高速印刷作業用組成物的製作方法

2023-10-26 19:50:22 2

專利名稱：高速印刷作業用組成物的製作方法
技術領域：
本發明廣泛涉及印刷裝置以及更特別地涉及在巻筒紙上高速印刷的裝置。
背景技術：
在紙上塗布和/或塗膜可以使紙具有許多有利的特徵，諸如增進光澤，較 高的電刻繪製清晰度，增進印刷色度，等等。
在一些情況下，熱致信息自動記錄儀的熱敏紙是由含有硬脂酸鋅和乙基 纖維素塗層的紙基製備的。該記錄方式可通過形成含有70-75重量％硬脂酸 鋅和25-30重量％乙基纖維素的塗層進行加速。乙基纖維素溶解於乙醇，並 與硬脂酸鋅混合。由此產生的乳膠體進一步塗敷在紙基上，然後乾燥。該塗 層的重量是3-4.5 g/m2。
在其它情況下，例如，熱敏記錄材料可通過在熱表面不粘性的紙上塗布 一種無色的發色材料來製備。其它各種塗布組分包括分布在聚乙烯醇中的雙酚、填充料、不粘的蠟，以及潤滑劑，如硬脂酸鋅。其它不溶於水的鈣、鐵、 鈷、鎳、鋁、錳、鉛等的硬脂酸鹽也可以混用。
在進一步的情況下，用作包裝的防水汽紙也是一種通過塗敷形成的塗層 組合物，其塗層主要含有一種增塑樹脂和乙基纖維素蠟化合物。該塗層混合 物可能還有苯並呋喃茚樹脂、乙基纖維素、松脂及聚異丁烯增塑劑、石蠟和 硬脂酸鋅。
在進一步的情況下，在用於製造有塗層紙的方法中，將一種塗層組合物 塗敷在一種巻筒紙上，形成一層濾餅。過量的組合物在通行中被位於巻筒紙 上方的柔韌刮刷除去，結果在紙上形成光滑的塗層。然後，該塗有塗層的紙 經過乾燥機，以乾燥該塗層。
在又進一步的情況下，成像儀使用的一種顯像劑，含有第一種潤滑脂， 優選為硬脂酸鋅的金屬皂。該成像儀的顯像劑可進一步含有第二種潤滑脂， 由一個清洗刷塗敷在感光器的表面。該第二種潤滑劑優選與第一種相同。
串聯印刷裝置，包括印刷、切割、堆放，以及插入工作檯等。對紙的屬 性提出了新的要求以獲得並保持高效運行。紙張調整臺在串聯印刷裝置中有 助於保證串聯印刷裝置的高效運行。

發明內容
本專利公開的一部分是一個防粘連組合物含有約75重量％至約99重 量％的硬脂酸金屬鹽、約1重量％至約25重量％的硬脂酸以及任意餘量的 添加劑。該防粘連組合物可形成一個塊料，塗敷於巻筒紙以降低該紙張的粘 連性。
本專利公開的另一部分是一個防粘連劑，該防粘連劑是一個由約95重 量％至約97重量％的硬脂酸鋅、約3重量％至約5重量％的硬脂酸，以及 約0重量％至約1.5重量％的一種纖維素材料組成的均勻固體混合物。該纖 維素材料的纖維的平均長度約120微米和平均寬度約20微米。該防粘連組合物可形成一個塊料，塗敷於巻筒紙以降低該紙的粘連性。
本專利公開的另一部分是一種用於改進從巻筒紙切割成單張紙後的紙 張操作性能的方法。該方法使用有效量的塗層組合物塗布巻筒紙表面，然後
將巻筒紙切割成為單張紙。該塗層組合物含有約75重量％至約99重量％的 硬脂酸金屬鹽和約1重量％至約25重量％的硬脂酸。


圖l是印刷裝置的側視圖。
圖2是塗層組合物的一個實施例的等比例視圖。
具體實施例方式
本專利公開直接有助於簡化在串聯裝置上印刷紙張的處理。圖1顯示了 一個串聯印刷裝置10的實例，該串聯印刷裝置由兩個主要成像單元12和14 構成，其中第一成像單元12在巻筒紙16的第一邊，而第二成像單元14則 在該巻筒紙的第二邊。紙張途徑18 (在本例中為從左至右)通過成像單元 12和14，以致巻筒紙16不需要轉向可進行雙面印刷。如有必要，只需一個 單一成像單元就可以在巻筒紙16上實施單一印刷。印刷裝置10的布局是考 慮該印刷裝置的功能最大化和/或使該印刷裝置的特殊化，可用特殊塗敷操 作。
印刷裝置10的調控可以通過在專業領域已知的方法來進行。例如，伺 服機構控制滾筒20可用於控制紙巻筒16的移動通過印刷裝置10。此外，紙 的張力可以用一個或多個傳感滾輪22監控。在第一成像單元12之前和後繼 的傳感器(未顯示)在每一個伴隨成像單元12和14的滾筒20中和/或沿紙 張途徑18的位移中實施監控。聯接到印刷裝置10的一個或多個程序可控邏 輯控制器24可以在傳感滾論22和/或各個滾筒20處通過微調該滾輪及滾筒 的旋轉速度來調節該張力。巻筒紙16的張力可以在各成像單元12和14調節以補償該紙巻筒在印刷時的特徵變化。滾筒20的表面可具有某種結構， 可使巻筒紙16與該滾筒的摩擦力能夠保證該滾筒的旋轉，並驅動紙張而不 打滑。
印刷裝置10用來生產疊堆的和印刷好的紙張。紙張鋪設裝置26通常用 在印刷裝置10的傳送末端，即切割巻筒紙16成預定尺寸的紙張。該鋪設裝 置或切割器26可以進行有計劃的調節以保證生產出正確尺寸的印張。此外， 一個或多個可選擇的打孔裝置(未顯示)可以包括在印刷裝置10的傳送末 端，對所選印張按平行於巻筒紙張途徑18的方向和/或垂直的方向進行打洞。 美國專利No. 5,797,305和No. 6,460,441描述了這樣的打孔裝置的實例，在 此被列為參照資料。
由疊堆器28疊堆的紙張可進一步用另一個稱作插入器(未顯示)的裝 置來操控，由此紙張可以與其它印刷的紙張組合，並插入信封內，等等。例 如， 一種高速插入器可以用來進一步整理和/或分配一疊堆印刷好的紙張。用 上述的插入器時，紙張用調色技術進行印刷，包括使用電子攝影術(例如， 靜電印刷術)和離子沉積。調色印刷的特徵是用調色劑印刷一頁具有光滑的 表層，這也可降低一個疊堆中相鄰紙張間的摩擦係數。在調色印刷的紙張中 的摩擦係數也能降低，這是由於在體系中使用壓力轉換中的壓延效應，以及 在調色劑熔解過程中的潤滑作用和/或在調色劑自身內部存在潤滑劑。降低摩 擦可使一個插入器從一個疊堆高速揀出單一紙張而沒有粘連。相反，墨水噴 射印刷一般不產生一個光滑的表層，也沒有伴隨調色印刷的上述潤滑效應。 一般的插入器不可能從一個疊堆的印刷紙張中以期望的速率揀出單一的印 刷紙張，而沒有產生如阻塞等問題，導致較大的風險。
當使用無調色劑基礎的串聯印刷體系時，處理已印刷紙張可能會有潛在 問題。因此增加一個潤滑步驟可大大簡化已印刷紙張的處理。例如， 一個潤 滑步驟可以包含塗層組合物對紙巻筒16的塗敷操作和/或通過塗布工作檯30 切割紙張。紙巻筒16可以在該紙巻筒切割成單一紙張之前和/或之後進行塗敷，因此該紙張可以通過插入器處理成合乎要求的形狀。
在一個實施例中，固體塗層組合物可以含有一個或多個脂肪酸，如硬脂 酸，的一個或多個金屬鹽。其它脂肪酸，如棕櫚酸和/或十四垸酸，等等也可 用於該塗層組合物。可適用的硬脂酸金屬鹽的例子包括鹼金屬、鹼土金屬和 /或過渡金屬鹽以及其混合物。硬脂酸鹼金屬鹽的例子包括硬脂酸鈉和硬脂酸 鋰。硬脂酸鹼土金屬鹽的例子包括硬脂酸鎂和硬脂酸鈣。硬脂酸過渡金屬鹽 的例子包括硬脂酸鎘和硬脂酸鋅。在本專利公開中，多種硬脂酸金屬鹽可以 考慮使用的，但那些毒性較小的是更為可取。固體塗布組合物可以形成塊料， 具有任何尺寸和形狀。此外，該塊料可以按配方製造成均勻的、層狀濃度變 化的和/或梯度狀濃度變化的.。
在另一實施例中，固體塗層組合物是一個混合物可以含有硬脂酸鋅、硬
脂酸和任意一個添加劑。在此使用的硬脂酸鋅的例子有Crompton/Chemtura 的Zinc Stearate LG-3 (CAS# 557-05-1)。在此使用的硬脂酸的例子有 Acme-Hardesty的60R Rubber Grade Stearic Acid (以植物為基礎的；CAS# 68440-15-3)。硬脂酸鋅的含量從約1%至約99%，或從約50%至約98°%， 或從約90%至約97%，或大於或等於約90%，或大於或等於約95%，或大 於或等於約97%，或大於或等於約99%，均按該組合物的重量百分數計。 硬脂酸的含量從約0%至約99% ，或從約1 %至約50% ，或從約1 %至約30% ， 或少於或等於約50%，或少於或等於約30%，或少於或等於約25%，或在 約1。％和約25%之間，均按該組合物的重量百分數計。所用添加劑的含量從 約0%至約99%，均按該組合物的重量百分數計。
在另一個實施例中，固體塗布劑是一個含有硬脂酸鋅和一種纖維材料的 混合物。在此使用的纖維材料的例子有CreaFill Fibers Corp.的Createch TC 150和TC90。在此使用的附加纖維材料有聚乙烯纖維，如Honeywell International Inc.的Spectra 。在此使用的纖維材料的含量從約0%至約99%, 或從約0.1%至約50%，或從約0.5%至約30%，或少於或等於約50%，或
8少於或等於約25%，或少於或等於約15%，或在約0.5%和約10%之間，均 按該組合物的重量百分數計。
本專利公開的塗層組合物所用的添加劑包括例如，硬脂酸、纖維材料
和有機矽化合物。在此考慮的附加添加劑包括例如，粘合劑、聚合物、樹
脂、熱敏劑、合成材料、單體、固體、液體、氣體、表面活性劑、抗靜電劑、 著色劑、漂白劑、乾燥劑、潤溼劑、潤滑劑、疏水劑、親水劑、上光劑、褪
光劑、醇、肥皂、洗滌劑、固化劑、蠟、油、填充劑、pH調節劑、密封劑、
防腐劑、紫外線阻斷劑、質地改良劑、脂肪酸、纖維素、聚矽氧垸、特氟隆
(Teflon⑧)、鹽、金屬、增塑劑、增粘劑、抗阻塞劑、溶劑和/或它們的混合 物。
在此考慮的附加添加劑還包括化學指示劑，用來指示紙張上的塗布組合 物的覆蓋程度。適用的化學指示劑包括在紅外線、紫外線和/或螢光光譜中能 檢出的化學產品例如，染料、顏料和其它染色劑。進一步展望有短效的化 學指示劑，用可見光譜和/或不可見光譜檢測或藉助於其它技術進行檢測。短
效指示劑還包括那些對本技術領域人員是己知的技術方法例如，升華和/
或汽化、衰減、變色等。
可以用模具把固體塗布組合物模製成如下所述的塊料。另外， 一個塊料 可以伴隨一個或多個整體的和/或表面的傳感器，而該傳感器是用來提供來自
和/或有關該塊料的反饋。例如，塊料的有效使用期。如圖2所示，塊料40 顯示與傳感器42有關。在製造過程中， 一個或多個傳感器可預先置於固體 塗層組合物的模具內，在塊料固化的情況下這些傳感器接著會被固定在該塊 料內，隨後從模具中脫離。或者在混合物加入模具後但未固化前加入傳感器。 一個或多個傳感器在塊料已固化後也可以用於該塊料的內部和/或外部。此 外，如下所述，傳感器42也可以是塗敷工作檯30和/或組合物塗布機的一個 元件。
該傳感器也可用於監測塊料的溫度、內部壓力、塊料尺寸和/或塊料的其
9它特徵。這些特徵能提供有關塊料的使用壽命、塊料的完整性、塗層組合物 的塗敷等的信息。可用的壓力傳感器和熱敏傳感器的例子包括已知的壓電傳
感器、半導體溫度計、熱電偶、電阻溫度計等。由傳感器42收集的信息送 到程序可控邏輯控制器24，然後適當地調節控制印刷過程的特徵數據去維持 理想的印刷條件。例如，如果該塗敷操作的壓力太大和/或該塗層組合物塊料 的溫度太高，固體塗層組合物塊料在塗敷工作檯30對紙巻筒16進行塗敷操 作的壓力可通過程序可控邏輯控制器24減小。用於紙巻筒16的固體塗層組 合物的數量可以進行調節，以達到該固體塗層組合物塊料的最大使用壽命， 同時對紙巻筒提供足夠的潤滑作用。
印刷裝置10在沿著紙張途徑18的任何地方可裝有塗敷工作檯30，用以 提高印刷體系的功能。例如，在加工時和/或加工後提供適當的紙摩擦。塗敷 工作檯30可以放在一個或多個成像元件12和14的下遊，但在紙巻筒切割 器26的前面。另外，可用一種在此描述的塗層組合物對紙巻筒16進行預塗 敷和/或在引進入印刷裝置IO之前經其他的處理。在這種情況中，該印刷體 系可以用一種額外的塗布或可以先進行這種塗敷操作。
使用通過塗敷工作檯30塗敷塗層組合物的機制應符合於該塗層組合物 的配方。根據一個或多個使用配方，塗敷工作檯30可含有吸收材料、篩子、 刷子、巻筒、帶狀物、刮刀或類似的敷貼器、擠壓機、標記、固定件、託架。 模具和/或固定器用以固定一個固體塗層組合物或任一組合的塊料。塗布機可 能主要是靜止的，例如固定好的託架可有受限制的活動，例如是走向該紙巻 筒16以及從那裡離開。該塗布機也可能是動態的，例如，可有多方向的活 動，如允許對於紙巻筒16具有簡單地和/或複雜地應用模式的活動。其它已 知的合適塗布機也可以使用。
塗層組合物的塗敷操作可以直接進行，例如將固體塗層組合物的塊料與 紙巻筒16在紙巻筒經過塗敷工作檯30時接觸。這樣的塗敷過程一般會導致 薄層沉積和/或由固體塊料在紙巻筒上16形成該固體塗層組合物的薄層。塗層組合物的間接塗敷可將塗層組合物首先塗敷在刷子、滾筒和/或其它適當的
塗布機上。然後再用塗布機塗在紙巻筒16上。此外，塗層組合物的塗敷操 作可以在紙巻筒16的一面或兩面進行。再者，塗敷操作可以塗敷紙巻筒16 的一個整邊或可能只指向該邊的一部分。例如，塗層組合物可以塗成一個或 多個點、帶、波浪圖形、任意圖形、各種尺碼的標誌等等。可以由程序可控 邏輯控制器24來控制塗敷工作檯30產生各種塗敷式樣。在塗層組合物的雙 聯式(兩面)塗敷操作的情況下，印刷裝置10可使用兩個塗敷工作檯30。 同樣，可調節紙張途經18並使用具有複數塗敷界面(未顯示)的單一塗敷 工作檯30在紙巻筒上進行塗層組合物的兩面塗敷。此外，塗敷工作檯30可 以塗敷任一型號的塗層組合物，也可以複合塗敷一種或多種相似的或不同的 如前所述的塗層組合物。
可用調節塗層組合物的塗敷速率來控制塗敷到紙巻筒16上塗層組合物 的量。在實施例中，塗層組合物的塗敷速率可以通過調節該塗層組合物塗敷 到紙巻筒16所用的壓力來控制。此外，塗層組合物的塗敷速率可以通過降 低相對於紙巻筒16轉速的塗層組合物塗敷速率來調節。而且，塗層組合物 的塗敷操作也可通過改變其配方的特徵，如固體塗層組合物的硬度來控制。 例如，和較軟的固體塗層組合物相比，使用高硬度的固體塗層組合物可在同 樣的條件下降低塗層組合物對紙巻筒16的塗敷速率。同樣也可使用其它在 技術領域已知的方法來調節塗層組合物在紙巻筒16上的塗敷量。
塗層組合物的塗敷操作可以在適當的環境條件下進行，例如室溫。塗層 組合物的塗敷操作也可以在比室溫更溫暖和/或更冷的條件下進行。這種溫度 變化可以在塗層組合物的塗敷操作之前和/或之後通過對紙本身加熱和/或冷 卻來實現，也可通過對該塗層組合物本身加熱和/或冷卻來實現。塗布工作檯 30可以帶有能加熱和/或冷卻的部件，用以調節塗層組合物的溫度。
實例1:本實例是一個塗層組合物的具體說明。按配方制一個含有硬 脂酸鋅和硬脂酸的固體塗層組合物塊料。首先一併熔化硬脂酸鋅粉末(Zinc
iiStearateLG-3)和硬脂酸(60R Rubber Grade)，並徹底拌合熔化混合料形成 一個均勻混合物。然後將該混合物傾注入一個己經加熱到與該混合物相同溫 度的模具中，該模具及其中的該混合物都被冷卻到室溫。所得塗層組合物塊 料含有95 %至97%的硬脂酸鋅和3。％至5%的硬脂酸。
實例2: 本實例是一個固體塗層組合物塊料的進一步具體說明。硬脂 酸鋅和纖維素的塊料是用實例1相似的方法製備的。熔化Zinc Steamte LG-3 粉末，再將Createch TC 150纖維素纖維混入熔化的硬脂酸鋅中。此後，將 混合物傾注入一個用電加熱到與該混合物相同溫度的模具中，該模具及其中 的該混合物兩者都被冷卻到室溫。所得到的塗層組合物塊料含有98.5%的硬 脂酸鋅和1.25%的纖維素纖維。
工業適用性
本發明提供了一種有助於降低紙張粘連的塗層組合物。例如，該塗層組 合物可以在一個串聯的印刷過程中對巻筒紙進行塗敷。在對塗敷的紙張進行 切割和堆放時，可用一個插入器容易地操作單張紙，因而加速了印刷製品的 生產。
由上述的說明看來，本發明顯然在技術領域裡提出了眾多的改進。而本 說明應被認為僅僅是說明性的，而且是為下述目的而提出的。該目的就是使 那些具有技術的人員能夠使用本發明進行製作以及去講授實現上述事物的 最佳方法。在此引用的所有專利和其它參照資料均以整體作為本申請的參照 資料。
權利要求
1、一種防粘連組合物，該防粘連組合物含有約75重量％至約99重量％的一種硬脂酸金屬鹽；約1重量％至約25重量％的硬脂酸；以及剩餘量的任意添加劑；其中該防粘連組合物可製成一種塊料，並塗敷在捲筒紙上以降低紙張的粘連性。
2、 權利要求1所述的防粘連組合物，其中金屬鹽是鋅鹽。
3、 權利要求2所述的防粘連組合物，其中該防粘連組合物以重量百分 數計含有約90%至約98%的硬脂酸鋅以及約2%至約10%的硬脂酸。
4、 權利要求3所述的防粘連組合物，其中該防粘連組合物含有約95% 至約97%的硬脂酸鋅以及約3%至約5%的硬脂酸。
5、 權利要求1所述的防粘連組合物，其中該防粘連組合物被配製成均 勻的固體。
6、 權利要求1所述的防粘連組合物，其中該防粘連組合物可製成一個 固體塊料。
7、 權利要求6所述的防粘連組合物，其中該固體塊料帶有與此有關的 傳感裝置。
8、 權利要求1所述的防粘連組合物進一步含有一種有效量的化學物質， 該化學物質能提供該巻筒紙已被塗布的指示。
9、 一種防粘連組合物，該防粘連組合物含有約90%至約99.5%的一 種硬脂酸金屬鹽；以及約0.5%至約10%的纖維材料，其中該防粘連組合物 可製成一種塊料，並塗敷在巻筒紙上以降低紙張的粘連性。
10、 權利要求9所述的防粘連組合物，其中的金屬鹽是鋅鹽。
11、 權利要求9所述的防粘連組合物,其中該防粘連組合物含有約95% 至約99%的硬脂酸鋅；和約1%至約5%的纖維材料。
12、 權利要求9所述的防粘連組合物，其中該防粘連組合物含有約 98.75%的硬脂酸鋅；和約1.25%的纖維材料。
13、 權利要求12所述的防粘連組合物，其中纖維材料含有纖維素材料。
14、 權利要求13所述的防粘連組合物，其中纖維素材料所含有纖維的平均長度在約40至約220微米之間，平均寬度在約10至約30微米之間。
15、 權利要求13所述的防粘連組合物，其中纖維素材料所含有纖維的平均長度在約60至約200微米之間，平均寬度在約15至約25微米之間。
16、 一種防粘連組合物，該防粘連組合物是由約95重量％至約97重量％的硬脂酸鋅，約3重量％至約5重量％的硬脂酸以及約0重％至約1.5重量％的纖維素材料所組成的一種均勻固體混合物；該纖維素材料所含有纖維的平均長度約為120微米，平均寬度約為20微米；該防粘連組合物可製成一種塊料，並塗敷在巻筒紙上以降低紙張的粘連性。
17、 一種用於改進從巻筒紙切割成單張紙後的紙張操作性能的方法，該方法包括下列步驟用有效量的塗層組合物塗布巻筒紙的表面，該塗布組合物含有約75重量％至約99重量％的硬脂酸金屬鹽和約1重量％至約25重量％的硬脂酸；然後將巻筒切割紙成單張紙。
18、 權利要求17所述的方法，其中塗布過程是讓巻筒紙從塗層組合物塊料上面經過。
19、 權利要求18所述的方法，其中塗布過程先於將巻筒紙切割成單張紙的過程。
20、 權利要求18所述的方法，其中塗布過程是通過對塗層組合物塊料施加足夠的壓力使有效量的塗層組合物轉移到巻筒紙上，以減少堆放後已切割塗布紙張的粘連。
21、 權利要求20所述的方法，該方法還含有用程控邏輯控制器對塊料加壓塗敷進行控制的步驟。
22、 權利要求20所述的方法，其中堆放後已切割塗布紙張的粘連可充分減少，從而和未塗布紙張相比，改善了在使用一個插入器操作紙張時紙張的操作性能。
全文摘要
本發明提供了一種防粘連組合物，其組成包括約75重量％至約99重量％的硬脂酸金屬鹽和約1重量％至約25重量％的硬脂酸。此外，還提供了一種防粘連組合物，其組成包括約90％至約99.5％的硬脂酸金屬鹽和約0.5％至約10％的纖維材料。該防粘連組合物可製成塊料，並塗敷於捲筒紙，以降低紙張的粘連性。除此之外，還提供了一種用於改進從捲筒紙切割成單張紙後的紙張操作性能的方法。該方法包括將有效量的本公開塗層組合物塗布在捲筒紙的表面然後該捲筒紙切割成單張紙。
文檔編號B32B3/00GK101500791SQ200780004459
公開日2009年8月5日 申請日期2007年2月5日 優先權日2006年2月3日
發明者亨德瑞庫斯·A·哈恩, 凱文·J·胡克, 邁倫·C·希貝 申請人:Rr當納利公司