專利名稱：卡片板構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及名片或商業(yè)名片、像片卡、明信片及類似物的板，以及制造這些卡片板的方法和使用它們的方法。
背景技術(shù)：
通過商業(yè)上現(xiàn)有的激光或噴墨打印機的簡單打印來設(shè)計名片或商業(yè)名片是有意義的。小尺寸的可打印媒介如名片或商業(yè)名片，因為它們的規(guī)格小而不能用傳統(tǒng)的激光或噴墨打印機單獨打印。因為這個原因，對于用激光打印機或噴墨打印機打印名片來說，往往開頭用卡片板打印完成后再從中分離出名片，留下卡片板的剩余“基體”。在這些卡片板中，為卡片提供了一種支撐結(jié)構(gòu)，已經(jīng)知道許多這樣的卡片板和載體的實例。
在第一類卡片板中，卡片板的基體或者基體的一部分本身作為卡片的載體。因此，存在這樣一些名片板，其中將材料打微孔，并沿著微孔取出卡片而從基體分離出卡片。帶有微孔的將被分開的卡片通過材料橋與卡片板連接。當(dāng)卡片與卡片板分離時，這些橋在卡片邊緣部分保留。尤其對于高質(zhì)量的產(chǎn)品如名片來說，這些分開的殘余物是難看的且是不想要的。
在該第一類卡片板產(chǎn)品的一種變體中，卡片板包括模切線而不是微孔，該模切線透過了卡片板的大部分而不是全部(“基本上切斷”的線)，通過切斷基本上切斷的線的未切斷部分，將卡片與周圍基體分開。另一種變化采用多層結(jié)構(gòu)卡片板，其中的一層作為載體材料。在這些變化中，會產(chǎn)生上面所述的問題，即分離卡片后存在難看的殘余材料。闡明這種第一類卡片產(chǎn)品的專利公開包括美國專利US5853837(Popat，與本發(fā)明一同轉(zhuǎn)讓；基本上切斷的線)；同時參見美國專利申請2001/0036525A1(Yokokawa；多層卡片結(jié)構(gòu))。(在本申請中任何地方提到的所有專利和其它出版物中的全部內(nèi)容均在本發(fā)明中參考引用。)在第二類卡片產(chǎn)品設(shè)計中，卡片通過切割穿孔完全與周圍的基體切開，并且用一個或多個另外的結(jié)構(gòu)作為被切開的卡片的載體。這種切割穿孔的名片板結(jié)構(gòu)由可印刷的上部材料和施加到上部材料某一面上的載體材料構(gòu)成，該載體材料與卡片并與基體粘結(jié)，以支撐基體中的卡片。第二類卡片產(chǎn)品的一個實例使用相對狹窄的載體條或帶，將該載體加到沿著紙張(A4)短邊的打孔線上，印刷卡片可以從打孔線脫出。當(dāng)卡片脫出時，粘結(jié)劑仍然留在自密封帶上。這種結(jié)構(gòu)的缺點是上部材料/載體的連接較不穩(wěn)定，這就削弱了它在打印機中的進(jìn)料和輸送性能。另外，也存在由于卡片從粘合帶脫離的作用而使膠帶纖維撕裂的危險。該實例見美國專利US5702789(Fernandez-Kirchberger等)。
其它方案的第二類卡片板產(chǎn)品用“襯板”紙作為載體，其中襯板相對于上部紙可以是一張完整紙，或者可以是從完整的紙中裁出的部分。在所謂的“干式剝離”結(jié)構(gòu)中，襯板與面板之間的結(jié)合用擠壓的聚合物產(chǎn)生，并具有與面板或襯板不可結(jié)合的界面。在可去除或超?？扇コ恼辰Y(jié)劑結(jié)構(gòu)中，用面板和襯板之間的可去除粘結(jié)劑產(chǎn)生結(jié)合。當(dāng)從載體脫出卡片時，粘結(jié)劑仍然留在卡片的反面，這就導(dǎo)致可觸知的和可見的變化，也導(dǎo)致卡片反面的有限記錄能力，這被認(rèn)為質(zhì)量低劣。
作為選擇，在一已知的方法中，將最初在反面涂有硅層的名片紙用粘結(jié)劑固定在載體材料上。將該名片沖切，且在印刷后就能從載體材料上脫出單個的名片。由于存在硅層，可以避免粘結(jié)劑仍然留在名片的反面。然而，這些名片存在一改變了的光滑反面，而這樣的反面是令人不快的。另外，這樣的反面存在可寫性差的缺點。另一個缺點是當(dāng)從粘結(jié)劑載體上脫出卡片時，卡片容易彎曲。第二類卡片板制品及干或剝離層的例子見美國專利US4863772(Cross，與本發(fā)明一同轉(zhuǎn)讓)，以及PCT公開WO00/16978和WO00/46316(都是AveryDennison公司)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)優(yōu)選實施例，本發(fā)明旨在指卡片板，可通過簡單地從卡片板切斷而分離出卡片，并且這些卡片具有光滑邊緣。該卡片板的正面和反面優(yōu)選地手感相同。更特別地，該卡片板包括具有穿孔線或沖切線的上部材料，該材料的正面是可印刷的，并在反面上直接施加了至少一種聚合物層的載體材料。該聚合物能承受10至30MPa的斷裂應(yīng)力，以及1至300％(或10至300％或10至120％)的斷裂拉伸。
擠壓在上部材料卡片原料上的(聚合物)層可以是聚-4-甲基-1-戊烯(聚甲基戊烯或TPX)。然而，更高熔體流動的聚丙烯(PP)樹脂可以提供更好的粘結(jié)。另一個可選擇的聚合物的例子是熔體流動指數(shù)(MFI)為35的有核的聚丙烯(Basell PD702N)和無核的同樣的材料(Basell PD702)。這兩種材料能與填料混合。另一種選擇是熔體流動指數(shù)為34的擠壓涂布級聚丙烯樹脂(BasellPDC-1292)?？捎玫臄D壓聚合物是聚丙烯；有核的聚丙烯；隨后進(jìn)行熱老化(持續(xù)兩天120至200)的聚丙烯；填充聚丙烯(每100份填充30份3微米的碳酸鈣)；以及聚甲基甲基丙烯酸酯(丙烯酸)。
施加載體材料到上部材料上的可選擇方法之一是施加預(yù)聚物到上部材料的反面，然后用紫外線固化形成膜。接著，沖切上部材料形成卡片周界的輪廓。雖然沖切是形成削弱的邊界線的優(yōu)選方法，也可用其它不太優(yōu)選的技術(shù)如微穿孔(microperfing)。
替代在一層或更多層膜層上加一紙質(zhì)上層，卡片板結(jié)構(gòu)可以是聚合物的薄膜結(jié)構(gòu)。定義為可印刷卡片表面的該結(jié)構(gòu)表面應(yīng)是可印刷的。這可以通過用本身可印刷的薄膜或施加可印刷涂層來完成。如，薄膜可以由水溶性聚合物與基本上不溶于水的聚合物的可熔化處理的混合物形成，以提供固有的可接受打印的表面，而不必如在WO01/76885中所述的做進(jìn)一步的表面處理。
僅有薄膜的結(jié)構(gòu)可以包括像紙，該像紙一面(或穿過兩面)具有沖切口以形成像片卡的周界。該沖切口能穿透像紙結(jié)構(gòu)厚度的50％到98％。
一個優(yōu)選的實施方式將(聚合物)載體材料例如通過擠出而直接施加到上部材料(卡片板)上。用粘結(jié)劑固定兩層材料具有許多優(yōu)點。粘結(jié)劑使該結(jié)構(gòu)剛性較小度，然而高的剛性是商業(yè)名片相當(dāng)受歡迎的特征。在粘結(jié)劑沒有很好地潤濕的區(qū)域下，粘合劑涂層在卡片的后面是可見的，并在兩個具有不同陰影的非粘結(jié)層之間存在不完全接觸。這種可見性使得作為高質(zhì)量產(chǎn)品的商業(yè)名片不可接受。
本發(fā)明載體的厚度及其獨特的機械性能使沖切只在上部進(jìn)行。這就有益地使得僅用一次彎折動作就產(chǎn)生清晰的突然斷裂。換句話說，用戶可便利地不必來回彎折而使其斷裂?！巴蝗粩嗔选痹诖艘馕吨d體在彎曲到某一點期間屈服，而不是完全折疊，此時載體突然斷裂。比如，單一的折疊動作可以在向前45度到165度之間。
本發(fā)明的一個實施方式是擠出、雙面處理可印刷面涂層(應(yīng)需要底漆)、部分透過地沖切，然后制板的TPX。依據(jù)聚合物的等級，可選擇低斷裂伸長和高抗拉強度的材料，但抗拉強度不能高到?jīng)_切時該材料斷裂的程度。剛性也必須校正(可通過厚度稍微調(diào)節(jié))使其具有需要的性能。卡片的斷裂脫離根據(jù)卡片板的結(jié)構(gòu)不同可以在任何折疊方向上產(chǎn)生。材料的選擇應(yīng)使得向著表面折疊將沿切口產(chǎn)生充足的扭矩，以便能應(yīng)用將在本說明書后續(xù)內(nèi)容中描述的門模擬方法。一種不太優(yōu)選的選擇方案需要從沖切口折疊以“削弱”“鉸鏈”，然后在當(dāng)隨后向表面折疊時斷裂。
其它可能的樹脂材料包括某些聚酯類，如高密度聚乙烯、聚丙烯、PET(存在各種不同的PET)和聚苯乙烯。這些樹脂也可以包含不同的填料，如粘土、二氧化鈦(TiO2)和/或成核劑，以進(jìn)一步改變機械性能?？ㄆ褰Y(jié)構(gòu)的厚度取決于所需要的應(yīng)用，但對于“卡片”來說，從大約7到12或15密耳的任何厚度都是合理的。
本說明書的其它發(fā)明內(nèi)容是分析斷裂界面和物體或物品的光學(xué)粗糙度的方法，該物體或物品具有至少一個邊緣，該邊緣的粗糙度由上述方法定義。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，從結(jié)合附圖的前述說明來理解本發(fā)明的其它優(yōu)點會變得更加明顯。


圖1是本發(fā)明卡片板的頂視平面圖；圖2是打印機(或復(fù)印機)的透視圖，顯示一疊圖1所示的卡片板正送入打印機并打?。粓D3是圖1所示的卡片板沿線3-3的放大的截面圖；圖4是顯示圖1所示的卡片板的制造過程的示意圖；圖5是顯示本發(fā)明第一種可選擇的卡片板的與圖3類似的放大截面圖；圖6顯示本發(fā)明的第二種可選擇實施例；
圖7a-7c顯示本發(fā)明的卡片板突然斷裂機理步驟；圖8顯示本發(fā)明的第三種可選擇實施例；圖9顯示本發(fā)明的第四種可選擇實施例；圖10是本發(fā)明的一個實施例斷裂界面數(shù)字圖像；圖11(a)、(b)和(c)分別顯示用圖像增強法由圖10的數(shù)字圖像得到的原始圖像、二進(jìn)制圖像和消斑圖像。
圖12是有蝕痕的圖像；圖13顯示最終的斷裂界面圖像提?。粓D14是斷裂界面的捕獲圖像；和圖15顯示從本發(fā)明的產(chǎn)品中抽取的界面輪廓。
具體實施例方式
在圖1中，本發(fā)明的卡片板一般被標(biāo)識為100。一疊卡片板100可置于圖2中一般示為104的打印機(或復(fù)印機)的送紙盤中。所需要的標(biāo)記110可用打印機(或復(fù)印機)104打印在卡片板的卡片120上。
本發(fā)明的一個實施方式中的卡片板100包括上部材料130和直接施加到上部材料底面上的一載體材料134，如圖3的截面圖所示。穿過上部材料130的削弱分離線140(如沖切線)形成卡片120的周界。
“可印刷的上部材料”指可以用噴墨打印機和/或激光打印機104或其它商業(yè)印刷方法如膠印印刷，和/或通過書寫工具進(jìn)行印刷的材料。(書寫工具可包括鋼筆、鉛筆或類似物。)通常可用任何可用噴墨打印機和/或激光打印機104打印的卡片材料作為上部材料130。這種卡片材料也可以是例如涂布的或不涂布的、無光澤的或有光澤的、帶大理石紋的或偏斜透明的，或這些材料可以具有亞麻布或其它地形學(xué)結(jié)構(gòu)。當(dāng)卡片120作為名片或商業(yè)名片時，具有160至250g/m2的克數(shù)的卡片材料是優(yōu)選的。優(yōu)選的卡片材料的例子包括Felix SchoellerSpecialty Papers(Osnabrück，德國)供應(yīng)的無光涂布紙和kanzaki Specialty Papers(Springfield，Massachusetts)供應(yīng)的感光紙；以及Kohler(德國)、Neusiedler Group(奧地利)和Monadnock Paper Mills(美國新罕布什爾)供應(yīng)的激光紙。當(dāng)這些紙與載體一起使用時，這些紙有適合于所要求的用途如商業(yè)名片或像片卡的厚度。
為了從卡片板100分離出單個的卡片120，上部材料130優(yōu)選的具有打孔線或沖切線140。在另一方面，盡管凹陷但不貫穿或只穿透少量距離的打孔或沖切線可以用于某些應(yīng)用中，但聚合物層134也最好不打孔。為了經(jīng)卡片板100中打孔的卡片提供載體材料，聚合物層134優(yōu)選地例如通過擠出直接施加到上部材料130的反面上。如果上部材料130具有160至250g/m2的克數(shù)，則涂布的聚合物層134優(yōu)選具有15至45g/m2的克數(shù)。
從本發(fā)明的卡片板100上分離單個的卡片120是通過沿上部材料方向的穿孔線140彎曲來完成的，從而使聚合物層134沿穿孔線清晰地突然斷裂。為了達(dá)此目的，聚合物層134的斷裂伸長應(yīng)當(dāng)是領(lǐng)先的；就是說聚合物層134的彈性和塑性變形應(yīng)當(dāng)盡可能小。另外，聚合物層必須具有小的抗裂性。換句話說，聚合物層應(yīng)當(dāng)是脆性的，以致于當(dāng)聚合物層的一面遭受超過它的斷裂伸長的張力時，斷裂會延續(xù)至不彎曲的一面。因此本發(fā)明優(yōu)選的特征是，構(gòu)成施加到上部材料130的反面上的聚合物層134的聚合物具有10至30MPa，優(yōu)選的16MPa的斷裂應(yīng)力，以及10至120％，優(yōu)選的20至50％的斷裂伸長。關(guān)于斷裂應(yīng)力和斷裂伸長的數(shù)據(jù)參見EN-ISO527-3/2/500。關(guān)于彎曲應(yīng)力的數(shù)據(jù)參見EN-ISO178。
聚合物層134的斷裂伸長還取決于上部材料130的厚度。上部材料130越厚，聚合物層134的斷裂伸長越大，且聚合物層134達(dá)到斷裂應(yīng)力的時間越短。由于這個原因，上部材料130優(yōu)選的具有大于150g/m2的克數(shù)，特別是160至250g/m2的克數(shù)。
施加到卡片板反面或后面的載體材料134的聚合物優(yōu)選地具有600至1200MPa的彎曲應(yīng)力，且600至900MPa的彎曲應(yīng)力是優(yōu)選的。在優(yōu)選實施方式中，聚合物在最大抗拉強度時具有2至10％的伸長。
優(yōu)選的卡片板100的制造過程的簡單示意圖一般見圖4中的200。參見此圖，卡片原材料210與聚合物襯底材料結(jié)合而沒用粘結(jié)劑，相反地將聚合物(如TPX)直接擠壓到卡片原材料上。圖4顯示了一個擠壓模具230，該擠壓模具230將熱的熔融聚合物240擠壓到從輥250上下來的卡片原材料上。該涂布材料通過冷卻輥260迅速冷卻。然后將該材料在線傳遞到轉(zhuǎn)換設(shè)備270上，在這里將該材料沖切、展開和包裹。作為選擇，涂布材料可以卷成卷形，并在晚些時候或在其它設(shè)施中將其離線轉(zhuǎn)換。
通常，只要聚合物具有在這里提到的機械性能，任何聚合物都適合于聚合物層134。優(yōu)選的聚合物包括聚甲基戊烯、聚烯烴(如聚丙烯、聚乙烯以及丙烯和乙烯的共聚物)、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯以及他們的相容混合物。
在一個優(yōu)選實施方式(圖3)中，聚合物層表面300是粗糙的。因此，可以使上部材料130的前面與涂敷到上部材料反面的聚合物層134具有相似的觸覺屬性，就是說所得卡片120如名片或商業(yè)名片的前面和反面觸摸起來感覺是相似的。通過粗糙化也可以獲得良好的可寫性和在打印機中良好的喂料和傳輸性能。
聚合物層134反面的表面粗糙度由擠出后的冷卻輥260確定。(如上所述，冷卻輥260是將熔融的聚合物冷卻的輥。)通過適當(dāng)?shù)剡x擇冷卻輥260，可以調(diào)整表面粗糙度，使聚合物層134的反面可以用激光打印機(或書寫工具)打印。使聚合物層可以用激光打印機(或書寫工具)打印的粗糙度的選擇代表了本發(fā)明另一種優(yōu)選實施方式。
換句話說，聚合物層134的粗糙度主要是由擠出后的冷卻輥260的結(jié)構(gòu)提供——冷卻輥越粗糙，聚合物層就越粗糙。獲得表面粗糙度的另一種方法是施加涂布層300到卡片板結(jié)構(gòu)后面，即聚合物層134上。
如上所述，本發(fā)明的卡片板100的聚合物層134優(yōu)選地是通過擠出直接施加到上部材料反面。這樣就使將聚合物層134粘到上部材料130上，從而使得將上部材料與聚合物層連接起來無需在它們之間存在接觸的粘結(jié)劑層。
在圖5中一般用330表示的本發(fā)明的又一個實施方式中，第二上部材料340可以另外涂敷到聚合物層350上，使聚合物層定位在第一上部材料360和第二上部材料兩層之間。為了生產(chǎn)這樣的卡片板，當(dāng)聚合物片擠出到第一上部材料上時，第二上部材料340也可從聚合物一側(cè)進(jìn)料。同樣在該實施方式中，第一和第二上部材料直接粘結(jié)到聚合物層350上。兩層上部材料優(yōu)選地都有打孔線，利用這些打孔線，通過在任何方向上彎曲卡片，這些卡片就可以從卡片板330上斷裂下來。另一方面，聚合物層350優(yōu)選地不打孔。這是就使卡片板330的前面以及反面都可以打印。兩層上部材料的定義如上，可以是相同或不同的。另外，第二上部層可以不擠出，而可以由另一種上部材料板組成。以這種方式，兩層上部材料都可以是由TPX連接在一起的紙。在這個例子中，該兩層紙不必相同。
當(dāng)載體材料包括兩層時，底層350可以是TPX，頂層360可以是白填充的聚烯烴，而且可以提供任選的粘結(jié)層370。優(yōu)選的粘結(jié)層材料的例子包括酐改性的聚合物如酐改性的聚丙烯、酐改性的聚乙烯、酐改性的乙烯乙酸乙烯酯、酐改性的乙基丙烯酸甲酯、酐改性的乙基丙烯酸，以及它們的共聚物和混合物。聚烯烴可以有適合的面涂層380。TPX的厚度應(yīng)選得較薄，因為它是較為昂貴的組分；優(yōu)選地，需要1至2密耳來獲得本發(fā)明的突然斷裂特征。上層360的厚度取決于用途，對于商業(yè)名片的厚度是8至10密耳。
在圖6描述的另一個實施方式386中，與上部材料相對的聚合物層用普通的噴墨涂層390涂布成薄膜，該層允許用噴墨打印機打印。該噴墨涂層是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。在大多數(shù)情況下，他們由一種或多種膠乳粘合劑(如乙酸乙烯酯、乙烯乙醋酸乙烯酯)、一種或多種固定劑(如多胺)和二氧化硅組成。
從本發(fā)明的卡片板100等上斷裂下來的卡片120可以構(gòu)成和用作商業(yè)(名片)、照片、明信片或類似物，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本說明書可理解這一點。對于商業(yè)名片來說優(yōu)選的長度和寬度為2×3.5英寸，而對于照片為4×6、5×7、2×3和8×10英寸。卡片板自身可以是例如8×11英寸、8×14英寸或A4尺寸。
上部材料130可以有150-250μm的厚度。對于斷裂特性來說，下限是重要的(對于很脆的聚合物來說，更薄的和更小剛性的材料也可接受)，而上限對于產(chǎn)品所要求的總厚度來說是重要的。
載體材料134的可工作厚度范圍是20至50g/m2或25至60微米。下限對于轉(zhuǎn)換來說是重要的。關(guān)于上限，當(dāng)半沖切聚合物時，較厚的聚合物可以工作；當(dāng)通過層壓而不是擠出來涂敷時，可使用較厚的聚合物；而對于單層薄膜結(jié)構(gòu)(如聚碳酸酯)來說，它需要半穿孔。
本發(fā)明卡片板的斷裂機理如圖7a、7b和7c所示。圖7a顯示了本發(fā)明卡片板100的部分橫斷面，優(yōu)選地是在卡片板已經(jīng)通過打印機(或復(fù)印機)104，并將要求的標(biāo)記打印在上部材料130表面上之后，上部材料130可以是紙張或卡片原料。V型裂口140穿過上部材料到達(dá)(聚合物)載體材料134的上表面。裂口140具有角度α，其中α優(yōu)選為50至80度，最好為60度。為了將單個卡片與卡片板的其余部分分離，將卡片板向上或朝上部材料130折疊，并圍繞著沖切線140，其中折疊動作如圖7b中箭頭400所示。如可從圖7c理解的那樣，底層134被拉長(如箭頭410所示)，并最終沿直接在沖切線下面(附近)的清晰直線斷裂。換句話說，只用(優(yōu)選的)一次折疊就可使卡片整齊地突然斷裂。
可以將本卡片板結(jié)構(gòu)100和上述斷裂機理比作一鉸鏈門組合，其中薄膜134比作鉸鏈，而面料130(該材料已經(jīng)切通到薄摸)比作是門和門框。這樣，當(dāng)關(guān)上“門”時，門離“門框”太近。在裂口部分上存在一杠桿作用點，當(dāng)門強制關(guān)閉時，由于杠桿作用力而將薄膜134拉長并斷裂。換句話說，因為面料130相當(dāng)厚，當(dāng)關(guān)“門”時，薄膜134就沿其反面拉長并整齊地突然斷裂。這樣，薄膜的低伸長率就是理想的，使薄膜僅拉長少量后就斷裂(因此“門”不會完全折疊或打開)。在另一方面，薄膜的抗拉強度必須足夠高，以保持卡片板在一起，當(dāng)卡片通過打印機時，不會由于包括施加到卡片上的應(yīng)力的操作應(yīng)力而使卡片脫落。
另一種能提供單一折疊、整齊突然斷裂的聚合物是聚乙烯(PE)。聚乙烯具有8至34MPa的抗拉強度，以及10％的最小斷裂伸長和10至300％的斷裂伸長。這些強度和伸長值確定了本發(fā)明作為選擇的限定。
向紙面130斷裂的容易度與以下數(shù)值成比例1/α、1/模量膜、模量紙、厚度紙、1/厚度膜和密度紙。就是說，如果裂口140的角度越狹窄(越尖銳)、薄膜的模量(強度或硬度)越低、紙的模量越高、紙越厚或越致密或薄膜厚度越小，卡片就越容易折斷。所有這些均假定裂口僅達(dá)到薄膜層。如果裂口更深或更淺，那么裂口的深度將會取代紙的厚度。
除了紙130的屬性中沒有一個會起作用(假如紙張完全切斷)，并且裂口的角度或銳度也將不起作用之外，朝聚合物134斷裂(在相反的折疊方向上)的容易度與上述的“規(guī)則”類似。另外，因為沒有杠桿點，有可能薄膜134僅彎曲和削弱而不斷裂。如果在這種情況下，則需要多次彎曲來導(dǎo)致分離。
為了使薄膜層斷裂，張力(伸長)必須在薄膜層斷裂伸長之上；在最壞的情況下，當(dāng)彎曲180度以斷裂時，伸長率將近似等于伸長率參數(shù)＝2×(t1+t2)/d，其中t1是紙層的厚度，t2是擠出涂層的厚度，d是裂口的寬度并用作拉長前的最初薄膜長度。
利用下面的例子對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
實施例1以20g/m2的涂敷量將聚甲基戊烯(TPX)擠壓到由185g/m2的白卡紙組成的A4紙的反面上，該白卡紙適合用激光打印機和噴墨打印機打印?？ㄆ娲蚩?，形成兩列各5張名片或商業(yè)名片。向上部材料彎曲卡片使其斷裂。所用聚合物聚甲基戊烯的機械性能列在下表中。
實施例2以20g/m2的涂敷量將TPX擠壓到由200g/m2的用于噴墨印像的光滑熱輥層壓紙組成的A4紙的反面上。紙張反面(擠壓上聚合物的面)與正面同樣光滑。卡片正面打孔。通過向上部材料彎曲使卡片斷開。所用聚合物聚甲基戊烯的機械性能列在表中。
實施例3以20g/m2的涂敷量將TPX擠出到由185g/m2的白卡紙組成的A4紙的反面上，該白卡紙適合于激光打印機和噴墨打印機?？ㄆ娲蚩?，形成兩列各5張名片或商業(yè)名片。在卡片材料的反面上利用噴墨涂布形成另一層涂敷膜，使得反面上也能打印，以便可單獨制造可雙面打印的名片。通過朝上部材料彎曲使卡片斷開。所用聚合物聚甲基戊烯的機械性能列在表中。
實施例4制備這樣的A4卡片由90至125g/m2重的上部材料、30g/m2擠壓的TPX和90至125g/m2重的上部材料組成，在正面和反面的相同位置用相同的打孔工具打孔，在正面和反面都可以打印，并且通過在任何方向上斷裂而將卡片斷開。所用聚合物聚甲基戊烯的機械性能列在表中。
比較例1與上面例1相同的卡片，不同的是用聚丙烯作為聚合物層的聚合物。所用聚合物聚丙烯的機械性能列在表中。
比較例2與上面例1相同的卡片，不同的是用聚酯(無填料聚對苯二甲酸乙二醇酯)作為聚合物層的聚合物。所用聚酯的機械性能列在表中。
表

僅有薄膜的實施方式圖8中以430表示的結(jié)構(gòu)僅由薄膜組成；就是說，不用紙層。該結(jié)構(gòu)可以是多層或單層。該結(jié)構(gòu)可用工業(yè)上已知的傳統(tǒng)成膜裝置生產(chǎn)，可以包括擠出法或共擠出法。擠出裝置可以是澆鑄或吹制。該結(jié)構(gòu)的厚度由用途確定，可以為2至15密耳。雖然該范圍僅是舉例，如果外觀屬性和/或消費者期望需要，該范圍可以更寬。
在單層結(jié)構(gòu)中，材料的選擇屬于前面概述的物理或機械性能特征的范圍?？筛鶕?jù)例如斷裂伸長和抗拉強度等性能選擇化學(xué)和物理特征。該層可以由單一聚合物或聚合物混合物或合金組成，以獲得所需要的特征。為了實現(xiàn)所需的性能，添加劑如填料或成核劑(下文將詳細(xì)討論)可以用于修正性能。
在多層結(jié)構(gòu)中，應(yīng)滿足同樣的一系列標(biāo)準(zhǔn)；然而，只有鄰近的系列層440，即未模切部分(450)，需要所需的物理性能要求。非鄰近層460可以有需要的特征，但是具有這些特征不是必要的。多層的每一層都可由單一聚合物或聚合物混合物或合金組成。填料、成核劑和其它添加劑也可以用在任何層或所有層中。
只有薄膜的結(jié)構(gòu)表面可以進(jìn)一步改性以接受打印。這種改性可以包括如電暈處理的過程中處理，或增加設(shè)計的層470以接受打印。例子包括本領(lǐng)域公知的任何各樣面涂層。優(yōu)選面涂層的例子公開在美國專利US5750200(Ogawa等)中，包括顏料和合成聚合物膠乳作為粘結(jié)劑以提供光滑的表面。面涂層470可以通過諸如口型涂敷、噴涂等任何傳統(tǒng)方法施加。涂層應(yīng)接受所需要的特定打印方法，且具有足夠的薄膜粘結(jié)力以避免在產(chǎn)品使用期間容易脫離。涂層或改性可根據(jù)預(yù)期用途施加到結(jié)構(gòu)430的一面或兩面(見底涂層480)上。涂層470和480的一般重量為2至50g/m2，更優(yōu)選的10至30g/m2。
該結(jié)構(gòu)包括裂口450或某些控制產(chǎn)品彎曲斷裂位置的其它措施?？刂拼胧┳銐蛏?在裂口的情況下)或具有另一種控制特征，使彎曲時該結(jié)構(gòu)能整齊容易地斷裂，但不是如此容易地過早斷裂，如當(dāng)打印時在打印機中斷裂。通過裂口的深度、寬度等可以完成這些性能的控制。
優(yōu)選的聚合物包括聚甲基戊烯、聚烯烴(如聚丙烯、聚乙烯和丙烯與乙烯的共聚物)、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯以及它們相容的混合物。在多層情況下，相對厚度將取決于材料的成本和官能度。如1密耳的聚甲基戊烯對于啟動突然斷裂機理是足夠的(如圖7a-7c)；然而，如果最終的產(chǎn)品是卡片原料，就需要其它材料達(dá)到需要的厚度。這些材料可以從較便宜的聚合物中選擇，如商品級聚乙烯，但是該物質(zhì)缺少適合的斷裂能力。9密耳的聚乙烯可以用來生產(chǎn)10密耳的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，需要一粘結(jié)層來防止層分開，且可以為此目的從已知的材料中選擇粘結(jié)層。優(yōu)選的粘結(jié)層材料的例子包括酐改性的聚合物如酐改性的聚丙烯、酐改性的聚乙烯、酐改性的乙烯乙酸乙烯酯、酐改性的乙基丙烯酸甲酯、酐改性的乙基丙烯酸，以及它們的共聚物和混合物。因為聚乙烯層可能不提供突然斷裂機制，所以可以要求對聚甲基戊烯層進(jìn)行沖切。
本發(fā)明優(yōu)選的卡片結(jié)構(gòu)一貫地用單一的向前彎曲45至165度來實現(xiàn)突然斷裂。就是說，前后彎曲或多次向前彎曲都是不必要的。這種商業(yè)上有價值的特征在現(xiàn)有技術(shù)中是未知的。對本發(fā)明的下列卡片實施測試(1)不光滑的噴墨涂布、(2)光滑的噴墨涂布以及(3)未涂布的激光。它們中的每一種均通過60次單一的向前折疊而斷裂60次。因此，根據(jù)本發(fā)明的一種限定，卡片向可打印的上部材料僅用單次向前折疊就斷裂至少95％的置信度為95％，而根據(jù)本發(fā)明的另一種限定，卡片向可打印的上部材料僅用單次向前折疊就斷裂至少93％的置信度為99％。在這“單一折疊”屬性中的重點是本發(fā)明的上部材料(如紙)與聚合物層的匹配。選擇的紙允許斷裂機制的產(chǎn)生。
聚合物工藝實施方式對于每個“聚合物工藝”可選擇實施例所共有的通常概念是，紙被用作一層，聚合物或薄膜用作第二層。紙或薄膜的厚度依賴于最終產(chǎn)品的用途。整個結(jié)構(gòu)厚度范圍可以是2至15密耳。層的相對厚度范圍可以是從具有薄膜涂層的大部分紙，到具有諸如紙或面涂層的可打印材料薄層的大部分薄膜。
A.熔融工藝對于熔融工藝來說，將成膜聚合物或共混聚合物或聚合物合金加熱到流點溫度以上，且在熔融時傳送到與一卷紙接觸的裝置上，然后冷卻并纏繞成卷形。(見圖4和上述相應(yīng)的討論。)如上選擇聚合物。與整齊斷裂的容易程度相關(guān)的物理屬性用于選擇適當(dāng)?shù)木酆衔?。與選擇的紙之間的粘結(jié)力也用作選擇聚合物一個標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選的例子利用聚甲基戊烯(TPX)作為聚合物材料。其它也可以提供適當(dāng)屬性的聚合物包括聚酯、聚烯烴、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。
這些聚合物可以用傳統(tǒng)的熔融儀器熔融，包括諸如Davis-Standard制造的單螺桿擠出機、諸如Leistritz制造的雙螺桿擠出機，或加熱罐或熔化器(Nordson作為一例子)。確切的溫度依賴于材料的溫度穩(wěn)定性和粘度。一般的擠壓機條件依賴于材料，但可以包括250至650的溫度范圍。熔融的聚合物借助于擠出機、齒輪泵或任何其它合適的裝置輸送到模具。在模具中形成熔融聚合物板，然后將該板沉積到紙或其它基材上。該模具可如一般的開槽涂敷操作中一樣與基材接觸或大致接觸。作為選擇，模具可如一般的擠出涂敷操作中一樣與基材相隔一段距離定位。另外，可以使用一夾持點確保薄膜與基材的良好接觸。
聚合物可以進(jìn)一步如上所述用填料、成核劑等來改性(如在該說明書的其它地方更詳細(xì)描述的那樣)，且仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
選擇的紙可提供應(yīng)用要求的其它屬性。紙需要沖切、具有某種結(jié)構(gòu)、可打印在其上、可擦除等。紙還需要足夠厚，以提供應(yīng)用所需要的總體厚度。對于粘結(jié)力或打印接受性，可以要求對紙進(jìn)行處理。提高粘合力的措施可以包括底漆、粘結(jié)劑或電暈處理。提高油墨接受能力的措施包括給紙張?zhí)峁┟嫱繉?上文提到)或添加劑。
除在層壓制品的紙面打印外，薄膜面也可以打印。薄膜的選擇可以實現(xiàn)這一點，或薄膜側(cè)可以用增強打印能力的措施進(jìn)行處理。如上所述，這些方式可以包括電暈處理或面涂層。
作為一個例子，用具有2英寸直徑螺桿的擠出機，通過一個12英寸的口模，擠壓35MFI的Basell PD-702聚丙烯均聚物樹脂，熔融溫度為550至600。將該熔體直接涂到具有8.6密耳厚紙和1密耳厚聚丙烯層的紙張上。卷繞的線速度是50ft/min。
B.溶液工藝“溶液工藝”概念涉及將合適的材料或材料混合物溶解在適當(dāng)溶劑中，將溶液涂敷到紙上，然后瀝干去溶劑。用傳統(tǒng)的溶劑涂布方式。通常，為了得到均勻干燥的薄膜，可用在取決于所選溶劑的溫度下運行的烘箱在線涂敷。也可以使用填料。
合適涂料的實例是水性丙烯酸涂料由Rohm&Haas生產(chǎn)，并以商標(biāo)名RHOPLEX出售，含有約40至60％的固體，可以通過任何能夠計量涂布到所需基材上的所需涂布量的方式施加。隨后，涂層在溫度為約150℃至160℃的烘箱中干燥，以獲得100％固體的丙烯酸涂層。
C.預(yù)聚物工藝“預(yù)聚物工藝”利用了預(yù)聚物、單體和非必須的(如果需要的話)引發(fā)劑和加速劑。將這些物質(zhì)的混合物例如通過包括狹槽模具涂布法、刮涂法或凹板印刷法的傳統(tǒng)方式涂布到紙基材上，形成均勻厚度。該混合物可以被加熱以有助于涂布，但是如果混合物的粘性較低，則加熱是不必要的。然后該預(yù)聚物混合物經(jīng)過固化條件而形成最終薄膜。最終薄膜應(yīng)當(dāng)具有足夠的物理屬性，使突然斷裂機制成為可能。然后進(jìn)行沖切、表面處理等形成最終產(chǎn)品。
用于生產(chǎn)薄膜的各種材料包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和多官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。這些材料可以從Sartomer公司得到?？梢孕纬蛇@些材料的適當(dāng)?shù)幕旌衔铮棺罱K固化的聚合物具有所需要的突然斷裂特征。可將該混合物涂布在適當(dāng)?shù)募埳?，并可以用許多方法固化。
通過添加如二苯酮的光引發(fā)劑生產(chǎn)薄的(通常為1密耳或更少)薄膜；也可利用其它的工業(yè)上已知的包括屬于苯某酮類和偶氮化合物或重氮化合物的光引發(fā)劑。光引發(fā)劑的量會影響最終的屬性，且可以通過實驗確定。涂布之后，用紫外線(通常是高壓汞燈)照射預(yù)聚物，從而發(fā)生聚合，獲得最終的薄膜。
可以用加熱或電子束方法替代紫外線。這些方法尤其可用于厚膜，在這些薄膜上，紫外線不會足夠深地穿透而影響整個薄膜的固化。在熱固化情況下，添加熱引發(fā)劑來替代光引發(fā)劑。通常熱引發(fā)劑是有機過氧化物或重氮化合物。Dupont制造了一類引發(fā)劑，用商標(biāo)VAZO出售，可以利用該引發(fā)劑。引發(fā)劑的選擇依據(jù)涂布所需要的溫度和固化所需要的溫度之間的差值來進(jìn)行。選擇一種不會過早在涂布溫度時產(chǎn)生聚合的引發(fā)劑。引發(fā)劑的量會影響薄膜的最終屬性，且可以通過實驗確定。固化所需要的溫度依據(jù)所選擇的引發(fā)劑和所需的反應(yīng)速度，該溫度也可以通過實驗來確定。
在用電子束固化的情況下，不需要引發(fā)劑，因為電子束會在與預(yù)聚物撞擊時產(chǎn)生自由基。所需輻照劑量可為10至50千戈瑞(1至5兆拉德)。
另一種有用的預(yù)聚物會利用有機環(huán)氧化物。適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧混合物包括有機環(huán)氧化物、加速劑(如壬酚)和引發(fā)劑。存在許多用于這些體系的引發(fā)劑，這些引發(fā)劑包括金屬的酯(如有機鈦酸鹽)、自由基引發(fā)劑和陽離子引發(fā)劑。然而，許多這些體系由兩部分組成，且需要正好在固化前混合。通過細(xì)心選擇材料可以控制固化速度。大多數(shù)的環(huán)氧材料是又硬又脆，只要它們具有充足的柔韌性，經(jīng)得住在桌面打印機中使用，這些環(huán)氧材料就適合作為斷裂層。如由UCBChemicals(比利時)生產(chǎn)，且以商標(biāo)EBECRYL出售的增韌的雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯是優(yōu)選的撓性環(huán)氧材料。
后處理實施方式前面所述的任何一個結(jié)構(gòu)都可用于這個例子。根據(jù)整體厚度、生產(chǎn)成本、可印刷性等，可將相對層的厚度調(diào)節(jié)到所尋找的要求的物理響應(yīng)。該結(jié)構(gòu)可以通過所討論的任一種方法組裝起來。
A.熱處理(老化)通常，在高溫下熱老化試樣以促使聚合物層中的結(jié)晶反應(yīng)。大量的結(jié)晶可能改善突然斷裂效果，因為聚合物晶體比非晶的聚合物更脆。所用溫度應(yīng)高于聚合物的Tg，而低于熔融或流動溫度。這將使聚合物分子重排成低能態(tài)(結(jié)晶)。這種處理可以在產(chǎn)物未轉(zhuǎn)化、呈卷形時或轉(zhuǎn)化和/或包裝后進(jìn)行。
“聚合物固體是部分結(jié)晶的，例如聚乙烯和聚(乙烯對苯二甲酸酯)，或非結(jié)晶的，例如商用聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚苯乙烯。部分結(jié)晶的聚合物，稱晶體聚合物，通過結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)的復(fù)雜聚結(jié)作用構(gòu)成。在無定形區(qū)，分子鏈處于構(gòu)象上的無規(guī)的狀態(tài)。在結(jié)晶區(qū)，聚合物鏈以確定的特征結(jié)構(gòu)延伸，并規(guī)則地組合在一起，形成晶粒。......低結(jié)晶度聚合物的結(jié)晶通過在適當(dāng)條件下加熱處理來加速。結(jié)晶區(qū)的重量分?jǐn)?shù)確定了結(jié)晶的程度。”聚合物科學(xué)與技術(shù)百科全書—增刊卷第187頁(Encyclopedia of Polymer Science and Technology-Supplement Volume pp.187)?！敖Y(jié)晶聚合物并不完全有序，但是部分結(jié)晶的(半結(jié)晶的)，一般少于約80％。...用于接近相對和絕對的結(jié)晶程度的技術(shù)...五種廣泛采用的方法...X射線衍射、容量、熱、紅外線和拉曼光譜，以及核磁共振。”第四卷，第482頁。
作為一個例子，聚丙烯可以用作突然折斷層。聚丙烯的Tg與接近0℃，而其熔化溫度是162℃。將在卡片材料(8.6密耳)上擠出涂布約1密耳聚丙烯組成的結(jié)構(gòu)在200下熱老化兩天。進(jìn)行這種處理的可能的半結(jié)晶聚合物包括諸如聚丙烯、HDPE、LLPDE、PET和PETG的半結(jié)晶聚合物。
作為另一個聚丙烯用作突然折斷層的例子，將由在卡片材料(8.6密耳)上擠出涂布約1密耳聚丙烯組成的結(jié)構(gòu)在75至120和50％相對濕度下熱老化72小時。進(jìn)行這種處理的可能的半結(jié)晶聚合物包括諸如聚丙烯、HDPE、LLPDE、PET、PETG和聚苯乙烯。
在該條件下的時長可以不同，但會存在在加熱的建筑中的庫存成本和結(jié)晶速度之間的權(quán)衡。然而，工業(yè)上的慣例是在將薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成最終使用形態(tài)之前，在環(huán)境條件下貯存諸如PET和PP的膜(澆鑄的或定向的)，例如在倉庫中貯存72小時。
B.光化輻照通常，將卷繞形態(tài)的產(chǎn)物在該結(jié)構(gòu)的裝配線中，或在分開的步驟中，利用致電離輻照處理。
公知的是，經(jīng)受輻射能的聚合物材料能產(chǎn)生自由基，且隨后可在氧環(huán)境下氧化聚合物。這種作用可持續(xù)數(shù)周或數(shù)月，因為體系中產(chǎn)生的自由基持續(xù)地遷移和反應(yīng)。諸如聚四氟乙烯和聚丙烯的材料在用100千戈瑞(kGys)或以下的輻照劑量下，很容易失去它們最初的斷裂伸長率屬性的50％。伸長率性能的這種損失可以使涂布材料更容易斷裂。
在高能輻射(電子束、γ射線、X射線等)的情況下，該結(jié)構(gòu)的任一面都可以照射，因為輻射具有充足的能量穿透整個厚度。然而，優(yōu)選的照射面是薄膜面，因為輻射能量隨深度變小。很高的劑量率(每小時大于10千戈瑞)下電子束輻射的優(yōu)選劑量范圍為10至200千戈瑞(1至20兆拉德)。如果以例如每小時5至50戈瑞的較低劑量率處理，可用較低輻射劑量(10千戈瑞以下用于聚丙烯)。
電子束可選擇的優(yōu)選劑量范圍為10至50千戈瑞(1至5兆拉德)。也可以存在所謂的劑量率效應(yīng)。劑量率效應(yīng)是以給定劑量輻照不同時長時產(chǎn)生的性能差異。例如，兩個樣品都可以受到30千戈瑞的輻照，但是一個樣品是在以100英尺/分鐘的速度移動時接受的，而另一個是以500英尺/分鐘的速度移動時接受的。如果在兩個樣品之間感興趣的屬性不同，那么就存在劑量率效應(yīng)。
作為這種選擇的例子，通過擠出涂布1密耳層厚的聚丙烯在8.6密耳的紙上制成一卷紙/聚丙烯結(jié)構(gòu)。將最終的卷材在大于10千戈瑞/小時的劑量率下，以100千戈瑞(kGy)的電子束照射，將其斷裂伸長率減小50％以上。希望能獲得容易沖切并沿邊緣斷裂的涂布紙。
轉(zhuǎn)換實施例“轉(zhuǎn)換”實施例后面的主要思想是表明可將可突然斷裂的薄膜刻痕或部分切割以增強特性。從僅有薄膜的實施例可清晰發(fā)現(xiàn)，必須部分切穿所述薄膜。作為僅切割到薄膜反面(如本申請中前面描述的那樣)的可選擇實例，切割可以稍微深些。假如僅切割到達(dá)以上反面層深度的四分之一可以是優(yōu)選的。適當(dāng)?shù)姆秶梢允?(未切)至90％。
其它轉(zhuǎn)換實施例包括不同形狀的模具。例子是雙面削尖獲得一刀狀的刀口，以及單面削尖獲得剃刀狀刀口。
模具的幾何形狀可以顯著影響性能。如果切口為V型，在聚合物拉長過程開始前需要一定的彎曲度。另外，如果“V”較寬，聚合物可以不充分拉長而引起斷裂。在紙中狹窄切口可以減少在聚合物層中產(chǎn)生斷裂所需要的彎曲度數(shù)。切口進(jìn)入聚合物的程度可有正面和負(fù)面作用。如果切口伸入聚合物層，通過減少厚度和引入斷裂起始點，可幫助聚合物彎曲斷裂。然而，切口也會破壞產(chǎn)品的機械性能，特別是當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過輥軸并打印時。
聚合物層與紙之間的粘結(jié)力必須足夠強，以便于將應(yīng)力集中在斷裂點上。紙制基材的結(jié)構(gòu)和剛性及其厚度也是重要因素。如果紙的抗壓強度低，由于聚合物發(fā)生彎曲而并非拉伸，導(dǎo)致紙在切口處壓縮。
添加劑實施例各種成核劑和顏料可摻入本發(fā)明的薄膜配方中。成核劑的加入量應(yīng)足以提供晶體結(jié)構(gòu)所需的改性，而沒有對所需特性產(chǎn)生副作用。通常要求用成核劑改變晶體結(jié)構(gòu)，并提供大量相當(dāng)小的晶體或晶體球粒以改善挺度，以及薄膜的可沖切性。前面已用于聚合物薄膜的成核劑包括無機成核劑和有機成核劑。無機成核劑的例子包括炭黑、硅石、高嶺土和滑石。已經(jīng)建議在聚烯烴薄膜中使用的有機成核劑包括脂族一元或二元酸或芳烷基酸的鹽，例如琥珀酸鈉、戊二酸鈉、己酸鈉、4-甲基戊酸鈉、乙酸苯基鋁和肉桂酸鈉。芳族和脂環(huán)羧酸的堿金屬鹽和鋁鹽，例如苯甲酸鋁、苯甲酸鈉或苯甲酸鉀、β-萘甲酸鈉、苯甲酸鋰和叔丁基苯甲酸鋁也是可用的有機成核劑。取代的山梨醇衍生物如雙(亞芐基)和雙(烷基亞芐基)山梨醇是有用的成核劑，其中烷基含有約4至約18個碳原子。更特別地，諸如1，3，2，4-二亞芐基山梨醇、1，3，2，4-二對甲基亞芐基山梨醇和1，3，2，4-二對甲基亞芐基山梨醇的山梨醇衍生物對于聚丙烯是有效的成核劑。有用的成核劑在商業(yè)上可從許多渠道獲得。Millad3988和Millad3905是從Milliken ChemicalCo.獲得的山梨醇成核劑。
摻入本發(fā)明薄膜配方的成核劑的量通常是相當(dāng)少的，約為薄膜形成層的約100至約2000或4000ppm。優(yōu)選地，成核劑的量不應(yīng)當(dāng)超過約2000ppm，且在一個實施例中，大約300-500ppm的濃度似乎很理想。
對于其它也是緩慢結(jié)晶的半結(jié)晶聚合物，可用類似的成核劑。對于同樣的添加劑，濃度范圍列在上面的段落中。所添加材料的量會在快速結(jié)晶和較差性能(用了太多的添加劑)與緩慢結(jié)晶和良好性能(用了太少添加劑)之間權(quán)衡。
在聚丙烯中利用例如基于二亞芐基山梨醇的Millad3905或Millad3988的成核劑，以減小球粒尺寸，從而提高聚丙烯的透明度。其它基于山梨醇的成核劑包括由Ciba Speeialty Chemicals出售的IRGACLEAR和來自日本的MitsuiToatsu Chemicals的NC-4。這些成核劑也稱為澄清劑。其它可用的成核劑包括日本的Asahi-Denka Kogyo供給的基于磷酸酯的NA-11和NA-21，由MillikenChemical Company提供的基于降冰片烷羧酸鹽的HPN-68。
為了比較，將Basell PD-702和PD-702N材料用于擠壓涂布在紙上。PD-702N是相同的PD-702均聚物PP樹脂的成核型，在材料配方中添加了2000-2500ppm基于山梨醇的成核劑。相信成核劑會改變聚丙烯表面層的物理屬性，并減少聚丙烯的斷裂伸長率，使紙會迅速容易地突然斷裂。兩種聚丙烯材料都可以1密耳的厚度擠壓涂布到8.6密耳的紙上。
通過添加填料到材料配方中可使材料的斷裂伸長率的顯著減少。在這個特別的例子中，將15pph的3微米的Camel-WITE碳酸鈣(Genstar Stone ProductsCompany)與Basell PD-702聚丙烯樹脂混合，并以1密耳的厚度擠壓涂布到8.6密耳的紙上。
添加劑方式適合于所列出的任何結(jié)構(gòu)，無論是只有薄膜的結(jié)構(gòu)還是薄膜/紙基結(jié)構(gòu)。
其它可選擇的結(jié)構(gòu)任何的這些方式都可以與其它方式結(jié)合。例如，添加了成核劑的結(jié)構(gòu)可以加熱處理。該作用不含直線增加，但可以為屬性提供遞增的改善。
如從上述討論可理解的那樣，聚合物層的機械屬性對于從卡片板上突然斷裂成具有光滑的切割邊緣的單個卡片(或板部分)是重要的。
通常，上述卡片板實施例中任何一個的優(yōu)選的用途或結(jié)構(gòu)都是打印的商業(yè)名片。另一種用途是具有接收光圖象或影印照片520的感光表面510的像片卡500(圖9)?？梢杂糜谡掌埖母泄馔坎技埖睦佑杏蒓ji Paper Co.Itd.(Tokyo，Japan)、由Mitsubishi Paper Mills Limited(Tokyo)制造的、由Japan Pulp and PaperCompany Limited(Tokyo)制造的、由Zanders USA(Wayne，NJ)制造的和由SihlPaper Company(瑞士)制造的那些。這些是澆鑄涂布的光滑紙、瞬干紙、照片質(zhì)感紙和光實現(xiàn)紙。涂層是可溶脹的或多微孔的涂層。
另一種對于本申請中公開的所有結(jié)構(gòu)的可選方案是將背涂層530到聚合物層上。背涂層可以用于減少靜電、提高可寫性、和/或改善在激光打印機中的打印質(zhì)量(因為靜電干擾調(diào)色劑轉(zhuǎn)移)。背涂層可以是薄膜產(chǎn)品制造商所用的，為了良好固定到聚合物上而改性的標(biāo)準(zhǔn)抗靜電涂層，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說從本申請來看是明顯的。
另外，盡管打印操作優(yōu)選地是噴墨或激光方式，但是也可以利用其它方法，包括凹版印刷、膠印和其它加壓型印刷技術(shù)。(手)寫是另一種方法，用手寫的基本理由是，用戶可以希望根據(jù)需要非正式地迅速傳遞其它信息，如在名片后面寫上個人的電話號碼?？梢允褂糜∷C技術(shù)使可分離的(卡片)元件部分標(biāo)準(zhǔn)化，而允許在其它區(qū)域個性化。這種技術(shù)的名片例子是，公司將它的標(biāo)志打印在名片紙上。在個別的時候，雇員可以(手)印刷他的特別的(個人的)信息在卡片上。也可以用面上涂、電暈處理和其它處理方式，使得表面可以接受其它標(biāo)記方式(鋼筆、鉛筆等)，通過這些處理方式可以使材料能接受噴墨和/或激光打印，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可從本申請顯見。
盡管優(yōu)選實施例是針對傳統(tǒng)卡片的，但本發(fā)明并不受此限制。它可以是與4密耳一樣薄的薄片。中間柔性粘結(jié)層的缺乏允許達(dá)到如此薄的尺度。相反，它可以包括其它實施例/用途(對于部分卡片)，如在懸掛文件夾時的插入物，它往往象紙一樣薄，且優(yōu)選地被撕開。本發(fā)明可提供更整齊的插入物。其它應(yīng)用包括CD珠寶盒插入物。
分析斷裂界面的光學(xué)粗糙度的方法1.導(dǎo)言通常，上述產(chǎn)品都是由涂布在不同類型的高質(zhì)量紙品，如名片紙和照片質(zhì)量紙上的聚合物層組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品在用噴墨或激光打印機打印所需要的信息或照片后容易被客戶斷裂和分開。該產(chǎn)品超過其它現(xiàn)存的穿孔紙產(chǎn)品的主要優(yōu)點之一是斷裂后界面的光滑度。斷裂界面的光滑度可以描述為光學(xué)(可見的)以及機械(觸覺的)光滑度的結(jié)合。
現(xiàn)在描述本發(fā)明量化這些產(chǎn)品中的光學(xué)光滑度的方法。該方法基于斷裂界面的光學(xué)顯微鏡檢查法，和進(jìn)一步的圖像處理和計算。界面粗糙度值可用作對比斷裂產(chǎn)品的光學(xué)光滑度的一種方式(其中一種)。
2.樣品的準(zhǔn)備和圖像捕獲通過向紙基材彎曲和折斷產(chǎn)品準(zhǔn)備樣品。在不接觸斷裂界面的條件下仔細(xì)地對折斷的樣品進(jìn)行處理。這就確保在光學(xué)顯微鏡下捕獲圖像之前粗糙度不會改變。
將樣品放置在黑背景下，且用Keyence光學(xué)顯微鏡在反射模式下數(shù)字捕獲界面圖像。圖10代表了用這種方法準(zhǔn)備的樣品的數(shù)字圖像。該圖像是產(chǎn)品中斷裂界面的數(shù)字圖像(放大20倍)。在該圖中的插圖顯示界面的更高放大倍數(shù)(175倍)圖像。對于給定的樣品，為了收集充足的數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步的處理和計算，從該產(chǎn)品上不同位置捕獲幾個數(shù)字圖像。
3.圖像處理和計算將圖像處理技術(shù)用于從捕獲的數(shù)字圖像中提取界面輪廓。捕獲的圖像在進(jìn)一步輪廓提取之前需要初始的增強。圖11顯示該數(shù)字圖像的小區(qū)域的增強過程。
圖像的調(diào)整和增強過程是(a)原始圖像，(b)二進(jìn)制圖像，和(c)去斑點的圖像。
在第一步中，將原始圖像的亮度和對比度增強，然后將該圖像轉(zhuǎn)換為如圖11(b)所示的二進(jìn)制圖像(0和1)。通過形態(tài)展開處理簡單去除黑色區(qū)域中的小斑點(見圖11(c))。參見J.C.Russ的“圖像處理手冊(The Image ProcessingHandbood)”，CRC出版社出版，Boca Raton(1992年)。現(xiàn)在準(zhǔn)備對該去斑點的圖像進(jìn)行輪廓提取。
這里用白色和黑色區(qū)域之間的界面來代表斷裂界面的輪廓。通過圖11(c)中圖像的進(jìn)一步的形態(tài)學(xué)處理很容易提取該界面。假定用符號A來代表圖11(c)中的圖像。該圖像經(jīng)受侵蝕處理(見J.C.Russ的“圖像處理手冊(The ImageProcessing Handbood)”，CRC出版社出版，Boca Raton(1992))，然后稱為圖像B。侵蝕處理簡單地從圖像的白色區(qū)域移去了單一層，該白色區(qū)域與黑色區(qū)域具有共同的界面。侵蝕圖像B見圖12?，F(xiàn)在，在圖像A和B之間僅有的不同是B中沒有界面。
通過從圖像A中減去圖像B來提取界面圖像，如圖13(a)所示(圖像C)。將圖像C反白產(chǎn)生斷裂界面圖像D。
通過光柵—矢量算法將圖像D中的斷裂界面轉(zhuǎn)換成輪廓線h(x)。然后將該輪廓線校正為任何線性趨勢，并稱為g(x)。然后從下面計算該輪廓線的粗糙度值rms＝(g(x)-<g>)2的平方根，在這里rms指均方根(它是界面粗糙度的量度)，且<.>是所有數(shù)據(jù)組的簡單平均值。
4.例子作為實例，從本申請的產(chǎn)品的斷裂界面捕獲三個不同的圖像。圖14顯示了通過光學(xué)顯微鏡所得的原始圖像。用上述提到的運算法則計算斷裂界面的粗糙度。
圖15代表從數(shù)字圖像提取的斷裂界面輪廓。該三個界面的rms值也在圖中給定。在該圖中的直線是數(shù)據(jù)的線性趨勢，該數(shù)據(jù)用于糾正并獲取輪廓g(x)。對于這種特定產(chǎn)品的界面粗糙度值是61.31±6微米，該值是通過平均這三個值計算的。
5.測試結(jié)果用上述粗糙度分析方法，在各種現(xiàn)有技術(shù)的紙結(jié)構(gòu)和本發(fā)明的各種結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測試，確定下述的平均rms和(rms標(biāo)準(zhǔn)偏差)量Avery Maxell CR-2SA4LX4-(光滑長切口方向——32.4(9.1)；Avery Maxell CR-2SA4LX4-)平滑的短切口方向——24.4(7.7)；Avery InkJet微孔名片——73.4(9.6)；本發(fā)明的無光噴墨涂敷的(IJC)-長切口——29.3(6.7)；本發(fā)明的無光IJC-短切口——23.1(8.5)；本發(fā)明的有光澤IJC-長切口——20.5(3.3)；本發(fā)明的有光澤IJC-短切口——19.9(5.5)；本發(fā)明未涂敷的激光-長切口——10.9(2.2)；本發(fā)明未涂敷的激光-短切口——2.6(0.7)。所有這些樣品首先向可打印的面折疊，然后根據(jù)需要前后折疊直至斷裂。卡片上的切口方向在上面指示。且該“AveryMaxell”存在具有裂口的照片紙。如所見的那樣，本發(fā)明實現(xiàn)了明顯更光滑的邊緣。
6.結(jié)論這樣，為了量化產(chǎn)品的界面光學(xué)粗糙度，在上文提出了一種一新方法。該方法基于光學(xué)顯微檢查法和進(jìn)一步的圖像處理與計算。將界面粗糙度記錄為唯一的值(rms)。這些數(shù)據(jù)可以用于對比以及檢查產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，因為該方法以樣品的光學(xué)處理為基礎(chǔ)，所以光學(xué)粗糙度值不包括斷裂界面的觸摸光滑度。為了包括界面的硬度和銳度，該方法需要進(jìn)一步發(fā)展并也許與其它測試方法結(jié)合。
這樣，通過前述的詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，顯然存在著對本發(fā)明的許多改變、修改和改進(jìn)。本發(fā)明的范圍包括來自于在此公開的不同種類、實施例、功能和/或組件中的任何元素的結(jié)合，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都知道的。意圖認(rèn)為所有不脫離本發(fā)明精神的變化都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種卡片板，包括具有可印刷外表面的第一層；第二層；在所述第一層和第二層之間的聚合物層；貫穿所述第一層的第一切割線；貫穿所述第二層并與所述第一切割線對準(zhǔn)的第二切割線；和所述卡片板被構(gòu)造成能夠在印刷操作之后在第一和第二切割線上被手動分開以形成單獨的或可分開的卡片的邊緣。
2.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一和第二層由相同的材料制成。
3.權(quán)利要求2的卡片板，其中所述相同的材料是紙。
4.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一和第二層是不同的材料。
5.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一層包括紙板并且所述可印刷表面是在紙板上的印刷接收頂層。
6.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層是聚乙烯層。
7.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層是聚丙烯層。
8.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層包括聚丙烯和聚乙烯的相容混合物。
9.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層包括聚丙烯或聚乙烯或其混合物的至少一種。
10.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一切割線占用第一層的相對邊緣，第二切割線占用第二層的相對邊緣。
11.權(quán)利要求1的卡片板，其中所述卡片板具有這樣的應(yīng)力和伸長性能，使得在使該卡片板通過打印機或復(fù)印機并在其上在印刷操作期間印刷了所需標(biāo)志之后，可沿著對準(zhǔn)的切割線只使用單次折疊而使該卡片板斷裂，從而形成邊緣。
12.權(quán)利要求1的卡片板，還包括在第一或第二層和聚合物層之間的粘結(jié)層。
13.權(quán)利要求1的卡片板，其中第二層具有可印刷外表面。
14.權(quán)利要求13的卡片板，其中第二層的可印刷表面包括噴墨接收涂層。
15.權(quán)利要求1的卡片板，還包括貫穿第一層的切割線的第一基體，和貫穿第二層的切割線的并與第一基體對準(zhǔn)的第二基體，第一基體包括第一切割線，和第二基體包括第二切割線。
16.權(quán)利要求15的卡片板，其中第一和第二基體限定可分開的卡片的周邊。
17.權(quán)利要求1的卡片板，其中所述卡片板當(dāng)在切割線上折疊時突然斷裂。
18.權(quán)利要求1的卡片板，其中卡片板被構(gòu)造為在切割線上用單次折疊就突然斷裂。
19.權(quán)利要求1的卡片板，其中可印刷表面在印刷操作期間能夠從噴墨或激光打印機接收圖像。
20.權(quán)利要求1的卡片板，其中可印刷表面是感光表面。
21.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一和第二層都是紙板，和聚合物層是在所述紙板之間的擠出層。
22.權(quán)利要求1的卡片板，其中第一和第二層的至少之一是外涂覆的。
23.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層的克數(shù)是15-45g/m2。
24.權(quán)利要求1的卡片板，其中聚合物層是聚甲基戊烯。
25.權(quán)利要求1的卡片板，其中切割線是沖切線。
26.權(quán)利要求1的卡片板，其中卡片板是81/2×11英寸、81/2×14英寸或A4尺寸。
27.權(quán)利要求1的卡片板，其中印刷操作包括卡片板通過打印機或復(fù)印機。
28.權(quán)利要求1的卡片板，其中所述卡片是名片或相片。
29.權(quán)利要求1的卡片板，其中所述卡片是2×3.5英寸名片。
30.一種卡片板，包括具有正面和反面的上部材料；正面可通過噴墨打印機或激光打印機打??；在反面上的聚合物載體層；貫穿上部材料，形成卡片邊周邊的至少一部分的至少一條切割線；在聚合物載體層上與上部材料相對的一側(cè)上的可通過噴墨打印機或激光打印機打印的可印刷層；和所述聚合物載體層和可印刷層具有這樣的應(yīng)力和伸長性能，使得在使該卡片板通過噴墨打印機或激光打印機并在其上印刷了所需標(biāo)志之后，可只使用單次折疊而使該卡片板突然斷裂，從而所述聚合物載體層和可印刷層沿著所述至少一條切割線突然斷裂而形成單獨的或可分開的印刷卡片的邊緣。
31.權(quán)利要求30的卡片板，其中可印刷層是噴墨接收涂層。
32.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層能夠通過向前的單次折疊作用就突然斷裂。
33.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層被直接擠出到上部材料的反面。
34.權(quán)利要求30的卡片板，其中上部材料是紙板。
35.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層包括成核劑。
36.權(quán)利要求30的卡片板，其中單次折疊是向著正面的單次向前折疊。
37.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層是聚甲基戊烯。
38.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層包括結(jié)晶或半結(jié)晶聚合物。
39.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層是聚烯烴。
40.權(quán)利要求39的卡片板，其中聚烯烴是聚丙烯。
41.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層包括含有填料的聚合物。
42.權(quán)利要求41的卡片板，其中填料是滑石。
43.權(quán)利要求30的卡片板，其中上部材料是紙卡片板。
44.權(quán)利要求30的卡片板，其中上部材料是可印刷的板。
45.權(quán)利要求30的卡片板，其中單次折疊是45至165度之間的單次折疊作用。
46.權(quán)利要求30的卡片板，其中聚合物載體層是聚酯。
47.權(quán)利要求30的卡片板，其中印刷的卡片是名片。
48.權(quán)利要求30的卡片板，其中印刷的卡片是相片。
全文摘要
包括具有沖孔線的上部材料的卡片板，該上部材料的正面可以進(jìn)行印刷。具有至少一聚合物層的載體材料，該載體材料直接通過擠壓施加在上部材料的反面上。所述聚合物具有10至30MPa范圍內(nèi)的斷裂應(yīng)力和10至120％范圍內(nèi)的斷裂伸長率?？蓮倪@種卡片中分裂出獨立的卡片，形成高質(zhì)量的名片(商業(yè)名片)、照片卡、明信片或類似物。
文檔編號B32B37/15GK1935501SQ2006101355
公開日2007年3月28日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月28日
發(fā)明者M·烏茨, K·倫費勒, M·維爾克斯, S·文卡塔桑塔納姆, R·海達(dá)普爾, C·-H·楚, R·烏戈利克, A·R·梅拉比 申請人:艾弗里丹尼森有限公司