专利名称：：降低经纳米研磨的碳酸钙再絮凝趋势的系统和方法降低经纳米研磨的碳酸钙再絮凝趋势的系统和方法
背景技术：
：个人计算机和打印机的广泛使用增加了对高品质印刷介质的需求。数码相机也需要方便优质的印刷能力。尽管印刷技术已经有了许多发展，人们一直需要更好的图像分辨率、色彩形成和图像稳定性等。印刷媒体通常是纸张，但也可以是塑料、金属、复合材料、纤维等。人们已经开发了用于许多不同用途的特种印刷媒体，包括照片品质专用纸、软高光泽纸、绒面纸、照片复印纸、彩色相纸等。这些印刷媒体用作印刷装置的图像接受体。对于喷墨打印机，印刷媒体吸收来自墨盒的墨滴以便产生所需的图像。印刷操作的印刷质量传统上受到印刷媒体性质的限制。为了增强印刷时的图像效果，经常使用诸如涂布纸的涂布印刷媒体。传统的涂布印刷媒体涂布有颜料组合物和为促进墨水转移而设计的其它功能材料。而且，人们使用传统的印刷媒体涂层和方法来提高未涂布的印刷媒体的光泽和表面光滑度。各种印刷媒体的特性的差别是因为所使用的涂料类型不同。发明概述提供一种降低经纳米研磨的碳酸钙再絮凝趋势的方法，该方法包括混合经纳米研磨的碳酸钙和阴离子分散剂。了本系统和方法的各种实施方式，并且是说明书的一部分。结合以下的描述，这些图表明和解释了本系统和方法的原理。所示的实施方式是本系统和方法的例子，不构成对本发明范围的限制。图1是根据一个举例的实施方式的一种印刷媒体的截面图。图2是说明根据一个举例的实施方式形成可印刷涂料方法的流程图。图3是根据一个举例的实施方式的形成印刷媒体的装置的截面视图。在这些图中，相同的附图标记代表类似但不必是相同的组件。发明详述本说明书描述了在所需的基片上形成用于提高光泽度的示例的涂料。该示例的涂料与传统的涂料相比，显示出较低的经纳米研磨的碳酸钙颗粒再絮凝和/或附聚倾向，由此能够得到光泽涂层。根据本文公开的一个示例的实施方式，在纸浆基媒体的至少一面上涂布一层涂料，该涂料显示出较低的再絮凝倾向，因此提高光泽度。下面将提供本配剂的进一步细节。在揭示和描述本系统和方法的特定实施方式之前，应该理解，本系统和方法不局限于本文公开的特定的方法和材料，因为这样，本发明的系统和方法可以进行一定程度的变化。还应该理解，本文使用的术语仅用于描述特定的实施方式，无意对本发明构成限定，因为本系统和方法的范围只由所附的权利要求书及其等价物确定。浓度、量和其它数字数据可以以范围的形式呈现在本文中。应该理解，使用范围形式仅仅是为了方便和简洁，它应该被灵活地理解为不仅包括明确列举为范围的限度的数值，而且包括包含在所述范围内的所有单独的数值或子范围，如同明确地列举每一个数值和子范围。比如，约1重量％至约20重量％的重量范围应该解释为不仅包括明确叙述的1重量°/。至约20重量％的浓度限度，而且包括诸如2重量％、3重量％,、4重量％的单独浓度，以及诸如5重量％至15重量％,、10重量％至20重量％等的子范围。在以下的描述中，为说明的目的，叙述了大量的具体细节以便人们能透彻地理解形成可印刷的涂料的本系统和方法，所述涂料包含研磨的纳米碳酸钙，总体显示低的再絮凝倾向。然而，对于本领域熟练的技术人员来说，显然，没有这些具体的细节也可以实施本方法。说明书中参见"一个实施方式"或"一种实施方式"意味着在至少一个实施方式中包括了关于该实施方式所描述的特定的特点、结构或特征。说明书各处出现的词语"在一个实施方式中"的不必全部参考同一实施方式。示例的总体结构尽管可以通过许多方法在许多表面上实施本系统和方法，但是，只是为了说明方便，本文中就在纸或涂布树脂的基片上形成可印刷涂层方面描述本系统和方法。图1示出根据一个示例的实施方式的示例的媒体(100)的截面图。如图1所示，该示例的印刷媒体(100)包括至少两个组分底基媒体基片(basemediasubstrate)(110)和沉积在底基媒体基片(110)上的可印刷涂料(120)。然而，根据另一个示例的实施方式，可以在所需的底基媒体的一面或两面上形成可印刷的涂层。根据该示例的实施方式，印刷媒体(100)的抗附聚性至少可以部分归功于可印刷涂料(120)的组成。下面将进一步具体地描述底基媒体基片(110)和可印刷的涂料(120)。底基媒体如图l所示，底基媒体基片(110)形成印刷媒体的底基。只是为了方便说明，本文将就纸料的底基媒体描述本示例的印刷媒体。然而，本领域普通的技术人员应理解，本系统和方法可以使用许多底基媒体材料，包括但不限于，纸基、着色的纸基、流延涂布的纸基、箔和膜。进一步的示例的底基媒体可以包括胶印涂料(offsetcoating)或树脂涂料。或者，示例的底基媒体也可以是非纸基的基片，诸如膜、箔、织物等。可印刷的涂层根据一个示例的实施方式，沉积在底基媒体基片(110)上的可印刷的涂料(120)的配剂包含约80至100份经纳米研磨的碳酸钙与分散剂以及最多20份的粘合剂，其中所述的粘合剂与所述的碳酸钙和所述的分散剂都相容。根据一个示例的实施方式，可以选择基于碳酸钙化学的涂料以形成可印刷的涂层，原因是碳酸钙颜料与其它传统无机颜料相比，具有增加亮度、不透明度、光滑度和光泽的能力。经纳米研磨的碳酸钙的粒度小于传统使用的天然重质碳酸钙(GCC)和化学沉淀的碳酸钙(PCC)的粒度。粒度和形状对于涂层诸如亮度、暗色调、不透明度和光泽的功能特性很重要。具体地，更小的粒度一般与增加的亮度、暗色调、不透明度和光泽有关。经纳米研磨的碳酸l丐颗粒可以是球形或非球形的，长度或直径一般小于150纳米。在处理细小碳酸钙颗粒时遇到的一个问题是絮凝。当进行配制时，碳酸钙的细小颗粒容易絮凝并形成较大的附聚物。经纳米研磨的碳酸钙的絮凝会对其亮度、暗色调、不透明度、光泽和其它功能产生不利的影响。为了解决与经纳米研磨的碳酸钙絮凝相关的加工和性能问题，本示例的系统和方法引入了一种能防止经纳米研磨的碳酸钙絮凝的非离子型分散剂或阴离子型分散剂。在本示例的系统和方法中可以使用许多相容的阴离子型或非离子型的分散剂。然而，根据一个示例的实施方式，可以使用市售的阴离子分散剂达凡(Darvan)7、达凡C或阿克玛(Acumer)9300用为分散剂。分散剂的作用是降低一种物质在混合物和/或溶液中的表面能或化学势。较低的化学势或表面能通常会增加该物质保持分散在混合物和/或溶液中的趋势。根据一个示例的实施方式，当任何阴离子型或非离子型分散剂，诸如达凡7、达凡C或阿克玛9300(只是举例)存在于系统中时，碳酸钙小颗粒增加了保持作为小的分散颗粒的趋势。如图1中所示，可印刷的涂料(120)粘附在底基媒体基片(110)上。可以使用粘合剂来维持可印刷涂层的内聚，即保持颗粒聚集在一起，粘合剂也有助与使涂层粘附到底基媒体基片上。根据一个示例的实施方式，可印刷的涂层的配剂包含最多20份的粘合剂。粘合剂保持在碱性pH条件下以便能与碳酸钙和分散剂相容。碱性pH是通过防止碳酸钙溶化来影响粒度，以及影响诸如光泽、表面电荷和容量的印刷媒体性质。粘合剂应该是相容的，以便同时保持分散剂和碳酸钙的功能性质。适合用于本示例配剂的一些粘合剂的例子包括但不限于基于以下的粘合剂聚氨酯、阴离子型或非离子型胶乳、以及诸如聚乙烯吡咯垸酮/聚乙烯咪唑共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和纤维素之类的可溶胀的聚合物。当形成上述的涂层配剂并将其应用于以下详述的所需基片时，该涂层配剂能防止经纳米研磨的碳酸钙发生再絮凝，因而提高涂层的亮度、暗色调、不透明度和光泽。实施和操作图2示出一个示例的实施方式形成印刷媒体(100)的示例方法。如图2所示，该示例方法从首先混合分散剂和碳酸钙(步骤200)开始。一旦混合后，可以对碳酸钙和分散剂进行纳米研磨(步骤210)。然后将分散剂-碳酸钙混合物与粘合剂进行混合(步骤230)，以完成可印刷的涂料的配剂。然后在底基媒体基片的至少一个表面上将所得的可印刷涂层配剂成形(步骤240)。下面将进一步具体描述上述方法的独立步骤。如图2所示，本示例方法的第一个步骤是形成碳酸钙浆料(步骤200)。该碳酸钙浆料可以包含PCC和/或GCC和分散剂。可以用于本示例的系统和方法的可能的PCC和/或GCC的例子包括但不限于，市售的哈德卡伯60(Hydrocarb60)、米特伏来克斯MM(MultiflexMM)或奥帕卡伯A40(OpacarbA40)。适合用于本示例系统和方法的分散剂包括但不限于达凡7、达凡C和/或阿克玛9300。根据一个示例的实施方式，示例的浆料含有水中约40%固体和最多2.5。/。分散剂。一旦形成上述碳酸钙浆料，然后对其进行纳米研磨(步骤210)。根据一个举例的实施方式，将该示例的浆料加入到再循环釜中，将浆料泵抽通过加有钇稳定的锆(YTZ)珠的研磨腔。适用于本举例实施方式的YTZ珠的直径通常为0.1至0.3mm。纳米研磨加工能够但并不要求产生如70nm大小的附聚的碳酸钙颗粒。表1和表2显示了由几种类似于本文所述的过程的纳米研磨加工过程所得的碳酸钙颗粒的性质。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在以纳米研磨法对示例的浆料进行纳米研磨后，加入粘合剂(步骤220)以产生内聚可印刷的涂料配剂。根据一个举例的实施方式，可印刷的涂料配剂的形成包括将最多20份的粘合剂与80至100份的分散剂-碳酸钙混合物进行混合的过程。当混合时，粘合剂用于将分散剂-碳酸钙混合物保持在一起。此外，粘合剂也可以将该配剂粘附到底基媒体上。适合本示例实施方式中的粘合剂的例子包括但不限于基于聚氨酯、阴离子型或非离子型胶乳、以及诸如聚乙烯吡咯烷酮/聚乙烯咪唑共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和纤维素的可溶胀的聚合物的粘合剂。除了上述组分外，本示例的涂料配剂也可以包括许多添加剂，诸如本领域熟知的调制剂(mordent)、表面活性剂、粘度改进剂、表面张力调节剂、流变调节剂、pH调节剂、干燥剂、色料等。在形成可印刷的涂料配剂时，可以在底基媒体的一面或多面上施用层和/或上部图像接受层(步骤230)。可以使用在机上是涂布机或机外的涂布机，在底基媒体上施加各层。合适的涂布技术的例子包括但不限于本领域技术人员已知的缝形模涂布机、辊涂机、幕涂机、刮刀涂布机、杆式涂布机、气刀刮涂机、凹版印刷技术、气刷技术和其它技术和装置。图3示出根据一个举例的实施方式的刮刀涂布装置(300)。如图3所示，基片(110)可以通过多个传送辊(310)、传送带或其它传送设备传送到邻近物料分配器(320)的位置。当底基媒体基片(110)通过至邻近物料分配器(320)时，形成有色涂料(120)的物料通过重力或在压力下从物料分配器配送。如图所示，然后，将形成有色涂层(120)的物料涂布在底基媒体基片(110)上。当其上具有有色涂料(120)的底基媒体基片(110)通过传送辊(310)进一步传送时，底基媒体基片从刮刀(330)下面通过，刮去过多的有色涂层(120)。根据该举例的实施方式，可以选择性地改变传送辊(310)或其它传送设备的速度以及在刮刀(330)和底基媒体(110)之间的间隙，以改变底基媒体基片(110)上的有色涂料(120)的厚度。根据一个举例的实施方式，可以在底基媒体基片(110)上形成单层的有色涂料(120)。或者可以在底基媒体基片上形成包括有色涂料(120)的底层和上层的多个层，以获得所需的涂层。总之，用于形成可印刷的涂层的本系统和方法包括对碳酸钙和非离子型/阴离子型分散剂进行纳米研磨，以形成稳定的分散体，然后，形成具有相容的粘合剂和任何其它需要的添加剂的可印刷的涂层。以上的描述只是为了说明和描述本方法和系统。无意包罗万象或将本系统和方法限制在公开的任何精确的形式中。根据以上揭示的内容可能进行许多改变和变化。选择和描述以上的实施方式是为了说明本系统和方法的构思以及一些实际应用。前面的描述能够使本领域的技术人员利用各种实施方式中的方法和系统以及各种适合于考虑到的特定用途的改变体。希望由下面的权利要求限定本方法和系统的范围。权利要求1.一种形成再絮凝倾向低的可印刷涂料(120)的方法，该方法包括提供碳酸钙；将阴离子型分散剂或非离子型分散剂与所述的碳酸钙混合；对所述的碳酸钙和分散剂的混合物进行纳米研磨；和将所述的经纳米研磨的碳酸钙和分散剂与粘合剂进一步混合。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳酸钙包括90至100份的碳酸钙。3.—种降低经纳米研磨的碳酸钙再絮凝倾向的方法，该方法包括将碳酸钙和阴离子型分散剂或非离子型分散剂进行混合；对所述的碳酸钙和分散剂的混合物进行纳米研磨。4.如权利要求3所述的方法，该方法还包含将所述的经纳米研磨的碳酸钙和所述的阴离子型分散剂与粘合剂混合，以形成可印刷的涂料(120);和将所述的可印刷涂料(120)施涂在基片(110)上。5.—种再絮凝倾向低的可印刷涂料(120)，其包含经纳米研磨的碳酸钙；阴离子型分散剂或非离子型分散剂；和粘合剂。6.如权利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的涂料(120)包含80至100份碳酸钙和最多20份粘合剂。7.如权利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的粘合剂具有碱性pH。8.如权利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的粘合剂包含选自以下的至少一种或多种聚氨酯、阴离子胶乳、非离子胶乳、可溶胀的聚合物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯或纤维素。9.如权利要求5所述的涂料(120)，其特征在于，所述的阴离子型分散剂包括选自以下的一种分散剂达凡7、达凡C或阿克玛9300分散剂。10.—种基片(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)包含经纳米研磨的碳酸钙、阴离子型分散剂或非离子型分散剂和粘合剂。全文摘要一种形成可印刷涂料(120)的方法，包括提供碳酸钙、对分散剂和所述的碳酸钙进行混合、对所述的碳酸钙和所述的分散剂进行纳米研磨，以抑制经纳米研磨的碳酸钙发生再絮凝、在碱性pH条件下将混合物与粘合剂混合。根据一个举例的实施方式，涂料(120)可以施涂在媒体基片(110)的一面或多面上。文档编号C08K3/26GK101296983SQ200680039992公开日2008年10月29日申请日期2006年10月26日优先权日2005年10月27日发明者C·西尔,R·森申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业