均值。欄10表示油墨膜的最大應(yīng)變。以下方法用于形成油墨膜(溶解度、韌度和應(yīng)變數(shù)據(jù)就基于此)。
方法A形成油墨膜的方法為了形成所述溶解度、韌度和應(yīng)變數(shù)據(jù)所基于的油墨膜，將聚四氟乙烯(“PTFE”)片材在平整表面，如柜臺(tái)面上鋪開。適用于此的PTFE(即，TEFLON)購自Goodfellow Corporation(Berwyn，Pennsylvania)，以10米長、0.1毫米厚和300毫米寬的卷材供應(yīng)。
使用1厘米寬的膠帶條，在PTFE片材上劃出10厘米長×5厘米寬的長方形。該膠帶的厚度應(yīng)該為0.4-0.5毫米。適用于此的膠帶是一種20密耳的背膠雙襯膠帶，以FLEXMOUNTTM№ 412X18 STICKYBACK DL購自3MCorporation(St.Paul，Minnesota)。
膠帶條之間的空隙都應(yīng)該使用液體修正液(如，BIG WITE-OUT，購自BIG Corporation，Milford，Connecticut)填充。在液體修正液干燥之后，用約8.0-11.0毫升的待測(cè)試油墨組合物填充該封閉長方形。油墨組合物在室溫下固化2天以形成油墨膜。由含丙烯酸系粘合劑的油墨組合物形成的這些油墨膜通過將膜放在105℃爐中1小時(shí)而另外固化。
方法B制備溶劑化堿性溶液的方法使用以下方法來制備用于產(chǎn)生表Ⅲ第7欄溶解度數(shù)據(jù)以及表Ⅵ-Ⅷ第10欄和圖4-11中的△E數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)溶劑化堿性溶液。
將購自Aldrich Chemical Company(Milwaukee，Wisconsin)的0.40克EDTA四鈉(即，乙二胺四乙酸四鈉鹽水合物粉末，98％純度)加入燒杯中。向EDTA四鈉中加入0.2克純度99.5％的碳酸鈉粉末。適用于此的99.5％純度碳酸鈉粉末購自Aldrich Chemical Company。將100克水加入碳酸鈉粉末和EDTA四鈉中。攪拌該混合物直到固體物質(zhì)完全溶解。
向該溶液中加入1.70克C12-C14烷基二甲基氧化胺非離子表面活性劑。合適的C12-C14烷基二甲基氧化胺非離子表面活性劑為BARLOX12，以30％溶液購自Lonza Inc(Fair Lawn，New Jersey)。向該溶液中加入9.50克2-丁氧基乙醇。合適的2-丁氧基乙醇作為99％溶液購自Union CarbideCorporation(Danbury，Connecticut)。向其中加入88克蒸餾水。攪拌該溶液以進(jìn)行混合。
向該溶液中加入0.20克的平均每個(gè)分子具有6個(gè)乙氧基化基團(tuán)的C9-C11乙氧基化非離子表面活性劑。在加入溶液中之前，將該C9-C11乙氧基化非離子表面活性劑在約75-100℃的爐中加熱約20分鐘，直到表面活性劑不再渾濁。適用于此的C9-C11乙氧基化非離子表面活性劑為NEODOL91-6，作為100％溶液購自Shell Oil Company(Houston，Texas)。
攪拌整個(gè)溶液約2分鐘。然后用12N氫氧化鈉滴定該溶液，直到pH值穩(wěn)定在12.5。合適的12N氫氧化鈉購自J.T.Baker(Mallinckrodt Incorporated的一個(gè)分部，位于Phillipsburg，New Jersey)。滴定至pH值穩(wěn)定在12.5，然后將該溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶劑化堿性溶液備用。
制備之后，立即將該標(biāo)準(zhǔn)溶劑化堿性溶液倒入塑料容器中。為了保持該標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值穩(wěn)定性，用氣態(tài)氮填充該塑料容器中標(biāo)準(zhǔn)溶液之上的空氣空間，然后將該容器的蓋密封緊密。在未使用時(shí)，用膠帶覆蓋容器中的所有氣孔。在每次使用之前，應(yīng)該檢查該標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值并根據(jù)需要將pH值調(diào)節(jié)至12.5。
方法C測(cè)量油墨膜溶解度的方法參照表Ⅲ的第6欄，采用以下方法來測(cè)定油墨膜在蒸餾去離子水中的溶解度。
使用以上在方法A中所述的相同油墨組合物，使用分光光度計(jì)來測(cè)定每種油墨的最大吸收波長、以及每種油墨組合物的光吸收相對(duì)顏料濃度的校正曲線。
對(duì)于本發(fā)明的每種優(yōu)選顏料，對(duì)每種顏料顏色測(cè)定的最大吸收波長如下炭黑7 500納米二芳基黃14 430納米紅寶石品紅238 580納米酞菁藍(lán)15∶3610納米為了測(cè)定在蒸餾去離子水中的溶解度，按照方法A，從油墨膜上切出分別為1厘米×1厘米的三個(gè)油墨膜樣品。戴上膠乳手套或類似物，從每個(gè)油墨膜上剝離PTFE襯里。將待測(cè)試的每個(gè)油墨膜樣品稱重，然后加入含10毫升蒸餾去離子水的小瓶中。用手振蕩該小瓶1分鐘，將內(nèi)容物過濾通過孔徑1微米的25毫米玻璃纖維過濾器。適用于此的玻璃纖維過濾器是購自VWR Scientific(Chicago，Illinois)的Gelman № 4523 Glass Fiber AcrodiscSyring Filter。
然后使用分光光度計(jì)來測(cè)定該油墨膜濾液的光吸收。按照Beer-Lambert定律，光譜中線性區(qū)的光吸收是吸收光的介質(zhì)的濃度的函數(shù)。光透過介質(zhì)的透光率可用確定波長下的已知發(fā)色團(tuán)的介質(zhì)濃度來關(guān)聯(lián)。
通過將Beer-Lambert定律應(yīng)用于以下等式，可由油墨膜濾液的光吸收值計(jì)算出顏料濃度，以每毫升蒸餾去離子水的油墨膜毫克數(shù)來度量y(吸收)=mx(濃度)+b其中y(吸收)表示油墨膜濾液的光吸收值，m表示該油墨組合物的光吸收校正曲線的斜率，x(濃度)表示顏料的濃度，b表示y-軸的截距。根據(jù)測(cè)得的顏料濃度和干燥油墨膜的重量，可計(jì)算出該油墨膜的溶解度，以每毫升蒸餾去離子水的油墨膜毫克數(shù)來度量。
適用于測(cè)定油墨組合物和油墨膜濾液的光吸收的分光光度計(jì)是DiodeArray Spectrophotometer，№ 8452A型，由Hewlett-Packard Company(PaloAlto，California)制造。
為了測(cè)定記錄在表Ⅲ第7欄的油墨膜在溶劑化堿性溶液中的溶解度，采用以上在測(cè)定在蒸餾去離子水中的溶解度時(shí)所給出的相同方法，只是用按照以上方法B制成的標(biāo)準(zhǔn)溶劑化堿性溶液替代蒸餾去離子水。
對(duì)于每種待測(cè)試的油墨組合物，都得到三份溶解度數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這三次觀測(cè)計(jì)算出平均溶解度。因此，對(duì)于表Ⅲ所列17種油墨組合物中的每一種，欄6和7中的溶解度數(shù)據(jù)都基于三次觀測(cè)的平均值。
方法D測(cè)量油墨膜的韌度和應(yīng)變的方法分別參照表Ⅲ的欄8和9，采用以下方法來測(cè)定油墨膜的韌度和最大應(yīng)變。如表Ⅲ第8欄所示，油墨膜的韌度是在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)得的。使用按照以上方法A制成的油墨膜來測(cè)定韌度和最大應(yīng)變。
使用鋒利的刀如Exacto刀，將油墨膜的均勻區(qū)域切成三個(gè)不同的長方形油墨膜樣品，其中每個(gè)樣品都是3厘米長和4毫米寬。在切割油墨膜時(shí)要特別小心，保證邊緣切割光滑以防在油墨膜邊緣附近形成缺口。
測(cè)量每個(gè)油墨膜樣品的厚度。適用于測(cè)量厚度的設(shè)備是購自Thwing-Albert Instrument Company(Philadelphia，Pennsylvania)的Thwing-Albert厚度測(cè)試儀№ 89-100型。為了測(cè)量油墨膜的厚度，應(yīng)該使用直徑5厘米的壓機(jī)底部將Thwing-Albert厚度測(cè)試儀№的壓力設(shè)定在95克/平方英寸。
使用拉伸測(cè)試儀來測(cè)定油墨膜的韌度和油墨膜的最大應(yīng)變。拉伸測(cè)試儀應(yīng)該設(shè)定至1厘米計(jì)量長度和100N負(fù)荷傳感器。該拉伸測(cè)試儀應(yīng)該設(shè)定使得該油墨膜的起始間隙為0.5厘米且十字頭速率為0.15厘米/秒。適用于測(cè)量油墨膜韌度和應(yīng)變的拉伸測(cè)試儀是購自Instron Corporation(Canton，Massachusetts)的Instron拉伸測(cè)試儀№ 4502型。
將待測(cè)試油墨膜樣品的約1厘米的每個(gè)縱向端連接到十字頭上，形成1厘米計(jì)量長度和4毫米寬度。記錄伸長和負(fù)荷。油墨膜樣品的應(yīng)力σ通過以下等式確定σ=負(fù)荷/(油墨膜樣品厚度*油墨膜樣品寬度)。
油墨膜樣品的應(yīng)變?chǔ)磐ㄟ^以下等式確定
ε=[(拉伸油墨膜的長度-拉伸前的油墨膜長度)/拉伸前的油墨膜長度]。
在50％應(yīng)變時(shí)的韌度通過將應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積由0應(yīng)變積分至0.5應(yīng)變而計(jì)算。油墨膜的最大應(yīng)變定義為該油墨斷裂(即，發(fā)生破裂且應(yīng)力變?yōu)?的時(shí)候)時(shí)的應(yīng)變。
對(duì)于表Ⅲ中所列的17種油墨組合物的每一種，欄8和9中相應(yīng)的韌度數(shù)據(jù)和最大應(yīng)變數(shù)據(jù)都基于三次觀測(cè)的平均值。
表Ⅲ由優(yōu)選油墨組合物制成的油墨膜的機(jī)械性能
ND-低于檢測(cè)極限NA-沒有得到。
適用于本發(fā)明的油墨購自Sun Chemical Corporation(Northlake，Illinois)。這些油墨在表Ⅴ中列出。
表Ⅳ
注顏料分散體包含顏料固體物質(zhì)、表面活性劑和水。
油墨可通過任何方式施用到纖維狀片材上，其中包括(但不限于)將纖維狀片材浸漬到油墨的溶液中，將油墨的溶液噴灑到纖維狀片材上，或優(yōu)選將油墨印刷到纖維狀片材上。適用于本發(fā)明印刷方法包括(但不限于)平版印刷、活版印刷、噴墨打印、照相凹印、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷，優(yōu)選苯胺印刷?？蓪紊珗D像或多色圖像作用到纖維狀片材上。適合采用本發(fā)明油墨和纖維狀片材將圖像作用到一次性衛(wèi)生紙制品的設(shè)備描述于普通轉(zhuǎn)讓美國專利5213037(19993年3月25日授予Leopardi，Ⅱ)和5255603(19993年10月26日授予Sonneville等人)，在此將其作為參考并入本發(fā)明。
在紙上形成的印刷圖像可以是線條印刷、加網(wǎng)印刷，優(yōu)選三色版印刷(process print)，或這些方法的組合形式。本文所用的“線條印刷”是指印刷圖像是由實(shí)心和線條組成。本文所用的“三色版印刷”是指通過顏色分離工藝產(chǎn)生的中間色調(diào)彩色印刷，這樣由兩種或多種透明油墨組成的圖像可分解成中間色調(diào)點(diǎn)，這些點(diǎn)可復(fù)合形成整個(gè)范圍的原圖像顏色。
在三色版印刷圖像中，通過改變?cè)诮o定的油墨沉積圖像區(qū)頻率下的油墨沉積面積以及圖像區(qū)的油墨數(shù)來進(jìn)行著色。油墨沉積面積可通過調(diào)節(jié)中間色調(diào)點(diǎn)的頻率、大小或其組合形式而改變。本文所用的“透明油墨”或“三色版油墨”是指一種遮蓋力最小的油墨，這樣某些光可透過。對(duì)于透明油墨，光必須能夠透過一層或多層油墨，同時(shí)只有某些波長被吸收。例如，為了產(chǎn)生紅色，將黃色印刷在品紅色上。黃色吸收藍(lán)色波長而讓紅色和綠色波長穿過。品紅色吸收綠色波長。剩余波長則反射成紅色。
與透明油墨相比，如果覆蓋不透明油墨(即，非透明油墨)，那么上面的顏色就是主色，因?yàn)樗粘似漕伾囟úㄩL之外的大多數(shù)光。例如，不透明黃色油墨吸收藍(lán)色波長同時(shí)將紅色和綠色波長反射成黃色。
如果用三原色印刷圖像，可得到三色版印刷的圖像。三原色必須具有線條網(wǎng)或點(diǎn)大小。此外，該油墨必須透明，這樣在覆蓋油墨時(shí)可產(chǎn)生多種顏色。
三色版印刷圖像相對(duì)線條印刷圖像的優(yōu)點(diǎn)在于，三色版印刷圖像能夠用較少油墨產(chǎn)生多種顏色以及這些顏色的色調(diào)。例如，人像可包括10種或更多種顏色。該圖像可利用少至3種的顏色，通過三色版印刷而復(fù)制。通過線條印刷復(fù)制的同一圖像通常需要10種或更多種顏色，這些顏色在印刷機(jī)上具有相應(yīng)的印刷位。通過線條印刷法形成的印刷圖像通常會(huì)增加圖像復(fù)制的成本和復(fù)雜性。盡管本發(fā)明的優(yōu)選油墨組合物是顏料基三色版油墨，但其它類型的顏料基油墨也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖像的顏色密度可通過光密度計(jì)來測(cè)定。顏色密度(一種無量綱的測(cè)量值)是指通過油墨產(chǎn)生的顏色的密度。油墨的顏色密度越高，該顏色的亮度或強(qiáng)度就越高。隨著顏色密度的增加，光密度計(jì)測(cè)量值也增加。光密度計(jì)可測(cè)量圖像中主原色的顏色密度。然后，光密度計(jì)顯示出該主原色的顏色密度。本文所用的“原色”是指黃色、青色、品紅色和黑色四種顏色之一。
方法E用于測(cè)量印刷圖像的顏色密度的方法印刷在一次性衛(wèi)生紙制品上的圖像的顏色密度測(cè)定如下使用反射光密度計(jì)，調(diào)節(jié)光密度計(jì)設(shè)定值以讀取圖像中的主原色。將印刷后的一次性衛(wèi)生紙制品樣品放在四個(gè)未印刷片材之上。使用四個(gè)未印刷片材是為了從彩色表面上消除背景顏色的影響。
可以使用這樣四個(gè)片材，它們是L*a*b*值分別約91.17、0.64和4.29的白色基材，其中L*a*b*值通過光譜色度計(jì)(與光源A的觀察角設(shè)定為10°)以CIELAB L*a*b*模式測(cè)定。L*a*b*值分別約91.17、0.64和4.29的白色基材是一種由本受讓人供應(yīng)的白色BOUNTY_紙巾。
使用反射光密度計(jì)，得到給定圖像顏色內(nèi)的三種顏色密度的測(cè)量值。計(jì)算三次測(cè)量的平均值并記錄。
可針對(duì)施用到任何顏色基材上的油墨來測(cè)定顏色密度。顏色密度優(yōu)選在具有白色背景的任何基材上測(cè)定，其中L*a*b*分別約91.17、0.64和4.29。適用于測(cè)量顏色密度的光密度計(jì)是購自X-Rite，Inc(Grandville，Michigan)的X-RITE。
本文所用的“L*a*b”是指CIELAB L*a*b*顏色定義體系。CIELABL*a*b*顏色定義體系是在樣品的定義區(qū)來評(píng)估顏色變化，然后將這種變化與標(biāo)準(zhǔn)參考進(jìn)行比較。顏色由一組稱作L*a*b*值的數(shù)學(xué)函數(shù)來定義，這些數(shù)值將人眼的敏感度描述成顏色。L*涉及樣品的亮度。如果a*值是正值，a*是指樣品的紅色。如果a*值是負(fù)值，它是指樣品的綠色。b*是指樣品的黃色，如果b*值是正值的話。如果b*值是負(fù)值，它是指樣品的藍(lán)色。根據(jù)L*a*b*，可得到△E值(一種無量綱的測(cè)量值)，其中△E表示不同兩組L*a*b*值之間的顏色差異?！鱁越大，色差越大。
方法F產(chǎn)生擦墨的方法用于評(píng)估油墨組合物在已施用到基材之后的耐擦性的方法模擬用一個(gè)手指的施加壓力摩擦柜臺(tái)面。該方法包括將印刷基材的已知區(qū)域摩擦具有已知表面輪廓的白瓦。摩擦在預(yù)定壓力、速度和沖程長度下進(jìn)行固定數(shù)目的沖程。然后使用色度計(jì)來量化由印刷紙轉(zhuǎn)移至瓦上的油墨。
為此，使用10.15厘米長×10.15厘米寬×0.6厘米厚的白瓦。該白瓦包括一0.11厘米厚的白色表面，它粘合層壓到0.5厘米厚的回火硬紙板支撐底。用于此的典型白色表面的CIELAB L*a*b*值分別為約93.65、-0.32和0.11；動(dòng)摩擦系數(shù)為約0.14，使用47克/平方英寸的壓力針對(duì)鋁表面測(cè)定；且表面粗糙度為約3.53微米，通過干涉量度分析法測(cè)定。可通過干涉量度分析法用于測(cè)量表面粗糙度的儀器是Zygo New View 200，97-51-60665型，由Zypo Corporation(Middlefield，Connecticut)制造。適用于此的白色表面是購自Formica Corporation(Cincinnati，Ohio)的白色FORMICA № 459。合適的回火硬紙板支撐底購自Geogia-Pacific Corporation(Atlanta，Geogia)。適用于將白色表面層壓到底材上的粘合劑為購自3MCorporation(St.Paul，Minnesota)的№ 30NF型粘合劑。
可以使用擦墨測(cè)試儀來模擬摩擦柜臺(tái)面，如圖1-3所示。參照?qǐng)D2和2A，將1.2厘米長×0.9厘米寬的橡膠底14連接到1000克金屬花鍵12的底部。將橡膠底14在金屬花鍵12上取向，使得橡膠底14的縱向與花鍵肋板線19和花鍵壓痕17平行。
橡膠底14由黃白色的氯丁橡膠制成，厚度為0.125英寸，拉伸強(qiáng)度為1200psi，且肖氏硬度為55。適用于此的氯丁橡膠材料可作為№ 8616K64商品購自MaMaster-Carr Supply Company(Chicago，Illinois)。橡膠底14通過粘合劑連接到金屬花鍵12上。優(yōu)選用于此的粘合劑是DURO QUICK GELNO-RUN SUPER GLUE，由Loctite Corporation(Hartford，Connecticut)制造。
提供一種1.2厘米×0.9厘米的單層紙樣品用于評(píng)估。該紙樣品40應(yīng)該具有均勻的顏色和顏色密度。如果沒有均勻的紙樣品40，可將具有均勻顏色密度的幾種紙樣品拼合在一起，得到一種均勻的1.2厘米×0.9厘米紙樣品40。使用雙面背膠非多孔膠帶(該非多孔膠帶的兩面上已涂有粘合劑)，將待評(píng)估的紙樣品40連接到背膠非多孔膠帶上。然后將該背膠非多孔膠帶連接到橡膠底14上，這樣紙樣品14對(duì)準(zhǔn)了橡膠底14。適用于此的背膠非多孔膠帶是一種20密耳的背膠雙襯膠帶，以FLEXMOUNTTM№ 412X18STICKYBACK DL購自3M Corporation(St.Paul，Minnesota)。
將白瓦30放在擦墨測(cè)試儀10的底部16中并確保固定就位。可通過勒緊白瓦夾具調(diào)節(jié)螺桿18將白色30固定就位，直到白瓦夾具調(diào)節(jié)螺桿18嵌入白瓦30并將其對(duì)著側(cè)栓20固定就位。白瓦30應(yīng)該與底部16齊平。
參照?qǐng)D2，將待測(cè)試的液體施用到白瓦30上。為此，將25微升所需液體的樣品放在白瓦30上。將液體放在白瓦30上，通過將金屬花鍵12降低到花鍵夾具7，使得液體正好與連接到金屬花鍵12橡膠底14上的紙樣品40成直線。將金屬花鍵12降低到花鍵夾具7中，使得金屬花鍵12的橡膠底14與白瓦30上的液體接觸。降低金屬花鍵時(shí)必須小心，不要使白瓦30上的液體飛濺。飛濺會(huì)改變紙樣品40接觸的液體的量，從而影響擦墨結(jié)果。
通過與白瓦30接觸，金屬花鍵12將9.81N的恒定力施加到白瓦30上。參照?qǐng)D3，將連接到金屬花鍵12橡膠底14上的紙樣品40與白瓦表面摩擦7個(gè)周期，其中摩擦速度為44.28周期/分鐘，旋刮角度11.2度(在圖3中由“A”表示)，半徑為29.2厘米(在圖3中由“B”表示)。參照?qǐng)D3A，紙樣品40在7個(gè)周期的開始和結(jié)束時(shí)位于旋刮角(在圖3A中由“C-C”表示)的二等分線處。紙樣品40相對(duì)金屬花鍵12和花鍵夾具7的取向在整個(gè)測(cè)試過程中并不改變。紙樣品40的長度保持與由旋刮角“A”和半徑“B”形成的弧的切線平行，如圖3A所示。
優(yōu)選用于測(cè)試的擦墨測(cè)試儀是CRC 1280 Ink Rub Tester，購自Concord-Renn Comany(Cincinnati，Ohio)。
為了準(zhǔn)確測(cè)量擦墨性，對(duì)于給定紙基材，針對(duì)給定顏色觀測(cè)5次，然后平均。
方法G用于測(cè)量耐擦墨性的方法將白瓦30干燥24小時(shí)之后，按照CIELAB L*a*b*顏色定義體系，測(cè)量白瓦30在摩擦之前和摩擦之后的色差，這樣可評(píng)估從紙基材擦去并轉(zhuǎn)移到白瓦30上的油墨量。
在本發(fā)明中，△E是白瓦30在摩擦之前與同一白瓦30在摩擦到已涂覆油墨的基材表面上之后在L*a*b*值上的差值?！鱁值可由以下等式定義Δ&Egr;=(L*1-L*0)2+(a*1-a*0)2+(b*1-b*0)2]]>其中L*0、a*0、和b*0是指白瓦30在摩擦之前的L*a*b*值，L*1、a*1、和b*1是指白瓦30在摩擦之后的L*a*b*值。白瓦在摩擦之后的△E值越高，沉積到白瓦30表面上的油墨量就越大。
可以使用光譜色度計(jì)來測(cè)定△E。就本發(fā)明而言，在進(jìn)行任何測(cè)量之前，將光譜色度計(jì)設(shè)定至與光源A成10°觀察角，另外按照CIELAB L*a*b*模式進(jìn)行設(shè)定。由于白瓦30在摩擦之前的L*a*b*測(cè)量值可由白瓦30變化至白瓦30，因此可將白瓦30的標(biāo)準(zhǔn)L*a*b*參考值輸入光譜色度計(jì)中。白瓦30的標(biāo)準(zhǔn)L*a*b*參考值通常分別為93.65、-0.32和0.11，如方法F中所述。摩擦之前，根據(jù)該參考值檢查每個(gè)白瓦30。如果摩擦之前的白瓦30與參考值之間的△E值大于0.40，那么就根據(jù)白瓦在摩擦之前的L*a*b*值，將新的參考值輸入光譜色度計(jì)中。
在根據(jù)參考值檢查白瓦30并根據(jù)需要輸入新的參考值之后，使用光譜色度計(jì)來測(cè)定L*a*b*值和磨損處的△E值。沿著磨損處的中心，使用光譜色度計(jì)進(jìn)行8次等間距測(cè)量。該光譜色度計(jì)計(jì)算出每次測(cè)量的L*a*b*值和△E值。該光譜色度計(jì)還根據(jù)8次測(cè)量而計(jì)算出磨損處的平均△E值。該光譜色度計(jì)應(yīng)該能夠讀取直徑5-7毫米之間的環(huán)形區(qū)。適用于本發(fā)明的光譜色度計(jì)是購自X-Rite，Inc(Grandville，Michigan)的X-RITE 948。
參照表Ⅴ-Ⅷ，給出了紙基材的耐擦墨性，所述紙基材利用本發(fā)明油墨組合物以不同的顏色密度進(jìn)行印刷。為此，使用了由本受讓人供應(yīng)的白色BOUNTY_紙巾。表Ⅴ-Ⅷ所示的所有油墨都是三色版油墨。這四個(gè)表根據(jù)油墨顏料的顏色來劃分。表V表示印有采用炭黑7顏料的三色版油墨的BOUNTY_紙巾基材。表Ⅵ表示印有采用酞菁藍(lán)15∶3顏料的三色版油墨的BOUNTY_紙巾基材。表Ⅶ表示印有采用紅寶石品紅238顏料的三色版油墨的BOUNTY_紙巾基材。表Ⅷ表示印有采用二芳基黃14顏料的三色版油墨的BOUNTY_紙巾基材。
參照表Ⅴ-Ⅷ，欄1表示用于油墨組合物的顏料的種類。欄2表示用于油墨組合物的粘合劑的種類。欄3表示該粘合劑的近似Tg。欄4表示將交聯(lián)劑(如果有的話)加入油墨組合物中。欄5表示交聯(lián)劑(如果有的話)在油墨組合物中的加入量。
欄6表示是否將蠟加入油墨組合物中。欄7表示是否在將油墨施用到基材上之后將基材加熱至135℃。欄8表示在紙巾基材上印刷的圖像的主原色，由反射光密度計(jì)顯示并按照以上方法E來測(cè)定。欄9表示在紙巾基材上印刷的圖像的顏色密度，按照以上方法E由反射光密度計(jì)來測(cè)定。
欄10表示施用到白色BOUNTY_紙巾基材上的每種由墨組合物的耐擦墨性，按照以上方法F和G來測(cè)定。Sigma△E(即，∑△E)表示油墨組合物在蒸餾水中的總和以及油墨組合物在溶劑化堿性溶液中的總和，其中所述溶劑化堿性溶液按照以上方法B制備。
表Ⅴ印有本發(fā)明黑色油墨組合物的紙巾基材的耐擦墨性
表Ⅵ印有本發(fā)明青色油墨組合物的紙巾基材的耐擦墨性
表Ⅶ印有本發(fā)明青色油墨組合物的紙巾基材的耐擦墨性
表Ⅷ印有本發(fā)明青色油墨組合物的紙巾基材的耐擦墨性
參照?qǐng)D4-11，將表Ⅴ-Ⅷ所示每個(gè)實(shí)施方案的∑△E作為顏色密度的函數(shù)作圖。按照反射光密度計(jì)所顯示的圖像主原色，得到不同的圖。表Ⅴ中的實(shí)施方案如圖4和8所示作圖。表Ⅵ中的實(shí)施方案如圖5和9所示作圖。表Ⅶ中的實(shí)施方案如圖6和10所示作圖。表Ⅷ中的實(shí)施方案如圖7和11所示作圖。
制備出已有技術(shù)基材的樣品，并按照以上方法E、F和G評(píng)估顏色密度和∑△E。為了評(píng)估已有技術(shù)樣品，對(duì)具有顏色密度的樣品部分進(jìn)行視覺測(cè)定。然后使用色度計(jì)來測(cè)定具有最高顏色密度的部分內(nèi)的區(qū)域。然后選擇該區(qū)域以評(píng)估顏色密度和∑△E。
為了評(píng)估每種已有技術(shù)樣品，按照?qǐng)D像所具有的主原色，將∑△E(即，y(x))作為顏色密度(即，“x”)的函數(shù)作圖，如圖4-7所示。另外按照?qǐng)D像所具有的主原色，將∑△E作為印有三色版油墨的這些已有技術(shù)樣品的顏色密度作圖，如圖8-11所示。
圖4-7所示的曲線圖將本發(fā)明的顏色密度和∑△E與所有待評(píng)估的印刷已有技術(shù)基材的顏色密度和∑△E進(jìn)行比較。圖8-11所示的曲線圖將本發(fā)明的顏色密度和∑△E與印有三色版油墨的已有技術(shù)基材的顏色密度和∑△E進(jìn)行比較。
參照?qǐng)D4-11，采用多項(xiàng)不等式來定義作為本發(fā)明油墨組合物顏色密度的函數(shù)的∑△E，如圖4-11所示。
參照?qǐng)D4，對(duì)于主原色為黑色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖4中標(biāo)為A-A)確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，和/或，y(ｘ)≤3，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的油墨，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖4中標(biāo)為B-B)確定y(x)≤73.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，和/或，y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的油墨，∑△E更優(yōu)選由以下不等式(在圖4中標(biāo)為C-C)確定y(x)≤69.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.9≤x≤1.4，和/或，y(x)≤2，其中0.8≤x＜0.9。
參照?qǐng)D5，對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖5中標(biāo)為D-D)確定y(x)≤-593.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50。
對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖5中標(biāo)為E-E)確定y(x)≤-595.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50。
參照?qǐng)D6，對(duì)于主原色為品紅色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖6中標(biāo)為F-F)確定y(x)≤-1549.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.5≤x≤1.2，和/或y(x)≤22，其中1.2≤x≤1.4。
對(duì)于主原色為品紅色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖6中標(biāo)為G-G)確定y(x)≤-1551.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.7≤x≤1.2，和/或y(x)≤16，其中1.2≤x≤1.4。
參照?qǐng)D7，對(duì)于主原色為黃色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖7中標(biāo)為H-H)確定y(x)≤-2103.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，和/或y(x)≤4，其中0.5≤x＜0.7。
對(duì)于主原色為黃色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖7中標(biāo)為I-I)確定y(x)≤-2105.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，和/或y(x)≤14，其中1.0≤x＜1.2，和/或y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.7。
參照?qǐng)D8-11，將本發(fā)明的顏色密度和∑△E與印有三色版油墨的已有技術(shù)基材的顏色密度和∑△E進(jìn)行比較。
參照?qǐng)D8，對(duì)于主原色為黑色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖8中標(biāo)為J-J)確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，和/或，y(x)≤3，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖8中標(biāo)為K-K)確定y(x)≤74.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，和/或，y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為黑色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E更優(yōu)選由以下不等式(在圖8中標(biāo)為L-L)確定y(x)≤73.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4。
對(duì)于主原色為黑色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E最優(yōu)選由以下不等式(在圖8中標(biāo)為M-M)確定y(x)≤68.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.9≤x≤1.4。
參照?qǐng)D9，對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖9中標(biāo)為N-N)確定y(x)≤57.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5。
對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖9中標(biāo)為O-O)確定y(x)≤55.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5。
對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E更優(yōu)選由以下不等式(在圖9中標(biāo)為P-P)確定y(x)≤53.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.8≤x≤1.5，和/或y(x)≤2，其中0.7≤x＜0.8。
對(duì)于主原色為青色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E最優(yōu)選由以下不等式(在圖9中標(biāo)為Q-Q)確定y(x)≤51.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.9≤x≤1.5，和/或y(x)≤2，其中0.8≤x＜0.9。
參照?qǐng)D10，對(duì)于主原色為品紅色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖10中標(biāo)為R-R)確定y(x)≤-50.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4。
對(duì)于主原色為品紅色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖10中標(biāo)為S-S)確定y(x)≤-52.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4。
參照?qǐng)D11，對(duì)于主原色為黃色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E由以下不等式(在圖10中標(biāo)為T-T)確定y(x)≤90.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3。
對(duì)于主原色為黃色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E優(yōu)選由以下不等式(在圖10中標(biāo)為U-U)確定y(x)≤86.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3。
對(duì)于主原色為黃色的本發(fā)明油墨組合物，∑△E更優(yōu)選由以下不等式(在圖10中標(biāo)為V-V)確定y(x)≤82.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.8≤x≤1.3。
盡管已說明和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方案，但本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯然知道，只要不背離本發(fā)明的主旨和范圍，可以進(jìn)行各種其它的變化和改進(jìn)。因此，應(yīng)該認(rèn)為所附權(quán)利要求書覆蓋了本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的油墨，所述油墨的主原色為黑色，所述油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤3，其中0.5≤x＜0.8，優(yōu)選其中所述油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤73.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
2．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的油墨，所述油墨的主原色為青色，所述油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤-593.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50，優(yōu)選其中所述油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤-595.36+2340.1x-3350x2+2073.8x3-465.5x4，其中0.7≤x≤1.50。
3．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的油墨，所述油墨的主原色為品紅色，所述油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤-1549.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.5≤x≤1.2，且y(x)≤22，其中1.2≤x≤1.4，優(yōu)選其中所述油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤-1551.8+12473x-40898x2+69923x3-65676x4+32126x5-6391.7x6，其中0.7≤x≤1.2，且y(x)≤16，其中1.2≤x≤1.4。
4．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的油墨，所述油墨的主原色為黃色，所述油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤-2103.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，且y(x)≤4，其中0.5≤x＜0.7，優(yōu)選其中所述油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤-2105.34+10184.4x-18237x2+14346x3-4175.14x4，其中0.7≤x≤1.0，且y(x)≤14，其中1.0≤x＜1.2，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.7。
5．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的三色版油墨，所述三色版油墨的主原色為黑色，所述三色版油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤75.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤3，其中0.5≤x＜0.8，優(yōu)選其中所述三色版油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤74.041-260.72x+275.27x2-70.158x3-6.9911x4，其中0.8≤x≤1.4，且y(x)≤2，其中0.5≤x＜0.8。
6．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的三色版油墨，所述三色版油墨的主原色為青色，所述三色版油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤57.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5，優(yōu)選其中所述三色版油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤55.701-222.16x+268.91x2-87.964x3，其中0.5≤x≤1.5。
7．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的三色版油墨，所述三色版油墨的主原色為品紅色，所述三色版油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤-50.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4，優(yōu)選其中所述三色版油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤-52.197+265.12x-490.01x2+398.49x3-112.31x4，其中0.5≤x≤1.4。
8．一種一次性衛(wèi)生紙制品，包括含纖維素的纖維狀片材，具有第一外表面、與其相對(duì)的第二外表面、以及放置在所述第一外表面和所述第二外表面中至少一表面上的三色版油墨，所述三色版油墨的主原色為黃色，所述三色版油墨的∑△E是顏色密度的函數(shù)，其特征在于，所述∑△E由以下不等式確定y(x)≤90.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3，優(yōu)選其中所述三色版油墨的∑△E由以下不等式確定y(x)≤86.549-332.78x+422.27x2-158.5x3，其中0.7≤x≤1.3。
9．權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨包含一種粘合劑，選自丙烯酸系乳液聚合物、聚氨酯分散體、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、和苯乙烯-丁二烯膠乳乳液。
10．權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述粘合劑是一種分子量至少約500000的成膜聚合物。
11．權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述粘合劑的Tg低于約100℃。
12．權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述粘合劑是非羧化的。
13．權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述粘合劑是交聯(lián)的。
14．權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨的粘合劑固體物質(zhì)與顏料固體物質(zhì)的比率為約0.10∶1-3∶1。
15．權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨所形成的膜在蒸餾去離子水中的溶解度不超過約85毫克溶解油墨顏料/克干燥油墨膜。
16．權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨所形成的膜在溶劑化堿性溶液中的溶解度不超過約85毫克溶解油墨顏料/克干燥油墨膜。
17．權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨包含約3-20％的甘油。
18．權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨包含基于總油墨組合物固體物質(zhì)重量百分?jǐn)?shù)的約0.5-10％的蠟。
19．權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨所形成的油墨膜在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)得的油墨膜韌度至少約0.01MPa，優(yōu)選其中所述油墨在50％應(yīng)變時(shí)測(cè)得的油墨膜韌度至少約0.05MPa。
20．權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的一次性衛(wèi)生紙制品，其中所述油墨膜的最大應(yīng)變至少約0.3，優(yōu)選其中所述油墨膜的最大應(yīng)變至少約1。
全文摘要
(無)
文檔編號(hào)A47K7/00GK1286609SQ9980163
公開日2001年3月7日 申請(qǐng)日期1999年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月7日
發(fā)明者詹姆斯·R·麥克法蘭, 阿爾曼·埃布拉希姆波爾, 尼古拉斯·J·尼辛 申請(qǐng)人:寶潔公司