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用于轮转凹板印刷介质的

申请号 CN201580027174.X 申请日 2015-05-05 公开(公告)号 CN106460341B 公开(公告)日 2019-06-04
申请人 欧米亚国际集团; 发明人 扬·菲利普·魏斯; 帕特里克·A·C·加纳; 约翰尼斯·克里特辛格;
摘要 本 发明 涉及轮转凹板印刷的领域,以及更具体地涉及轮转凹板印刷介质,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物,用于制备此种轮转凹板印刷介质的方法以及轮转凹板印刷介质在印刷应用、优选在使用静电辅助(ESA)的轮转凹板印刷中的用途。
权利要求

1.一种轮转凹板印刷介质,包括
a)具有第一面与背面的基材,以及
b)与所述基材的至少所述第一面接触的涂覆层,其中所述涂覆层由以下组成:
i)>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括由BET氮方法测量的BET比表面积为4.0m2/g至12.0m2/g的颗粒,并且其中所述至少一种天然碳酸钙来源由包括白石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)的屑粒组成,ii)0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,
iii)3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
iv)0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
v)任选地1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
vi)任选地0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
vii)任选地0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
其中所述涂覆层中所述至少一种天然碳酸钙来源和所述至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
2.根据权利要求1所述的轮转凹板印刷介质,其中所述基材选自纸、硬纸板、盒纸板、塑料、织物、木材、金属、或泥。
3.根据权利要求1所述的轮转凹板印刷介质,其中所述基材为玻璃纸。
4.根据权利要求1所述的轮转凹板印刷介质,其中所述基材为纸、硬纸板、或盒纸板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种天然碳酸钙来源为白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)。
6.根据权利要求5所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)选自大理石、白垩、石灰石及其混合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种天然碳酸钙来源包括以下的颗粒:
a)具有5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积,和/或
b)具有≤2.5μm的根据沉降方法测量的重量中值粒径d50,或
c)具有根据沉降方法测量的
i)0.7μm至3.0μm的重量粒径d75,
ii)0.5μm至2.0μm的重量中值粒径d50,
iii)0.1μm至1.0μm的重量粒径d25,和/或
d)由按所述天然碳酸钙来源的总干重量计量为≥50.0重量%的碳酸钙组成。
8.根据权利要求7所述的轮转凹板印刷介质,其中b)中所述颗粒具有0.1μm至2.5μm的根据沉降方法测量的重量中值粒径d50。
9.根据权利要求7所述的轮转凹板印刷介质,其中所述颗粒由按所述天然碳酸钙来源的总干重量计量为≥90.0重量%的碳酸钙组成。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种天然碳酸钙来源由包括白云石和/或所述至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)以及所述至少一种适合于造纸的另外的颜料的屑粒组成。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中
a)所述至少一种适合于造纸的另外的颜料选自:沉淀碳酸钙(PCC)、金属化物、金属氢氧化物、金属盐、缎光白及其混合物,和/或
b)所述至少一种合成粘结剂选自:聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-丙烯酸酯乳胶、苯乙烯-丙烯酸丙烯腈乳胶、聚乙酸乙烯酯乳胶及其混合物,和/或
c)所述至少一种硬脂酸盐为单价或二价阳离子的硬脂酸盐。
12.根据权利要求11所述的轮转凹板印刷介质,其中所述金属氧化物为二氧化和/或三氧化二
13.根据权利要求11所述的轮转凹板印刷介质,其中所述金属氢氧化物为氢氧化铝。
14.根据权利要求11所述的轮转凹板印刷介质,其中所述金属盐选自硫酸盐、酸盐和碳酸盐。
15.根据权利要求14所述的轮转凹板印刷介质,其中所述硅酸盐为滑石和/或高岭土和/或高岭土粘土和/或云母。
16.根据权利要求14所述的轮转凹板印刷介质,其中所述碳酸盐为碳酸镁和/或石膏
17.根据权利要求11所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种合成粘结剂为苯乙烯-丁二烯乳胶。
18.根据权利要求11所述的轮转凹板印刷介质,其中所述单价或二价阳离子的硬脂酸盐选自:硬脂酸钠、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锶及其混合物。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述涂覆层由以下组成:
a)51.0重量份至100.0重量份的所述至少一种天然碳酸钙来源,以及
b)0.0重量份至49.0重量份的所述至少一种适合于造纸的另外的颜料。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述至少一种多糖和/或所述至少一种增稠剂和/或所述至少一种分散剂存在于所述涂覆层中。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中
a)所述至少一种多糖选自淀粉和/或瓜尔胶,和/或
b)所述至少一种增稠剂选自纤维素衍生物、丙烯酸系共聚物及其混合物,和/或c)所述至少一种分散剂为基于聚丙烯酸酯的分散剂。
22.根据权利要求21所述的轮转凹板印刷介质,其中所述纤维素衍生物选自乙基羟乙基纤维素和/或羧甲基纤维素
23.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述涂覆层具有1.0g/m2至50.0g/m2的涂层重量。
24.根据权利要求23所述的轮转凹板印刷介质,其中所述涂覆层具有2.0g/m2至40.0g/
2
m的涂层重量。
25.根据权利要求1至4中任一项所述的轮转凹板印刷介质,其中所述轮转凹板印刷介质由基材以及与所述基材的至少所述第一面接触的所述涂覆层组成。
26.一种用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物,所述组合物由以下组成:
a)根据权利要求1、或5至10中任一项、或19所限定的>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括具有4.0m2/g至12.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒,并且其中所述至少一种天然碳酸钙来源由包括白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)的屑粒组成,
b)根据权利要求1、或10至19中任一项所限定的0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,
c)根据权利要求1、或11至18中任一项所限定的3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
d)根据权利要求1、或11至18中任一项所限定的0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
e)至少一种水性溶剂
f)根据权利要求1、或20至22中任一项所限定的任选的1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
g)根据权利要求1、或20至22中任一项所限定的任选的0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
h)根据权利要求1、或20至22中任一项所限定的任选的0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
其中所述涂覆组合物中所述至少一种天然碳酸钙来源以及所述至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
27.根据权利要求26所述的涂覆组合物,其中所述涂覆组合物具有按所述涂覆组合物总重量计为10.0重量%至80.0重量%的固体含量。
28.根据权利要求27所述的涂覆组合物,其中所述涂覆组合物具有按所述涂覆组合物总重量计为30.0重量%至75.0重量%的固体含量。
29.一种用于制备轮转凹板印刷介质的方法,包括以下步骤:
a)提供根据权利要求1至4中任一项所限定的具有第一面与背面的基材,以及b)将根据权利要求26至28中任一项所限定的涂覆组合物施加在所述基材的至少所述第一面上以形成涂覆层。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述方法还包括使所述涂覆层干燥的步骤c)。
31.根据权利要求29或30所述的方法,其中通过高速涂覆、计量施胶压榨、帘幕涂覆、喷雾涂覆或静电涂覆来施加所述涂覆组合物。
32.根据权利要求29或30所述的方法,其中通过高速涂覆来施加所述涂覆组合物。
33.一种根据权利要求1至25中任一项所限定的轮转凹板印刷介质在印刷应用中的用途。
34.根据权利要求33所述的用途,其中所述印刷应用是使用静电辅助(ESA)的轮转凹板印刷。

说明书全文

用于轮转凹板印刷介质的

[0001] 本发明涉及轮转凹板印刷的领域,以及更具体地涉及轮转凹板印刷介质,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物,用于制备此种轮转凹板印刷介质的方法以及轮转凹板印刷介质在印刷应用中、优选在使用静电辅助(ESA)的轮转凹板印刷中的用途。
[0002] 轮转凹板为一项印刷技术,涉及在印刷轧区内于施加压下旋转圆筒与纸表面的接触。印刷图像由在圆筒表面关于单元尺寸(调幅)或单元频率(调频)形成的经雕刻(凹板)单元阵列构成。每一个单元带有可调整量的可挥发墨。墨至纸表面的成功的转移取决于多种因素,例如圆筒与纸表面之间的紧密接触、墨弯液面与纸表面的接触、墨对纸表面的可润湿性或与墨吸入孔结构相对的墨在纸表面上铺展的控制。为了增强墨弯液面与纸表面的接触,通常使用电场穿过由印刷圆筒本身、作为介质的纸和背辊表面提供的部分介电结构。这样的效应为吸引和排空墨的凹板单元,且因此促进墨点从印刷圆筒转移至纸表面的失效最小化。
[0003] 这些机制中任一者的失效或扰动会导致点消失或部分形成点的现象,使得图像品质快速劣化,观察为斑点效应或更细微地观察为印刷密度或斑纹的变动。
[0004] 目前,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物通常通过使用滑石、高岭土和/或粘土作为颜料材料而制备。例如,US 5420190 A涉及用于制备用于凹板印刷的经涂覆的纸的纸涂覆组合物,所述组合物包括基于干重的100重量份的颜料或颜料混合物(具有粒径分布使得至少75重量%的颗粒具有小于2μm的等效球体直径)和乳胶在中的悬浮液,乳胶颗粒在水中不会明显溶胀且具有小于0.2μm的平均尺寸,乳胶以这样的量使用:提供3重量份至15重量份的乳胶固体且组合物基本上不含任何稠化、成膜亲水聚合材料。颜料优选为高岭土。US 5959124 A涉及轮转凹板或柔性版印刷墨组合物,所述组合物包括(A)包括分散于流体载体中的颜料的墨,所述载体包括并入水性或非水性溶剂或此种溶剂混合物的树脂;以及(B)减少磨损量的金属二硫代磷酸酯。US 5996489 A涉及一种通过凹板印刷来印刷纸的方法,其中所用纸经包含粘结剂的纸-涂覆条(slip)涂覆,粘结剂具有按该粘结剂计至少
74重量%的丁二烯含量。颜料优选为粘土。US 5439558 A涉及印刷基材,特别是纸,其具有在一面或二面上的涂层,其包含非胶化淀粉颗粒以及作为涂覆颜料的高岭土以及可能的一或更多种额外矿物颜料以及粘结剂,且其中淀粉颗粒含量相对于全部涂覆颜料为2重量%至25重量%。US 5879512 A涉及一种制备用于涂覆纤维片产品的组合物的方法,所述方法包括将水性乳液或溶液形式的表面处理剂添加至包括高岭土的经分散的无机微粒材料的水性悬浮液。
[0005] 然而,滑石、高岭土和/或粘土在涂覆组合物中的使用改善轮转凹板印刷介质的印刷性,但由于其疏水行为,观察到经涂覆纸表面对极性墨分散体的恶化的润湿导致其使用期间恶化的墨流变性特征。此外,滑石具有浅灰色,因此降低轮转凹板纸的亮度
[0006] 然而,轮转凹板印刷介质正受到来自超级压延等级的强力竞争。主要通过增加使用碳酸钙颜料,后者的未经涂覆纸已逐步增加亮度。为了维持市场占有率,经涂覆的轮转凹板印刷介质会很快仿效且变得更亮。这增加进一步的表面化学性诱导问题,因为碳酸钙(用于亮度增加的可接受的材料)通常通过使用高度阴离子分散剂被分散于涂覆组合物,导致高度电可极化涂覆层。例如,US 4298652涉及一种制备用于轮转凹板印刷的介质-等级经涂覆纸的方法。所述方法包括将以下涂覆组合物(A)或(B)施加至基底纸的任一表面或两个表面,其中涂覆组合物(A)包括以5重量%至(95S-137.5)重量%(“S”表示天然研磨碳酸钙的比表面积(m2/g))的比例包含比表面积为1.5m2/g至2.5m2/g的天然研磨碳酸钙的颜料,以及性敏感合成树脂乳液或碱性非敏感合成树脂乳液与增稠剂的混合物的粘合剂,或者涂覆组合物(B)包括以5重量%至100重量%的比例包含比表面积为2.5m2/g至5m2/g的天然研磨碳酸钙的颜料,以及碱性敏感合成树脂乳液或碱性非敏感合成树脂乳液与增稠剂的混合物的粘合剂。US 2006/0100329 A1涉及用于轮转凹板印刷方法的纸涂覆制剂,其包括:a.100重量份的细微分散颜料;b.0.001重量份至5重量份的一种或更多种选自以下的物质:单烷基磺基琥珀酸盐;二烷基磺基琥珀酸盐;乙基化和/或丙氧基化脂肪醇的磺基琥珀酸单酯;乙氧基化和/或丙氧基化脂肪醇的磺基琥珀酸二酯;c.3重量份至15重量份的聚合丙烯酸粘结剂,d.0.005重量份至0.4重量份的分散剂。用于轮转凹板印刷的细微分散颜料混合物优选包含至少30重量%的高岭土,其具有40%至70%的细于2μm的颗粒。US 5861209 A涉及包括具有颜料的经涂覆的纸的组合物,所述颜料包括纵横比为约3∶1至约15∶1且具有多峰粒径分布的文石沉淀碳酸钙。US 5605568 A涉及CaCO3-滑石涂覆颜料浆料,其由以下4种共研磨组分组成:a.24重量%至64重量%的CaCO3、b.5重量%至48重量%的滑石、c.20重量%至40重量%H2O,以及d.佐剂组合,所述佐剂组合由0.05重量%至1.4重量%的至少一种市售研磨酸以及0.05重量%至1.2重量%的至少一种市售分散剂组成,其中混合颜料的平均统计颗粒直径为0.4μm至1.5μm。EP2641941涉及包含碳酸钙的水性组合物,其包括a)包含按组合物总干重量计量为至少10重量%的碳酸钙材料,b)至少一种阴离子带电梳状聚合物,其在pH 8下具有-5C/g至-500C/g的荷质比,c)任选地按组合物的总干重量计至少2.5重量%的量的至少一种粘结剂,以及d)按组合物总干重量计量为1重量%至20重量%的至少一种二价或三价阳离子的盐,其中盐的总量的至少95重量%溶于组合物中,且其中组合物具有20℃下低于2500mPa.s的布氏粘度
[0007] 然而,由于使用高度带电颜料以及不均匀的涂覆重量分布所致的涂覆层的不均匀极化,导致观察到的斑纹和缺乏图像清晰度和显色性。基于此理由,带静电的分散的碳酸钙相较于颗粒表面基本上不含带电分散剂的粘土、高岭土和/或滑石颗粒表现出缺点。因此,除了在涂覆制剂中以有限量使用,碳酸钙一般被认为不适合用于轮转凹板印刷介质的涂覆层。
[0008] 因此,本领域存在对能够以令人满意的涂覆流动性使用且具有改善的光学和机械特性的轮转凹板印刷介质的持续需求。特别地,在维持或甚至改善亮度、不透明度、光散射与粗糙度的同时,期望降低消失点或部分形成点的量。
[0009] 因此,本发明的一个目的为提供适合用于轮转凹板印刷且显著减少现有技术的问题的印刷介质。另一个目的为提供显示出令人满意的涂覆流动性的轮转凹板印刷介质。本发明的另一个目的为提供具有类似或改善的光学与机械特性的轮转凹板印刷介质,特别是在维持或改善亮度、不透明度与光散射下具有减少量的消失点或部分形成点。本发明的甚至又一个目的为提供具有维持或改善的粗糙度的轮转凹板印刷介质。
[0010] 通过本文权利要求1中限定的主题解决前述以及其他目的。
[0011] 根据本申请的一个方面,提供轮转凹板印刷介质。轮转凹板印刷介质包括:
[0012] a)具有第一面与背面的基材,以及
[0013] b)与所述基材的至少所述第一面接触的涂覆层,其中涂覆层由以下组成:
[0014] i)>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括由BET氮方法测量的BET比表面积为4.0m2/g至12.0m2/g的颗粒,[0015] ii)0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,[0016] iii)3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
[0017] iv)0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
[0018] v)任选地1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
[0019] vi)任选地0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
[0020] vii)任选地0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
[0021] 其中所述涂覆层中所述至少一种天然碳酸钙来源以及所述至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
[0022] 发明人出乎意料地发现,上述根据本发明的轮转凹板印刷介质显示出令人满意的涂覆流动性,并且具有改善的光学与机械特性,特别是在维持或甚至改善亮度、不透明度(光散射)以及粗糙度下具有减少量的消失点或部分形成点。更确切地说,发明人发现轮转凹板印刷介质的流动性以及光学与机械特性可通过具有如本文限定的特定组成的涂覆层而得以改善。
[0023] 根据本发明的另一方面,提供一种用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物,所述组合物由以下组分组成:
[0024] a)>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括由BET氮方法测量的BET比表面积为4.0m2/g至12.0m2/g的颗粒,[0025] b)0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,
[0026] c)3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
[0027] d)0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
[0028] e)至少一种水性溶剂,
[0029] f)任选地1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
[0030] g)任选地0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
[0031] h)任选地0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
[0032] 其中涂覆组合物中所述至少一种天然碳酸钙来源以及所述至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。根据一个实施方案,涂覆组合物具有按涂覆组合物总重量计10.0重量%至80.0重量%,优选30.0重量%至75.0重量%,更优选40.0重量%至70.0重量%以及最优选45.0重量%至65.0重量%的固体含量。
[0033] 根据本发明的又一个方面,提供一种制备轮转凹板印刷介质的方法,所述方法包括以下步骤:
[0034] a)提供具有第一面与背面的基材,以及
[0035] b)在基材的至少第一面上施加涂覆组合物以形成涂覆层。
[0036] 根据一个实施方案,所述方法还包括使涂覆层干燥的步骤c)。根据另一个实施方案,通过高速涂覆、计量施胶压榨(metering size press),幕帘式涂覆,喷雾涂覆,或静电涂覆施加涂覆组合物,且优选通过高速涂覆施加涂覆组合物。
[0037] 根据本发明的还一个方面,提供轮转凹板印刷介质在印刷应用中、优选在使用静电辅助(ESA)的轮转凹板印刷中的用途。
[0038] 本发明轮转凹板印刷介质的有利实施方案限定于相应从属权利要求中。
[0039] 根据一个实施方案,基材选自纸、硬纸板、盒纸板、塑料、玻璃纸、织物、木材、金属、或水泥,优选为纸、硬纸板、或盒纸板。
[0040] 根据另一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源为白石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC),优选至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)选自大理石、白垩,石灰石及其混合物。
[0041] 根据又一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源包括颗粒,所述颗粒:a)具有5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积,和/或b)具有≤2.5μm,优选0.1μm至
2.5μm,更优选0.1μm至2.0μm,以及最优选0.5μm至2.0μm或0.2μm至1.5μm的重量中值粒径d50,或c)具有根据沉降方法测量的i)0.7μm至3.0μm的重量粒径d75,ii)0.5μm至2.0μm的重量中值粒径d50,iii)0.1μm至1.0μm的重量粒径d25,和/或d)由按天然碳酸钙来源的总干重量计量为≥50.0重量%,优选90.0重量%,更优选≥95.0重量%以及最优选≥97.0重量%的碳酸钙组成。
[0042] 根据一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源由包括白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC),以及任选地至少一种适合于造纸的另外的颜料的屑粒所组成。
[0043] 根据另一个实施方案,a)至少一种适合于造纸的另外的颜料选自:沉淀碳酸钙(PCC)、金属氧化物例如二氧化和/或三氧化二、金属氢氧化物例如氢氧化铝、金属盐例如硫酸盐、酸盐例如滑石和/或高岭土和/或高岭土粘土和/或云母、碳酸盐例如碳酸镁和/或石膏、缎光白以及其混合物,和/或b)至少一种合成粘结剂选自:聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-丙烯酸酯乳胶、苯乙烯-丙烯酸丙烯腈乳胶、聚乙酸乙烯酯乳胶以及其混合物,以及优选为苯乙烯-丁二烯乳胶,和/或c)至少一种硬脂酸盐为单价或二价阳离子的硬脂酸盐,优选地,单价或二价阳离子的硬脂酸盐选自硬脂酸钠、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锶及其混合物,更优选地,单价或二价阳离子的硬脂酸盐为硬脂酸钙。
[0044] 根据又一个实施方案,涂覆层由以下组分组成:a)51.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及b)0.0重量份至49.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料。
[0045] 根据一个实施方案,至少一种多糖和/或至少一种增稠剂和/或至少一种分散剂存在于涂覆层。
[0046] 根据另一个实施方案,a)至少一种多糖选自淀粉和/或瓜尔胶,和/或b)至少一种增稠剂选自纤维素生物,例如乙基羟乙基纤维素和/或羧甲基纤维素、丙烯酸系共聚物以及其混合物和/或至少一种分散剂为基于聚丙烯酸酯的分散剂。
[0047] 根据又一个实施方案,涂覆层具有1.0g/m2至50.0g/m2,优选2.0g/m2至40.0g/m2,更优选3.0g/m2至30.0g/m2,以及最优选5.0g/m2至20.0g/m2的涂层重量。
[0048] 根据一个实施方案,轮转凹板印刷介质由基材和与基材的至少第一面接触的涂覆层组成。
[0049] 应理解出于本发明的目的,以下术语具有下述含义。
[0050] 出于本发明的目的,应理解术语“基材”为具有适合用于轮转凹板印刷的表面的任何材料,例如纸、硬纸板、盒纸板、塑料、玻璃纸、织物、木材、金属、或水泥。
[0051] 本申请全文中,术语“重量份”指的是100份总干重量的至少一种天然碳酸钙来源以及至少一种另外的颜料(如果存在)。
[0052] 术语“涂覆层”指的是由主要在印刷介质表面上的涂覆组合物形成、产生、制备等的一种或更多种层、覆盖物、膜、表层等。
[0053] 术语“天然碳酸钙来源”在本发明中的含义指的是从天然来源例如石灰石、大理石、白垩或白云石获得的并且例如通过旋机或分类器经由湿式和/或干式处理例如研磨、筛选和/或分级而被加工过的含碳酸钙的材料。
[0054] 微粒材料的“比表面积”(SSA)在本发明中的含义限定为微粒材料的表面积除以微粒材料的质量。如本文所用的,比表面积通过使用BET等温(ISO 9277:2010)吸附测量且以m2/g指明。
[0055] “颜料”在本发明中的含义可为矿物颜料或合成颜料。出于本发明的目的,“矿物颜料”为具有一定的无机化学组成以及特征性结晶和/或非晶结构的固体物质,而“合成颜料”为例如基于聚合物的塑料颜料,例如中空球体聚合物颜料,或沉淀碳酸钙(PCC)。在本发明的含义中,“沉淀碳酸钙”(PCC)为一般通过在二氧化碳和石灰在水性环境中反应后沉淀、或通过钙和碳酸根离子源在水中沉淀而获得的合成材料。
[0056] 本发明所用的术语“粘结剂”为用于将两种或更多种其他材料粘结成混合物的化合物,例如包含于涂覆组合物内并提供其粘附至基材材料表面的涂覆颜料颗粒。
[0057] 术语“增稠剂”在本发明中的含义指的是用于将涂覆组合物的粘度提高至期望值的添加剂。
[0058] 出于本发明的目的,关于液体涂覆组合物的术语“粘度”指的是布氏(Brookfield)粘度。布氏粘度可在23℃于100rpm下通过布氏粘度计测量且以mPa·s表示。
[0059] 本文件全文中,颜料颗粒的“粒径”由其粒径分布来描述。dx值表示相对于该直径x重量%的颗粒具有小于dx的直径。这意味着d20值为所有颗粒中的20wt%小于所述值的粒径,而d75值为所有颗粒中的75wt%小于所述值的粒径。d50值因此为重量中值粒径,即所有颗粒的50wt%大于或小于此粒径。出于本发明的目的,除非另外指出,否则粒径表示为重量中值粒径d50。为测量重量中值粒径d50值,可使用Micromeritics仪器公司(美国)的SedigraphTM 5120或SedigraphTM 5100装置。
[0060] 本说明书和权利要求所用的术语“包含”,不排除其他要素。出于本发明的目的,术语“由...组成”被视为术语“包含”的优选实施方案。如果下文中一个组被限定为包含至少某一数量的实施方案,此还应被理解为公开了优选地仅由这些实施方案组成的一个组。
[0061] 当涉及单数名词不使用数量词时,除非另外具体地说明,否则此包含复数形式。
[0062] 如“可获得”或“可限定”与“获得”或“限定”的术语可互换使用。这意味着,除非上下文另外明确规定,否则术语“获得”不旨在指示实施方案必须通过例如术语“获得”之后的步骤顺序获得,尽管术语“获得”或“限定”始终包括此种限制性理解作为优选实施方案。
[0063] 下文中,将更详细地叙述本发明轮转凹板印刷介质的细节以及优选实施方案。应理解,这些技术细节以及实施方案也适用于所述轮转凹板印刷介质的本发明制备方法、本发明涂覆组合物以及其用途。
[0064] 轮转凹板印刷介质
[0065] 根据本发明的要点a),轮转凹板印刷介质包括具有第一面与背面的基材。
[0066] 应理解,基材可作为涂覆层的支撑体且可为不透明的、半透明的或透明的。
[0067] 根据本发明一个实施方案,基材选自纸、硬纸板、盒纸板、塑料、玻璃纸、织物、木材、金属、或水泥。优选地、基材为纸、硬纸板、或盒纸板。
[0068] 纸基材可为不合木材或包含木材的纸。纸基材优选为含木材的纸。构成纸基材的合适的纸浆可为例如,天然纸浆、回收纸浆、合成纸浆等及其混合物。如果有需要,可将各种一般用于造纸的添加剂例如上浆剂、纸强度增强剂、填料、抗静电剂,荧光增白剂以及染料并入纸基材中。而且,纸基材可经表面上浆剂、表面纸强度增强剂、荧光增白剂、抗静电剂、染料、锚固剂等预涂覆。如果有需要,在造纸期间或之后,纸基材可以以常用方式使用压延装置经受表面平滑处理。
[0069] 硬纸板基材可包括纸板或箱用板、有瓦楞的硬纸板,或非包装硬纸板例如版纸,或绘图硬纸板。盒纸板基材可包括挂面纸板和/或瓦楞介质。挂面纸板以及瓦楞介质二者被用于制备瓦楞纸板
[0070] 纸、硬纸板或盒纸板基材可具有10g/m2至1000g/m2,优选15g/m2至800g/m2,更优选20g/m2至700g/m2,甚至更优选25g/m2至600g/m2以及最优选30g/m2至500g/m2的纸张定量。
[0071] 根据另一个实施方案,基材为塑料基材。合适的塑料材料为,例如,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯树脂或含氟树脂。合适的聚酯的实例为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲酸乙二醇酯或聚二乙酸酯。含氟树脂的实例为聚(四氟乙烯)。塑料基材可填充矿物填料、有机颜料、无机颜料或其混合物。
[0072] 基材可仅由一层上述材料组成或可包括具有数个相同材料或不同材料的子层的层结构。根据一个实施方案,基材由一层构成。根据另一个实施方案,基材由至少两个子层构成,优选由三个、五个或七个子层构成。基材子层优选由纸、硬纸板、盒纸板和/或塑料制成。
[0073] 根据一个示例性实施方案,基材由二个子层构成,所述二个子层包括平面子层以及具有非平面结构(如波纹结构)的子层。根据另一个示例性实施方案,基材由三个子层构成,所述三个子层包括两个平面外子层以及具有非平面结构(例如波纹结构)的中间子层。根据另一个示例性实施方案,基材由五个子层构成,所述五个子层包括两个平面外子层,平面中间子层,以及介于外子层与中间子层之间的具有非平面结构(例如波纹结构)的两个子层。根据又一个实施方案,基材由七个子层构成,所述七个子层包括两个平面外子层,两个平面中间子层,以及具有非平面结构(例如波纹结构)的三个子层,其中两个非平面子层介于外子层与中间子层之间,一个非平面子层介于两个中间子层之间。然而,根据本发明的轮转凹板印刷介质的基材亦可包括任何其他合适的单层或多层结构。
[0074] 轮转凹板印刷介质的基材可具有0.01mm至10mm,0.06mm至1mm,或0.03mm至0.5mm的厚度。根据一个优选实施方案,基材具有0.05mm至0.3mm的厚度。
[0075] 根据一个实施方案,基材为优选经碳酸盐,更优选经碳酸钙,以及最优选经沉淀碳酸钙、经改性碳酸钙或研磨碳酸钙,或其混合物预涂覆的。此种预涂覆层可改善本发明印刷介质的光学印刷密度以及印刷光泽。
[0076] 或者,基材为未经预涂覆的。即,涂覆层被直接施加于基材的至少第一面上。
[0077] 根据本发明的要点b),轮转凹板印刷介质包括与基材的至少第一面接触的涂覆层。
[0078] 根据一个实施方案,轮转凹板印刷介质由基材以及与基材的至少第一面接触的涂覆层组成。
[0079] 术语基材的“至少”第一面在本发明中的含义意指第一涂覆层与基材的第一面接触以及任选地的第二涂覆层可与基材背面接触。
[0080] 应理解,第一涂覆层与第二涂覆层可具有相同或不同的组成。优选地,第一与第二涂覆层具有相同的组成。
[0081] 在本发明一个实施方案中,轮转凹板印刷介质包括与基材的第一面接触的第一涂覆层。或者,轮转凹板印刷介质包括与基材的第一面接触的第一涂覆层以及与基材背面接触的第二涂覆层。例如,轮转凹板印刷介质包括基材以及与基材的第一面接触的第一涂覆层,优选由基材以及与基材的第一面接触的第一涂覆层组成,或者轮转凹板印刷介质包括基材以及与基材的第一面接触的第一涂覆层以及与基材背面接触的第二涂覆层,优选由基材以及与基材的第一面接触的第一涂覆层以及与基材背面接触的第二涂覆层组成。
[0082] 因此,基材包括至少在第一面上的一个涂覆层,优选由至少在第一面上的一个涂覆层组成,任选地第二涂覆层可与基材背面接触。优选地,基材包括在第一面上的第一涂覆层以及在基材背面上的第二涂覆层,更优选由在第一面上的第一涂覆层以及在基材背面上的第二涂覆层组成。涂覆层的功能为保持墨的颜料颗粒。
[0083] 用于轮转凹板印刷的墨组合物通常为液体组合物,其包括溶剂或载液、染料或颜料、保湿剂有机溶剂、清洁剂、增稠剂、防腐剂等。优选地,溶剂或载液为水性的,即溶剂或载液中的水量大于其中所含有机溶剂和/或挥发性有机化合物的量。与包括主要为有机溶剂和/或挥发性有机化合物的墨相反的是,水性墨可面临较少的环境问题。
[0084] 根据本发明轮转凹板印刷介质的涂覆层的组成,印刷墨可需要进一步的添加剂例如表面活性剂,确保充分润湿涂覆层。可替代的或额外的,本发明轮转凹板印刷介质的涂覆层可被配置使得确保充分润湿。技术人员知道如何适当的选择此种墨组成和/或涂覆层组成。
[0085] 涂覆层可具有至少1.0μm,优选至少5.0μm,更优选至少7.0μm,甚至更优选至少10.0μm以及最优选至少12.0μm的厚度。优选地,涂覆层具有的厚度在1.0μm至15.0μm的范围,更优选范围5.0μm至10.0μm以及最优选范围7.0μm至10.0μm,又更优选范围15.0μm至
90.0μm以及最优选范围20.0μm至75.0μm。
[0086] 根据本发明一个实施方案,涂覆层具有1.0g/m2至50.0g/m2,优选2.0g/m2至40.0g/m2,更优选3.0g/m2至30.0g/m2,以及最优选5.0g/m2至20.0g/m2的涂层重量。例如,涂覆层具有5.0g/m2至10.0g/m2的涂层重量。
[0087] 如果基材包括在第一面上的第一涂覆层以及在基材背面上的第二涂覆层,更优选地由在第一面上的第一涂覆层以及在基材背面上的第二涂覆层组成,那么第一涂覆层和第二涂覆层的涂层重量可为相同或不同。优选地,第一涂覆层以及第二涂覆层的涂层重量相同。例如,第一涂覆层的涂层重量为5.0g/m2至10.0g/m2,而第二涂覆层的涂层重量为5.0g/2 2
m至10.0g/m。
[0088] 应理解,术语涂层重量“相同”指的是第一涂覆层的涂层重量与第二涂覆层的涂层重量的差异≤2.0g/m2,优选≤1.5g/m2,且最优选≤1.0g/m2。
[0089] 本发明的轮转凹板印刷介质的涂覆层由以下组分组成:
[0090] i)>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括由BET氮方法测量的BET比表面积为4.0m2/g至12.0m2/g的颗粒,[0091] ii)0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,[0092] iii)3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
[0093] iv)0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
[0094] v)任选地1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
[0095] vi)任选地0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
[0096] vii)任选地0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
[0097] 其中涂覆层中至少一种天然碳酸钙来源以及至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
[0098] 发明人出乎意料地发现,如果基材涂覆有包括至少一种具有以上限定的性质的天然碳酸钙来源的涂覆层,那么可改善轮转凹板印刷期间的印刷流动性以及轮转凹板印刷介质的光学与机械特性。
[0099] 术语“至少一种”天然碳酸钙来源在本发明中的含义意指天然碳酸钙来源包括一种或更多种天然碳酸钙来源,优选由一种或更多种天然碳酸钙来源组成。
[0100] 在本发明一个实施方案中,至少一种天然碳酸钙来源包括一种天然碳酸钙来源,优选由一种天然碳酸钙来源组成。可替代的,至少一种天然碳酸钙来源包括两种或更多种天然碳酸钙来源,优选由两种或更多种天然碳酸钙来源组成。例如,至少一种天然碳酸钙来源包括两种或三种天然碳酸钙来源,优选由两种或三种天然碳酸钙来源组成。
[0101] 优选地,至少一种天然碳酸钙来源包括一种天然碳酸钙来源,更优选由一种天然碳酸钙来源组成。
[0102] 根据本发明一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源为白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)。
[0103] “白云石”在本发明中的含义为具有CaMg(CO3)2(“CaCO3·MgCO3”)化学组成的碳酸钙-镁矿物。白云石矿物包含基于白云石总重量的至少30.0重量%的MgCO3,优选大于35.0重量%,大于40.0重量%,通常45.0重量%至46.0重量%MgCO3。
[0104] “天然研磨碳酸钙”(NGCC)在本发明中的含义为从天然来源例如石灰石、大理石、白垩或其混合物获得并且例如通过旋风机或分类器经由湿式和/或干式处理例如研磨、筛选和/或分级而被加工的碳酸钙。
[0105] 根据一个实施方案,通过干式研磨获得NGCC。根据本发明另一个实施方案,通过湿式研磨以及后续的干燥获得NGCC。
[0106] 通常,研磨步骤可以例如在使得细化主要来自副体的冲击的条件下用任何常规研磨装置进行,即在球磨机、棒磨机、振动研磨机、辊碎机、离心冲击研磨机、垂直珠磨机、磨碎机、针磨机、锤磨机、粉磨机、撕碎机、去机、切割机或技术人员已知的其他此种设备中的一种或更多种中进行。如果至少一种天然碳酸钙来源包含湿式研磨的天然碳酸钙来源,那么研磨步骤可在使得产生自磨的条件下和/或通过水平球磨,和/或技术人员已知的其他此种方法进行。如此获得的湿式处理研磨的包含碳酸钙的材料可经众所周知的方法洗涤以及脱水,例如通过絮凝、过滤或干燥前强制蒸发。后续的干燥步骤可以以单一步骤进行,例如喷干,或以至少两个步骤进行。还常见的是,此种碳酸钙材料经历选矿步骤(例如浮选、漂白或磁性分离步骤)以除去杂质。
[0107] 例如,NGCC选自大理石、白垩,石灰石及其混合物。在一个优选实施方案中,NGCC为大理石或白垩。
[0108] 根据本发明一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒由按至少一种天然碳酸钙来源的总干重量计量为≥50.0重量%,优选90.0重量%,更优选≥95.0重量%以及最优选≥97.0重量%的碳酸钙组成。
[0109] 应理解,关于至少一种天然碳酸钙来源的术语“干”为相对于至少一种天然碳酸钙来源重量具有小于0.3重量%的水的材料。根据Coulometric Karl Fischer测量方法确定水%,其中至少一种天然碳酸钙来源被加热至220℃,以蒸气形式释放且使用氮气流(100ml/分钟)分离的水含量在Coulometric Karl Fischer单元中确定。
[0110] 至少一种天然碳酸钙来源优选包括具有由沉降方法测量的≤2.5μm的重量中值粒径d50的颗粒,更优选由具有由沉降方法测量的≤2.5μm的重量中值粒径d50的颗粒组成。
[0111] 在本发明的一个实施方案中,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒具有由沉降方法测量的优选0.1μm至2.5μm,更优选0.1μm至2.0μm,以及最优选0.5μm至2.0μm或0.2μm至1.5μm的重量中值粒径d50。
[0112] 额外的或替代的,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒具有根据沉降方法测量的i)0.7μm至3.0μm的重量粒径d75,ii)0.5μm至2.0μm的重量中值粒径d50,iii)0.1μm至1.0μm的重量粒径d25。
[0113] 额外的或替代的,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒的至少50.0重量%,优选至少55.0重量%,更优选至少58.0重量%以及最优选
58.0重量%至70.0重量%具有根据沉降方法测量的小于2.5μm,更优选小于2.0μm,甚至更优选小于1.5μm以及最优选小于1.0μm的重量中值粒径。
[0114] 至少一种天然碳酸钙来源可包括具有例如低于9.5μm的顶切的颗粒,优选由具有例如低于9.5μm的顶切的颗粒组成。本文所用的术语“顶切”(或顶尺寸)意指其中至少98.0重量%的材料颗粒小于所述尺寸的粒径值。优选地,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒具有低于8.0μm以及更优选低于7.5μm的顶切。例如,至少一种天然碳酸钙来源包括以下颗粒,优选由以下颗粒组成:所述颗粒具有低于3.5μm,更优选低于3.0μm以及最优选低于2.5μm的顶切。
[0115] 本发明的一个要求是,至少一种天然碳酸钙来源包括具有4.0m2/g至12.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒。优选地,至少一种天然碳酸钙来源由具有4.0至12.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒组成。
[0116] 在一个实施方案中,至少一种天然碳酸钙来源包括具有5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒。优选地,至少一种天然碳酸钙来源由具有5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒组成。
[0117] 在一个实施方案中,至少一种天然碳酸钙来源由包括白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC),以及任选地至少一种适合于造纸的另外的颜料的屑粒组成。
[0118] 出于本发明的目的,术语“屑粒”指的是由多个包括至少一种碳酸钙来源以及水分的颗粒构成的材料,使得屑粒具有基于屑粒总重量的78.0重量%至90.0重量%的固体含量。
[0119] 优选地,屑粒由白云石和/或至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)组成。例如,屑粒由至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)组成。在本发明一个实施方案中,至少一种天然研磨碳酸钙(NGCC)选自大理石、白垩、石灰石及其混合物。
[0120] 应理解屑粒优选包括具有4.0m2/g至12.0m2/g,优选5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒,更优选由具有4.0m2/g至12.0m2/g,优选5.0m2/g至10.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒组成。
[0121] 额外的或替代的,屑粒包括具有优选0.5μm至2.0μm的由沉降方法测量的重量中值粒径d50的颗粒,优选由具有优选0.5μm至2.0μm的由沉降方法测量的重量中值粒径d50的颗粒组成。
[0122] 在本发明一个实施方案中,屑粒包括具有优选0.5至1.9μm,更优选0.6至1.8μm,以及最优选0.7至1.8μm的由沉降方法测量的重量中值粒径d50的颗粒,优选由具有优选0.5至1.9μm,更优选0.6至1.8μm,以及最优选0.7至1.8μm的由沉降方法测量的重量中值粒径d50的颗粒组成。
[0123] 额外的或替代的,屑粒包括具有0.7μm至3.0μm的由沉降方法测量的重量粒径d75的颗粒,优选由具有0.7μm至3.0μm的由沉降方法测量的重量粒径d75的颗粒组成。在本发明一个实施方案中,屑粒包括具有0.7μm至2.9μm,以及最优选0.7μm至2.8μm的由沉降方法测量的重量粒径d75的颗粒,优选由具有0.7μm至2.9μm,以及最优选0.7μm至2.8μm的由沉降方法测量的重量粒径d75的颗粒组成。
[0124] 额外的或替代的,屑粒包括具有0.1μm至1.0μm的由沉降方法测量的重量粒径d25的颗粒,优选由具有0.1μm至1.0μm的由沉降方法测量的重量粒径d25的颗粒组成。在本发明一个实施方案中,屑粒包括具有0.1μm至0.9μm,以及最优选0.15μm至0.8μm的由沉降方法测量的重量粒径d25的颗粒,优选由具有0.1μm至0.9μm,以及最优选0.15μm至0.8μm的由沉降方法测量的重量粒径d25的颗粒组成。
[0125] 根据一个实施方案,屑粒优选包括具有由沉降方法测量的i)0.7μm至3.0μm的重量粒径d75,ii)0.5μm至2.0μm的重量中值粒径d50,以及iii)0.1μm至1.0μm的重量粒径d25的颗粒,更优选由具有由沉降方法测量的i)0.7μm至3.0μm的重量粒径d75,ii)0.5μm至2.0μm的重量中值粒径d50,以及iii)0.1μm至1.0μm的重量粒径d25的颗粒组成。
[0126] 优选地,屑粒优选包括以下颗粒,更优选由以下颗粒组成:所述颗粒具有由沉降方法测量的i)0.7μm至2.9μm的重量粒径d75,ii)0.5μm至1.9μm的重量中值粒径d50以及iii)0.1μm至0.9μm的重量粒径d25。更优选地,屑粒优选包括以下颗粒,更优选由以下颗粒组成:
所述颗粒具有由沉降方法测量的i)0.7μm至2.8μm的重量粒径d75,ii)0.6μm至1.8μm的重量中值粒径d50以及iii)0.15μm至0.8μm的重量粒径d25。
[0127] 额外的或替代的,屑粒优选包括以下颗粒,更优选由以下颗粒组成:所述颗粒的至少30.0重量%,优选至少50.0重量%,更优选至少58.0重量%以及最优选58.0重量%至95.0重量%具有根据沉降方法测量的≤2.0μm,更优选≤1.8μm,甚至更优选≤1.5μm以及最优选≤1.0μm的重量粒径。
[0128] 例如,屑粒优选包括其至少30.0重量%至85.0重量%,优选50.0重量%至85.0重量%以及最优选58.0重量%至85.0重量%具有≤1.0μm的根据沉降方法测量的重量粒径的颗粒,更优选由其至少30.0重量%至85.0重量%,优选50.0重量%至85.0重量%以及最优选58.0重量%至85.0重量%具有≤1.0μm的根据沉降方法测量的重量粒径的颗粒组成。
[0129] 额外的或替代的,屑粒优选包括其至少50.0重量%至95.0重量%,优选58.0重量%至95.0重量%以及最优选80.0重量%至95.0重量%具有≤2.0μm的根据沉降方法测量的重量粒径的颗粒,更优选由其至少50.0重量%至95.0重量%,优选58.0重量%至95.0重量%以及最优选80.0重量%至95.0重量%具有≤2.0μm的根据沉降方法测量的重量粒径的颗粒组成。
[0130] 屑粒优选包括具有经控制的低顶切例如≤9.5μm的颗粒,更优选由具有经控制的低顶切例如≤9.5μm的颗粒组成。如本文中所用的术语“顶切”(或顶部尺寸)意指其中至少98.0重量%的材料颗粒小于所述尺寸的粒径值。优选地,屑粒优选包括具有≤8.0μm以及更优选≤7.5μm顶切的颗粒,更优选由具有≤8.0μm以及更优选≤7.5μm顶切的颗粒组成。例如,屑粒优选包括具有≤6.0μm以及更优选≤5.0μm顶切的颗粒,更优选由具有≤6.0μm以及更优选≤5.0μm顶切的颗粒组成。
[0131] 应理解屑粒具有特定固体含量。优选地,屑粒具有基于屑粒总重量的78.0重量%至90.0重量%的固体含量。更优选地,屑粒具有基于屑粒总重量的80.0重量%至88.0重量%的固体含量。
[0132] 在本发明的一个实施方案中,屑粒包括在颗粒的可及表面积的至少一部分上包括疏水剂的处理层。
[0133] 术语材料的“可及”表面积指的是与水性溶液的液相、悬浮液、分散体或反应分子例如疏水剂接触的材料表面部分。
[0134] 优选地,疏水剂为具有C4至C24的碳原子总数的脂肪族羧酸,和/或其反应产物,和/或至少一种由经选自取代基中具有C2至C30的碳原子总数的直链、支链、脂肪族以及环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成的单取代珀琥酸酐,和/或其反应产物,和/或一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。
[0135] 术语脂肪族羧酸的“反应产物”在本发明中的含义指的是通过使至少一种碳酸钙来源与至少一种脂肪族羧酸接触所获得的产物。所述反应产物在施加的至少一种脂肪族羧酸的至少一部分和位于碳酸钙来源表面上的反应分子之间形成。
[0136] 更优选地,疏水剂为具有C4至C24的碳原子总数的脂肪族羧酸和/或其反应产物,例如硬脂酸和/或其反应产物。
[0137] 屑粒特别地特征在于低水分吸收敏感性。
[0138] 材料的“水分吸收敏感性”指的是在特定时间内暴露于限定的潮湿大气在所述材料表面上吸收的水分量,且以mg/g表示。
[0139] 例如,屑粒具有的水分吸收敏感性使得在暴露于温度23℃和相对湿度50%的大气达48小时之后,其总表面水分含量为≤0.6mg/g,优选≤0.5mg/g,更优选≤0.4mg/g以及最优选≤0.3mg/g的干燥屑粒。
[0140] 额外的或替代的,屑粒具有按该屑粒的总干重量计0.2重量%至0.6重量%,优选0.2重量%至0.4重量%以及最优选0.25重量%至0.35重量%的水分含量。
[0141] 应理解,屑粒提供特殊的光学特性。特别的,应理解屑粒具有根据ISO 2469标准测量的至少85.0%,更优选至少87.0%,甚至更优选至少89.0%以及最优选至少91.0%的白度R457。例如,屑粒具有根据ISO 2469标准测量的85.0至99.0%,优选87.0至99.0%,更优选89.0至99.0%以及最优选91.0%至99.0%的白度R457。最优选地,屑粒具有根据ISO 2469标准测量的至少93.0%,例如93.0至99.0%的白度R457。
[0142] 额外的或替代的,屑粒具有根据DIN 6167的小于3.0,优选小于2.5,更优选小于2.0以及最优选小于1.5的黄度指数。
[0143] 根据一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源将衍生自至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液。根据本发明一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液具有按至少一种天然碳酸钙来源的悬浮液总重量计为10.0重量%至82.0重量%,优选50.0重量%至81.0重量%,以及最优选50.0重量%至78.0重量%的固体含量。
[0144] 根据本发明一个实施方案,至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液为至少一种经分散天然碳酸钙来源的浓缩水性悬浮液,其优选具有按至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液总重量计50.0重量%至78.0重量%的固体含量。
[0145] 如果至少一种天然碳酸钙来源由屑粒组成,那么至少一种天然碳酸钙来源优选为干燥形式。
[0146] 除了至少一种天然碳酸钙来源以外,涂覆层还可包括至少一种适合于造纸的另外的颜料。
[0147] 术语“至少一种”适合于造纸的另外的颜料在本发明中的含义意指颜料包括一种或更多种颜料,优选由一种或更多种颜料组成。
[0148] 在本发明一个实施方案中,至少一种适合于造纸的另外的颜料包括一种颜料,优选由一种颜料组成。可替代的,至少一种适合于造纸的另外的颜料包括两种或更多种颜料,优选由两种或更多种颜料组成。例如,至少一种适合于造纸的另外的颜料包括两种或三种颜料,优选由两种或三种颜料成料。
[0149] 优选地,至少一种适合于造纸的另外的颜料包括一种适合于造纸的另外的颜料,更优选由一种适合于造纸的另外的颜料组成。
[0150] 在一个实施方案中,涂覆层不含适合于造纸的另外的颜料。
[0151] 如果涂覆层包含至少一种适合于造纸的另外的颜料,那么至少一种适合于造纸的另外的颜料选自沉淀碳酸钙(PCC)、金属氧化物例如二氧化钛和/或三氧化二铝、金属氢氧化物例如氢氧化铝、金属盐例如硫酸盐硅酸盐例如滑石和/或高岭土和/或高岭土粘土和/或云母、碳酸盐例如碳酸镁和/或石膏、缎光白及其混合物。
[0152] 在本发明的含义中,“沉淀碳酸钙”(PCC)为一般通过在二氧化碳和石灰在水性环境中反应后沉淀、或通过钙和碳酸根离子源在水中沉淀获得的合成材料。PCC可为文石、球霰石和方解石矿物晶型中的一种或更多种。优选地,PCC为文石、球霰石和方解石矿物晶型中的一种。
[0153] 文石通常为针状形式,而方解石属于六方晶系。方解石可形成偏三面体、棱柱状、球状以及斜方六面体形式。PCC可以不同方式制备,例如通过与二氧化碳进行沉淀,石灰碱法(lime soda process),或索尔维(Solvay)方法,其中PCC为制备的副产物。所得PCC浆料可经机械除水和干燥。
[0154] 如果涂覆层包含至少一种适合于造纸的另外的颜料,那么至少一种适合于造纸的另外的颜料优选为沉淀碳酸钙(PCC)。
[0155] 涂覆层中至少一种天然碳酸钙来源以及至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
[0156] 本发明的一个要求为涂覆层由>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料组成。
[0157] 例如,涂覆层由51.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0重量份至49.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料组成。
[0158] 在一个实施方案中,涂覆层由以下组分组成:60.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0重量份至40.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;优选70.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0重量份至30.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;更优选80.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0至20.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;以及最优选90.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.0重量份至10.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料。
[0159] 例如,涂覆层由以下组分组成:60.0重量份至99.9重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至40.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;优选70.0重量份至99.9重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至30.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;更优选70.0重量份至90.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及10.0重量份至30.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料;以及最优选70.0重量份至
80.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及20.0重量份至30.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料。
[0160] 例如,涂覆层由以下组分组成:60.0重量份至99.9重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至40.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的沉淀碳酸钙(PCC);优选70.0重量份至99.9重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的沉淀碳酸钙(PCC);更优选70.0重量份至90.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及10.0重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的沉淀碳酸钙(PCC);以及最优选70.0重量份至80.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,以及20.0重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的沉淀碳酸钙(PCC)。
[0161] 在一个实施方案中,涂覆层由以下组分组成:60.0重量份至99.9重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至40.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土或滑石;优选地,70.0重量份至99.9重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及0.1重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土或滑石;更优选70.0重量份至90.0重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及10.0重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土或滑石;以及最优选70.0重量份至80.0重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及20.0重量份至30.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土或滑石。
[0162] 根据可替代的实施方案,涂覆层由以下组分组成:75.0重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及25.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土和/或滑石。优选地,涂覆层由以下组分组成:75.0重量份的至少一种为屑粒形式的天然碳酸钙来源,以及25.0重量份的作为至少一种适合于造纸的另外的颜料的高岭土或滑石。
[0163] 根据本发明一个实施方案,涂覆层不含至少一种适合于造纸的另外的颜料。即,涂覆层由100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源组成,所述至少一种天然碳酸钙来源包括具有4.0m2/g至12.0m2/g的由BET氮方法测量的BET比表面积的颗粒。
[0164] 涂覆层还包含至少一种合成粘结剂。
[0165] 术语“至少一种”合成粘结剂在本发明中的含义意指合成粘结剂包括一种或更多种合成粘结剂,优选由一种或更多种合成粘结剂组成。
[0166] 在本发明一个实施方案中,至少一种合成粘结剂包括一种合成粘结剂,优选由一种合成粘结剂组成。可替代的,至少一种合成粘结剂包括两种或多更多种合成粘结剂,优选由两种或更多种合成粘结剂组成。例如,至少一种合成粘结剂包括两种或三种合成粘结剂,优选由两种或三种合成粘结剂组成。
[0167] 优选地,至少一种合成粘结剂包括一种合成粘结剂,更优选由一种合成粘结剂组成。
[0168] 作为本领域技术人员已知的任何合适的合成粘结剂可用于本发明的涂覆层中。例如,至少一种合成粘结剂可为亲水性聚合物例如,例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷、聚唑啉、聚乙酸乙烯酯乳胶、部分水解的聚乙酸乙烯酯/乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚环氧烷、磺酸化或磷酸化聚酯以及聚苯乙烯,及其混合物。还可使用其他合成粘结剂例如疏水性材料,例如,苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-丙烯酸酯乳胶、苯乙烯-丙烯酸丙烯腈乳胶、聚氨酯乳胶、聚酯乳胶,聚(丙烯酸正丁酯),聚(甲基丙烯酸正丁基酯),聚(2-乙基己基丙烯酸酯)、正-丁基丙烯酸酯与丙烯酸乙基酯的共聚物,乙酸乙烯酯与丙烯酸正丁酯的共聚物等。
[0169] 根据一个实施方案,至少一种合成粘结剂选自聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-丙烯酸酯乳胶、苯乙烯-丙烯酸丙烯腈乳胶、聚乙酸乙烯酯乳胶及其混合物。优选地,至少一种合成粘结剂为苯乙烯-丁二烯乳胶。苯乙烯-丁二烯乳胶的实例为由Synthomer公司市售的Litex 9460。苯乙烯-丙烯酸酯乳胶的实例为由BASF公司市售的Acronal S 201。
[0170] 根据本发明一个实施方案,至少一种合成粘结剂在涂覆层中的量为3.0重量份至6.0重量份,优选3.5重量份至5.5重量份,以及最优选4.0重量份至5.5重量份。
[0171] 涂覆层还包含至少一种硬脂酸盐。
[0172] 术语“至少一种”硬脂酸盐在本发明中的含义意指硬脂酸盐包括一种或更多种硬脂酸盐,优选由一种或更多种硬脂酸盐组成。
[0173] 在本发明一个实施方案中,至少一种硬脂酸盐包括一种硬脂酸盐,优选由一种硬脂酸盐组成。可替代的,至少一种硬脂酸盐包括两种或更多种硬脂酸盐,优选由两种或更多种硬脂酸盐组成。例如,至少一种硬脂酸盐包括两种或三种硬脂酸盐,优选由两种或三种硬脂酸盐组成。
[0174] 优选地,至少一种硬脂酸盐包括一种硬脂酸盐,更优选由一种硬脂酸盐组成。
[0175] 至少一种硬脂酸盐可为技术人员已知的适合用于轮转凹板印刷介质的涂覆层的任何硬脂酸盐。例如,至少一种硬脂酸盐为单价或二价阳离子的硬脂酸盐。优选地,至少一种硬脂酸盐为单价或二价阳离子的硬脂酸盐,其选自硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锶及其混合物。
[0176] 优选地,至少一种硬脂酸盐为二价阳离子的硬脂酸盐。更优选地,二价阳离子的硬脂酸盐为硬脂酸钙。
[0177] 根据本发明一个实施方案,至少一种硬脂酸盐在涂覆层中的量为0.1重量份至0.5重量份,优选0.15重量份至0.35重量份,以及最优选0.2重量份至0.3重量份。
[0178] 涂覆层还可任选地包含至少一种多糖。
[0179] 术语“至少一种”多糖在本发明中的含义意指多糖包括一种或更多种多糖,优选由一种或更多种多糖组成。
[0180] 在本发明一个实施方案中,至少一种多糖包括一种多糖,优选由一种多糖组成。可替代的,至少一种多糖包括两种或更多种多糖,优选由两种或更多种多糖组成。例如,至少一种多糖包括两种或三种多糖,优选由两种或三种多糖组成。
[0181] 优选地,至少一种多糖包括一种多糖,更优选由一种多糖组成。
[0182] 多糖为聚合碳水化合物结构,由通过糖苷键连接在一起的重复单元(至少10个)形成。这些结构可为直链,但也可包含不同支化程度。多糖也可包含重复单元的轻微改性。然而,优选地是所述至少一种多糖不含改性。
[0183] 至少一种多糖可为技术人员已知的适合用于轮转凹板印刷介质的涂覆层的任何多糖。例如,至少一种多糖可为淀粉、瓜尔胶、纤维素、糖原或几丁质。优选地,至少一种多糖选自淀粉和/或瓜尔胶。
[0184] “淀粉”为由通过糖苷键连接的大量葡萄糖单元组成的天然多糖。通常,淀粉包括直链淀粉,其由1,4-连接的α-D-吡喃葡萄糖基单元的直链组成,以及支链淀粉,其由1,4-连接的α-D-吡喃葡萄糖基单元与1,6-连接的α-D-吡喃葡萄糖基单元的直链组成。
[0185] “瓜尔胶”包括由半乳糖单元以及甘露糖单元一般以1∶2的比率组成的天然杂多糖(半乳甘露聚糖)且为瓜尔豆种子的胚乳组分。一般而言,瓜尔豆包括1,4-连接β-D-甘露吡喃糖基单元与1,6-连接α-D-吡喃半乳糖基单元的直链。包含约14重量%至17重量%的外壳、35重量%至42重量%的胚乳以及43重量%至47重量%的胚芽的瓜尔豆种子一般经干磨并筛选以分离出胚乳,该胚乳为市售工业瓜尔胶。
[0186] 在一个实施方案中,淀粉和/或瓜尔胶以其天然形式存在于涂覆层,亦即淀粉和/或瓜尔胶是未经处理的。
[0187] 如果涂覆层包含至少一种多糖,那么至少一种多糖在涂覆层中的量为1.0重量份至1.5重量份,优选1.1重量份至1.4重量份。
[0188] 在一个实施方案中,涂覆层不含多糖。
[0189] 涂覆层还可任选地包含至少一种增稠剂。
[0190] 术语“至少一种”增稠剂在本发明中的含义意指增稠剂包括一种或更多种增稠剂,优选由一种或更多种增稠剂组成。
[0191] 在本发明一个实施方案中,至少一种增稠剂包括一种增稠剂,优选由一种增稠剂组成。可替代的,至少一种增稠剂包括两种或更多种增稠剂,优选由两种或更多种增稠剂组成。例如,至少一种增稠剂包括两种或三种增稠剂,优选由两种或三种增稠剂组成。
[0192] 优选地,至少一种增稠剂包括一种增稠剂,更优选由一种增稠剂组成。
[0193] 至少一种增稠剂可为技术人员已知的适合用于轮转凹板印刷介质的涂覆层以调整流变性的任何增稠剂。例如,至少一种增稠剂可为经改性的多糖,例如纤维素衍生物和/或丙烯酸系共聚物。
[0194] “经改性的多糖”在本发明中的含义为,其中至少部分羟基经羧基化或醚化的多糖。此外,经改性的多糖可包含其他改性例如基。
[0195] 根据本发明一个实施方案,至少一种增稠剂为纤维素衍生物,其选自羧甲基纤维素(CMC)和/或乙基羟乙基纤维素(EHEC)
[0196] 乙基羟乙基纤维素(EHEC)为经改性的多糖,其中乙基与羟乙基二者均通过醚键连接至脱水葡萄糖。乙基羟乙基纤维素可用碱、环氧乙烷以及氯乙烷处理纤维素而制备。
[0197] 羧甲基纤维素(CMC)可通过在苛性钠存在下使纤维素与单氯乙酸反应形成羧甲基纤维素钠盐而制备。羧甲基纤维素(CMC)因此包括连接至脱水葡萄糖单元的羧基。
[0198] 额外的或替代的,至少一种增稠剂为丙烯酸系共聚物。此种丙烯酸系共聚物的分子量Mw优选范围为2000g/mol至150000g/mol,特别优选的分子量Mw范围为10000g/mol至50000g/mol。
[0199] 合适的丙烯酸系共聚物的实例包括苯乙烯-丙烯酸酯乳胶、苯乙烯-丙烯酸丙烯腈乳胶、聚(丙烯酸正丁酯)、聚(2-乙基已基丙烯酸酯)、丙烯酸正丁酯以及乙基丙烯酸酯的共聚物等。
[0200] 如果涂覆层还包含至少一种增稠剂,那么至少一种增稠剂在涂覆层中的量为0.1重量份至0.5重量份以及优选0.1重量份至0.4重量份。
[0201] 应理解,至少一种多糖还可用作至少一种增稠剂。即,如果至少一种多糖还可作为增稠剂,那么涂覆层可包含量为0.01重量份至1.0重量份,优选0.05重量份至0.5重量份的至少一种多糖。
[0202] 涂覆层还可包含至少一种分散剂,优选至少一种阴离子分散剂。
[0203] 术语“至少一种”分散剂在本发明中的含义意指分散剂包括一种或更多种分散剂,优选由一种或更多种分散剂组成。
[0204] 在本发明一个实施方案中,至少一种分散剂包括一种分散剂,优选由一种分散剂组成。可替代的,至少一种分散剂包括两种或更多种分散剂,优选由两种或更多种分散剂组成。例如,至少一种分散剂包括两种或三种分散剂,优选由两种或三种分散剂组成。
[0205] 优选地,至少一种分散剂包括一种分散剂,更优选由一种分散剂组成。
[0206] 优选的分散剂例如阴离子分散剂为基于聚丙烯酸酯的分散剂如聚丙烯酸酯的盐。至少一种分散剂,优选至少一种阴离子分散剂,优选选自丙烯酸系聚合物、丙烯酸与乙烯系共聚物及其混合物。分散剂(例如具有多个酸性位点的丙烯酸系聚合物、丙烯酸和乙烯系共聚物或其混合物)可被部分或全部中和。在一个实施方案中,使用包含碱金属和/或碱土金属的离子的中和剂,将至少一种分散剂,优选将至少一种阴离子分散剂,部分或完全中和到优选5.0%至100.0%的程度,更优选25.0%至100.0%的程度以及最优选75.0%至100.0%的程度。例如,使用仅包含钠的中和剂将至少一种分散剂,优选至少一种阴离子分散剂的酸性位点中和。可替代的,使用仅包含钾的中和剂将至少一种分散剂,优选至少一种阴离子分散剂的酸性位点中和。在一个实施方案中,使用包含钠和钾的混合物的中和剂将至少一种分散剂,优选至少一种阴离子分散剂的酸性位点中和。
[0207] 应理解,涂覆层优选包含至少一种分散剂,优选为阴离子分散剂。
[0208] 如果涂覆层还包含至少一种分散剂,那么涂覆层中至少一种分散剂的量为0.2重量份至3.0重量份以及优选0.2重量份至2.0重量份。
[0209] 因此,涂覆层可包含至少一种多糖和/或至少一种增稠剂和/或至少一种分散剂。例如,至少一种多糖和至少一种增稠剂和至少一种分散剂存在于涂覆层中。可替代的,至少一种多糖或至少一种增稠剂或至少一种分散剂存在于涂覆层中。
[0210] 任选地,涂覆层还可包含任选地的添加剂。所述添加剂将优选选自通常用于制备涂覆层以及本领域技术人员公知的添加剂。所述添加剂可包括至少一种选自着色剂、增亮剂以及阻燃剂的化合物。
[0211] 考虑到所获得的关于涂覆流动性以及光学与机械特性的非常良好的结果,特别是在消失点或部分形成点数量的减少以及在亮度、不透明度、光散射以及粗糙度的改善,本发明另一个方面涉及轮转凹板印刷介质在印刷应用中的用途。
[0212] 根据一个实施方案,印刷应用为使用静电辅助(ESA)的轮转凹板印刷。
[0213] 然而,本发明的轮转凹板印刷介质还可用于其他印刷应用,例如平版印刷、喷墨印刷或柔版印刷。
[0214] 用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物
[0215] 根据本发明另一个方面,提供用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物。该组合物由以下组分组成:
[0216] a)>50.0重量份至100.0重量份的至少一种天然碳酸钙来源,所述至少一种天然碳酸钙来源包括由BET氮方法测量的BET比表面积为4.0m2/g至12.0m2/g的颗粒,[0217] b)0.0重量份至≤50.0重量份的至少一种适合于造纸的另外的颜料,
[0218] c)3.0重量份至6.0重量份的至少一种合成粘结剂,
[0219] d)0.1重量份至0.5重量份的至少一种硬脂酸盐,
[0220] e)至少一种水性溶剂,
[0221] f)任选地1.0重量份至1.5重量份的至少一种多糖,
[0222] g)任选地0.1重量份至0.5重量份的至少一种增稠剂,以及
[0223] h)任选地0.2重量份至3.0重量份的至少一种分散剂,
[0224] 其中涂覆组合物中所述至少一种天然碳酸钙来源以及所述至少一种另外的颜料的总量为100.0重量份。
[0225] 关于至少一种天然碳酸钙来源、至少一种适合于造纸的另外的颜料、至少一种合成粘结剂、至少一种硬脂酸盐、任选地的至少一种多糖、任选地的至少一种增稠剂、任选地的至少一种分散剂以及其优选实施方案的限定,参考以上讨论本发明的轮转凹板印刷介质的技术细节时提供的陈述。
[0226] 应理解,涂覆组合物优选以液体形式提供。
[0227] 因此,涂覆组合物包含至少一种水性溶剂。术语“水性”溶剂指的是其中溶剂包括水,优选由水组成的体系。然而,所述术语不排除溶剂包括少量的至少一种水可混溶的有机溶剂,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃及其混合物。如果涂覆组合物的水性溶剂包括至少一种水可混溶的有机溶剂,那么水性溶剂包括至少一种水可混溶的有机溶剂,其量为基于溶剂总重量的0.1重量%至40.0重量%,优选0.1重量%至30.0重量%,更优选0.1重量%至20.0重量%以及最优选0.1重量%至10.0重量%。例如,涂覆组合物的水性溶剂由水组成。如果涂覆组合物的水性溶剂由水组成,那么所用水可为任何可用的水例如自来水和/或去离子水。
[0228] 根据一个实施方案,使用至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液制备涂覆组合物,该至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液具有按至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液总重量计为10.0重量%至82.0重量%,优选50.0重量%至81.0重量%,以及最优选50.0重量%至78.0重量%的固体含量。例如,使用至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液制备涂覆组合物,该至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液具有按至少一种天然碳酸钙来源的水性悬浮液总重量计为65.0重量%以及78.0重量%的固体含量。
[0229] 可替代的,通过使用至少一种为干燥形式的天然碳酸钙来源来制备涂覆组合物。
[0230] 应理解,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物优选具有按涂覆组合物总重量计为10.0重量%至80.0重量%,优选30.0重量%至75.0重量%,更优选40.0重量%至70.0重量%,以及最优选45.0重量%至65.0重量%的固体含量。
[0231] 用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物优选具有20mPa·s至3000mPa·s,优选250mPa·s至3000mPa·s,以及更优选500mPa·s至2500mPa·s范围的布氏粘度。
[0232] 在一个实施方案中,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物优选具有7.0至10.0的pH,更优选6.5至9.5的pH以及最优选8.0至9.5的pH。例如,用于轮转凹板印刷介质的涂覆组合物具有8.5至9.5例如约9.0的pH。
[0233] 本发明轮转凹板印刷介质的制备
[0234] 提供一种制备轮转凹板印刷介质的方法,所述方法包括以下步骤:
[0235] a)提供具有第一面与背面的基材,以及
[0236] b)在基材的至少第一面上施加涂覆组合物以形成涂覆层。
[0237] 关于基材、涂覆组合物以及其优选实施方案的限定,参考上述在讨论本发明轮转凹板印刷介质以及涂覆组合物的技术细节时提供的陈述。
[0238] 涂覆组合物优选为液体形式。本发明方法因此优选还包括使涂覆层干燥的步骤c)。
[0239] 根据一个实施方案,在基材的第一面和背面上进行方法步骤b)以制备涂覆在第一面和背面上的印刷介质。此步骤可分别在每一面进行或可同时在第一面和背面上进行。如果方法步骤b)在基材的第一面和背面上进行,纳米方法步骤c)优选还在基材的背面上进行以制备涂覆在第一面以及背面上的印刷介质。方法步骤b)和c)可在每一面上分别地进行或可同时在第一面和背面上进行。
[0240] 根据一个实施方案,步骤b)和/或步骤c)使用不同或相同的涂覆组合物进行第二次或更多次。例如,步骤b)和步骤c)使用不同或相同的涂覆组合物进行第二次或更多次。在一个实施方案中,步骤b)和c)使用不同涂覆组合物进行第二次或更多次。
[0241] 涂覆层可通过本领域中常用的常规涂覆方式施加于基材上。合适的涂覆方法例如为气刀涂覆、静电涂覆、计量施胶压榨例如通过硬质刮刀或弯刮刀、薄膜涂覆、喷雾涂覆、绕线棒涂覆、狭缝涂覆、滑槽(slide hopper)涂覆、凹版、帘幕涂覆、高速涂覆等。这些方法中的一些允许两层或更多层同时涂覆,从制造经济的角度这是优选的。然而,还可使用适于在基材上形成涂覆层的任何其他涂覆方法。
[0242] 在一个实施方案中,涂覆组合物通过高速涂覆、计量施胶压榨例如通过硬质刮刀或弯刮刀、帘幕涂覆、喷雾涂覆或静电涂敷施加。优选地,使用高速涂覆施加涂覆层。
[0243] 涂覆之后,轮转凹板印刷介质可经受压延或超压延以增强表面平滑度。例如,可在20℃至200℃,优选60℃至100℃的温度下,使用例如,具有2至12个轧区,优选5至12个轧区以及最优选10至12个轧区的压延机进行压延。所述轧区可为硬质或软质,硬质轧区例如可由陶瓷材料制成。
[0244] 在一个实施方案中,轮转凹板印刷介质是在高至2000m/分钟,优选300m/分钟至1700m/分钟以及最优选500m/分钟至1500m/分钟的速度下压延。
[0245] 根据一个示例性实施方案,轮转凹板印刷介质在300kN/m下压延以获得有光泽的涂覆。根据另一个示例性实施方案,轮转凹板印刷介质在120kN/m下压延以获得无光泽的涂覆。
[0246] 基于以下附图实施例可更好的理解本发明的范围与利益,所述附图与实施例旨在例示本发明的特定实施方案且为非限制性的。实施例
[0247] 1.测量方法
[0248] 下文中,描述实施例中实施的材料以及测量方法。
[0249] 微粒材料的粒径分布(直径<X的颗粒质量%)与重量中值直径(d50)
[0250] 通过沉降方法(即分析在重力场中的沉降行为)确定微粒材料的重量粒径以及粒径质量分布。使用Micromeritics Instrument公司的SedigraphTM 5120或SedigraphTM 5100进行测量。
[0251] 方法以及设备是技术人员已知的且常用于确定填料以及颜料的粒径。在具有0.1重量%Na4P2O7的水溶液中进行测量。使用高速搅拌器和超声分散样品。
[0252] 材料的BET比表面积
[0253] 在本文件全文中,使用BET方法(使用氮气作为吸附气体)确定微粒材料的比表面积(m2/g),该方法为技术人员公知的(ISO 9277:1995)。然后,通过比表面积与微粒材料质量(g)的乘积获得微粒材料的总表面积(m2)。方法与仪器为技术人员已知的且常用于测量微粒材料的比表面。
[0254] 水性悬浮液的固体含量
[0255] 使用具有以下设定的Mettler-Toledo公司(瑞士)的水分分析仪HR73确定悬浮液固体含量(也称为“干重”):温度120℃,自动开关关闭3,标准干燥,5至20克悬浮液。
[0256] 微粒材料的碳酸钙含量
[0257] 为了测量微粒材料的碳酸钙含量,将约10.000克的干燥样品(在110℃烘箱中干燥5小时)在烧瓶/烧杯中称重,加入少量软化水。然后,将40毫升盐酸(25%p.a.)加至各样品,在停止产生CO2后,将混合物煮沸约5分钟。冷却下来后,使混合物经0.8μm纤维素-乙酸酯过滤器过滤并彻底冲洗。然后,在20℃下用蒸馏水将滤液定量润洗至量瓶并填满至1000.0毫升。
[0258] 然后,通过将10.00mL所获得的滤液(约20℃)移液至自动电位滴定器-烧杯中以及1.0克(±0.2克)三乙醇胺(puris)以及3.0克MgSO4×7H2O缓慢滴定如此获得的滤液。用软化水将混合物稀释至70毫升,然后就在滴定前将10.0毫升2N氢氧化钠和7至9滴HHSNN-甲醇溶液(在甲醇中0.2重量%HHSNN)加入混合物。预配量之后,滴定器搅拌混合物60秒,然后,在滴定期间将光电极电压设定为900至1150mV。碳酸钙含量以百分比显示。
[0259] 水分含量
[0260] 通过热重分析(TGA)确定微粒材料的水分含量。TGA分析方法提供具有高精确度的关于质量损失的信息,且为公知常识;其例如记载于“Principles of Instrumental analysis”,第五版,Skoog,Holler,Nieman,1998(1992年第一版)第31章798至800页,以及许多其他通常已知参考书。本发明中,使用Mettler Toledo TGA 851,基于500+/-50毫克的样品以及在70毫升/分钟气流下以20℃/分钟的速率在25℃至350℃的扫描温度下进行热重分析(TGA)。
[0261] 可替代的,通过烘箱方法确定颗粒的水分含量。
[0262] 布氏粘度
[0263] 使用配备有LV-4转轴的布氏粘度计型号RVT以100rpm或20rpm转速在室温(23.5±1℃)下确定浆料的布氏粘度。
[0264] pH测量
[0265] 在25℃下使用Mettler Toledo Seven  Easy pH计以及Mettler Toledo Expert Pro pH电极测量pH。仪器的三点校正(根据分段式方法)首先使用市售的在20℃下具有4、7和10的pH值缓冲溶液(来自Aldrich)进行。记载的pH值为经仪器检测的终点值(终点为当测量信号与最后6秒的平均值相差小于0.1mV时)。
[0266] 光学印刷密度
[0267] 光学印刷密度是使用Techkon GmbH(德国)的SpectroDens分光计根据DIN 16527-3:1993-11测量的。仪器的偏差为±0.2点。在有静电辅助(ESA)和无静电辅助下进行测量。
[0268] 水分吸收敏感性
[0269] 术语“水分吸收敏感性”在本发明中的含义指的是被吸附于包含碳酸钙的颗粒表面上的水分量且在23℃的温度下暴露于50%相对湿度的大气48小时之后以水分(毫克)/干燥屑粒(克)确定。
[0270] 颜料白度、外观不透明度、光散射以及CIELAB
[0271] 根据ISO 2469:1994(DIN 53145-2:2000以及DIN 53146:2000),使用来自Datacolor公司的ELREPHO 3000测量颜料白度R457(或亮度)、纸不透明度以及光散射。通常,在正面(FS)测量不透明度以及散射。根据EN ISO 11664-4使用来自Datacolor公司的ELREPHO 3000且硫酸钡作为标准,测量CIELAB L*、a*、b*坐标。
[0272] 纸光泽度
[0273] 根据EN ISO 8254-1:2003,TAPPI 75°(%),使用来自Lehmann Messsysteme GmbH公司(DE-Koblenz)的LGDL-05.3-实验室仪器测量纸以及印刷光泽度。
[0274] 粗糙度PPS
[0275] 根据DIN ISO 8791-4,使用来自Lorentzen&Wettre公司的PPS粗糙度测试机在1.0mPa压力下使用软组件PPS 1.0(μm)测量纸粗糙度。
[0276] 消失点分析
[0277] 通过使用美国Verity IA的verity仪器进行消失点分析。消失点分析的设定如下表1所述。
[0278] 表1:设定
[0279]
[0280] *:指的是完美圆形圆的球度;#:指的是薄且长纤维的球度。
[0281] 使用“Prüfbau Verity print Target Version 4”软件分析纸涂层。
[0282] 评估试验基材的印刷品质
[0283] 使用以下方法确定和量化轮转凹板印刷的印刷品质。该方法可被分成连续进行的4个步骤。
[0284] 1.印刷面积的数字化
[0285] 通过应用1200的分辨率,使用扫描仪将500×500像素区域数字化。在未将数据压缩情况下将所获得图像(每个样品有5个)保存为jpeg文件。
[0286] 2.图像制备
[0287] 所获得图像被用于确定所选择样品面积内印刷点数目以及被印刷点覆盖的面积。为了分析,因此通过使用免费软件IrfanView将所获得的RGB色印刷形式的图像转换成灰度图像。使用免费软件GNU Octave进一步分析新产生的图像。
[0288] 3.图像分析
[0289] 使用免费软件GNU Octave分析新产生的图像。所述软件以矩阵处理图像且允许对这些图像的简单操作。通过特定阈值水平分离印刷点,对每个图像分别计算阈值水平。阈值水平被限定为确定包括大于1个像素的检测面积的最高数目的水平。开发出找到阈值水平的算法,且如以下所示:
[0290]
[0291] 此算法从用户界面(GUI Octave)开始并返回文本(txt)文件(工作目录中的RESULTS.txt),其具有用于进一步分析的相符结果。
[0292] 4.结果的有意义制备
[0293] 使用Excel创建单一结果的表格。最高数目印刷点以及被印刷点覆盖的最高面积对应于理想图像。
[0294] 2.实施例
[0295] 使用以下组分制备施加于基材的液体涂覆组合物。
[0296] 基材1:纸具有37.6g/m2的纸张定量(克重),57μm的厚度,83.3%的不透明度-FS以及52.65m2/kg的散射-FS,由Stora Enso Kabel GmbH&Co KG(德国)市售。
[0297] 基材2:纸具有39.1g/m2的纸张定量(克重),60μm的厚度,84.7%的不透明度-FS以及53.67m2/kg的散射-FS,由Stora Enso Kabel GmbH&Co KG(德国)市售。
[0298] 颜料1:屑粒形式的碳酸钙,具有基于屑粒总重量的85.0重量%的固体含量,以及其中60重量%颗粒<1μm且90重量%颗粒<2μm,如由沉降方法测量的。屑粒碳酸钙颗粒具有0.8μm的d50,2至7μm的d98以及6m2/g至7m2/g的BET比表面积。屑粒的亮度>94,黄度指数<1.5,Cielab a*≈0,Cielab b*≈0.4以及Cielab L*≈97。屑粒颗粒使用基于屑粒总重量的0.5重量%的硬脂酸进行表面处理。
[0299] 颜料2:高岭土, S,由BASF(德国)市售。
[0300] 颜料3:滑石, C10,由Mondo Minerals(芬兰)市售。
[0301] 粘结剂: S201(丙烯酸酯共聚物),由BASF(德国)市售。
[0302] 增稠剂: HT(丙烯酸酯共聚物),由BASF(德国)市售。
[0303] 硬脂酸盐: CD(硬脂酸钙),由Münzing Chemie GmbH(德国)市售。
[0304] 使用上述颜料制备四种不同的液体涂覆组合物(见表2)以说明本发明。
[0305] 表2:涂覆组合物的组成
[0306]
[0307] pbw:重量份(d/d);涂覆组合物1至4还包含0.4重量份的市售增亮剂。
[0308] 将涂覆组合物1至4制备为水性浆料形式且具有如下表3所述的特性。
[0309] 表3:涂覆组合物1至4的性质
[0310]
[0311] 关于表3,应当指出,尽管涂覆组合物1至4是通过相同量的颜料(100重量份)制备的,但浆料的固体含量随着制备相应涂覆组合物所用的颜料或颜料混合物而变。特别地,可以理解,颜料1得到具有最高固体含量的浆料(涂覆组合物1),而颜料1,2和3的参比颜料混合物得到具有最低固体含量的浆料(涂覆组合物4)。
[0312] 使用BASF位于Ludwigshafen(德国)纸技术中心中试涂覆机器的计量系统,使用硬质刮刀(组合物1至3)将液体涂覆组合物1至4(如表2所述)以7.5g/m2的量单涂覆于基材的第一面上并以8.0g/m2的量单涂覆于基材的第二面上(基材1用于涂覆组合物1和2;基材2用于涂覆组合物3和4)。各液体涂覆组合物的固体含量尽可能的高,如表3所述。在涂覆机器上通过IR和翼面将涂覆层干燥至最终水分含量为5.0%至5.5%。
[0313] 然后任选地将所获得的样品在顶部和底部温度为90℃、速度为300m/分钟和数目为11个轧区下压延至52%的纸光泽度目标。
[0314] 所获得的纸样品在不透明度、光散射和粗糙度方面进行测试。未经压延和经压延样品的结果简述于下表4a和4b。
[0315] 表4a:未经压延样品的纸特性
[0316]
[0317] *:基材;#:涂覆组合物
[0318] 表4b:经压延样品的纸特性
[0319]
[0320] *:基材;#:涂覆组合物
[0321] 从表4a和4b可以看出,涂覆层中包含颜料1的经压延样品和未经压延样品获得最高光散射,而包含颜料1、2和3的参比颜料混合物的经压延样品和未经压延样品获得较低的光散射。此外,可以看出涂覆层中包含颜料1的经压延样品和未经压延样品具有良好平衡的光学和机械性质。
[0322] 涂覆组合物1至4对由其所制备的经压延涂覆纸产品的黑色与彩色的光学密度的影响简述于图1至图4中。从图1至图4可得到的结论是,涂覆组合物1至3对黑色和彩色墨获得足够的结果。因此,可以推断涂覆组合物1至3对包括由此类涂覆组合物制备的涂覆层的纸最终产品的光学和机械性质赋予正面效果。
[0323] 当使用现有技术组合物涂覆时关于印刷品质的最大议题为消失点的出现和不足的点面积。涂覆组合物对由涂覆组合物1至4制备的经涂覆纸产品的消失点和点面积的影响简述于图5和图6中。从图5和图6可清楚地看出,关于点面积和消失点的试验点,涂覆组合物1至3获得足够的结果。因此,可以推断涂覆组合物1至3对包括由此类涂覆组合物制备的涂覆层的纸最终产品的光学和机械性质赋予正面效果。
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