纸涂布组合物、涂布纸和方法技术

本申请公开了纸涂布组合物、涂布纸和/或纸板，和使用所述纸涂布组合物形成涂布纸和/或纸板的方法。所述纸涂布组合物包含相对于该纸涂布组合物中使用的其他颜料（例如，无机颜料）高含量的中空聚合物颜料。该纸涂布组合物可以提供具有多种所需的特性（例如高光泽度、良好的光滑度、提高的硬挺度），同时使下面的基纸的压实（即永久变形）最小化的涂布纸和/或纸板。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及纸涂布组合物、涂布纸和用于形成涂布纸的方法。
技术介绍
在纸上印刷的文字和/或图像的外观可能受到纸上的涂层的存在的影响。涂层可以含有粘土、顔料和粘合剂的混合物。在将墨水施加到未涂布纸上时，它将被纸吸收。当将墨水施加到涂布纸上时，它将置于涂层上。这种属性使得印刷在涂布纸上的墨水保持明确边缘。結果，涂布纸通常产生更清晰、更亮的图像，并且具有比未涂布纸更好的反射率。在制备涂布纸中，首先将涂层涂覆在基纸上，然后在砑光操作中压实涂布的基纸，以使其更适于印刷。砑光以多种方式影响涂布纸的表面以及整个纸结构。例如，它降低纸的粗糙度。涂布纸粗糙度特别依赖于在砑光过程中纤维网络的变形。粗糙度的降低常常伴随光泽度的増加。纸光泽度是ー种与表面相关的纸性质，主要取决于在砑光中涂层结构的变形。砑光还影响基纸的结构和特性。例如，砑光可能导致基纸的不透明度的损失、硬挺度的降低以及强度的降低。当涂布纸经过苛刻的砑光时尤其如此。涂层可以在砑光过程中精整至高光泽度、光泽度、暗淡或无光泽度(非光泽度的)光洁度。这些光洁度类别的其它细微的变化是可能的。涂布纸也按照亮度和光泽度水平分级。这些级别可以包括优质涂布纸(最亮和最高质量等级的涂布纸)、涂布的#I、涂布的#2、涂布的#3、涂布的#4、涂布的#5、涂布板、涂布激光纸、涂布的ClS (I侧涂布)、涂布的应答卡和涂布的SCA (超级砑光型A)。在本领域一直需要改进不同等级的涂布纸的制备以及用于形成涂布纸的涂布组合物。
技术实现思路
本公开提供纸涂布组合物、涂布纸和/或纸板以及使用纸涂布组合物形成涂布纸和/或纸板的方法的实施方案。如本文中论述，相对于在常规纸涂布组合物中使用的中空聚合物顔料的含量，纸涂布组合物的实施方案含有高含量的中空聚合物顔料。纸涂布组合物可以提供具有多种所需的特性(例如高光泽度、良好的光滑度、提高的硬挺度)的涂布纸和/或纸板，同时最小化下面的基纸的压实(即，永久变形)。结果，本公开的实施方案可以提供具有提高的硬挺度和体积因子值的涂布纸和/或纸板，而采用其它方式，这些值在本公开中实现的光泽度和光滑度的水平下是不可能的。如在本文中使用，纸和/或纸板是指纤维混合的基纸，所述的纤维可以至少部分地包括植物和/或木材纤维，如纤维素、半纤维素、木质素，和/或合成纤维。如所理解的，在纸和/或纸板的基纸组合物中可以包含其它组分。如在本文中使用，纸和/或纸板在其厚度、強度和/或重量方面不同，但是均意在通过本文中提供用以形成涂布纸和/或纸板的纸涂布组合物和方法的实施方案改进。为了促进阅读，短语纸和/或纸板在本文中用术语纸代替，即承认纸包括纸和/或纸板，除非从使用该术语的上下文中清楚看出这样的诠释明显不具有这样的含义。本公开的实施方案包括具有基纸和由本公开的纸涂布组合物形成的涂层的涂布纸。本公开的纸涂布组合物被施加到基纸的第一和/或第二主表面中的至少ー个上。由本公开的纸涂布组合物形成的涂层可以 被用作涂布纸的底涂层、顶涂层和/或在底涂层和顶涂层之间的ー个或多个中间涂层。对于各种实施方案，纸涂布组合物包含粘合剂和相对于在涂布组合物中使用的其它颜料(例如，无机颜料)高含量的中空聚合物顔料。例如，按100重量份全部颜料计，在纸涂布组合物中使用的中空聚合物顔料的高含量可以在约25份至约65份中空聚合物顔料的范围内。如在本文中使用，术语份是指折干计的份，并且如在本领域中已知的，份基于100份颜料。对于本公开而言，术语干燥的意味着基本上不存在液体，并且术语折干计是指干燥材料的重量。例如，顔料的固含量按干燥重量表示，表明它是在已经基本上除去全部挥发材料之后余下的材料的重量。对于各种实施方案，高含量的中空聚合物颜料可以具有各种形式。例如，中空聚合物颜料可以是颜料的离散的单独粒子。在备选的实施方案中，高含量的中空聚合物颜料可以形成为多个离散的中空聚合物顔料的团簇。如本文中使用，团簇是指由多个离散中空聚合物顔料形成的结构，其中两个以上的中空聚合物颜料结合在一起。对于各种实施方案，中空聚合物顔料可以具有大于约I微米的体积中值直径，其由流体动カ色谱法测量。另夕卜，在一些实施方案中，纸涂布组合物可以包含两种具有至少25%的差值的体积中值直径的中空聚合物顔料，所述体积中值直径是通过流体动カ色谱法测量的。然后将具有由纸涂布组合物形成的涂层的基纸砑光以提供低于1.65PPS-H5 (Parker PrintSurf 5)的涂层光滑度。对于各种实施方案，可以使用砑光操作的热辊制备具有这种光滑度的涂布纸，所述砑光操作基本上不将热量加到砑光装置上。如本文中使用，基本上不将热量加到砑光装置上是指除砑光过程中产生的热量和/或被加到砑光装置上以保持恒定操作温度的热量以外，基本上没有额外的热量被加到砑光装置上的操作温度。由此，在一些情况下，基本上不将热量加到砑光装置上可以是约20°C至约65°C，取决于砑光过程。令人惊奇的是，低于I. 65PPS-H5的光滑度是在该砑光操作温度实现的，同时最小程度地压实(即，永久变形)(如果有的话)涂布纸的基纸。除本文中论述的光滑度以外，涂布纸还可以具有高的光泽度。如本文中使用，高光泽度包括65以上的TAPPI光泽度值，该光泽度值是在75°反射角測定的。如本文中使用，ー种、所述、至少ー种和ー种或多种可交換地使用。术语包括及其变体在这些术语出现在说明书和权利要求之处没有限制含义。因此，例如，包含ー种粘合剂的反应物混合物可以被解释为是指粘合剂包含一种或多种粘合剤。术语和/或是指所列举的要素的ー个或全部。同样在本文中，所提及的由端点限定的数值范围包括在该范围内包含的全部数值(例如，I 至 5 包括 1,1. 5、2、2· 75,3,3. 80、4、5 等)。上述的本公开的概述不意在描述本公开的每一个公开的实施方案或者每ー种实施方式。下面更具体的描述示例了说明性的实施方案。在整个申请的数个位置，通过实施例的列举提供了指导方针，所述实施例可以以各种组合的方式使用。在每ー种情形中，列举的名单仅仅作为代表性的组，并且应当不被解释为穷举性的名単。附图说明图1A-1D是在预涂布的基纸上涂布根据本公开的ー个实施方案的纸涂布组合物的扫描电子显微镜(SEM)图像。图IA和IB是处于未砑光状态的涂布纸的图像(以不同的放大倍率拍摄)。图IC和ID是处于砑光状态(在65. 6°C,140kN/m)的涂布纸的图像(以不同的放大倍率拍摄)。具体实施例方式本公开提供纸涂布组合物、涂布纸和形成具有由纸涂布组合物形成的涂层的涂布纸的方法的实施方案。如本文中论述，中空聚合物颜料相对于其它颜料(例如，无机颜料)以高含量使用允许在砑光过程中纸涂布组合物相对于基纸优先经历永久变形。本公开的涂布组合物可以提供具有多种适宜的特性(例如，高光泽度、良好的光滑度)、同时使下面的基纸的压实(即，永久变形)最小化的涂布纸。因为基纸在砑光过程中可以经历最小(如果有的话)的压实，因此基纸可以保持其自砑光过程之前起的原始硬挺度以及整体性质，同时被提供有赋予65以上的光泽度(在75°反射角下的TAPPI光泽度值)和低于I. 65PPS-H5 (Parker PrintSurf 5)的光滑度的涂层。另外，纸涂布组合物几乎不造成砑光累积(buildup)，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2007.06.18 US 60/936,1551.一种涂布纸或纸板，其包括基纸，所述基纸具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面； 在第一和第二主表面中的至少一个上由涂层制剂形成的涂层，所述涂层制剂具有 粘合剂；和 按100重量份的全部颜料计为约25份至约65份的中空聚合物颜料，所述100份颜料的其余部分为其它颜料；并且 所述涂层的光滑度小于I. 65PPS-H5。2.权利要求I所述的涂布纸或纸板，其中所述涂布纸或纸板的硬挺度因子为至少约O. 5Gurley/ ((PPS-SlO) (g/m2))，所述硬挺度因子通过复合硬挺度值除以所述涂层的光滑度和所述基纸的纸张定量的乘积计算。3.权利要求I所述的涂布纸或纸板，其中所述涂布纸或纸板的体积因子为至少约Imm/ (g/m2)。4.权利要求I所述的涂布纸或纸板，其中按100重量份的全部颜料计，所述中空聚合物颜料的量在约30份至约50份的范围内。5.权利要求I所述的涂布纸或纸板，其中相对于所述涂层的未变形的中空聚合物颜料，所述中空聚合物颜料的至少50%变形。6.权利要求5所述的涂布纸或纸板，其中相对于接受所述涂层之前的所述基纸的初始厚度，所述涂布纸的所述基纸的厚度基本上保持不变。7.权利要求5所述的涂布纸或纸板，其中相对于接受所述涂层之前的所述基纸的初始厚度，所述涂布纸的所述基纸的厚度变化不大于约10%。8.权利要求I所述的涂布纸或纸板，其中所述涂层的所述中空聚合物颜料形成含多个离散的中空聚合物颜料的团簇，所述团簇的每一个的体积中值直径大于约I微米，所述体积中值直径是通过流体动力色谱法测量的。9.权利要求I所述的涂布纸或纸板，所述涂布纸或纸板还包括在所述基纸和所述涂层之间的底涂层。10.一种制备涂布纸或纸板的方法，所述方法包括 使用涂布组合物涂布基纸的至少一侧，其中所述涂布组合物包含 粘合剂；和 按100重量份的全部颜料计为约25份至约65份的中空聚合物颜料，所述100份颜料的其余部分为其它颜料；并且 对所述基纸上的所述涂布组合物进行砑光，以使所述基纸上的所述涂层的光滑度小于I.65PPS-H5。11.权利要求10所述的方法，其中涂布所述基纸产生所述基纸上的涂层厚度，并且使所述基纸上的所述涂布组合物通过砑光装置包括压缩所述涂布组合物以使所述涂层厚度减小至少20%。12.权利要求11所述的方法，其中压缩所述涂布组合物包括在整个涂层厚度上均匀地压缩所述涂布组合物。13.权利要求11所述的方法，其中在处理所述基纸上的所述涂布组合物之前，所述基纸具有初始厚度，其中使所述基纸上的所述涂布组合物通过砑光装置包括所述基纸的所述初始厚度的压缩量相对于所述初始厚度不大于约10%。14.权利要求11所述的方法，其中在处理所述基纸上的所述涂布组合物之前，所述基纸具有初始厚度，其中使所述基纸上的所述涂布组合物通过砑光装置包括保持所述基纸的所述初始厚度。15.权利要求10所述的方法，其中处理所述基纸上的所述涂布组合物包括使至少50 %的中空聚合物颜料变形。16.权利要求10所述的方法，其中使用所述涂布组合物涂布所述基纸的至少一侧包括以约O...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·P·凯利，马克·J·波洛克，霍利·L·邓尼尔，约翰·G·察瓦拉斯，詹姆斯·G·加洛韦，小阿兰·B·沙皮，蒂莫西·M·德林杰，约翰·A·洛佩尔三世，格雷格·W·韦尔施，
申请(专利权)人：欧美诺华解决方案公司，
类型：发明
国别省市：