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CN100494568C - 表面上能够形成可擦除印迹的片材 - Google Patents

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CN100494568C
CN100494568C CNB038031531A CN03803153A CN100494568C CN 100494568 C CN100494568 C CN 100494568C CN B038031531 A CNB038031531 A CN B038031531A CN 03803153 A CN03803153 A CN 03803153A CN 100494568 C CN100494568 C CN 100494568C
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Abstract

本发明涉及一种用于印刷—书写的片材,其包含一种介质,在该介质的至少一个表面上可以形成至少一种类型的干的、可擦除的印迹,所述表面由一种组合物形成,所述组合物包含成膜剂和防粘剂,并且不含任何被覆颜料。本发明还涉及一种包含至少一个所述片材并可再次使用的物品。

Description

表面上能够形成可擦除印迹的片材
技术领域
本发明涉及可以再次使用的印刷—书写片材,在其一个表面上可以形成干的、可擦除的印迹,而且也可以形成永久性印迹。
背景技术
多种透明的、可以对其上复印图像进行擦除或修改的片材已经被报道,其中复印图像是利用调色剂经过热的作用固定于片材之上的。具体而言,在专利US 5006389、US 5102730和US 5145749中描述了这些片材。轻轻摩擦表面就可以擦除印迹,因此,这些片材的一个缺点是其表面是经过修饰的,摩擦可能会造成以下后果,例如,使表面光泽度下降,或者同一部位被反复摩擦几次后可擦除性能会很快下降。
类似的片材在US 5024989中有描述,这些片材上可以形成干的、可擦除的墨水印迹,仅利用纤维材料或无纺布擦拭表面就可以擦除其印迹。这些片材、纸或塑料膜的表面上有一层通过EBC(电子束固化)技术固化的树脂层。
随着办公打印机的广泛使用,大量的纸被消耗,其中有一部分纸被用于印刷于纸面上的一些信息并不需保留的情况中,更多的情况是仅仅是在纸面上打印简单的草稿。如果制作出表面上的激光打印输出和/或喷墨打印输出可以被擦除的办公用纸,那么在这些情况下纸片可以被反复使用几次。
而且,在多种应用中需要对手写结果完全擦除或作简单的修正。其实例包括用于在校儿童练习本、记录本或字迷游戏本、儿童用图画本中的纸。其它的应用实例包括硬度更高的物品,如写字板、信息公告牌如价格公告牌、商店或市场中用于公布食物来源的牌子、墙壁涂料或者用于直接进行书写交流的交互式写字板。
此外,现今正在开发的一些系统涉及一种书写表面以及一种通过电子方式在该表面进行书写的书写装置。
例如,MIMIO公司已经开发出了一种系统,该系统带有交互式棒以及连接于书写媒介如白板上的超声标记器,并通过计算机进行控制。
在另一实例中,瑞典的ANOTO公司经开发出了一种新系统并申请了专利,其中涉及一种电子笔和一种所谓的数字化纸,在这种数字化纸上有一种红外线可以检出的光栅,用于电子笔中的微型照相机对书写动作进行照相。电子笔中的微处理器对书写动作进行记录并转换成为数字信号,同时将其传送至计算机中进行存储和/或处理,或者将其传送至传真机中。在国际专利申请WO 0126032描述了这种数字化纸。
在这两个实例中,例如在进行创作中,优选的情况是写于表面上的印迹可以被擦除,这样就可以再次使用书写媒介和/或方便地进行所需的修正或修改。
所有这些应用均需要一种在其上可以同时形成以下类型的印迹的表面:
-常规永久性印刷,如用于印制纸中的格子、记事本、字迷表等的胶版印刷,以及
-仅利用摩擦就可以简单消除的、由干且可擦除的铅笔或标记笔书写的印迹。
值得注意的是,可擦除性并不仅仅针对黑墨水而言,至少应该涵盖三原色(蓝色、红色和绿色)。
为了充分利用这些潜在的材料,也要求对于常规写字板中因不小心由永久性墨水造成的印迹进行擦除,其中所采取的做法是在永久性墨水造成的印迹上涂上干的、可擦除的印迹,然后将所有痕迹一起擦除。对于圆珠笔造成的印迹也要求利用擦除器具有良好的可擦除性。
因此,这种表面必须首先能够接受永久性印迹,然后原地再接受第二种暂时性印迹,换而言之,在常规条件下难以擦除,但是通过少量的努力仍然可以擦除。
最后,由于所有这些应用均瞄准大宗使用的市场,其中成本是一个重要的因素,重要的是新型的片材应采用常规原料和常规制造方法进行制作。
因此,本发明的目的是解决上述问题并满足现有的需要,以及工业或成本的要求,同时提高可擦除性并提出新型可擦除材料。
发明内容
本发明的主要目的是提供新型可擦除的印刷—书写材料,该材料采用常规方法制作,其表面可以接受至少一种类型的干的、可擦除的印迹,采用一块纤维材料或无纺布、擦除刷或任何其它温和的摩擦工具手工擦拭就可以将其擦除,而且在擦除过程中对所述表面不造成任何改变(侵蚀或磨损)。
本发明的第二个目的是提供新型可擦除片材,该材料采用常规方法制作,其表面可以接受永久性墨水书写或印刷以及干的、可擦除的印迹和印刷,采用一块纤维材料或无纺布、擦除刷或任何其它温和的摩擦工具手工擦拭就可以将其擦除,而且在擦除过程中对所述表面不造成任何改变。
本发明的发明者试图采用一种片材达到这种目的,其中该片材包含一种介质,在其两表面中至少一个表面上涂布有一层适于获得所需擦除效果的组合物。
本发明还提供用于印刷—书写的片材,其中该片材包含一种介质,在其至少一个表面上可以形成至少一种类型的干的、可擦除的印迹,所述表面由一种被称为“可擦除组合物”的用于实现所述可擦除效果的组合物形成,该组合物包含成膜剂和防粘剂,并且不含任何被覆颜料。
成膜剂的作用是减少片材支持面中的孔洞,防粘剂的作用是调节可印刷性和可擦除性之间的平衡。
优选地,当成膜剂的亲水性非常强时,防粘剂含有反应性基团,以降低该防粘剂对湿度的敏感性。
优选地,本发明的成膜剂选自有机聚合物或矿物成膜剂。
优选地,所述有机聚合物选自在造纸工业中作为粘合剂的聚合物,特别是天然淀粉和降解淀粉,高水解率的聚乙烯醇(PVA)。
天然淀粉是从含有淀粉的天然化合物中提取出的淀粉。
降解淀粉是在化学或物理作用下发生部分解聚的天然淀粉。降解淀粉的实例包括ROQUETTE公司出售的低粘度糊精,商品名为
所述矿物成膜剂优选选自硅酸钠。可以使用INEOS SILICAS公司出售的硅酸钠水溶液,商品名为
Figure C03803153D00082
优选地,本发明的防粘剂选自烷基乙烯酮二聚物、聚烯烃蜡、被称作Werner络合物的氯基络合物、反应性丙烯酸共聚物和硬脂酸钙。
适用的烷基乙烯酮二聚物(AKD)包括RAISIO CHEMICALS公司出售的产品,商品名为
Figure C03803153D00083
适用的聚烯烃蜡包括DANIEL PRODUCTS公司出售的聚乙烯乳液,商品名为
Figure C03803153D00084
适用的Werner络合物包括SEPPIC公司出售的产品,商品名为
Figure C03803153D00085
适用的反应性丙烯酸共聚物包括SYNTHRON公司出售的产品,商品名为AM 123 R 
Figure C03803153D00086
这种聚合物为丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物,带有丙烯酸和N-羟甲基丙烯酰胺修饰作为反应性基团。
依据片材的用途以及片材介质的性质,每平米涂布的可擦除组合物的干重以及成膜剂/防粘剂的比例可以发生变化。
在本发明的一个具体的实施例中,以干重计,每一表面上所述组合物涂层的重量为0.5至10g/m2,优选为在1至3g/m2之间。
更具体而言,以干重计,膜材料/防粘剂的比例在98/2至50/50之间,优选在80/20至95/5之间。
组合物中也可以包含造纸工业中常用的添加剂,如消泡剂、流变性能调节剂、pH调节剂、着色剂等。
例如,片材介质为塑料膜或纤维片材,优选为基于略微精制或高度精制的纤维素纤维和/或合成或矿物纤维并因此通过造纸工艺制成的纸。所述介质的柔度或硬度以及克重依据物品的用途而定。如果需要制作一种活动挂图,介质应为柔性的而且克重低,反之,如果需要制作公告牌,则情况与上述相反。此外,介质可能是有色的。
在涂布可擦除组合物之前,片材介质的表面性能是非常重要的,如果介质是一种纸,重要的是该介质应当是经过机械抛光或压光整理和/或预涂布的。优选地,介质被一层或多层印刷—书写纸制作中常用的含颜料的底层预涂布,而且可以是软的经压光整理的纸。这些涂层是基于粘合剂和颜料的,例如,稳定的(苯乙烯—丁二烯)共聚物的水基乳液(胶乳)和碳酸钙颜料构成的混合物。
在一个实施方案中,片材的载体是一种天然描图纸,通过纤维素纤维的充分精制,并且可能作上色处理,添加荧光剂,或者添加光学效果与现代印刷或封面纸相似的颗粒进行制作,这种类型的纸具有密实的表面,非常适用于本发明。
可以采用造纸工业中已知的常规涂布方法涂布使纸具有可擦除性的组合物,其中片材可以是纸或塑料膜,采用水基浆料涂布成均匀的涂层,然后涂层中的组分被固定并加热干燥。优选地,涂布方法是所谓的钢刀涂布法,这是因为这种涂布方法能够获得快的制作速度。
为获得适当的表面性能,在涂布可擦除组合物之前或之后,优选在制作过程中或结束时采用常规硬度压光机或柔性压光机进行处理。因此,所得片材和/或可擦除组合物的表面是经过压光整理的。根据片材的性质和用途,对产品质量和市场容量进行控制,已经发现,明智的作法是在制作常规印刷—书写纸的过程中或之后形成可擦除涂层。
优选的两种操作步序如下:
1/在常规生产线上进行的操作:制备带有初步印刷—书写涂层的片材介质,然后在线式涂布可擦除涂层,并将所得片材压光。
2/在一个与常规生产线脱离的涂布机中进行操作:在载体上涂布可擦除涂层完成可擦除涂层的涂布,其中载体是一种抛光的、常规涂布的印刷—书写纸,换而言之,是已知涂布的并经压光整理的纸。
在本发明的另一方法中,可以利用帘式涂布装置同时形成预涂层和可擦除涂层。
在本发明的一个具体实施方案中,片材的特征在于,在所述可擦除组合物涂布之前或之后,存在一种将可擦除的印迹、特别是由点组成的格子或框永久性置于所述介质表面之上的手段。更具体而言,格子中的点可以通过红外照射的方法进行放置,可以采用电子装置进行操作。
本发明还涉及含有上述印刷—书写片材的可再次使用的物品。这种物品可以是白板、公告牌、布告牌、练习本、图画本、记录本或游戏本。任选地,将两个柔性片材粘合在一起,或者可将一个柔性片材粘合到一个硬质背板上制备硬质物品。
这种物品也可以是一系列活动的片材,这些片材可以是可重新回位的,或者没有必要重新回位,可以采用不同的化学或机械方法(例如采用粘合剂,螺丝或螺栓)进行组装。在本发明的一个具体实施例中,所述的组装形式是活动挂图。
具体实施方式
在阅读了以下用于描述本发明的、涉及多种介质和不同类型的印迹的非界定性实施例后,可以更好地理解本发明。利用Man Roland公司生产的204H胶印机,COATES LORILLEUX公司生产的
Figure C03803153D00101
系列墨水和BRANCHER公司生产的
Figure C03803153D00102
系列墨水进行永久性印刷试验。
为形成干的、可擦除的墨水(含有基于醇和/或甲基异丁基酮和/或乙酸乙酯的溶剂)的印迹,采用9种毡笔或下列的黑色商品记号笔,或相同类型的蓝色、红色和绿色记号笔:
BIC VELLEDA ref.1721,
BIC VELLEDA ref.1741,
PILOT,
DE VISU ALBAPLAN 800,
REYNOLDS EFFA’SEC,
ESQUISSE,
GUILBERT NICEDAY DM42,
STAEDTLER 351,
PENTEL MAXIFLO。
用棉纸进行手工擦除试验。擦除结果分为0级“不能擦除”至3级“完全擦除,在30cm处观察,无可见痕迹并且没有表面磨损”,擦除结果的中间分级为1级“在1m处观察仍可见痕迹”,2级“在1m处观察无可见痕迹”。列于表中的试验结果为9个用于测试黑墨水的印迹,或27个用于测试蓝色、红色、绿色墨水的印迹的试验结果的平均值,括号内的数值为擦除试验中的最低值。擦除试验结果的数值高说明片材对于宽范围的笔或记号笔所形成的印迹擦除效果好。
利用上述相同的擦除试验原理,采用黑色
Figure C03803153D00111
CRISTAL圆珠笔进行圆珠笔擦除试验。
表中印迹有“复印”的复印输出是采用Xerox 332D复印机印制的;激光打印输出由Hewlett Packard Laserjet 6P打印机执行;固体喷墨打印输出(表中印迹为“喷墨打印”)由Xerox Tektronic Phaser 850执行;打印图案为7×22mm的格子。
对于复印、激光打印和喷墨打印输出,也采用棉纸进行手工擦除试验。擦除结果分为A级“不能擦除或擦除困难”,B级“打印输出过于脆弱,难以承受擦除处理”,C级“打印输出可以被擦除,表面无缺损(磨损),未留下任何痕迹”。
采用实验室用钢刀涂布器对实施例1a至1c、2a和2b、3a和3b、4a和4b以及5a至5c进行涂布,速度为30m/min。按同样方法在高速先导涂布机中涂布实施例7a和7b。采用Meyer棒涂系统在一个实验室用涂布器中涂布实施例6a至6c。
实施例1a至1c
采用克重为170g/cm2并经压光整理的光面涂布纸制备实施例1a至1c,其中涂布纸的一面包含27g/cm2的综合印刷—书写涂层。综合涂层指涂层由几个层构成。
以干重计,在这种介质的每一面上涂布1.5g/cm2的可擦除组合物。
所有实施例均采用被称作Werner络合物的氯基络合物作为防粘剂,这种络合物是SEPPIC公司出售的产品,商品名为
Figure C03803153D00121
在实施例1a和1b中采用水解率为98%的聚乙烯醇(PVA)作为成膜剂,而在实施例1c中采用ROQUETTE公司出售的环糊精,商品名为
Figure C03803153D00122
C172。
以干重计,表1列出了成膜聚合物和反应性防粘剂的份数,其中可擦除组合物总计为100份,表1还列出了性能试验的结果。
所得经涂布的片材在没有被再次压光整理的条件下进行评价。
这三种片材对于干的、可擦除的墨水的响应行为非常好:为获得所需的可擦除性,必须根据打印类型选择成膜聚合物及其含量。
实施例2a和2b
采用与实施例1b相同的可擦除组合物,以干重计,在克重170g/cm2的介质上涂布1g/cm2的可擦除组合物,其中介质为一种半光泽美术纸,每面涂布有26g/cm2的综合印刷—书写涂层。在实施例2b中,在涂布可擦除组合物之前,介质被预先压光整理。
表2列出了产品的特征和试验结果。
预先压光整理的片材2b具有优良的可擦除适应性。而且片材2b可以采用Optima系列墨水进行胶印,印刷效果优良(颜色光泽度高,无斑点缺陷),墨水干后印刷图象具有持久性,换而言之,当干的、可擦除的墨水印迹被擦除时,没有发生改变。
实施例3a和3b
仍然采用实施例1b中的可擦除组合物,将介质更换成克重为110g/cm2的描图纸。
表3列出了产品的特征和试验结果。
实施例4a和4b
以干重计,反应性防粘剂为
Figure C03803153D00131
 AM 123R,用量为10份,成膜聚合物为PVA4/98(水解率98%),用量为90份。
在这两个实施例中,以干重计,每面涂布1.5g/cm2的可擦除组合物。在实施例4a中,介质为实施例1a中克重为170g/cm2并经压光整理的涂布纸。在实施例4b中,介质为克重为75g/cm2的预涂布纸,其中每面涂布7g/cm2的印刷—书写预涂层。涂布可擦除组合物后对片材4b进行压光整理。
表4列出了产品的特征和试验结果。
实施例5a至5c
采用实施例1a中的介质制作片材5a至5c,以干重计,每面涂布3g/cm2的可擦除组合物,其中每100份可擦除组合物包含:
-酶处理的马铃薯淀粉,作为成膜剂;
-RAISIO CHEMICALS公司出售的烷基乙烯酮二聚物(AKD),商品名为
Figure C03803153D00132
 4102,作为反应性防粘剂,用量列于表5中。
表5列出了产品的特征和试验结果。
实施例6a至6c
在这些实施例中采用矿物成膜剂,其中矿物成膜剂为INEOSSILICAS公司(英国)出售的硅酸钠水溶液,商品名为
Figure C03803153D00141
0503,其中固形物含量为46%。
所采用的防粘剂为EKACHEMICALS公司出售的烷基乙烯酮二聚物(AKD),商品名为22LQ,在实施例6a和6b中仅使用这一种成膜剂,在实施例6c中,将其和商品名为
Figure C03803153D00143
 SL330E的、由DANIEL PRODUCTS(美国)公司和ELEMENTIS SPECIALITIES公司(荷兰)出售的聚乙烯蜡混合使用,采用水基乳液的形式,固形物含量为30%。
以干重计,每面涂布8g/cm2的可擦除组合物,所采用的介质为克重为160g/cm2并经压光整理的涂布纸,其中涂布纸的每一面包含18g/cm2的综合印刷—书写涂层。
表6列出了产品的特征,防粘剂的含量(以100份可擦除组合物计)以及试验结果。
与实施例5a至5c相同,对于干的、可擦除的墨水而言,烷基乙烯酮二聚物含量高并无帮助作用。
实施例7a和7b
在模拟工厂生产的情况下高速生产这些片材。
可擦除组合物与实施例1b相同。
片材7a的涂布速度为1000m/min,以干重计,每面涂布1.4g/cm2的可擦除组合物,所采用的介质为克重为150g/cm2并经压光整理的涂布纸,其中涂布纸的每一面包含26g/cm2的综合印刷—书写涂层。
在第二步工序中,采用HROMPLAST系列墨水对片材7a进行胶印。
片材7b的涂布速度为500m/min,以干重计,每面涂布1.6g/cm2的可擦除组合物,所采用的预涂布介质与实施例4b相同,最后进行压光整理。
片材7a特别适用于制作活动挂图,适用于所有干的、可擦除的墨水,甚至当印刷在用于引导书写的胶印格子上时,情况也是如此。
片材7b为多用途的。在办公室中可以用于多种用途,这是因为片材7b对激光打印和喷墨打印输出均具有可擦除性,同样一张片材7b在复印机中经过10次复印/擦除后仍然保留有可擦除性(C级)。片材7b也适用于制作练习本、记录本和游戏本,这是因为在其上形成的手写印迹可以被擦除,而且片材7b也可以用OPTIMA系列墨水胶印。
最后,可以将仅一面涂布有可擦除组合物的片材7b粘合至另外一个片材7b(通过未涂布的一面)上,用于制作硬质物品如公告牌。
表7列出了产品的特征和试验结果。
总的结论:所有实施例均能满足本发明至少一个主要的目的,换而言之,可以采用常规方法制作新型可擦除片材,而且片材的表面上可以形成所有类型的干的、可擦除的印迹,采用纤维材料或无纺布、擦除刷或任何其它温和的摩擦工具通过手工擦拭就可以将其擦除,而且在擦除过程中对所述表面不造成任何改变(侵蚀或磨损)。一些实施例如实施例2b和7b的可擦除性和抗永久性印刷的等级更高,而且所得片材可用于多种用途中。
Figure C03803153D00161
Figure C03803153D00162
Figure C03803153D00163
Figure C03803153D00171
Figure C03803153D00172

Claims (17)

1、一种用于印刷—书写的片材,其包含一种介质,该介质选自经机械抛光、或压光整理和/或预涂布的纸、或塑料膜;其中
所述介质的至少一个外表面是由一种组合物形成,所述组合物包含成膜剂和防粘剂,所述防粘剂选自于烷基乙烯酮二聚物、聚烯烃蜡、被称作Werner络合物的氯基络合物、反应性丙烯酸共聚物和硬脂酸钙;
以干重计,成膜剂/防粘剂的比例在98/2至50/50之间;
所述组合物不含任何被覆颜料;以及
所述外表面适于接收干的、可擦除的印迹。
2、如权利要求1所述的片材,其中所述成膜剂为亲水性的,而所述防粘剂含有可与亲水性基团反应的基团。
3、如权利要求1所述的片材,其中所述成膜剂选自于有机聚合物和矿物成膜剂。
4、如权利要求3所述的片材,其中所述有机聚合物选自在造纸工业中用作粘合剂的聚合物。
5、如权利要求4所述的片材,其中所述粘合剂选自天然淀粉、降解淀粉、以及水解率为98%的聚乙烯醇(PVA)。
6、如权利要求3所述的片材,其中所述矿物成膜剂选自硅酸钠。
7、如权利要求1所述的片材,其中所述防粘剂选自反应性丙烯酸聚合物,而所述反应性丙烯酸聚合物选自丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物,并带有丙烯酸和N-羟甲基丙烯酰胺基团作为反应性基团。
8、如权利要求1所述的片材,其中以干重计,每一表面上所述组合物涂层的重量为0.5至10g/m2
9、如权利要求1所述的片材,其中以干重计,成膜剂/防粘剂的比例在80/20至95/5之间。
10、如权利要求9所述的片材,其中所述组合物涂层的重量为1至3g/m2之间。
11、如权利要求1所述的片材,其中所述介质选自基于精制的纤维素纤维和/或合成或矿物纤维的、通过造纸工艺制成的纸。
12、如权利要求1所述的片材,其中当其是纸时,在涂布所述组合物之前,所述介质表面含有一层或多层含颜料的底层。
13、如权利要求12所述的片材,其中采用帘式涂布装置同时涂布所述含颜料的底层和所述组合物。
14、如权利要求1所述的片材,其中所述片材的表面在用组合物涂布所述介质的至少一个外表面之前或之后是经过压光整理的。
15、如权利要求1所述的片材,其中在所述表面上进一步含有在由所述组合物形成所述表面之前或之后提供的、用于将可擦除印迹永久性定位的由点组成的格子或框。
16、如权利要求15所述的片材,其中格子中的点是通过红外照射的方法进行定位,而且能够用电子装置进行处理。
17、一种可再次使用的物品,其中包含至少一个如权利要求1至16之一所述的印刷—书写片材。
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