專利名稱：超高不透明的涂布片材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高不透明的涂布片材及其制造方法。
背景技術(shù)：
超高不透明的涂布片材在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中被廣泛地應(yīng)用，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，要求片材必須是可印刷的，而且在同等的每平米重量下，要求該片材的不透明度必須比常規(guī)涂布片材高。
一種已知類型的超高不透明的涂布片材是如下制成的采用常規(guī)的氣刀涂布器、拖刀涂布器或計(jì)量棒涂布器對(duì)三層紙基的兩表面中至少一個(gè)表面進(jìn)行涂布，以制造超高不透明的涂布片材，優(yōu)選的三層紙基的中間層為灰紙層，通過(guò)吸收光使其具有超高不透明度，周圍兩層為白紙層，其上有一層或多層白色涂層，使得超高不透明的涂布片材外觀為白色并且均一。
這種制造技術(shù)的缺點(diǎn)是用于多層紙制造的造紙機(jī)操作困難并且運(yùn)行成本高，在低克重紙的制造中情況尤為如此。
另一種已知類型的超高不透明的涂布片材是如下制造的采用黑色粘合劑將至少兩層白色涂布紙相互粘合在一起，同樣地，在這種超高不透明的涂布片材中，利用黑色對(duì)光進(jìn)行吸收使其具有超高不透明度，同時(shí)具有白色和均一的外觀。
這種技術(shù)的缺點(diǎn)在于，因粘合劑的選擇以及用量等方面的原因，常常使粘合步驟操作困難，制造速度慢，有時(shí)還會(huì)造成各紙層間粘合缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種超高不透明的涂布片材，其制造成本最低并且制造速度快，同時(shí)避免了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種表面性能非常好的超高不透明的涂布片材。
具體而言，本發(fā)明的發(fā)明者試圖采用應(yīng)用最為廣泛的制造設(shè)備、特別是用于單層紙制造的造紙機(jī)來(lái)制造超高不透明的涂布片材，并且減少制造步驟，特別是省去粘合的步驟。
在考慮到上述情況后，本發(fā)明的發(fā)明者試圖提供一種由單層有色材料制成的不透明基材，并在基材的至少一個(gè)表面上涂布一層或多層白色涂層。
該有色基材用于阻斷光的通過(guò)，這是獲得所需不透明度的基本條件。
基材顏色的強(qiáng)度和色調(diào)依據(jù)最終用途以及光吸收所需的不透明度而定，優(yōu)選地，基材的顏色為或深或淺的灰色、或深或淺的黑色。
依據(jù)最終用途，在本發(fā)明單層有色基材的一個(gè)或兩個(gè)表面上進(jìn)行涂布，以此得到白色和均一的外觀，以及優(yōu)良的可印刷性。
為獲得均一的表面涂布效果，本發(fā)明的發(fā)明者采用了造紙工業(yè)中的現(xiàn)代涂布技術(shù)，均一的表面涂布效果是獲得優(yōu)良的不透明度和最終印刷效果所必須的。
在有色基材表面涂布一層或多層白色涂層的嘗試中，采用多種技術(shù)，特別是廣泛應(yīng)用的氣刀涂布法或鋼刀涂布法時(shí)，所得產(chǎn)品不具有均一的整個(gè)外觀，但本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，采用一種在當(dāng)今造紙工業(yè)中極少使用的涂布技術(shù)，即簾式涂布法，可以制造出所需的具有均一外觀的超高不透明的涂布片材。
本發(fā)明的發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，在達(dá)到所述不透明度的情況下，這種方法降低了著色劑的用量。
簾式涂布法是一種預(yù)設(shè)劑量的涂布方法，在攝影工業(yè)中應(yīng)用已超過(guò)20年。開(kāi)發(fā)這種技術(shù)的目的是用于制作需要涂布多個(gè)不同涂層、一般為8至10個(gè)涂層的照相膠片，同時(shí)對(duì)于表面性能和涂層的厚度都有嚴(yán)格的限制。
簾式涂布法基于涂布流體在表面上的自由流動(dòng)，其中涂布頭位于被涂布表面之上10至25cm。
依據(jù)涂布流體的性質(zhì)對(duì)涂布頭進(jìn)行選型，從而在機(jī)器的運(yùn)行方向或橫向上獲得盡可能最為均一的膜厚。
通常使用兩種類型的涂布頭如

圖1和圖2所示，分別為帶有狹縫的涂布頭和帶有滑動(dòng)面的涂布頭。
簾式涂布法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是有可能同時(shí)涂布二層或多層涂層。
在實(shí)際操作中，由于結(jié)構(gòu)上的限制，帶有狹縫的涂布頭最多涂布2或3層，而帶有滑動(dòng)面的涂布頭可以同時(shí)涂布多于10層的涂層。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是涂布頭與基材不接觸，這一點(diǎn)與刀涂不一樣。
這種方法消除了在涂布過(guò)程中施加于基材上的作用力，該作用力可造成機(jī)器故障，特別是對(duì)于機(jī)器速度的提高具有不可忽略的影響，從而可以降低生產(chǎn)成本。
因此，本發(fā)明的目的是一種由單層材料制成的有色基材構(gòu)成的超高不透明的涂布片材，其中所述基材在其至少一個(gè)表面上涂布有一層或多層白色或淺色的有色涂層。
術(shù)語(yǔ)有色涂層指常用于涂布印刷—書(shū)寫(xiě)紙的組合物(主要包含顏料和粘合劑)。涂層的數(shù)目、精確組成以及每平米重量依據(jù)超高不透明的涂布片材的最終用途而定。
在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案中，如果涂布片材的克重小于300g/m2，則涂布片材的超高不透明度指數(shù)大于92，并且有利地大于或等于94，而如果其克重大于或等于300g/m2，則超高不透明度指數(shù)大于94，有利地大于或等于98。
在發(fā)明描述中將進(jìn)一步解釋超高不透明度指數(shù)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，采用標(biāo)準(zhǔn)ISO 11475進(jìn)行測(cè)定，涂布片材的白度大于75，優(yōu)選大于或等于78。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，單層材料是一種基于纖維素纖維的紙。
在本發(fā)明的另一種變化形式中，單層材料是一種有色塑料膜或者是一種具有有色不透明預(yù)涂層的塑料膜。
紙質(zhì)或塑料單層材料的每平米重量直接取決于其用途，可在50至500g/m2之間。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述涂布片材的方法，其中第一步是提供由單層材料制成的有色基材，然后在該基材的至少一個(gè)表面上涂布一層或多層白色涂層。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，利用一種簾式涂布頭實(shí)現(xiàn)白色涂層的涂布。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案，不透明著色是提供在整個(gè)紙層紙摻入不透明顏料而形成的。
在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，利用施膠壓頭或一種涂布裝置，優(yōu)選為簾式涂布頭，在紙表面上預(yù)涂布不透明顏料實(shí)現(xiàn)不透明著色，優(yōu)選利用同一個(gè)簾式涂布頭同時(shí)涂布白色涂層。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，單層材料是一種有色塑料膜或者是一種具有有色不透明預(yù)涂層的塑料膜。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，著色材料為炭黑。
本發(fā)明還涉及采用上述方法或利用上述超高不透明的涂布片材作原料制成的撲克牌。
雖然本發(fā)明的目的是白色超高不透明的涂布片材，但本發(fā)明也可以擴(kuò)展到淺色或淡色不透明度涂布片材的制備，僅僅在涂層顏料方面作改變而不影響發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
具體實(shí)施例方式
以下的對(duì)比實(shí)施例及其最終用途用于描述本發(fā)明。
由于其用途的原因，本發(fā)明的超高不透明的涂布片材對(duì)于光透射的遮蔽能力過(guò)強(qiáng)，使得采用商品分光光度計(jì)不能進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)背光為或強(qiáng)或弱的自然光或人造光時(shí)，為克服這一困難而且在目視的條件下獲得明顯的和可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明者開(kāi)發(fā)出以下的測(cè)試系統(tǒng)入射光源由白熾燈、透明玻璃泡組成，從Philips公司購(gòu)得，規(guī)格為60W-220V。將待測(cè)不透明度的涂布片材置于a)在光源端，一個(gè)直徑為12mm的薄膜，b)在另一端，20mm的照度計(jì)傳感器之間并與之接觸，其中照度計(jì)購(gòu)自Gossen公司，采用Mavolux數(shù)字式參考。在放置涂布片材以前，調(diào)整位于薄膜中心的照度計(jì)傳感器和光源間的距離，使得如果不存在涂布片材，照度計(jì)中直接入射光的讀數(shù)為14000lux，然后記錄放置涂布片材后透射光的值L，單位為lux。按下式定義的“超高不透明度指數(shù)”對(duì)涂布片材的不透明度進(jìn)行定量超高不透明度指數(shù)＝100×(1-L/14000)為描述起見(jiàn)，采用本發(fā)明方法對(duì)常規(guī)涂白紙，換而言之對(duì)非超高不透明的涂布片材進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果每平米130克的紙的超高不透明度指數(shù)為77，而每平米300克的紙的超高不透明度指數(shù)為94。
采用購(gòu)自Techpap公司的Kheops儀器評(píng)價(jià)各涂布片材表面的外觀均勻性。該儀器采用CCD照相機(jī)對(duì)表面上顏色和亮度的差別進(jìn)行成像分析，記錄所得的總值，其中數(shù)值越低均一性越好。
在取消紫外照明的條件下，按照標(biāo)準(zhǔn)ISO 11475測(cè)量各涂布片材的白度。
用于印刷—書(shū)寫(xiě)應(yīng)用的對(duì)照例1a、1c以及本發(fā)明的實(shí)施例1b實(shí)施例1a
現(xiàn)有技術(shù)中的超高不透明的涂布片材由雙層機(jī)制紙基組成，其中一層為提供不透明度的灰紙層，另一層為白紙層，在白紙層的外表面采用鋼刀涂布法涂布白色涂層，其是由90％碳酸鈣和10％聚苯乙烯—丁二烯乳膠組成的混合物，使所述涂布片材1a的表面性能達(dá)到印刷—書(shū)寫(xiě)的要求。
實(shí)施例1b本發(fā)明的超高不透明的涂布片材1b的克重與涂布片材1a相似，由克重為100g/m2的灰色單層紙制成，其中采用簾式涂布法在其兩面涂布每平米10克的預(yù)涂層，完成單層紙的不透明著色，其中以干重計(jì)，所述涂層含0.05份炭黑和100份由90％碳酸鈣和10％聚苯乙烯—丁二烯乳膠組成的混合物。
然后對(duì)著色的單層基材進(jìn)行涂布，仍然采用簾式涂布法，其兩面涂布每平米10克與實(shí)施例1a相同的白色涂層。
實(shí)施例1c采用鋼刀涂布法對(duì)涂布片材1b中的著色單層基材進(jìn)行涂布，每面涂布每平米10克涂布片材1b中的印刷—書(shū)寫(xiě)涂層，以此制備不同于本發(fā)明的另外一種超高不透明的涂布片材1c。
表1 三種涂布片材光學(xué)性質(zhì)的對(duì)比

雖然本發(fā)明的涂布片材1b克重略低，與采用更為復(fù)雜(兩層)的制造技術(shù)制作的現(xiàn)有技術(shù)的涂布片材相比，本發(fā)明涂布片材的不透明度更高，更白并且表面更為均一。
采用鋼刀涂布法制造的單層涂布片材1c的表面均一程度不高。
用于撲克牌的對(duì)照例2a以及本發(fā)明的實(shí)施例2b實(shí)施例2a采用黑色粘合劑粘和兩層涂白紙，制備現(xiàn)有技術(shù)中的超高不透明的涂布片材，其中以干重為計(jì)，每平米含0.24g炭黑。
實(shí)施例2b本發(fā)明的超高不透明的涂布片材2b的克重與涂布片材2a完全相同，由克重為240g/m2的灰—黑色單層紙制成，其中采用實(shí)施例1b中的方法在其兩面涂布每平米5克的預(yù)涂層，完成單層紙的不透明著色，其中以干重為計(jì)，所述涂層含0.5份炭黑和100份實(shí)施例1b中的混合物。
然后對(duì)著色的單層基材進(jìn)行涂布，仍然采用簾式涂布法，其兩面涂布每平米30克與實(shí)施例1b相同的白色涂層。
表2 兩種涂布片材光學(xué)性質(zhì)的對(duì)比

無(wú)需采用附加的粘合操作制成的本發(fā)明的涂布片材2b與現(xiàn)有技術(shù)中的涂布片材2a表面性能(白度、均一性)相同。
這兩種涂布片材具有相同的超高不透明度，但是涂布片材2b中炭黑的用量更少，從材料成本和再生利用的可能性角度考慮，這種情況具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求
1.一種超高不透明的涂布片材，其特征在于包含由單層材料制成的著色基材，所述基材在其至少一個(gè)表面上涂布有一層或多層白色涂層。
2.如上述權(quán)利要求所述的涂布片材，其特征在于當(dāng)該涂布片材的克重小于300g/m2時(shí)，其超高不透明度指數(shù)大于92，并且有利地大于或等于94，而當(dāng)其克重大于或等于300g/m2時(shí)，其超高不透明度指數(shù)大于94，有利地大于或等于98。
3.如權(quán)利要求1或2所述的涂布片材，其特征在于采用標(biāo)準(zhǔn)ISO11475測(cè)定的白度大于75，優(yōu)選大于或等于78。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的涂布片材，其特征在于所述單層材料是一種基于纖維素纖維的紙。
5.如權(quán)利要求1-3之一所述的涂布片材，其特征在于所述單層材料是一種塑料膜。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的涂布片材的制造方法，其特征在于在第一步中將單層材料制成著色基材，然后在該基材的至少一個(gè)表面上涂布一層或多層白色涂層。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于利用簾式涂布頭實(shí)現(xiàn)白色涂層的涂布。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述單層材料是一種基于纖維素纖維的紙。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于不透明化是通過(guò)在整個(gè)紙中摻入不透明顏料而得到的。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于不透明化是利用施膠壓頭或一種涂布裝置在紙上預(yù)涂布不透明顏料而實(shí)現(xiàn)的。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于用于不透明顏料預(yù)涂布的涂布裝置是一種簾式涂布頭，優(yōu)選利用同一簾式涂布頭，在涂布如權(quán)利要求7所述的白色涂層的同時(shí)涂布預(yù)涂層。
12.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述單層材料是一種著色塑料膜或者是一種具有著色不透明預(yù)涂層的塑料膜。
13.如權(quán)利要求6-12之一所述的方法，其特征在于所用的著色材料為炭黑。
14.采用如權(quán)利要求6-13之一所述的方法或利用如權(quán)利要求1-5之一所述的涂布片材作原料制成的撲克牌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高不透明的涂布片材，其特征在于包含由單層材料制成的著色基材，所述基材在其至少一個(gè)表面上涂布有一層或多層白色涂層。本發(fā)明還涉及該超高不透明的涂布片材的制造方法。
文檔編號(hào)D21H21/28GK1623020SQ03802780
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者洛朗斯·阿瓦澤里, 熱羅姆·博爾多 申請(qǐng)人:阿爾若威金斯涂布紙業(yè)公司