一种可成像制品的制作方法

专利名称：一种可成像制品的制作方法
一种可成像制品
背景技术：
传统的照相基底的由涂覆于未处理的基纸的正面(成像面)和背面二者上的树脂层组成。成像层被涂覆于照相基底的正面上。这种涂层在最终的产品中产生了不平衡的应力。 为了正确的处理通过了涂覆、转化和印刷机成像方法的介质，已经使用了不同的控制卷曲的设计。卷曲控制典型的是经由三种通用手段来实现的(1)提高未处理的基底的定量 (更多的纤维提高了纸厚/硬度，由此降低了涂覆产品的所形成的卷曲)；( 将涂层施涂到背面来在该背面上产生平衡应力，其抵消了正面涂层的应力(典型的用于可溶胀的)；和在未处理的基底的正面和背面之间施加不平衡比例的树脂(背面比正面更多的树脂产生了一种不平衡的基底，其具有设计到该树脂结构中的预应力；一定比例的低/高密度树脂也可以用于提高不平衡度)。在每个这些选项中，材料和加工成本通常很高。

发明内容
当喷墨或者其他成像层施涂到可成像制品的照相基底上时，它将产生一个力，其必须通过该照相基底或者在非成像面上的另外的涂层来平衡。在正面和背面之间不平衡的力所产生的结果典型的被称作卷曲。当完全涂覆的产品曝露于不同的环境条件(温度和相对湿度)时，在该可成像制品上的成像涂层所产生的力将会变化。更硬的照相基底能够更好的抵抗可成像制品的成像层所产生的这些力和力的变化。在一种非限定性例子中，用作可成像制品的照相基底的具有令人期望的品质的纸包括纤维，其包括带有内部填料的化学树木纤维。这样的树木纤维可以是新的或者再循环的。在另外一种非限定性例子中，可以使用非填充的树基纸。在仍然的另外一种非限定性例子中，可以使用包括非木材植物纤维产品(例如竹子，甘蔗渣等)的纸。一种控制卷曲的方式是将涂层置于可成像制品的照相基底的背面上，其在材料种类方面和在材料质量方面都平衡了正面涂层。但是，这典型的是一种稍微昂贵的选项。这种选项的一种不太昂贵的变化(特别用于多孔成像涂层中)是将较多的PE(聚乙烯)置于背面，通过反方向偏置该照相基底来补偿卷曲。通过使用高密度聚乙烯(HDPE)，或者低密度聚乙烯(LDPE)与HDPE(其比LDPE更硬)的混合物，可以提高背面层的弹性模量，同时降低所需的PE总量。但是，在这样的情形中，对于多孔成像涂覆应用来说，背面PE量可以容易的是正面PE量的两倍。HDPE和/或LDPE，两种聚乙烯(PE)，都特别适于为可成像制品提供刚性的和有效的照相基底这样的目的。它们不同于有时用于涂覆照相基底的其它聚合物例如非限定性例子是聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚苯乙烯，聚碳酸酯和聚酰胺。当在本发明的条件下使用时，这样的材料例如PP和PET倾向于采用例如辊芯形式的形状，这样该涂覆的基底经常在制造后卷绕起来。同样，这样的材料例如PP和PET不容易用于对于HDPE 和/或LDPE(其用于本发明的可成像制品的一些实施方案中)来说最优的螺杆挤出机设计中。因为全部这些原因，通常PE，特别是HDPE和LDPE，而非PP和PET，是在本发明的可成像制品中与填料一起使用的树脂材料。弯曲刚度和弹性模量不是一回事。弹性模量是材料的强度性质。弯曲刚度是复合体的广度性质。弯曲刚度取决于下面二者(1)材料(即弹性模量)和(2)实心物体的形状和边界条件。在实施例中解释和讨论的试验样品的情况中，对于该试验设计来说，形状和边界条件在物理上尽可能保持恒定。结果，材料弹性模量的增加产生了这样的可成像制品的照相基底，其在给定厚度(例如产品构造)时具有更高的弯曲刚度和刚性。将填料(例如碳酸钙)加入到聚烯烃(例如聚乙烯)中，该聚烯烃用于可成像制品的照相基纸的背面或者背面和正面二者上的填充树脂层。在用于照相基底背面的填料的情况中，它产生了反向卷曲。当填料用于正面和背面聚乙烯层二者上时，可成像制品照相基底的整体弯曲刚度增加，但是该基底失去了它朝着背面的卷曲偏置。在一些涂覆应用中，这样的卷曲偏置损失是可接受的(例如，双面涂覆应用)。填料含量可以是总树脂/填料重量的3%-60%。它可以在挤出方法之前或者之中加入。在另外一种实施方案中，该填料含量可以是总树脂/填料重量的大约5%-大约50%。在仍然的另外一种实施方案，该填料含量可以是总树脂/填料重量的大约10%-大约40%。为了将它在挤出前加入，将填料离线混合来产生富含填料的母料。该母料然后与含有其他所需的填加剂的其他母料一起在挤出机料斗中合并，来产生完全挤出的膜配料。 该膜挤出涂覆到未处理的基纸上，来产生可成像制品优化的喷墨照相基底。这种结构的一种样品可以用挤出机来制造。在一种实施方案中，液体涂层可以施涂到可成像制品照相基底的成像面和背面挤出层二者上。该液体涂层在成像面上形成了成像层，并且在可溶胀介质的情况中，在背面上形成了卷曲控制层。本发明公开了使用廉价的填料(其非限定性例子包括碳酸钙(CaCO3)，沸石，煅烧粘土，二氧化硅，滑石，氧化铝，三水合铝(ATH)，硅酸钙(CaSiO3)，其组合等等)来在树脂层中挤出，以提高该树脂层有效的弯曲刚度。对于卷曲控制来说，这种另外的弯曲刚度在可成像制品的照相基底背面(非成像面)上是非常有用的。本发明所述的材料不包括通常用于树脂照相基底中的材料(例如二氧化钛(TiO2))。现有的制造照相基底的实践通常使用二氧化钛来作为树脂层中的遮光剂。它不作为刚化材料使用。它的粒子非常小，并且比填料例如碳酸钙昂贵。现在参考附图，图1表示了一种示意性流程图，其表示了导致本发明的可成像制品的一个实施方案的照相基底的步骤。首先，通过基纸制造方法来获得未处理的基纸。该未处理的基纸然后用树脂层在正面(成像面)和背面二者上挤出涂覆来产生可成像制品的照相基底。此外，在接下来的步骤中，该照相基底的正面然后用成像层液体涂覆。在一些产品(例如可溶胀介质)的情况中，另外的卷曲控制层可以液体涂覆到可成像制品照相基底的背面上。图2是处于现有技术的可溶胀照相产品结构的可成像制品的未处理的基纸上的层的示意图。如所示的，该未处理的基纸首先在两个面上用LDPE、HDPE或者LDPE/HDPE共混物的非填充树脂层进行挤出涂覆，来实现一种膜，该膜提供了期望的表面性能和阻湿作用。在正面(成像面)的情况中，该非填充树脂层经常具有光泽或者无光纹理。在背面的情况中，该非填充树脂层通常在材料量方面与正面非填充树脂层是平衡的。用非填充树脂层涂覆的所述纸的正面可以是用至少一种和可能多种成像层来液体涂覆的。用非填充树脂层涂覆的所述纸的背面可以是用至少一种和可能多种卷曲控制层来液体涂覆的。图3是处于现有技术多孔照相产品结构的可成像制品的未处理的基纸上的层的示意图。如所示的，该未处理的基纸首先在两个面上用LDPE、HDPE或者LDPE/HDPE共混物涂覆，来实现一种非填充树脂层。在正面(成像面)的情况中，该非填充树脂层经常具有光泽或者无光纹理。在背面的情况中，该非填充树脂层通常相对于正面(成像面)的非填充树脂层是非常不平衡的(最高两倍的量)。用非填充树脂层涂覆的所述纸的每个面因此可以分别用另外的成像或者卷曲层来液体涂覆。可成像制品的照相基底的正面非填充树脂层是用成像层涂覆的。多孔照相产品的背面非填充树脂层可以用卷曲控制层涂覆，但是它不是通常需要的。图4是在实施例中所讨论的实施方案中，在可成像制品的未处理的基纸上的层的示意图。如所示的，未处理的基纸首先用具有LDPE或者组合的LDPE和HDPE的非填充树脂层在正面(成像面)上挤出涂覆，来实现阻湿和表面纹理。同样如所示的，该未处理的基纸用填充树脂层在背面上挤出涂覆，该填充树脂层具有LDPE或者组合的LDPE和HDPE，以及至少一种填料例如但不限于碳酸钙，沸石，二氧化硅，滑石，氧化铝，三水合铝(ATH)，硅酸钙， 高岭土，煅烧粘土及其组合。该背面填充树脂层可以充当阻湿层和卷曲控制层二者。可选择的，在一种对照中(在其中在背面层和正面层二者中都没有使用填料)，背面非填充树脂层在组成和结构上可以等于正面非填充树脂层。图5是在本发明的一种实施方案中，在可成像制品的未处理的基纸上的层的示意图。如所示的，未处理的基纸首先用HDPE、LDPE或者组合的LDPE和HDPE在正面(成像面) 上挤出涂覆，来实现阻湿和表面纹理。这样的非填充树脂层可以具有光泽或者无光纹理。同样如所示的，该未处理的基纸在背面上用填充树脂层挤出涂覆，该填充树脂层可以充当阻湿层和卷曲控制层二者，其含有HDPE、LDPE或者组合的LDPE和HDPE，以及填料例如碳酸钙， 沸石，煅烧粘土，二氧化硅，滑石，氧化铝，三水合铝，硅酸钙或者其组合。该涂覆有非填充树脂层的纸的正面(成像面)然后用成像层液体涂覆。在带有可溶胀介质的可成像制品的情况中，用填充树脂层挤出涂覆的纸的背面可以具有液体涂覆的外层，用于另外的卷曲控制， 但是它可以是相对增减，这取决于这样的涂层的需要。在带有多孔类型照相基底的可成像制品中，这样的背面卷曲控制涂层通常是完全不存在的，或者它是减少很多的(如果存在的话)。图6是在本发明的一种实施方案中，在可成像制品的未处理的基纸上的层的示意图。如所示的，未处理的基纸首先用填充树脂层在正面(成像面)和背面挤出涂覆来实现阻湿层，该填充树脂层包括HDPE、LDPE或者组合的LDPE和HDPE，和填料例如但不限于碳酸钙，沸石，煅烧粘土，二氧化硅，滑石，氧化铝，三水合铝，硅酸钙或者其组合。当在该照相基底背面填充该树脂层时，它产生一种反向卷曲。当填料被用于该正面和背面树脂层二者中时，这提高了整体的弯曲刚度。但是，在这样的情况中，基底失去了它朝着背面的卷曲偏置。 在两个面上都成像的涂覆应用的非限定性例子中，这样的卷曲偏置损失是可接受的。这样的填充树脂层可以在正面(成像面)上提供阻湿和光泽或者无光纹理二者。在背面上，这种填充树脂层可以提供阻湿和光泽或者无光纹理二者。涂覆有该填充树脂层的可成像制品的正面(成像面)是用成像层液体涂覆的。如上所述，涂覆有该填充树脂层的可成像制品的背面可具有具有液体涂覆的外涂层结构。在这样的实施方案中，在背面的填充树脂层上的该外涂层结构充当了成像层。由本申请所产生的可成像制品的照相基底可以应用于多成像系统，其非限定性例子包括多孔/喷墨，可溶胀的/喷墨，染料升华，热转移，热，压电，静电等等。上述系统的优点包括但不限于下面的
a)它通过加入高模量的填料而提高了可成像制品中的树脂层弯曲刚度。为了实现和保持类似水平的弯曲刚度，当使用填充树脂结构时，背面树脂材料可以减少最高60%。b)在一些情况中，它消除了对于背面涂层(即，覆盖该背面树脂层的涂层)的需要，并且导致了材料和加工成本的节约。这最通常是在可溶胀的光成像配方中发现的。多孔涂层通常在可成像制品中使用了不平衡的照相基底，而不需要背面涂层。c)它通过用低成本填料代替高成本聚烯烃，而降低了可成像制品的树脂层中的材料成本。在油价攀升的情况下，树脂的任何取消都会产生明显的产品成本节约。全球范围的供需问题可能进一步提高树脂成本。例如，树脂(PE)典型的材料成本是$2-$3/lb，相反， 填料(碳酸钙)是$0.15/lb。为了进一步说明本发明可成像制品的实施方案，在此给出了介质的不同的实施例。应当理解它们是作为说明性目的而提供的，并且不应当解释为对所公开的实施方案范围的限制。


本发明实施方案的特征和优点将通过参考下面的详细说明和附图而变得显而易见，在其中
图1是一个示意性流程图，表示了用于实现本发明的可成像制品的一种实施方案的步
骤；
图2是一个示意图，详细表示了在可成像制品的可溶胀的照相产品结构的一种现有技术实施方案中，在未处理的基纸两个面上的层；
图3是一个示意图，详细表示了在可成像制品的多孔照相产品结构的一种现有技术实施方案中，在未处理的基纸两个面上的层；
图4是一个示意图，详细表示了在本发明的可成像制品的一种实施方案中，在未处理的基纸两个面上的层；
图5是一个示意图，详细表示了在本发明的可成像制品的一种实施方案中，在未处理的基纸两个面上的树脂层，该正面是非填充的，该背面是填充的；
图6是一个示意图，详细表示了在本发明的可成像制品的一种实施方案中，在未处理的基纸两个面上的填充树脂层；
图7是一个图，绘制了在本发明的可成像制品的一种实施方案中，对于带有LDPE的三种不同的填料的单独的样品来说，复合纵向(MD)弹性模量与百分比填料含量的比较；和
图8是一个图，绘制了在本发明的可成像制品的一种实施方案中，对于带有LDPE的三种不同的填料的单独的样品来说，复合横向(CD)弹性模量与百分比填料含量的比较。
实施例
将碳酸钙加入到用于填充树脂层的LDPE中，该填充树脂层用于可成像制品的照相基纸的背面。将填料离线混入来产生富含填料的母料。该母料然后与含有其他填加剂的其他母料一起在挤出机料斗中合并，来产生完全挤出的膜配料。该膜挤出，并且附着到未处理的基纸上，来产生可成像制品的优化的喷墨照相基底。该填充树脂层(一层或者多层) 的样品结构是大约10%-40%的碳酸钙；大约3-10%的煅烧粘土 ；大约5-10%的硅酸钙；并且剩余量是LDPE。下表1列出了图4所示的每个层的典型的材料和厚度。表1.目标结构
权利要求
1.一种可成像制品，其包含结合到纸基底背面上的背面填充树脂层；其中该背面填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、沸石、二氧化硅、滑石、氧化铝、三水合铝(ΑΤΗ)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合；其中该背面填充树脂层包括大约3重量％-大约60重量％的该填料。
2.权利要求1的可成像制品，其进一步包含涂覆到该纸基底的成像面上的成像面非填充树脂层；和结合到该成像面非填充树脂层上的至少一个涂层；其中该成像面非填充树脂层选自低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合。
3.权利要求1的可成像制品，其进一步包含 结合到该纸基底成像面上的成像面填充树脂层；和结合到该成像面填充树脂层和该背面填充树脂层二者上的至少一个涂层； 其中该成像面填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、沸石、二氧化硅、 滑石、氧化铝、三水合铝(ΑΤΗ)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合；并且其中该成像面填充树脂层包括大约3重量％-大约60重量％的该填料。
4.权利要求1的可成像制品，其中该填充树脂层包括大约5重量％-大约50重量％的填料。
5.权利要求1的可成像制品，其中该填充树脂层包括大约10重量％-大约40重量％ 的该填料。
6.权利要求2的可成像制品，其中该至少一个涂层是可溶胀的或者多孔成像层。
7.一种用填充树脂层来涂覆纸基底的方法，其包括步骤 将背面填充树脂层挤出到纸基底的背面上；其中该背面填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、二氧化硅、滑石、氧化铝、三水合铝(ΑΤΗ)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合；并且其中该背面填充树脂层包括大约3重量％-大约60重量％的该填料。
8.权利要求7的方法，其进一步包括将成像面非填充树脂层挤出到纸基底的成像面上；和将至少一个涂层湿涂覆到该成像面非填充树脂层上；其中该成像面非填充树脂层选自低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合。
9.权利要求7的方法，其进一步包括将成像面填充树脂层挤出到该纸基底的成像面上；和将至少一个涂层湿涂覆到该成像面填充树脂层和该背面填充树脂层二者上； 其中该成像面填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、沸石、二氧化硅、滑石、氧化铝、三水合铝(ΑΤΗ)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合；并且其中该成像面填充树脂层包括大约3重量％-大约60重量％的该填料。
10.权利要求7的方法，其中该填充树脂层包括大约5重量％-大约50重量％的该填料。
11.权利要求7的方法，其中该填充树脂层包括大约10重量％-大约40重量％的该填料。
12.权利要求8的方法，其中该至少一个涂层是可溶胀的或者多孔成像层。
13.—种系统，其用于用填充树脂层来涂覆纸基底的一个或者两个面，该系统包含 纸基底；和树脂层挤出机，用于将填充树脂层挤出结合到纸基底的背面； 其中该填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯 (LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、二氧化硅、滑石、氧化铝、三水合铝(ΑΤΗ)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合；并且其中该填充树脂层包括大约3重量％-大约60重量％的该填料。
14.权利要求13的系统，其中当该填充树脂层仅仅结合到纸基底背面时，将非填充树脂层结合到该纸基底的成像面上；其中将至少一个涂层湿涂覆到该非填充树脂层上；并且其中该非填充树脂层选自低密度聚乙烯(LDPE)、和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合。
15.权利要求14的系统，其中该至少一个涂层是可溶胀的或者多孔成像层； 和其中该填充树脂层包括大约5重量％-大约50重量％的该填料。
全文摘要
一种可成像制品，其包括结合到纸基底背面上的背面填充树脂层。该背面填充树脂层包括选自下面的树脂低密度聚乙烯(LDPE)，和低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的组合；和选自下面的填料碳酸钙、沸石、二氧化硅、滑石、氧化铝、三水合铝(ATH)、硅酸钙、高岭土、煅烧粘土及其组合。该背面填充树脂层另外包括大约3重量%-大约60重量%的填料。
文档编号G03C1/76GK102245385SQ200880132358
公开日2011年11月16日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者E. 斯泰臣 C., C. 阿伦索 J., 帕尔 L., 付 X. 申请人:惠普开发有限公司