专利名称：超高不透明的涂布片材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及超高不透明的涂布片材及其制造方法。
背景技术：
超高不透明的涂布片材在多个应用领域中被广泛地应用，在这些应用领域中，要求片材必须是可印刷的，而且在同等的每平米重量下，要求该片材的不透明度必须比常规涂布片材高。
一种已知类型的超高不透明的涂布片材是如下制成的采用常规的气刀涂布器、拖刀涂布器或计量棒涂布器对三层纸基的两表面中至少一个表面进行涂布，以制造超高不透明的涂布片材，优选的三层纸基的中间层为灰纸层，通过吸收光使其具有超高不透明度，周围两层为白纸层，其上有一层或多层白色涂层，使得超高不透明的涂布片材外观为白色并且均一。
这种制造技术的缺点是用于多层纸制造的造纸机操作困难并且运行成本高，在低克重纸的制造中情况尤为如此。
另一种已知类型的超高不透明的涂布片材是如下制造的采用黑色粘合剂将至少两层白色涂布纸相互粘合在一起，同样地，在这种超高不透明的涂布片材中，利用黑色对光进行吸收使其具有超高不透明度，同时具有白色和均一的外观。
这种技术的缺点在于，因粘合剂的选择以及用量等方面的原因，常常使粘合步骤操作困难，制造速度慢，有时还会造成各纸层间粘合缺陷。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种超高不透明的涂布片材，其制造成本最低并且制造速度快，同时避免了现有技术中的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种表面性能非常好的超高不透明的涂布片材。
具体而言，本发明的发明者试图采用应用最为广泛的制造设备、特别是用于单层纸制造的造纸机来制造超高不透明的涂布片材，并且减少制造步骤，特别是省去粘合的步骤。
在考虑到上述情况后，本发明的发明者试图提供一种由单层有色材料制成的不透明基材，并在基材的至少一个表面上涂布一层或多层白色涂层。
该有色基材用于阻断光的通过，这是获得所需不透明度的基本条件。
基材颜色的强度和色调依据最终用途以及光吸收所需的不透明度而定，优选地，基材的颜色为或深或浅的灰色、或深或浅的黑色。
依据最终用途，在本发明单层有色基材的一个或两个表面上进行涂布，以此得到白色和均一的外观，以及优良的可印刷性。
为获得均一的表面涂布效果，本发明的发明者采用了造纸工业中的现代涂布技术，均一的表面涂布效果是获得优良的不透明度和最终印刷效果所必须的。
在有色基材表面涂布一层或多层白色涂层的尝试中，采用多种技术，特别是广泛应用的气刀涂布法或钢刀涂布法时，所得产品不具有均一的整个外观，但本发明的发明者发现，采用一种在当今造纸工业中极少使用的涂布技术，即帘式涂布法，可以制造出所需的具有均一外观的超高不透明的涂布片材。
本发明的发明者还发现，在达到所述不透明度的情况下，这种方法降低了着色剂的用量。
帘式涂布法是一种预设剂量的涂布方法，在摄影工业中应用已超过20年。开发这种技术的目的是用于制作需要涂布多个不同涂层、一般为8至10个涂层的照相胶片，同时对于表面性能和涂层的厚度都有严格的限制。
帘式涂布法基于涂布流体在表面上的自由流动，其中涂布头位于被涂布表面之上10至25cm。
依据涂布流体的性质对涂布头进行选型，从而在机器的运行方向或横向上获得尽可能最为均一的膜厚。
通常使用两种类型的涂布头如
图1和图2所示，分别为带有狭缝的涂布头和带有滑动面的涂布头。
帘式涂布法的一个优点是有可能同时涂布二层或多层涂层。
在实际操作中，由于结构上的限制，带有狭缝的涂布头最多涂布2或3层，而带有滑动面的涂布头可以同时涂布多于10层的涂层。
另外一个优点是涂布头与基材不接触，这一点与刀涂不一样。
这种方法消除了在涂布过程中施加于基材上的作用力，该作用力可造成机器故障，特别是对于机器速度的提高具有不可忽略的影响，从而可以降低生产成本。
因此，本发明的目的是一种由单层材料制成的有色基材构成的超高不透明的涂布片材，其中所述基材在其至少一个表面上涂布有一层或多层白色或浅色的有色涂层。
术语有色涂层指常用于涂布印刷—书写纸的组合物(主要包含颜料和粘合剂)。涂层的数目、精确组成以及每平米重量依据超高不透明的涂布片材的最终用途而定。
在本发明的一个具体的实施方案中，如果涂布片材的克重小于300g/m2，则涂布片材的超高不透明度指数大于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，则超高不透明度指数大于94，有利地大于或等于98。
在发明描述中将进一步解释超高不透明度指数。
在本发明的另一个实施方案中，采用标准ISO 11475进行测定，涂布片材的白度大于75，优选大于或等于78。
在本发明的一个优选实施方案中，单层材料是一种基于纤维素纤维的纸。
在本发明的另一种变化形式中，单层材料是一种有色塑料膜或者是一种具有有色不透明预涂层的塑料膜。
纸质或塑料单层材料的每平米重量直接取决于其用途，可在50至500g/m2之间。
本发明的另一目的是提供一种制备上述涂布片材的方法，其中第一步是提供由单层材料制成的有色基材，然后在该基材的至少一个表面上涂布一层或多层白色涂层。
在本发明的一个优选实施方案中，利用一种帘式涂布头实现白色涂层的涂布。
根据本发明的一个具体实施方案，不透明着色是提供在整个纸层纸掺入不透明颜料而形成的。
在本发明的另一个具体的实施方案中，利用施胶压头或一种涂布装置，优选为帘式涂布头，在纸表面上预涂布不透明颜料实现不透明着色，优选利用同一个帘式涂布头同时涂布白色涂层。
在本发明的另一个实施方案中，单层材料是一种有色塑料膜或者是一种具有有色不透明预涂层的塑料膜。
在本发明的一个优选实施方案中，着色材料为炭黑。
本发明还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扑克牌。
虽然本发明的目的是白色超高不透明的涂布片材，但本发明也可以扩展到浅色或淡色不透明度涂布片材的制备，仅仅在涂层颜料方面作改变而不影响发明的实质内容。
具体实施例方式
以下的对比实施例及其最终用途用于描述本发明。
由于其用途的原因，本发明的超高不透明的涂布片材对于光透射的遮蔽能力过强，使得采用商品分光光度计不能进行测量。当背光为或强或弱的自然光或人造光时，为克服这一困难而且在目视的条件下获得明显的和可重复的测量结果，本发明的发明者开发出以下的测试系统入射光源由白炽灯、透明玻璃泡组成，从Philips公司购得，规格为60W-220V。将待测不透明度的涂布片材置于a)在光源端，一个直径为12mm的薄膜，b)在另一端，20mm的照度计传感器之间并与之接触，其中照度计购自Gossen公司，采用Mavolux数字式参考。在放置涂布片材以前，调整位于薄膜中心的照度计传感器和光源间的距离，使得如果不存在涂布片材，照度计中直接入射光的读数为14000lux，然后记录放置涂布片材后透射光的值L，单位为lux。按下式定义的“超高不透明度指数”对涂布片材的不透明度进行定量超高不透明度指数＝100×(1-L/14000)为描述起见，采用本发明方法对常规涂白纸，换而言之对非超高不透明的涂布片材进行测定，结果每平米130克的纸的超高不透明度指数为77，而每平米300克的纸的超高不透明度指数为94。
采用购自Techpap公司的Kheops仪器评价各涂布片材表面的外观均匀性。该仪器采用CCD照相机对表面上颜色和亮度的差别进行成像分析，记录所得的总值，其中数值越低均一性越好。
在取消紫外照明的条件下，按照标准ISO 11475测量各涂布片材的白度。
用于印刷—书写应用的对照例1a、1c以及本发明的实施例1b实施例1a
现有技术中的超高不透明的涂布片材由双层机制纸基组成，其中一层为提供不透明度的灰纸层，另一层为白纸层，在白纸层的外表面采用钢刀涂布法涂布白色涂层，其是由90％碳酸钙和10％聚苯乙烯—丁二烯乳胶组成的混合物，使所述涂布片材1a的表面性能达到印刷—书写的要求。
实施例1b本发明的超高不透明的涂布片材1b的克重与涂布片材1a相似，由克重为100g/m2的灰色单层纸制成，其中采用帘式涂布法在其两面涂布每平米10克的预涂层，完成单层纸的不透明着色，其中以干重计，所述涂层含0.05份炭黑和100份由90％碳酸钙和10％聚苯乙烯—丁二烯乳胶组成的混合物。
然后对着色的单层基材进行涂布，仍然采用帘式涂布法，其两面涂布每平米10克与实施例1a相同的白色涂层。
实施例1c采用钢刀涂布法对涂布片材1b中的着色单层基材进行涂布，每面涂布每平米10克涂布片材1b中的印刷—书写涂层，以此制备不同于本发明的另外一种超高不透明的涂布片材1c。
表1 三种涂布片材光学性质的对比
虽然本发明的涂布片材1b克重略低，与采用更为复杂(两层)的制造技术制作的现有技术的涂布片材相比，本发明涂布片材的不透明度更高，更白并且表面更为均一。
采用钢刀涂布法制造的单层涂布片材1c的表面均一程度不高。
用于扑克牌的对照例2a以及本发明的实施例2b实施例2a采用黑色粘合剂粘和两层涂白纸，制备现有技术中的超高不透明的涂布片材，其中以干重为计，每平米含0.24g炭黑。
实施例2b本发明的超高不透明的涂布片材2b的克重与涂布片材2a完全相同，由克重为240g/m2的灰—黑色单层纸制成，其中采用实施例1b中的方法在其两面涂布每平米5克的预涂层，完成单层纸的不透明着色，其中以干重为计，所述涂层含0.5份炭黑和100份实施例1b中的混合物。
然后对着色的单层基材进行涂布，仍然采用帘式涂布法，其两面涂布每平米30克与实施例1b相同的白色涂层。
表2 两种涂布片材光学性质的对比
无需采用附加的粘合操作制成的本发明的涂布片材2b与现有技术中的涂布片材2a表面性能(白度、均一性)相同。
这两种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，从材料成本和再生利用的可能性角度考虑，这种情况具有明显的经济性。
权利要求
1.一种超高不透明的涂布片材，其特征在于包含由单层材料制成的着色基材，所述基材在其至少一个表面上涂布有一层或多层白色涂层。
2.如上述权利要求所述的涂布片材，其特征在于当该涂布片材的克重小于300g/m2时，其超高不透明度指数大于92，并且有利地大于或等于94，而当其克重大于或等于300g/m2时，其超高不透明度指数大于94，有利地大于或等于98。
3.如权利要求1或2所述的涂布片材，其特征在于采用标准ISO11475测定的白度大于75，优选大于或等于78。
4.如上述权利要求之一所述的涂布片材，其特征在于所述单层材料是一种基于纤维素纤维的纸。
5.如权利要求1-3之一所述的涂布片材，其特征在于所述单层材料是一种塑料膜。
6.如上述权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将单层材料制成着色基材，然后在该基材的至少一个表面上涂布一层或多层白色涂层。
7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于利用帘式涂布头实现白色涂层的涂布。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述单层材料是一种基于纤维素纤维的纸。
9.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于不透明化是通过在整个纸中掺入不透明颜料而得到的。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于不透明化是利用施胶压头或一种涂布装置在纸上预涂布不透明颜料而实现的。
11.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于用于不透明颜料预涂布的涂布装置是一种帘式涂布头，优选利用同一帘式涂布头，在涂布如权利要求7所述的白色涂层的同时涂布预涂层。
12.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述单层材料是一种着色塑料膜或者是一种具有着色不透明预涂层的塑料膜。
13.如权利要求6-12之一所述的方法，其特征在于所用的着色材料为炭黑。
14.采用如权利要求6-13之一所述的方法或利用如权利要求1-5之一所述的涂布片材作原料制成的扑克牌。
全文摘要
本发明涉及一种超高不透明的涂布片材，其特征在于包含由单层材料制成的着色基材，所述基材在其至少一个表面上涂布有一层或多层白色涂层。本发明还涉及该超高不透明的涂布片材的制造方法。
文档编号D21H21/28GK1623020SQ03802780
公开日2005年6月1日 申请日期2003年1月21日 优先权日2002年1月25日
发明者洛朗斯·阿瓦泽里, 热罗姆·博尔多 申请人:阿尔若威金斯涂布纸业公司