專利名稱：：降低經(jīng)納米研磨的碳酸鈣再絮凝趨勢的系統(tǒng)和方法降低經(jīng)納米研磨的碳酸鈣再絮凝趨勢的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
：個人計算機和打印機的廣泛使用增加了對高品質(zhì)印刷介質(zhì)的需求。數(shù)碼相機也需要方便優(yōu)質(zhì)的印刷能力。盡管印刷技術(shù)已經(jīng)有了許多發(fā)展，人們一直需要更好的圖像分辨率、色彩形成和圖像穩(wěn)定性等。印刷媒體通常是紙張，但也可以是塑料、金屬、復(fù)合材料、纖維等。人們已經(jīng)開發(fā)了用于許多不同用途的特種印刷媒體，包括照片品質(zhì)專用紙、軟高光澤紙、絨面紙、照片復(fù)印紙、彩色相紙等。這些印刷媒體用作印刷裝置的圖像接受體。對于噴墨打印機，印刷媒體吸收來自墨盒的墨滴以便產(chǎn)生所需的圖像。印刷操作的印刷質(zhì)量傳統(tǒng)上受到印刷媒體性質(zhì)的限制。為了增強印刷時的圖像效果，經(jīng)常使用諸如涂布紙的涂布印刷媒體。傳統(tǒng)的涂布印刷媒體涂布有顏料組合物和為促進墨水轉(zhuǎn)移而設(shè)計的其它功能材料。而且，人們使用傳統(tǒng)的印刷媒體涂層和方法來提高未涂布的印刷媒體的光澤和表面光滑度。各種印刷媒體的特性的差別是因為所使用的涂料類型不同。發(fā)明概述提供一種降低經(jīng)納米研磨的碳酸鈣再絮凝趨勢的方法，該方法包括混合經(jīng)納米研磨的碳酸鈣和陰離子分散劑。了本系統(tǒng)和方法的各種實施方式，并且是說明書的一部分。結(jié)合以下的描述，這些圖表明和解釋了本系統(tǒng)和方法的原理。所示的實施方式是本系統(tǒng)和方法的例子，不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。圖1是根據(jù)一個舉例的實施方式的一種印刷媒體的截面圖。圖2是說明根據(jù)一個舉例的實施方式形成可印刷涂料方法的流程圖。圖3是根據(jù)一個舉例的實施方式的形成印刷媒體的裝置的截面視圖。在這些圖中，相同的附圖標(biāo)記代表類似但不必是相同的組件。發(fā)明詳述本說明書描述了在所需的基片上形成用于提高光澤度的示例的涂料。該示例的涂料與傳統(tǒng)的涂料相比，顯示出較低的經(jīng)納米研磨的碳酸鈣顆粒再絮凝和/或附聚傾向，由此能夠得到光澤涂層。根據(jù)本文公開的一個示例的實施方式，在紙漿基媒體的至少一面上涂布一層涂料，該涂料顯示出較低的再絮凝傾向，因此提高光澤度。下面將提供本配劑的進一步細(xì)節(jié)。在揭示和描述本系統(tǒng)和方法的特定實施方式之前，應(yīng)該理解，本系統(tǒng)和方法不局限于本文公開的特定的方法和材料，因為這樣，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以進行一定程度的變化。還應(yīng)該理解，本文使用的術(shù)語僅用于描述特定的實施方式，無意對本發(fā)明構(gòu)成限定，因為本系統(tǒng)和方法的范圍只由所附的權(quán)利要求書及其等價物確定。濃度、量和其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以以范圍的形式呈現(xiàn)在本文中。應(yīng)該理解，使用范圍形式僅僅是為了方便和簡潔，它應(yīng)該被靈活地理解為不僅包括明確列舉為范圍的限度的數(shù)值，而且包括包含在所述范圍內(nèi)的所有單獨的數(shù)值或子范圍，如同明確地列舉每一個數(shù)值和子范圍。比如，約1重量％至約20重量％的重量范圍應(yīng)該解釋為不僅包括明確敘述的1重量°/。至約20重量％的濃度限度，而且包括諸如2重量％、3重量％,、4重量％的單獨濃度，以及諸如5重量％至15重量％,、10重量％至20重量％等的子范圍。在以下的描述中，為說明的目的，敘述了大量的具體細(xì)節(jié)以便人們能透徹地理解形成可印刷的涂料的本系統(tǒng)和方法，所述涂料包含研磨的納米碳酸鈣，總體顯示低的再絮凝傾向。然而，對于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員來說，顯然，沒有這些具體的細(xì)節(jié)也可以實施本方法。說明書中參見"一個實施方式"或"一種實施方式"意味著在至少一個實施方式中包括了關(guān)于該實施方式所描述的特定的特點、結(jié)構(gòu)或特征。說明書各處出現(xiàn)的詞語"在一個實施方式中"的不必全部參考同一實施方式。示例的總體結(jié)構(gòu)盡管可以通過許多方法在許多表面上實施本系統(tǒng)和方法，但是，只是為了說明方便，本文中就在紙或涂布樹脂的基片上形成可印刷涂層方面描述本系統(tǒng)和方法。圖1示出根據(jù)一個示例的實施方式的示例的媒體(100)的截面圖。如圖1所示，該示例的印刷媒體(100)包括至少兩個組分底基媒體基片(basemediasubstrate)(110)和沉積在底基媒體基片(110)上的可印刷涂料(120)。然而，根據(jù)另一個示例的實施方式，可以在所需的底基媒體的一面或兩面上形成可印刷的涂層。根據(jù)該示例的實施方式，印刷媒體(100)的抗附聚性至少可以部分歸功于可印刷涂料(120)的組成。下面將進一步具體地描述底基媒體基片(110)和可印刷的涂料(120)。底基媒體如圖l所示，底基媒體基片(110)形成印刷媒體的底基。只是為了方便說明，本文將就紙料的底基媒體描述本示例的印刷媒體。然而，本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員應(yīng)理解，本系統(tǒng)和方法可以使用許多底基媒體材料，包括但不限于，紙基、著色的紙基、流延涂布的紙基、箔和膜。進一步的示例的底基媒體可以包括膠印涂料(offsetcoating)或樹脂涂料。或者，示例的底基媒體也可以是非紙基的基片，諸如膜、箔、織物等?？捎∷⒌耐繉痈鶕?jù)一個示例的實施方式，沉積在底基媒體基片(110)上的可印刷的涂料(120)的配劑包含約80至100份經(jīng)納米研磨的碳酸鈣與分散劑以及最多20份的粘合劑，其中所述的粘合劑與所述的碳酸鈣和所述的分散劑都相容。根據(jù)一個示例的實施方式，可以選擇基于碳酸鈣化學(xué)的涂料以形成可印刷的涂層，原因是碳酸鈣顏料與其它傳統(tǒng)無機顏料相比，具有增加亮度、不透明度、光滑度和光澤的能力。經(jīng)納米研磨的碳酸鈣的粒度小于傳統(tǒng)使用的天然重質(zhì)碳酸鈣(GCC)和化學(xué)沉淀的碳酸鈣(PCC)的粒度。粒度和形狀對于涂層諸如亮度、暗色調(diào)、不透明度和光澤的功能特性很重要。具體地，更小的粒度一般與增加的亮度、暗色調(diào)、不透明度和光澤有關(guān)。經(jīng)納米研磨的碳酸l丐顆?？梢允乔蛐位蚍乔蛐蔚模L度或直徑一般小于150納米。在處理細(xì)小碳酸鈣顆粒時遇到的一個問題是絮凝。當(dāng)進行配制時，碳酸鈣的細(xì)小顆粒容易絮凝并形成較大的附聚物。經(jīng)納米研磨的碳酸鈣的絮凝會對其亮度、暗色調(diào)、不透明度、光澤和其它功能產(chǎn)生不利的影響。為了解決與經(jīng)納米研磨的碳酸鈣絮凝相關(guān)的加工和性能問題，本示例的系統(tǒng)和方法引入了一種能防止經(jīng)納米研磨的碳酸鈣絮凝的非離子型分散劑或陰離子型分散劑。在本示例的系統(tǒng)和方法中可以使用許多相容的陰離子型或非離子型的分散劑。然而，根據(jù)一個示例的實施方式，可以使用市售的陰離子分散劑達(dá)凡(Darvan)7、達(dá)凡C或阿克瑪(Acumer)9300用為分散劑。分散劑的作用是降低一種物質(zhì)在混合物和/或溶液中的表面能或化學(xué)勢。較低的化學(xué)勢或表面能通常會增加該物質(zhì)保持分散在混合物和/或溶液中的趨勢。根據(jù)一個示例的實施方式，當(dāng)任何陰離子型或非離子型分散劑，諸如達(dá)凡7、達(dá)凡C或阿克瑪9300(只是舉例)存在于系統(tǒng)中時，碳酸鈣小顆粒增加了保持作為小的分散顆粒的趨勢。如圖1中所示，可印刷的涂料(120)粘附在底基媒體基片(110)上。可以使用粘合劑來維持可印刷涂層的內(nèi)聚，即保持顆粒聚集在一起，粘合劑也有助與使涂層粘附到底基媒體基片上。根據(jù)一個示例的實施方式，可印刷的涂層的配劑包含最多20份的粘合劑。粘合劑保持在堿性pH條件下以便能與碳酸鈣和分散劑相容。堿性pH是通過防止碳酸鈣溶化來影響粒度，以及影響諸如光澤、表面電荷和容量的印刷媒體性質(zhì)。粘合劑應(yīng)該是相容的，以便同時保持分散劑和碳酸鈣的功能性質(zhì)。適合用于本示例配劑的一些粘合劑的例子包括但不限于基于以下的粘合劑聚氨酯、陰離子型或非離子型膠乳、以及諸如聚乙烯吡咯垸酮/聚乙烯咪唑共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和纖維素之類的可溶脹的聚合物。當(dāng)形成上述的涂層配劑并將其應(yīng)用于以下詳述的所需基片時，該涂層配劑能防止經(jīng)納米研磨的碳酸鈣發(fā)生再絮凝，因而提高涂層的亮度、暗色調(diào)、不透明度和光澤。實施和操作圖2示出一個示例的實施方式形成印刷媒體(100)的示例方法。如圖2所示，該示例方法從首先混合分散劑和碳酸鈣(步驟200)開始。一旦混合后，可以對碳酸鈣和分散劑進行納米研磨(步驟210)。然后將分散劑-碳酸鈣混合物與粘合劑進行混合(步驟230)，以完成可印刷的涂料的配劑。然后在底基媒體基片的至少一個表面上將所得的可印刷涂層配劑成形(步驟240)。下面將進一步具體描述上述方法的獨立步驟。如圖2所示，本示例方法的第一個步驟是形成碳酸鈣漿料(步驟200)。該碳酸鈣漿料可以包含PCC和/或GCC和分散劑?？梢杂糜诒臼纠南到y(tǒng)和方法的可能的PCC和/或GCC的例子包括但不限于，市售的哈德卡伯60(Hydrocarb60)、米特伏來克斯MM(MultiflexMM)或奧帕卡伯A40(OpacarbA40)。適合用于本示例系統(tǒng)和方法的分散劑包括但不限于達(dá)凡7、達(dá)凡C和/或阿克瑪9300。根據(jù)一個示例的實施方式，示例的漿料含有水中約40%固體和最多2.5。/。分散劑。一旦形成上述碳酸鈣漿料，然后對其進行納米研磨(步驟210)。根據(jù)一個舉例的實施方式，將該示例的漿料加入到再循環(huán)釜中，將漿料泵抽通過加有釔穩(wěn)定的鋯(YTZ)珠的研磨腔。適用于本舉例實施方式的YTZ珠的直徑通常為0.1至0.3mm。納米研磨加工能夠但并不要求產(chǎn)生如70nm大小的附聚的碳酸鈣顆粒。表1和表2顯示了由幾種類似于本文所述的過程的納米研磨加工過程所得的碳酸鈣顆粒的性質(zhì)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在以納米研磨法對示例的漿料進行納米研磨后，加入粘合劑(步驟220)以產(chǎn)生內(nèi)聚可印刷的涂料配劑。根據(jù)一個舉例的實施方式，可印刷的涂料配劑的形成包括將最多20份的粘合劑與80至100份的分散劑-碳酸鈣混合物進行混合的過程。當(dāng)混合時，粘合劑用于將分散劑-碳酸鈣混合物保持在一起。此外，粘合劑也可以將該配劑粘附到底基媒體上。適合本示例實施方式中的粘合劑的例子包括但不限于基于聚氨酯、陰離子型或非離子型膠乳、以及諸如聚乙烯吡咯烷酮/聚乙烯咪唑共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和纖維素的可溶脹的聚合物的粘合劑。除了上述組分外，本示例的涂料配劑也可以包括許多添加劑，諸如本領(lǐng)域熟知的調(diào)制劑(mordent)、表面活性劑、粘度改進劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、流變調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、干燥劑、色料等。在形成可印刷的涂料配劑時，可以在底基媒體的一面或多面上施用層和/或上部圖像接受層(步驟230)。可以使用在機上是涂布機或機外的涂布機，在底基媒體上施加各層。合適的涂布技術(shù)的例子包括但不限于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的縫形模涂布機、輥涂機、幕涂機、刮刀涂布機、桿式涂布機、氣刀刮涂機、凹版印刷技術(shù)、氣刷技術(shù)和其它技術(shù)和裝置。圖3示出根據(jù)一個舉例的實施方式的刮刀涂布裝置(300)。如圖3所示，基片(110)可以通過多個傳送輥(310)、傳送帶或其它傳送設(shè)備傳送到鄰近物料分配器(320)的位置。當(dāng)?shù)谆襟w基片(110)通過至鄰近物料分配器(320)時，形成有色涂料(120)的物料通過重力或在壓力下從物料分配器配送。如圖所示，然后，將形成有色涂層(120)的物料涂布在底基媒體基片(110)上。當(dāng)其上具有有色涂料(120)的底基媒體基片(110)通過傳送輥(310)進一步傳送時，底基媒體基片從刮刀(330)下面通過，刮去過多的有色涂層(120)。根據(jù)該舉例的實施方式，可以選擇性地改變傳送輥(310)或其它傳送設(shè)備的速度以及在刮刀(330)和底基媒體(110)之間的間隙，以改變底基媒體基片(110)上的有色涂料(120)的厚度。根據(jù)一個舉例的實施方式，可以在底基媒體基片(110)上形成單層的有色涂料(120)?；蛘呖梢栽诘谆襟w基片上形成包括有色涂料(120)的底層和上層的多個層，以獲得所需的涂層?？傊?，用于形成可印刷的涂層的本系統(tǒng)和方法包括對碳酸鈣和非離子型/陰離子型分散劑進行納米研磨，以形成穩(wěn)定的分散體，然后，形成具有相容的粘合劑和任何其它需要的添加劑的可印刷的涂層。以上的描述只是為了說明和描述本方法和系統(tǒng)。無意包羅萬象或?qū)⒈鞠到y(tǒng)和方法限制在公開的任何精確的形式中。根據(jù)以上揭示的內(nèi)容可能進行許多改變和變化。選擇和描述以上的實施方式是為了說明本系統(tǒng)和方法的構(gòu)思以及一些實際應(yīng)用。前面的描述能夠使本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用各種實施方式中的方法和系統(tǒng)以及各種適合于考慮到的特定用途的改變體。希望由下面的權(quán)利要求限定本方法和系統(tǒng)的范圍。權(quán)利要求1.一種形成再絮凝傾向低的可印刷涂料(120)的方法，該方法包括提供碳酸鈣；將陰離子型分散劑或非離子型分散劑與所述的碳酸鈣混合；對所述的碳酸鈣和分散劑的混合物進行納米研磨；和將所述的經(jīng)納米研磨的碳酸鈣和分散劑與粘合劑進一步混合。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳酸鈣包括90至100份的碳酸鈣。3.—種降低經(jīng)納米研磨的碳酸鈣再絮凝傾向的方法，該方法包括將碳酸鈣和陰離子型分散劑或非離子型分散劑進行混合；對所述的碳酸鈣和分散劑的混合物進行納米研磨。4.如權(quán)利要求3所述的方法，該方法還包含將所述的經(jīng)納米研磨的碳酸鈣和所述的陰離子型分散劑與粘合劑混合，以形成可印刷的涂料(120);和將所述的可印刷涂料(120)施涂在基片(110)上。5.—種再絮凝傾向低的可印刷涂料(120)，其包含經(jīng)納米研磨的碳酸鈣；陰離子型分散劑或非離子型分散劑；和粘合劑。6.如權(quán)利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的涂料(120)包含80至100份碳酸鈣和最多20份粘合劑。7.如權(quán)利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的粘合劑具有堿性pH。8.如權(quán)利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的粘合劑包含選自以下的至少一種或多種聚氨酯、陰離子膠乳、非離子膠乳、可溶脹的聚合物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯或纖維素。9.如權(quán)利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的陰離子型分散劑包括選自以下的一種分散劑達(dá)凡7、達(dá)凡C或阿克瑪9300分散劑。10.—種基片(100)，包含底基片(110);和在所述的底基片(110)的至少一面上形成的涂料(120);其中，所述的可印刷涂料(120)包含經(jīng)納米研磨的碳酸鈣、陰離子型分散劑或非離子型分散劑和粘合劑。全文摘要一種形成可印刷涂料(120)的方法，包括提供碳酸鈣、對分散劑和所述的碳酸鈣進行混合、對所述的碳酸鈣和所述的分散劑進行納米研磨，以抑制經(jīng)納米研磨的碳酸鈣發(fā)生再絮凝、在堿性pH條件下將混合物與粘合劑混合。根據(jù)一個舉例的實施方式，涂料(120)可以施涂在媒體基片(110)的一面或多面上。文檔編號C08K3/26GK101296983SQ200680039992公開日2008年10月29日申請日期2006年10月26日優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日發(fā)明者C·西爾,R·森申請人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)