專利名稱：母料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造用于成像層的載體材料用涂料的聚合物濃縮體(母料)以及使用此母料制造的載體材料，如照相基紙、用于墨噴印刷和D2T2印刷的載體材料。
防水照相載體材料包括一個(gè)涂膠的原紙，其中在原紙的兩側(cè)都有防水聚烯烴樹脂層。所述聚烯烴樹脂層是通過(guò)擠出施加于原紙上的。
在照相載體材料正面上的樹脂層通常包含反光的白顏料、染料、彩色顏料、光亮劑、穩(wěn)定劑、分散劑、脫模劑、滑動(dòng)劑、抗氧化劑和抗靜電劑。二氧化鈦是位于照相基紙表面的層中最重要的白顏料。
顏料聚結(jié)塊的完全破碎和顏料粒子，特別是二氧化鈦粒子的均勻分布是在樹脂中全面開發(fā)顏料的特性和順利地進(jìn)行處理的前提。這在制造薄層或膜時(shí)尤其重要，因?yàn)轭伭暇劢Y(jié)塊會(huì)導(dǎo)致形成孔隙并從而造成膜的撕裂。因此，要求二氧化鈦在聚烯烴樹脂中有良好的分散。
為此，很久以來(lái)人們已知在聚烯烴著色時(shí)使用顏料/聚合物濃縮體，即所謂的母料，其中顏料已經(jīng)以分散狀態(tài)存在，而不是使用純顏料。這種濃縮體的制造是以一種非常特殊的操作方法經(jīng)由緩變相(soft phase)進(jìn)行的。捏和機(jī)、輥煉機(jī)和擠出機(jī)適用于此目的，剪切力的增加使分散狀態(tài)得到了改進(jìn)。例如，在US5049595中公開了這種母料的制備。
母料的一種常用組分就是所謂的PV Echtrosa。這是一種有機(jī)顏料，它在聚烯烴成層混配料中以基于該層質(zhì)量的0.02-0.01wt％的濃度存在。此有機(jī)顏料的使用在EP0571721 A1中有記述。此有機(jī)顏料的使用價(jià)值已經(jīng)得到了證明，多年以來(lái)已經(jīng)大規(guī)模地在制備照相載體材料中用作母料中的紅顏料。
通過(guò)擠出向原紙上施加聚烯烴層時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)許多不希望的影響，它們會(huì)導(dǎo)致照相載體材料(照相基紙)質(zhì)量低下。這些不希望的影響例如包括所謂的模口條紋。它們是由要擠出到原紙上的物質(zhì)的分解產(chǎn)物形成的，這些分解產(chǎn)物沉積在擠出機(jī)?？诘哪？谶吘?。如果由于這些沉積物在分層紙上出現(xiàn)所謂的?？跅l紋，則需要打斷擠出過(guò)程，清洗模具。因此人們期望避免?？跅l紋以較少地打斷擠出。
意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在母料中用基于堿性硫鋁硅酸鹽(alkalialuminosulphosilicate)的一種無(wú)機(jī)紅顏料代替有機(jī)紅顏料PVEchtrosa，在擠出時(shí)就幾乎再無(wú)模口條紋出現(xiàn)。
從而，本發(fā)明的主題是一種用于制造照相載體材料的含堿性硫鋁硅酸鹽紅顏料的母料。
根據(jù)本發(fā)明的母料包含-25-80wt％的二氧化鈦-20-75wt％的聚烯烴樹脂-0.1-10wt％的堿性硫鋁硅酸鹽紅顏料-0.1-6wt％的穩(wěn)定劑上述含量都是基于母料質(zhì)量，如果需要，還可以包含常用于母料的其它添加劑如光亮劑、抗氧化劑和彩色顏料。
根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案，使用了紅顏料群青紫。一種特別優(yōu)選的紅顏料是代號(hào)為CAS 12769-96-9的堿性硫鋁硅酸鹽。它的化學(xué)組成是或者接近于2Na2Al2Si2O6 x Na2S。紅顏料的用量可以是基于母料質(zhì)量的0.1-10wt％，優(yōu)選1.0-2.0wt％，特別優(yōu)選1.3-1.6wt％。
已經(jīng)證明有利的是，除了上述紅顏料外還使用藍(lán)顏料。特別優(yōu)選無(wú)機(jī)群青藍(lán)(CAS 57455-37-5)。它的化學(xué)組成是或者接近于2Na2OSAl2O3SiO2。藍(lán)顏料在母料中的含量可以是基于母料質(zhì)量的0.05-5wt％，優(yōu)選0.2-0.6wt％。
意外發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明所使用的紅顏料抑制?？跅l紋的效果可以通過(guò)使用兩種同樣已知的穩(wěn)定劑來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)。特別是當(dāng)無(wú)機(jī)紅顏料對(duì)穩(wěn)定劑總質(zhì)量的質(zhì)量比為200∶1-1∶60，特別優(yōu)選40∶1-1∶1時(shí)，更能獲得此效果。
這些穩(wěn)定劑優(yōu)選包括亞磷酸酯抗氧化劑和酚類抗氧化劑。特別優(yōu)選可商購(gòu)的化學(xué)名為2，4，6-三-特-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇亞磷酸酯的亞磷酸酯抗氧化劑。根據(jù)本發(fā)明，亞磷酸酯抗氧化劑的用量可以是基于母料質(zhì)量的0.05-3wt％，特別優(yōu)選0.1-0.4wt％。
酚類抗氧化劑優(yōu)選是季戊四醇或十八醇的一種(3，5-二-叔-丁基羥苯基)丙酸酯。特別優(yōu)選化學(xué)名為3，5-二-叔-丁基-4-羥基氫化肉桂酸十八烷基酯的苯類抗氧化劑。根據(jù)本發(fā)明，酚類抗氧化劑的用量可以是基于母料質(zhì)量的0.05-3wt％，特別優(yōu)選0.1-0.6wt％。
意外發(fā)現(xiàn)，亞磷酸酯抗氧化劑的單獨(dú)使用會(huì)提高聚烯烴樹脂的流動(dòng)性，從而減少聚烯烴樹脂表面的所謂麻點(diǎn)。麻點(diǎn)是對(duì)載體材料的表面性能，如對(duì)圖象的質(zhì)量有決定性的光澤度和平滑性，有負(fù)面影響的坑狀凹穴。此外，酚類抗氧化劑的使用有助于提高所謂的脫模性能，這意味著能抑制聚合物膜在擠出后粘附到冷卻輥上。
通過(guò)使用樹脂稀釋后的根據(jù)本發(fā)明的母料，可以在擠出層化中使用高達(dá)600m/min的擠出速率，而沒(méi)有麻點(diǎn)水平或材料在輥上粘附等方面的負(fù)面影響產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的母料的優(yōu)選實(shí)施方案，穩(wěn)定劑的總量?jī)?yōu)選0.1-4wt％，0.1-3wt％和0.1-1wt％。亞磷酸酯抗氧化劑與酚類抗氧化劑的合適定量比為5∶1-1∶5，優(yōu)選1∶3-3∶1，特別優(yōu)選1∶2-2∶1。
二氧化鈦可以以金紅石或銳鈦礦的形式使用。優(yōu)選金紅石形式。二氧化鈦可以是經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)和/或有機(jī)處理的。特別優(yōu)選一種有機(jī)處理過(guò)的、特征在于碳含量為約0.18-0.24wt％的二氧化鈦。平均粒徑優(yōu)選0.20-0.35μm。油數(shù)(oil number)優(yōu)選小于14，特別優(yōu)選10-12，如約11。
根據(jù)本發(fā)明，適合的光亮劑包括氨基芪磺酸衍生物、二芳基吡唑基衍生物和二(苯并噁唑基)芪衍生物。光亮劑或光亮劑混合物的含量可以是基于母料質(zhì)量的0.05-1wt％，優(yōu)選0.1-0.4wt％。
為制造照相基紙的聚烯烴層，可以使用不同的聚乙烯及其混合物。根據(jù)本發(fā)明，可以使用例如所謂的HDPE聚乙烯或LDPE乙烯或兩者的混合物。不過(guò)，乙烯/α-烯烴共聚物(LLDPE)或聚丙烯也適用。
根據(jù)本發(fā)明的母料的制備可以通過(guò)US 5049590中所述的方法用帶脫氣區(qū)的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行。為此，將需要混合的組分投入擠出機(jī)的送料器，其中擠出機(jī)是例如兩個(gè)螺桿同步單向運(yùn)轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)。擠出機(jī)入口處的溫度可以為100-150℃，混合區(qū)的溫度為約120-200℃，出口處的溫度為約150-200℃。停留時(shí)間可以為5-10分鐘，壓力為50-20000Pa。由此獲得的母料可以用已知的方法造粒。其它混合裝置，如密閉式混合機(jī)，也適用于制備根據(jù)本發(fā)明的母料。
此外，本發(fā)明的主題還包括一種使用根據(jù)本發(fā)明的母料制造的載體材料。根據(jù)本發(fā)明的載體材料可以是照相層(照相基紙)的載體或用于其它成像過(guò)程的載體材料。這些成像過(guò)程包括墨噴印刷、染料擴(kuò)散熱轉(zhuǎn)印-D2T2。照相載體材料或照相基紙應(yīng)當(dāng)理解為是指照相乳劑的載體材料，其中在銀鹽照相術(shù)的情況下曝光時(shí)會(huì)形成圖像。
在載體材料成層之前，根據(jù)本發(fā)明的母料用一種聚烯烴樹脂進(jìn)行稀釋，所述聚烯烴樹脂例如是一種聚乙烯，它既可以是HDPE也可以是LDPE或者是兩者的混合物。乙烯-α烯烴共聚物(LLDPE)或聚丙烯也可用來(lái)稀釋母料。
母料的稀釋方式是使原紙上的聚烯烴層中含高達(dá)40wt％的二氧化鈦母料和60-99wt％的用來(lái)稀釋的聚烯烴樹脂。特別優(yōu)選包含5-25wt％的二氧化鈦母料和75-95wt％的用來(lái)稀釋母料的聚烯烴樹脂的聚烯烴層。用稀釋的二氧化鈦母料涂覆原紙通過(guò)擠出使用平板模頭(或狹縫模)在190-360℃的擠出機(jī)溫度范圍進(jìn)行。聚烯烴層可以施加到原紙的一側(cè)或兩側(cè)。
適于成層的載體材料物質(zhì)包括涂覆或未涂覆的原紙和聚合物膜。
所有類型的纖維素纖維和合成纖維都適合于制造所述原紙。造紙工業(yè)中已知的所有上漿和增濕強(qiáng)劑都適于上漿。特別優(yōu)選含烷基烯酮二聚物的上漿劑。原紙中可以包含顏料和填料如高嶺土、碳酸鈣、二氧化硅或二氧化鈦，以及其它助劑如去泡劑、光亮劑和染料。所述原紙可以用佛氏造紙機(jī)或圓網(wǎng)造紙機(jī)制造。原紙的基重可以達(dá)到50-300g/m2，優(yōu)選70-200g/m2。此外，所述原紙可以是表面上漿的。
當(dāng)聚烯烴層通過(guò)擠出直接施加到原紙一側(cè)或兩側(cè)上時(shí)，有利地使原紙經(jīng)受所謂的電暈放電以提高樹脂層在原紙上的附著力。
根據(jù)本發(fā)明的照相載體材料的另一個(gè)實(shí)施方案，可以在原紙表面施加一個(gè)顏料層，合成樹脂隨后通過(guò)擠出施加在原紙上的該顏料層上。借助于所述顏料層，可以獲得一個(gè)高度平滑的表面，就算隨后只施加少量的合成樹脂它也能提供基本上無(wú)麻點(diǎn)的高度平滑樹脂表面。為此而施加的顏料層可以包含碳酸鈣和一種粘結(jié)劑。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方案，所述顏料層可以包含至少30wt％的高嶺土。碳酸鈣可以以經(jīng)選擇的窄粒徑分布使用，至少70wt％的這些顆粒尺寸小于1μm，且至少40wt％的這些顆粒顆粒尺寸為0.35-0.8μm。
聚烯烴層的施加量通?？蛇_(dá)5-50g/m2，特別是10-40g/m2。當(dāng)如上所述在原紙上使用顏料層時(shí)，聚烯烴層的施加量可以減少12-25g/m2。
用以下實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
實(shí)施例母料的制備將密度為0.923g/m3的LDPE聚乙烯顆粒與二氧化鈦(金紅石R101，杜邦)以及本發(fā)明母料的其它組分根據(jù)以下配方連續(xù)混合二氧化鈦 50.0wt％群青藍(lán)0.3wt％群青紫1.1wt％亞磷酸酯抗氧化劑 0.5wt％苯酚抗氧化劑 1.0wt％光亮劑0.1wt％LDPE 47.0wt％其中Ultranox641被用作亞磷酸酯抗氧化劑，Irganox1076被用作酚類抗氧劑，Uvitex被用作光亮劑。群青紫使用CAS no.12769-96-9；群青藍(lán)使用CAS no.57455-37-5。所用二氧化鈦是金紅石二氧化鈦。
用于混合的是帶同步反嚙合螺桿的ZSK 30型雙螺桿擠出機(jī)。擠出機(jī)入口處溫度為約120℃，混合區(qū)的溫度為約140℃，出口處的溫度為約180℃。要在擠出機(jī)中勻化的材料的停留時(shí)間為5分鐘，壓力為0.050-20kPa，隨后，將材料造粒。
此外，還制備了一種不含亞磷酸酯抗氧化劑的母料。
原紙使用一種基重162g/m2的標(biāo)準(zhǔn)照相基紙，它是由含100wt％的闊葉木硫酸鹽紙漿和0.5wt％的烷基烯酮二聚物以及0.7wt％的聚酰胺聚胺表氯醇樹脂的紙漿懸浮液制造的，且用氧化淀粉進(jìn)行過(guò)表面上漿。
原紙以緊湊的即平滑的形式使用，且密度為1.05g/cm3。
原紙的涂覆制造一種含18wt％如上所述的母料和72wt％密度為0.923的LDPE的混合物。原紙的擠出成層是以350m/min的擠出速率進(jìn)行的。
麻點(diǎn)數(shù)的測(cè)定將帶聚烯烴層的紙表面用顯微鏡放大并用CCD攝像機(jī)掃描。借助于圖像處理軟件，畫出在45個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)的麻點(diǎn)分布。
與使用有機(jī)紅顏料PV Echtrosa的母料相比，按上述配方制造的母料中的麻點(diǎn)水平得到很大改進(jìn)。與不含亞磷酸酯抗氧化劑的母料相比，含亞磷酸酯氧化劑的母料在麻點(diǎn)水平上表現(xiàn)出進(jìn)一步的改進(jìn)，即麻點(diǎn)數(shù)減少。沒(méi)有產(chǎn)生?？跅l紋。
權(quán)利要求
1.一種用于制造圖像過(guò)程用的層載體的母料(聚合物/顏料濃縮體)，包含-25-80wt％的二氧化鈦，-20-75wt％的聚烯烴樹脂，-0.1-10wt％的堿性硫鋁硅酸鹽紅顏料，-0.1-6wt％的穩(wěn)定劑，上述含量都是基于母料質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的母料，特征在于所述堿性硫鋁硅酸鹽紅顏料對(duì)穩(wěn)定劑總質(zhì)量的質(zhì)量比為200∶1-1∶60，特別優(yōu)選40∶1-1∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的母料，特征在于所述紅顏料是群青紫(CAS 12769-9)，且其含量為基于母料質(zhì)量的0.1-10wt％，特別是1.00-2.00wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的母料，特征在于含有一種作穩(wěn)定劑的亞磷酸酯抗氧化劑，其含量為基于母料質(zhì)量的0.05-3wt％，特別是0.1-0.4wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的母料，特征在于所述亞磷酸酯抗氧化劑是2，4，6-三-叔-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇亞磷酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的母料，特征在于含有一種作穩(wěn)定劑的酚類抗氧化劑，其含量為基于母料質(zhì)量的0.05-3wt％，特別是0.1-0.6wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的母料，特征在于所述酚類抗氧化劑是3，5-二-權(quán)-丁基-4-羥基肉桂酸十八烷基酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的母料，特征在于含有一種群青藍(lán)，其含量為基于母料量的0.05-5wt％，優(yōu)選0.2-0.6wt％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的母料，特征在于包含一種基于二氨基芪磺酸衍生物、二芳基吡唑衍生物和二(苯并噁唑基)芪衍生物的光亮劑，其含量是0.05-1wt％，特別是0.1-0.4wt％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的母料，特征在于所述聚烯烴是低密度聚乙烯或高密度聚乙烯或兩者的混合物。
11.一種母料，特征在于含-25-60wt％的二氧化鈦，-1.00-2.00wt％的群青紫(CAS 12769-96-9)，-0.05-5wt％的群青藍(lán)，-0.1-0.4wt％的2，4，6-三-叔-丁苯基-2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇磷酸酯，-0.1-0.6wt％的3，5-二-叔-丁基-4-羥基肉桂酸十八烷基酯，-0.05-1wt％的光亮劑，-40-75wt％的聚乙烯(LDPE)，上述含量均基于母料質(zhì)量。
12.用于成像過(guò)程的載體材料，它具有一個(gè)原紙和形成于原紙上的聚烯烴層或存在于原紙上的顏料涂層，特征在于所述聚烯烴層中包含一種與聚烯烴混合在一起的根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的合成樹脂/顏料混合物(母料)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的載體材料，特征在于聚烯烴層中含有1-40wt％，優(yōu)選5-25wt％的根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的母料，以及60-99wt％，優(yōu)選75-95wt％的選自HDPE、LDPE、LLDPE、聚丙烯或它們的混合物的一種聚烯烴。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的載體材料，特征在于所述聚烯烴的施加量可達(dá)10-40g/m2，特別是12-25g/m2。
全文摘要
一種用于制造成像過(guò)程用載體材料的母料(聚合物/顏料濃縮體)，其中包含25－80wt％的二氧化鈦；20－75wt％的聚烯烴樹脂；0.1－10wt％的堿性硫鋁硅酸鹽紅顏料；0.1－6wt％的穩(wěn)定劑。上述含量都是基于母料質(zhì)量，并在成像過(guò)程用載體材料的制造中提供出色的聚烯烴/顏料涂層。
文檔編號(hào)D21H19/56GK1680872SQ2005100628
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者迪爾克·尼坎普, 約爾格·尼斯曼, 安德烈亞斯·奧弗伯格 申請(qǐng)人:小費(fèi)利克斯·朔勒爾相紙和專用紙有限及兩合公司