Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein gießbeschichtetes Papier und insbesondere
ein Substrat, das eine einfache und schnelle Herstellung von gießbeschichtetem
Papier mit hervorragenden Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften ermöglicht,
und ein gießbeschichtetes Papier, das mittels eines solchen Substrats hergestellt
ist.
Hintergrund der Erfindung
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Bei einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem bilden auf verschiedene Arten
ausgesprühte Tintentröpfchen Bilder auf einem Aufzeichnungspapier, und ein derartiges
Aufzeichnungssystem hat die Eigenschaft, dass es weniger Lärm als ein
Matrixdruckaufzeichnungssystem erzeugt und eine Aufzeichnung mit hoher
Geschwindigkeit ermöglicht, ebenso die einfache Aufzeichnung aller Farben. Daher wurde
bei Tintenstrahldruckern in den vergangenen Jahren ein erstaunlicher Fortschritt
erzielt und sogar Drucker mit einem moderaten Preis sind in der Lage,
ausreichend lebendig aufgezeichnete Bilder zu erzeugen, daraus resultiert, dass
Tintenstrahldrucker nun weit verbreitet sind.
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Die folgenden Eigenschaften sind für ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier
grundsätzlich erforderlich:
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i) eine hohe Kapazität, Tinte zu absorbieren, ohne eine Abstoßung, ein
Zerfasern oder das Überlaufen von Tinte zu verursachen,
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ii) ein gutes Tintentrocknungsvermögen (eine hohe
Tintenabsorptionsgeschwindigkeit), und
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iii) keine Erzeugung von Unebenheiten nach der Absorption und dem
Trocknen der Tinte.
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Mit dem jüngsten Fortschritt der Tintenstrahldrucker sind die damit
aufgezeichneten Bilder ähnlich den Bildern von Silberhalidfotografien, und es ist daher erforderlich,
dass das Aufzeichnungsmedium auf der Aufzeichnungsseite besonders glatt
ist.
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In der Absicht, der Aufzeichnungsseite eines Aufzeichnungsmediums eine hohe
Glätte zu verleihen, wurde versucht, eine Plastikfolie oder ein synthetisches
Papier, das keine wasserabsorbierenden Eigenschaften besitzt, als Substrat zu
benutzen. In diesem Fall ist es erforderlich, dass die beschichtete Schicht die
gesamte gedruckte Tinte absorbiert, da das Substrat kein
Tintenabsorptionsvermögen besitzt. Die Benutzung eines derartigen Substrats weist jedoch den Nachteil
auf, dass sich die Tintenabsorptionsgeschwindigkeit verringert, da das
Tintenabsorptionsvermögen der beschichteten Schicht an sich im allgemeinen
unzureichend ist.
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Andererseits wurden gießbeschichtete Papiere bisher bei Druckpapieren und
unterschiedlichen Verpackungsmaterialien benutzt und sie sind gekennzeichnet
durch einen hohen Glanz der beschichteten Schichtoberfläche. Bisher wurde das
sogenannte Basispapier, umfassend Papier vom nicht beschichteten Typ und
Papier vom beschichteten Typ, als Substrat des gießbeschichteten Papiers benutzt.
Diese Substrate besitzen die Eigenschaft, dass sie eine hohe Oberflächenglätte
besitzen, so dass ihre Struktur keinen Einfluss auf die glatte Oberfläche hat und
sie sind in hohem Maße beschichtet, um zu verhindern, dass eine
Beschichtungslösung in sie eindringt. Um diese Eigenschaften zu fördern, ist das Substrat
vom Typ des beschichteten Papiers mit einer besonderen Beschichtung versehen.
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Ein gießbeschichtetes Papier wird allgemein durch Aufbringen einer
Beschichtungslösung auf ein Substrat wie oben erwähnt hergestellt und durch Pressen der
beschichteten Schicht auf eine heiße ebene Fläche, während die beschichtete
Schicht in einem nassen oder plastifizierten Zustand ist, um die glatte Oberfläche
simultan beim Trocknen der beschichteten Schicht auf die Oberfläche der
beschichteten Schicht zu kopieren. Die glatte Oberfläche ist im allgemeinen eine
spiegelglatte Metallfläche, so dass die Oberfläche der beschichteten Schicht einen
hohen Glanz besitzt, wenn die spiegelglatte Metalloberfläche darauf kopiert wird.
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Daher ist das Gießbeschichtungsverfahren ein wirksames Mittel, um die
beschichtete Schicht mit hohem Glanz zu versehen, das bereits bei
Tintenstrahlaufzeichnungspapieren verwendet wird (wie beispielsweise in den japanischen
Druckschriften Tokkai Sho 62-95285 und ebenso Sho 63-264391, wobei der
Begriff "Tokkai" "ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung" bedeutet).
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Bei dem Gießbeschichtungsverfahren ist es jedoch erforderlich, dass das
beschichtete Papier getrocknet wird, während die nasse Beschichtung auf die
spiegelglatte Metalloberfläche gepresst wird. Daher sollte das in der beschichteten
Schicht enthaltene Wasser durch das Substrat hindurchgehen und auf der
Rückseite des beschichteten Papiers verdampfen. In dem Fall, wenn ein allgemeines
beschichtetes Papier hergestellt wird, verdampft andererseits Wasser auf der
Vorderseite oder auf beiden Seiten der beschichteten Schicht. Dementsprechend ist
die Trocknungseffizienz bei dem Gießbeschichtungsverfahren wesentlich geringer
als bei der Herstellung eines allgemeinen beschichteten Papiers, so dass die
Betriebsgeschwindigkeit eines Beschichters als Resultat davon niedrig ist.
Konsequenterweise ist die Produktivität von gießbeschichtetem Papier gering.
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Darüber hinaus besitzt das Gießbeschichtungsverfahren ein Problem, da es
schlechter hinsichtlich des kontinuierlichen Betriebs ist.
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Insbesondere ist bei der Herstellung von gießbeschichtetem Papier die
Ablösbarkeit der beschichteten Schicht von der glatten Oberfläche vermindert, wenn die
Trocknung der beschichteten Schicht unzureichend ist, und dadurch wird die
beschichtete Schicht teilweise oder ganz von der glatten Oberfläche abgezogen und
der sogenannte "drum pick" wird erzeugt. Im Ergebnis ist die Qualität von
gießbeschichtetem Papier in starkem Maße verringert. Darüber hinaus führt der "drum
pick" manchmal zu dem Problem, dass die Papierbahn nach kurzer Zeit zerreißt.
Außerdem führt ein Reißen der Papierbahn in den meisten Fällen zu einer
Verschmutzung des Beschichters. In der Folge ist der Betrieb für einen langen
Zeitraum unterbrochen, um die Oberfläche des Beschichters zu reinigen. In diesem
Fall ist die Produktivität um so geringer, je höher die Frequenz der Papierrisse ist.
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Andererseits, wenn die Oberflächentemperatur der glatten Oberfläche erhöht wird,
um die Trocknungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wird die gegen die glatte
Oberfläche gepresste beschichtete Schicht sehr schnell aufgeheizt, so dass sie kochen
kann. Wenn die beschichtete Schicht kocht, kann sie nicht in engem Kontakt mit
der glatten Oberfläche sein, was dazu führt, dass sie die glatte Oberfläche nicht in
einem ausreichenden Maß kopieren kann, so dass ihre Oberflächenqualität
beträchtlich verringert ist. Daher gibt es eine Grenze für die Erhöhung der
Geschwindigkeit des Beschichters, die durch die Verhältnisse beim Trocknen
bestimmt wird. Dementsprechend ist die Produktivität von gießbeschichtetem Papier
geringer als die von allgemeinem beschichteten Papier.
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Um die Struktur eines Substrats abzudecken und einen hohen Glanz zu erwerben
ist es bei einem herkömmlich benutzten Substrat vom nicht beschichteten
Papiertyp erforderlich, mit einer beschichteten Schicht versehen zu werden, die eine
Trocknungsaufnahmerate von 15 bis 30 g/m² pro Seite besitzt, so dass das daraus
resultierende Papier in die Gruppe der stark beschichteten Papiere fällt.
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In einigen Fällen, in denen Substrate vom Typ des beschichteten Papiers benutzt
werden, kann andererseits ein ausreichend hoher Glanz erreicht werden, wenn die
Trocknungsaufnahmerate pro Seite in der Größenordnung von 10 g/m² liegt.
Dabei ist das Tintenabsorptionsvermögen der beschichteten Lage selbst jedoch nicht
ausreichend, und das Substrat hat beinahe kein Tintenabsorptionsvermögen.
Daher ist das in diesen Fällen erhaltene Papier nicht für
Tintenstrahlaufzeichnungspapier zu gebrauchen.
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Wie oben beschrieben, ist es erforderlich, dass das
Tintenstrahlaufzeichnungspapier ein ausreichendes Tintenabsorptionsvermögen sicherstellt. Zusätzlich kann
das Phänomen, dass das Papier hochgeht, und das bei einem
Aufzeichnungspapier durch die Absorption und die Trocknung der Tinte verursacht wird, soweit
verringert werden, dass die gesamte aufgetragene Tinte von dem beschichteten
Papier aufgenommen werden kann. In dieser Hinsicht ist es auch erforderlich, die
Trockenaufnahmerate der beschichteten Schicht zu erhöhen.
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In dem Fall, wenn die gießbeschichtete Schicht alleine die Verantwortung für die
Sicherheit des erforderlichen Tintenabsorptionsvermögens trägt, ist es
erforderlich, die Trockenaufnahmerate der beschichteten Schicht zu erhöhen. In diesem
Fall ist die Trocknungseffizienz jedoch um so mehr verringert, so dass die
Betriebsgeschwindigkeit des Beschichters bei dem Gießbeschichtungsverfahren wie
oben beschrieben im Vergleich zu allgemeinen Beschichtungsverfahren
beträchtlich verringert ist. Unter Berücksichtigung der Tintenabsorptionsgeschwindigkeit
hat das gießbeschichtete Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung andererseits
eine geringe Tintenabsorptionsgeschwindigkeit, wegen der Glätte auf der
Aufzeichnungsseite, verglichen mit allgemeinem beschichteten Papier für die
Tintenstrahlaufzeichnung. Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es im allgemeinen
erforderlich, diese Angelegenheit zusammen mit der Erhöhung der
Trockenaufnahmerate zu behandeln. Darüber hinaus ist ein weiterer Grund für die geringe
Produktivität, dass die Beschichtungszusammensetzungen für das
Tintenstrahlaufzeichnungspapier eine geringe Konzentration von Feststoffen aufweisen,
verglichen mit denen für allgemeines beschichtetes Papier. Dies liegt daran, dass
Siliziumoxid und andere poröse Pigmente, die zum Sicherstellen der
Tintenstrahlaufzeichnung benutzt werden, schlecht hinsichtlich der Auflösung und Verteilung
sind, und deren Dispersionen besitzen eine hohe Viskosität und sind schlechter
bezüglich der einfachen Handhabung, und im Ergebnis ist es unmöglich, die
Konzentration der Feststoffe adäquat zu erhöhen.
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Daher ist die Produktivität von gießbeschichtetem Papier für die
Tintenstrahlaufzeichnung extrem gering, da es sowohl den Einflüssen einer geringeren
Produktivität des Gießbeschichtungsverfahrens und der geringen Produktivität der
Beschichtungslösung für die Tintenstrahlaufzeichnung unterliegt.
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In den vergangenen Jahren wurden bestimmte Arten von Metalloxiden mit einer
mittleren Partikelgröße in der Größenordnung von 20-100 nm häufig für
Tintenstrahlaufzeichnungspapier benutzt. Diese Pigmente können eine hohe Dichte der
aufgezeichneten Bilder sicherstellen, Tintenpunkte können einen großen
Rundheitskoeffizient besitzen usw., so dass sie die passenden Eigenschaften zum
Ausbilden hoch auflösender aufgezeichneter Bilder besitzen. Allerdings sind sie
sehr teuer. Darüber hinaus sind sie schlechter hinsichtlich des
Tintenabsorptionsvermögens, da vorwiegend Pigmente wie Siliziumoxid benutzt werden, daher ist
es erforderlich, dass sie eine erhöhte Trockenaufnahmerate besitzen.
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Die Herstellung von gießbeschichtetem Papier für die Tintenstrahlaufzeichnung
durch die Verwendung der vorgenannten teueren Materialien bringt sehr hohe
Kosten mit sich, da die Materialkosten (der variable Teil der Kosten) zu der
geringen Produktivität (feststehender Teil der Kosten) addiert werden, wie oben
beschrieben wurde.
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Bei der Herstellung von Tintenstrahlaufzeichnungspapier, das eine hohe Glätte auf
der Aufzeichnungsseite besitzt, gemäß dem Gießbeschichtungsverfahren, stehen
die Eigenschaften, insbesondere die Tintenabsorption und die Produktivität in
einem gegenläufigen Zusammenhang zueinander.
Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend ist es das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Substrat zu
schaffen, das bei einem gießbeschichtetem Papier für die
Tintenstrahlaufzeichnung benutzt werden kann, das die Produktivität des gießbeschichteten Papiers
verbessern kann und eine hervorragende Tintenabsorption bei dem
gießbeschichteten Papier sicherstellen kann.
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Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein gießbeschichtetes Papier für
die Tintenstrahlaufzeichnung zu schaffen, das nicht nur eine hervorragende
Tintenabsorption, sondern auch eine hohe Produktivität besitzt.
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Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat
zum Aufnehmen einer gießbeschichteten Schicht geschaffen, um ein
gießbeschichtetes Papier herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine
beschichtete Schicht (a) besitzt, umfassend wenigstens einen Pigmentstoff und ein
Bindemittel auf wenigstens einer Seite von nicht beschichtetem Papier, bestehend
zumindest aus Zellstoff und einem Füllstoff, wobei das Verhältnis des Pigmentstoffs
zu dem Bindemittel in der beschichteten Schicht (a) zwischen 1,5 bis 10,0
bezogen auf das Trockengewicht liegt, die Wasserabsorption beträgt zwischen 30 und
100 g/m², bestimmt mittels des Cobb-Testverfahrens, beschrieben in JIS P8140,
unter der Voraussetzung, dass die Wasserabsorptionszeit 60 Sekunden beträgt,
und die Glätte wenigstens 30 Sekunden beträgt, gemessen mit einem Glättetester
von Oken-Typ, gemäß dem Verfahren, beschrieben in Japan Tappi Nr. 5, auf der
Seite, auf der die gießbeschichtete Schicht hergestellt werden soll.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein
gießbeschichtetes Papier mit einer gießbeschichteten Schicht auf einem Substrat
geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat nicht beschichtetes Papier
umfasst sowie eine beschichtete Schicht (a), umfassend wenigstens einen
Pigmentstoff und ein Bindemittel, die Wasserabsorption beträgt 30-100 g/m²,
bestimmt durch das Cobb-Testverfahren, beschrieben in JIS P8140 unter der
Voraussetzung, dass die Wasserabsorptionszeit 60 Sekunden beträgt, und die Glätte
wenigstens 30 Sekunden beträgt, gemessen mit einem Glättetester vom Oken-
Typ, gemäß dem Verfahren, das in Japan Tappi Nr. 5 beschrieben ist, auf der
Seite der beschichteten Schicht (a), und die gießbeschichtete Schicht ist eine
beschichtete Schicht (b), ausgebildet auf der beschichteten Schicht (a) durch
Verwendung einer wässrigen Beschichtungszusammensetzung, die wenigstens einen
Pigmentstoff und ein Bindemittel in Übereinstimmung mit einem
Gießbeschichtungsverfahren enthält, wobei das Verhältnis des Pigmentstoffs zu dem
Bindemittel in der beschichteten Schicht (a) zwischen 1,5 und 10,0 bezogen auf das
Trockengewicht liegt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Gießbeschichtungsverfahren ist
dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Schicht auf einem Substrat gegen
eine heiße glatte Oberfläche einer metallischen Gusstrommel gepresst wird,
während die gesamte Oberfläche oder eine Teilfläche von ihr in einem nassen oder
plastifizierten Zustand ist, um die beschichtete Schicht zu trocknen und
gleichzeitig die glatte Oberfläche auf die beschichtete Schicht zu kopieren.
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Darüber hinaus, obwohl das Gießbeschichtungsverfahren in drei Prozesse
eingeteilt ist, ein direkter Prozess, ein Wiederanfeuchtungsprozess und ein
Koagulationsprozess, können alle Prozesse bei der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Es ist allen diesen Prozessen oder Verfahrensschritten gemeinsam, dass die
Oberfläche einer beschichteten Schicht einen hohen Glanz durch Kopieren der
Gusstrommeloberfläche auf sie erwirbt, aber sie unterscheiden sich in den
Verfahrensschritten, die die Beschichtungslösung, die auf das Substrat aufgetragen wird,
erfährt, bevor sie gegen die Gusstrommel gepresst wird. Insbesondere handelt es
sich dabei um die folgenden jeweiligen Merkmale:
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In einem direkten Verfahren wird die auf ein Substrat aufgebrachte
Gießbeschichtungslösung derart gegen eine Gusstrommel gepresst, dass sie überhaupt
keine Trocknung erfährt.
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Bei einem Wieder-Befeuchtungs-Verfahren wird die auf ein Substrat aufgetragene
Gießbeschichtungslösung einmal getrocknet oder halb getrocknet und
anschließend mit einer Wieder-Befeuchtungs-Lösung behandelt, um einen plastifizierten
Zustand wieder zu erhalten, anschließend wird sie gegen eine Gusstrommel
gepresst.
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In einem Koagulationsverfahren wird die auf ein Substrat aufgetragene
Gießbeschichtungslösung mit einer Koagulationslösung behandelt, um sie in einen
Gelzustand umzuwandeln, in dem keine Flüssigkeit vorhanden ist, anschließend wird
sie gegen eine Gusstrommel gepresst.
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Darüber hinaus bezieht sich der hier benutzte Begriff "Gusstrommel" auf "eine
metallische Trommel mit einer spiegelglatten zylindrischen Außenfläche".
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Vorzugsweise beträgt die Cobb-Wasserabsorption dieses Substrats auf der
beschichteten Schichtseite zwischen 40 bis 80 g/m² und die Oken-Glattheit der
beschichteten Schicht beträgt wenigstens 50 Sekunden.
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Wenn das gießbeschichtete Papier, das hergestellt wurde durch Ausbilden einer
gießbeschichteten Schicht auf einem Substrat mit einer Cobb-Wasserabsorption,
die geringer ist als der vorgenannte Bereich, für die Tintenstrahlaufzeichnung
benutzt wird, läuft die Tinte darauf über, wegen der geringen
Tintenabsorptionsfähigkeit des Substrats und in dem Bereich mit Farbmischung werden
Tintenansammlungen verursacht, da die Tintenabsorption gering ist. Obwohl es möglich ist, die
Trockenaufnahmerate der gießbeschichteten Schicht zu erhöhen, in der Absicht,
diese Nachteile zu beseitigen, verringert die Erhöhung der Trockenaufnahmerate
die Produktivität. Daher führt diese Maßnahme nicht zum Ziel der Erfindung.
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Wenn die gießbeschichtete Schicht auf einem Substrat ausgebildet ist, das eine
Cobb-Wasserabsorption besitzt, die größer als der vorgenannte Bereich ist, dringt
lediglich die Bindemittelkomponente in das Substrat ein; in der Folge wird es
schwierig, eine Hochglanzoberfläche sicherzustellen. Mit anderen Worten führt ein
solches Substrat dazu, dass die gießbeschichtete Schicht ihr besonderes Merkmal
verliert. Obwohl die erhöhte Trockenaufnahmerate einer gießbeschichteten
Schicht diesen Fall auch erfüllt, führt es zu einer Verringerung der Produktivität.
Daher ist diese Maßnahme für den vorliegenden Zweck nicht geeignet.
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Außerdem hat die Glätte eines Substrats einen großen Einfluss auf die Glätte oder
den Glanz einer gießbeschichteten Schicht, die auf dem Substrat ausgebildet
wurde. Genauer gesagt, wenn das benutzte Substrat eine höhere Glätte besitzt,
kann die darauf ausgebildete gießbeschichtete Schicht eine bessere Oberfläche
besitzen, auch wenn ihre Trockenaufnahmerate gering ist.
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Dementsprechend, um zu erreichen, dass ein gießbeschichtetes Papier gemäß
der Erfindung eine signifikant erhöhte Produktivität durch eine wesentliche
Reduzierung der Trockenaufnahmerate einer gießbeschichteten Schicht besitzt, ohne
den Glanz des resultierenden gießbeschichteten Papiers auf der Aufzeichnungsseite
zu verringern und ohne die Qualität der darauf durch
Tintenstrahlaufzeichnung ausgebildeten Bilder zu verschlechtern, verglichen mit bisher
vorgeschlagenen und praktisch benutzen gießbeschichteten Papieren für die
Tintenstrahlaufzeichnung, ist es erforderlich, wie oben erwähnt, ein Substrat zu verwenden, das
eine Cobb-Wasserabsorption von 30 bis 100 g/m² besitzt, vorzugsweise von 40
bis 80 g/m², und eine Oken-Glätte von wenigstens 30 Sekunden, vorzugsweise
wenigstens 40 Sekunden, auf der gießbeschichteten Schichtseite.
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Beispiele für Zellstoff, der bei der Herstellung von nicht beschichtetem Papier
benutzt werden kann, das als Grundstoff für das vorliegende Substrat für die
Gießbeschichtung dient, umfassen bekannten chemischen Zellstoff, mechanischen
Zellstoff und entfärbten Zellstoff. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich,
lediglich eine Sorte Zellstoff von den Zellstoffarten auszuwählen, oder zwei oder
mehr Sorten von Zellstoff können in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen
benutzt werden.
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Beispiele für Füllstoffe, die bei dem Substrat benutzt werden können, umfassen
Kalziumcarbonat, Bariumsulfat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Talkum, Ton,
Aluminiumhydroxid, Silizium, Aluminium, Titandioxid, Zinkoxid, Natriumasche, und
unterschiedliche Arten von Kunststofffüllstoffen. Bei der vorliegenden Erfindung ist es
möglich, lediglich einen der oben aufgeführten Füllstoffe auszuwählen und zu
benutzen, oder zwei oder mehrere Füllstoffe wie oben aufgeführt können in
unterschiedlichen Mischungsverhältnissen benutzt werden.
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Das Mischungsverhältnis zwischen dem Zellstoff und dem oben erwähnten
Füllstoff besitzt keine bestimmten Grenzen, sondern es kann in Abhängigkeit von den
Eigenschaften der aufgetragenen Beschichtungslösung und dem beabsichtigten
Verwendungszweck des hergestellten gießbeschichteten Papiers geändert
werden. Im allgemeinen wird der Füllstoff in einer Menge von 4 bis 40 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteile des Zellstoffs zugegeben. Zusätzlich zu dem Zellstoff und
dem Füllstoff kann die in der vorliegenden Erfindung verwendete Papiermasse
eine Schlichte enthalten, ein Mittel, um die Festigkeit des nassen Papiers zu
erhöhen, ein Mittel um die Ausbeute zu erhöhen, einen pH-Wert-Modifizierer, Farbstoffe
und weitere Additive, falls gewünscht. Darüber hinaus kann die
Papiermasse einen kationischen Polyelektrolyten enthalten, insbesondere wenn das
gießbeschichtete Papier für die Verwendung als Tintenstrahlaufzeichnungspapier
vorgesehen ist.
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Das in der vorliegende Erfindung verwendete nicht beschichtete Papier ist ein
Papierblatt, hergestellt aus dem Zellstoff enthaltenden Brei, einem Füllstoff und
verschiedenen Hilfsstoffen, mittels einer bekannten Papiermaschine, wie eine
Fourdrinier-Papiermaschine und eine Doppeldrahtpapiermaschine. Dieses Blatt
kann einer Kalenderbehandlung und/oder einer Größenpressbehandlung
unterzogen werden, falls erforderlich. Darüber hinaus kann es einer Glanzbehandlung mit
einer Yankee-Trommel in einer Trocknungsstufe unterzogen werden.
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Die beschichtete Schicht (a), hergestellt auf wenigstens einer Seite des
sogenannten nicht beschichteten Papiers der vorliegenden Erfindung wird hergestellt
durch Beschichten mit einer Mischung, umfassend ein Pigment und ein
Bindemittel und anschließendes Trocknen.
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Eine derartige Zusammensetzung kann mit einem Beschichter beschichtet
werden, ausgewählt aus den herkömmlichen Beschichtern, wie ein Blattbeschichter,
ein Luftmesserbeschichter, ein Rollbeschichter, ein Kommabeschichter, ein
Bürstenbeschichter, ein Gummiwischerbeschichter, ein Gardinenbeschichter, ein
Gussbeschichter, ein Stabbeschichter und ein Gravierbeschichter.
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Die Trocknung der beschichteten Schicht kann mittels eines Trocknungssystems
vorgenommen werden, ausgewählt aus den bekannten Systemen, beispielsweise
einem Luftflusstrockner, einem Infrarottrockner, bzw. einem Zylindertrockner.
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Die vorgenannte Beschichtungszusammensetzung wird im allgemeinen als
wässrige Dispersion hergestellt. Beispiele von Pigmenten, die in der
Beschichtungszusammensetzung benutzt werden können, umfassen Silizium, Aluminium,
Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talkum,
Ton, Titandioxid, Zinkoxid und unterschiedliche Kunststoffpigmente. Diese Pigmente
können alleine oder in der Kombination von zwei oder mehreren
ausgewählten Pigmenten benutzt werden.
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Insbesondere werden Silizium und Aluminium vorteilhaft wegen ihrer hohen
Porosität benutzt, im Vergleich mit anderen Pigmenten. Insbesondere ermöglicht die
hohe Porosität die Absorption von überflüssiger Tinte, die übrig bleibt und nicht
von der gießbeschichteten Schicht aufgenommen wird (um eine Erhöhung der
Cobb-Wasserabsorption zu erzeugen). Darüber hinaus sind diese Pigmente relativ
lichtdurchlässig in der beschichteten Schicht, so dass sie tolerant zu der
schlechten Einfärbung sind, die durch das Eindringen der Tinte verursacht wird.
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Um die Anforderungen an die Cobb-Wasserabsorption in der vorliegenden
Erfindung zu erfüllen, ist es erforderlich, Silizium und/oder Aluminium in einem
Verhältnis von wenigstens 30% der Gesamtpigmente zu benutzen. Insbesondere ist es
wünschenswert, dass der Anteil dieses Pigmente wenigstens 50 Gewichtsprozent
beträgt.
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Beispiele für ein Bindemittel, das dabei benutzt werden kann umfassen Stärke wie
oxidierte Stärke oder veresterte Stärke; Zellulosederivative wie
Carboxymethylzellulose und Hydroxyethylzellulose; Proteine wie Kasein, Gelatine und
Sojaeiweiß; und synthetische Polymere, wie Polyvinylalkoholharz, Polyvinylpyrrolidon,
Acrylharz, Styrol-Acryl-Harz, Vinylazetatharz, Vinylchloridharz, Harnstoffharz,
Urethanharz, Alkydharz, Polyesterharz, Polykarbonatharz, Styrol-Butadien-Latex,
und die Derivative dieser Harze. In der vorliegenden Erfindung können die oben
genannten Harze alleine oder in einer Kombination von zwei oder mehreren
Harzen benutzt werden. Wenn zwei oder mehrere Harze benutzt werden, können sie
in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt werden, in Abhängigkeit von den
Eigenschaften und der Formel der Gießbeschichtungszusammensetzung und der
beabsichtigten Benutzung eines gießbeschichteten Papiers, das hergestellt
werden soll, sodass ihr Mischungsverhältnis keine bestimmte Beschränkung hat.
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Das Pigment/Bindemittel-Verhältnis in der beschichteten Schicht (a) (oder das
Verhältnis des Trockengewichts eines benutzten Pigments zu dem Trockengewicht
eines mit dem Pigment gemischten Bindemittels, im Folgenden als P/B-
Verhältnis abgekürzt) kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften und Formeln
der gießbeschichteten Schicht geändert werden, die auf der beschichteten Schicht
(a) aufgebracht ist, sowie in Abhängigkeit des beabsichtigten Einsatzzwecks des
hergestellten gießbeschichteten Papiers. Wenn das P/B-Verhältnis groß ist, neigt
die Tintenabsorption (Cobb-Wasserabsorption) dazu, anzusteigen, aber die Glätte
neigt dazu, abzunehmen. Umgekehrt, wenn das P/B-Verhältnis klein ist, neigt die
Glätte dazu anzusteigen, aber die Tintenabsorption (Cobb-Wasserabsorption)
neigt dazu, unzureichend zu werden. Bei der Gießbeschichtung hat die Glätte des
Substrats einen großen Einfluss auf die Glätte der gießbeschichteten
Schichtoberfläche. Dementsprechend, um die vorliegenden Erfordernisse an die Glätte und
die Cobb-Wasserabsorption zu erfüllen, ist es wünschenswert, dass das P/B-
Verhältnis zwischen 1,5 und 10,0 beträgt.
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Zu einer Beschichtungszusammensetzung für die beschichtete Schicht (a), wie
oben erwähnt, können bekannte Hilfsstoffe in passenden Mengen hinzugefügt
werden, wie ein Pigmentdispersionshilfsstoff, ein Wasserhaltemittel, ein
Eindickungsmittel, ein Antischaummittel, ein Konservierungsstoff, ein Farbstoff, ein
Wasserfestmittel, ein Befeuchtungsmittel, ein Plastifiziermittel, ein fluoreszierender
Farbstoff, ein Absorptionsmittel für ultraviolette Strahlung, ein Antioxidationsmittel
und ein kationischer Polyelektrolyt, falls gewünscht.
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Die Trockenaufnahmerate der derart hergestellten
Beschichtungszusammensetzung bei dem vorliegenden Substrat für die Gießbeschichtung ist nicht besonders
begrenzt, solange die Cobb-Wasserabsorption und die Oken-Glätte des Substrats
auf der beschichteten Schichtseite zwischen 30 und 100 g/m² bzw. wenigstens 30
Sekunden betragen, und solange die zufrieden stellende Produktivität des
Substrats für die Gießbeschichtung gesichert ist.
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Die beschichtete Schicht (a), die auf dem nichtbeschichteten Papier in der zuvor
beschriebenen Weise hergestellt wurde, kann einer Oberflächenbehandlung
unterzogen werden, wie einer Superkalendrierung, falls gewünscht. Die
Superkalendrierungsbehandlung kann jedoch die Glätte der beschichteten Schichtoberfläche
erhöhen, es führt jedoch zu einem Zusammenbrechen der beschichteten
Schicht, um die Cobb-Wasserabsorption zu verringern. Darüber hinaus kann ein
Befeuchtungsmittel zu der beschichteten Schicht (a) hinzugefügt werden, zum
Zwecke der Verbesserung der Befeuchtung. Im Allgemeinen führt eine Erhöhung
der Befeuchtung der Schichtoberfläche zu einer Ausdehnung der Cobb-
Wasserabsorption.
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Auf dem vorliegenden Substrat für die Gießbeschichtung wird eine
gießbeschichtete Schicht (b) hergestellt durch Beschichten der Substratoberfläche mit einer
Gießbeschichtungszusammensetzung, die im Allgemeinen als eine wässrige
Beschichtungsmischung hergestellt ist und ein Pigment, ein Bindemittel und andere
Hilfsstoffe umfasst, wobei die Herstellung erfolgt durch Pressen der beschichteten
Schicht gegen eine geheizte Gießtrommel, während die beschichtete Schicht in
einem nassen oder plastifizierten Zustand ist, um die spiegelglatte Oberfläche der
Gießtrommel auf die beschichtete Schicht zu kopieren und gleichzeitig die
beschichtete Schicht zu trocknen.
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Beispiele für Pigmentstoffe, die in der Gießbeschichtungsmischung benutzt
werden können, umfassen Silizium, Aluminium, Kalziumkarbonat,
Magnesiumkarbonat, Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talkum, Ton, Titandioxid, Zinkoxid
und verschiedene Kunststoffpigmente. Diese Pigmente können alleine oder in der
Kombination von zwei oder mehreren Pigmenten benutzt werden; die aus der
Liste ausgewählt werden.
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Beispiele für Bindemittel, die in der Gießbeschichtungsmischung benutzt werden
können, umfassen Stärke wie oxidierte Stärke oder veresterte Stärke;
Zellulosederivative wie Karboxymethylzellulose und Hydroxyethylzellulose; Proteine wie
Kasein, Gelatine und Sojaeiweiß; und synthetische Polymere, wie
Polyvinylalkoholharz, Polyvinylpyrrolidon, Acrylharz, Styrol-Acrylharz, Vinylacetatharz,
Vinylchloridharz, Harnstoffharz, Urethanharz, Alkydharz, Polyesterharz, Polykarbonatharz,
Styrol-Butadien-Latex, und die Derivative dieser Harze. In der vorliegenden
Erfindung können die oben aufgeführten Harze alleine oder in der Kombination von
zwei oder mehreren Harzen benutzt werden.
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In dem Fall, wenn wenigstens zwei Arten von Pigmenten oder wenigstens zwei
Arten von Harzen in Kombination benutzt werden, können sie in unterschiedlichen
Verhältnissen in Abhängigkeit von den Eigenschaften des benutzten
Gießbeschichtungssubstrats gemischt werden, sowie in Abhängigkeit von den
Eigenschaften und Formeln der Gießbeschichtungszusammensetzung, dem
beabsichtigten Verwendungszweck des herzustellenden gießbeschichteten Papiers und
dem verwendeten Beschichtungsverfahren, sodass das Mischungsverhältnis keine
bestimmte Begrenzung besitzt. Ebenso ist das P/B-Verhältnis der
Gießbeschichtungszusammensetzung nicht besonders beschränkt.
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Zusätzlich zu dem vorgenannten Pigmentstoff und den Bindemitteln kann die
Gießbeschichtungszusammensetzung bekannte Hilfsstoffe enthalten, wie ein
Pigmentdispersionshilfsstoff, ein Wasserhaltemittel, ein Verdickungsmittel, ein
Antischäummittel, ein Konservierungsstoff, ein Farbstoff, ein Wasserfestmittel, ein
Befeuchtungsmittel, einen Plastifizierer, ein fluoreszierendes Färbemittel, ein
Absorptionsmittel für ultraviolette Strahlung, ein Antioxidationsmittel, ein Trennmittel,
einen PH-Wert-Modifizierer und einen kationischen Polyelektrolyten, falls
erforderlich.
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In dem Fall, wenn die gießbeschichtete Schicht (b) durch einen
Wiederbefeuchtungsprozess hergestellt wird, kann die dabei benutzte Wiederbefeuchtungslösung
beispielsweise Ammoniumsalze, Polyamidharz, Phosphormischungen wie
Hexametaphosphorsäure, Amidverbindungen, fluorierte Verbindungen, Zinksulfat
und/oder Kalziumformat enthalten.
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In einem anderen Fall, wenn die gießbeschichtete Schicht (b) durch einen
Koagulationsprozess hergestellt wird, kann die dabei benutzte Koagulationslösung als
Eindickungsmittel beispielsweise Kalzium, Zink, Magnesium, Natrium, Kalium,
Blei, Kadmium oder Ammoniumsalz einer Säure, wie Ameisensäure, Essigsäure,
Zitronensäure, Weinsteinsäure, Milchsäure, Salzsäure, Schwefelsäure oder
Kohlensäure enthalten, oder Borax oder verschiedene Borate. In der vorliegenden
Erfindung können die oben aufgeführten Verdickungsmittel alleine oder in Kombinationen
von zwei oder mehreren Salzen benutzt werden, die aus der Liste
ausgewählt werden.
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Darüber hinaus soll der Begriff "Silizium", wie er in der vorliegenden Erfindung
benutzt wird, Silikagel, weißen Kohlenstoff und wasserfreies Silizium einschließen,
wie beschrieben im Chemical Handbook, Volume of Applied Chemistry,
gesammelt von der Chemical Society of Japan, veröffentlicht von Maruzen Kabushiki
Kaisha (October 15, 1986).
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Das vorliegende Substrat für die Gießbeschichtung kann eine beschichtete
Schicht (a) auf einer Seite von nicht beschichtetem Papier als Grundpapier
besitzen, und eine In-Line-Produktion ist selbstverständlich eingeschlossen, wobei die
Herstellung des Grundpapiers und die Beschichtung der beschichteten Schicht (a)
kontinuierlich in derselben Herstellungslinie vorgenommen werden. Darüber
hinaus ist es auch möglich, eine beschichtete Schicht (a) und eine gießbeschichtete
Schicht (b) auf einem Grundpapier für das Gießbeschichtungssubstrat in
derselben Herstellungslinie herzustellen.
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Die beschichtete Schicht (a) die bei der Herstellung des
Gießbeschichtungssubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht, ist nicht notwendigerweise eine
einzelne Schicht, sondern sie kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen.
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Das für die Gießbeschichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
hergestellte Substrat ist insbesondere für die Herstellung von gießbeschichtetem
Papier für Tintenstrahlaufzeichnung nützlich, da das hergestellte gießbeschichtete
Papier, das das vorliegende Substrat benutzt, hinsichtlich der Produktivität
verbessert ist und nicht an einer Qualitätsverschlechterung leidet, verglichen mit
herkömmlichen gießbeschichteten Papieren, die für die Tintenstrahlaufzeichnung
hergestellt sind.
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Obwohl in jüngster Zeit sehr teure Sol-Pigmente oft bei
Tintenstrahlaufzeichnungspapieren benutzt wurden, um hochauflösende Bilder zu erhalten, die eine
ähnliche Qualitätsstufe wie Silberhalidfotografien aufweisen, kann, wenn das vorliegende
Substrat benutzt wird und ein derartiges Sol-Pigment in die
gießbeschichtete Schicht (b) integriert ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung, nicht nur die Produktivität erhöht werden, sondern es kann auch die
Menge der benutzten Sol-Pigmente verringert werden. Als Resultat kann
gießbeschichtetes Papier mit hoher Qualität für die Tintenstrahlaufzeichnung bei
geringen Herstellungskosten erhalten werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert unter Bezugnahme auf die folgenden
Beispiele erläutert, aber diese Beispiele sollten nicht als Beschränkung des
Schutzbereichs der Erfindung in irgendeiner Weise angesehen werden. Soweit
nicht anderes angegeben, beziehen sich alle Prozentzahlen und alle Anteile auf
das Gewicht.
Herstellung des Grundpapiers
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Der als Grundstoff verwendete Papierschlamm enthält 80 Teile gebleichten
Zellstoff bzw. Holzschliff, hergestellt durch Kochen von Hartholz und 20 Teilen
Kalziumkarbonat (Escalon #800, Handelsname, hergestellt von Sankyo Seifun Co.,
Ltd.), das Papier mit einem Grundgewicht von 110 g/m² wurde mittels einer
Fourdrinierpapiermaschine hergestellt. Das derart hergestellte Papier wurde als
Grundpapier zur Herstellung des Substrats für die Gießbeschichtung verwendet.
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Zu dem oben erhaltenen Papier (nicht beschichtetes Papier) wurden die unten
beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen jeweils auf unterschiedliche
Arten zugegeben, wie weiter unten in den Beispielen und Vergleichsbeispielen
beschrieben ist, um Substrate für die Gießbeschichtung herzustellen.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen
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Beschichtungszusammensetzung A: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und als Bindemittel 20 Teile von Polyvinylalkohol, PVA
105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.) benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung B: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und als Bindemittel 10 Teile von Polyvinylalkohol, PVA
105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.) benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung C: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und als Bindemittel 65 Teile von Polyvinylalkohol, PVA
105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.) benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung D: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
50 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation),und 50 Teile Kalziumkarbonat, Escalon #1500
(Handelsname, ein Produkt von Sankyo Seifun Co., Ltd.), und als Bindemittel 20 Teile von
Polyvinylalkohol, PVA 105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.)
benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung E: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
30 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und 70 Teile Kalziumkarbonat, Escalon #1500
(Handelsname, ein Produkt von Sankyo Seifun Co., Ltd.), und als Bindemittel 20 Teile von
Polyvinylalkohol, PVA 105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.)
benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung F: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und als Bindemittel 100 Teile von Polyvinylalkohol, PVA
105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.) benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung G: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation), und als Bindemittel 7 Teile von Polyvinylalkohol, PVA 105
(Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.) benutzt wurden.
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Beschichtungszusammensetzung H: Eine Beschichtungszusammensetzung mit
einer Festkörperkonzentration von 25% wurde hergestellt, wobei als Pigmentstoff
20 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein Produkt von
Tokuyama Corporation),und 80 Teile Kalziumkarbonat, Escalon #1500
(Handelsname, ein Produkt von Sankyo Seifun Co., Ltd.), und als Bindemittel 20 Teile von
Polyvinylalkohol, PVA 105 (Handelsname, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.)
benutzt wurden.
Beispiel 1
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Die Beschichtungszusammensetzung A wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 2
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Das in Beispiel 1 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 3
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Das in Beispiel 2 hergestellte beschichtete Papier wurde weiter einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 4
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Die Beschichtungszusammensetzung B wurde auf einer Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt, anschließend wurde sie mit einem Luftflusstrockner
getrocknet und weiter einer Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck
von 1471 N/cm (150 kgf/cm) ausgesetzt, um ein Substrat für die
Gießbeschichtung zu ergeben.
Beispiel 5
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Das in Beispiel 4 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 6
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Die Beschichtungszusammensetzung C wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 7
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Die Beschichtungszusammensetzung D wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 8
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Das in Beispiel 7 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Beispiel 9
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Die Beschichtungszusammensetzung E wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 1
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Die Beschichtungszusammensetzung B wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 2
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Das in Beispiel 6 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 3
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Das in Beispiel 8 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
ausgesetzt, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 4
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Die Beschichtungszusammensetzung F wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 5
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Die Beschichtungszusammensetzung G wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 6
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Das im Vergleichsbeispiel 5 hergestellte beschichtete Papier wurde einer
Superkalendrierungsbehandlung mit einem linearen Druck von 1471 N/cm (150 kgf/cm)
unterzogen, um ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 7
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Die Beschichtungszusammensetzung H wurde auf eine Seite des Grundpapiers
mittels eines Blattbeschichters aufgetragen, sodass sie eine Trockenaufnahmerate
von 15 g/m² besitzt und anschließend mit einem Luftflusstrockner getrocknet, um
ein Substrat für die Gießbeschichtung herzustellen.
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Die in den Beispielen 1 bis 9 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 hergestellten
Substrate wurden jeweils auf die Cobb-Wasserabsorption und die Oken-Glätte
untersucht, gemäß den Testverfahren, die in JIS (P 8140) bzw. JAPAN TAPPI No.
5 festgelegt sind. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Herstellung des gießbeschichteten Papiers
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Eine gießbeschichtete Schicht (b) wurde auf die unten erwähnten Arten auf allen
Substraten aufgebracht, die in den vorhergehenden Beispielen und
Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wodurch zehn Proben von gießbeschichtetem Papier
hergestellt wurden.
Herstellung der Gießbeschichtungszusammensetzung
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Gießbeschichtungszusammensetzung A: Eine
Gießbeschichtungszusammensetzung mit einer Festkörperkonzentration von 30% wurde hergestellt, wobei als
Pigmentstoff 100 Teile von amorphem Silizium, Finesil X-37 (Handelsname, ein
Produkt der Tokuyama Corporation), als Bindemittel 10 Teile von Styrol-
Butadienlatex, JSR-0617 (Handelsname, ein Produkt der JSR Corporation) und 30
Teile Kasein (ein Produkt aus Neuseeland), und als Trennmittel 5 Teile
Kalziumstearat, Nopcoat SYC (Handelsname, ein Produkt der SANNOPCO Limited)
verwendet wurden.
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Gießbeschichtungszusammensetzung B: Eine
Gießbeschichtungszusammensetzung mit einer Festkörperkonzentration von 20% wurde hergestellt durch
Verwenden von 100 Teilen von Aluminiumsol als Pigmentstoff, Kataloid AS-1
(Handelsname, ein Produkt von Catalysis & Chemical Ind. Co. Ltd.), als Bindemittel 10
Teile von Styrol-Butadienlatex, JSR-0617 (Handelsname, ein Produkt der JSR
Corporation) und 30 Teile Kasein (ein Produkt aus Neuseeland), und als
Trennmittel 5 Teile Kalziumstearat, Nopcoat SYC (Handelsname, ein Produkt der
SANNOPCO Limited) verwendet wurden.
Herstellung der Wiederbefeuchtungslösung
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Eine Wiederbefeuchtungslösung, die Zinksulfat in einer Konzentration von 0,3%
enthält, wurde hergestellt.
Herstellung einer Koagulationslösung
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Eine Koagulationslösung, die Kalziumformat in einer Konzentration von 5%
enthält, wurde hergestellt.
Beispiel 10
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 1
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Beispiel 11
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 1
hergestellte Substrat in einer richtig angepassten Menge aufgetragen, und mit einem
Luftflusstrockner getrocknet. Darüber hinaus wurde die getrocknete
Beschichtungszusammensetzung mit der Wiederbefeuchtungslösung behandelt, gegen
eine auf 100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst und dabei wieder getrocknet.
Beispiel 12
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurde folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde auf das im Beispiel 1 hergestellte Substrat mittels eines
Kommabeschichters in einer richtig angepassten Menge aufgetragen, mit der
Koagulationslösung behandelt, während die Zusammensetzung auf dem Substrat in einem
nassen Zustand war, gegen eine auf 100ºC aufgeheizte Gießtrommel gepresst
und dabei getrocknet.
Beispiel 13
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung B wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 1
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Beispiel 14
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 4
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Beispiel 15
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 9
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Vergleichsbeispiel 8
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 1
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Vergleichsbeispiel 9
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 4
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Vergleichsbeispiel 10
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 5
hergestellte Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
Vergleichsbeispiel 11
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Gießbeschichtete Papiere, die sich hinsichtlich der Trockenaufnahmerate
unterscheiden, wurden folgendermaßen hergestellt: Die
Gießbeschichtungszusammensetzung A wurde mittels eines Kommabeschichters auf das in Beispiel 7 hergestellte
Substrat in einer korrekt angepassten Menge aufgetragen, gegen eine auf
100ºC aufgeheizte Gusstrommel gepresst, während die
Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat in einem nassen Zustand war, und dabei
getrocknet.
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Die in den vorgenannten Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten
gießbeschichteten Papiere wurden jeweils hinsichtlich der Produktivität in
Übereinstimmung mit dem folgenden Auswertungsstandard untersucht. Die derart
erhaltenen Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Darüber hinaus wurde bei jedem der vorgenannten Beispiele und
Vergleichsbeispiele die Menge der Gießbeschichtungszusammensetzung, die aufgetragen
wurde, variiert, sodass das Minimum und das Maximum der Trockenabdeckraten der
hergestellten Gießbeschichtungspapiere etwa 5 g/m² bzw. etwa 50 g/m² betrugen,
und die Trockenabdeckrate wurde um etwa 1 g/m² bei jeder Herstellung von
gießbeschichtetem Papier erhöht.
Herstellung von gießbeschichtetem Papier als Standard
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In dem Fall, wenn die Gießbeschichtungszusammensetzung A benutzt wird,
wurden gießbeschichtete Papiere als Standard durch drei verschiedenartige
Gießbeschichtungsverfahren hergestellt; wohingegen in dem Fall der Benutzung der
Gießbeschichtungszusammensetzung B ein Standard gießbeschichtetes Papier in
einem direkten Gießbeschichtungsverfahren hergestellt wurde. Dabei wurde
dasselbe nichtbeschichtete Papier benutzt, das zur Herstellung der Substrate in den
vorhergehenden Beispielen 1 bis 9 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 benutzt
wurde, abgesehen davon, dass das Grundgewicht des Papiers auf 125 g/m²
geändert wurde, das als Substrat für die Gießbeschichtung benutzt wurde und jede
darauf ausgebildete gießbeschichtete Schicht hatte eine Trockenaufnahmerate
von 20 g/m².
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Auf jedem der gießbeschichteten Papiere, die als Standard hergestellt wurden und
auf denen, die in den Beispielen 10 bis 15 und den Vergleichsbeispielen 8 bis 11
hergestellt wurden, wurden schwarze feste Bilder mit einer Auflösung von 720 dpi
mittels eines Tintenstrahldruckers aufgezeichnet, PM-700C (Handelsname,
hergestellt von Seiko Epson Co.). Für jedes der vorhergehenden Beispiele und
Vergleichsbeispiele wurden die derart aufgezeichneten gießbeschichteten Papiere
hinsichtlich der Trockenaufnahmerate entsprechend der Bedingung untersucht,
dass die Tintenabsorption und die allgemeine Qualität, einschließlich des Glanzes
und der Oberflächenstärke, beide vergleichbar mit derjenigen von
standardgießbeschichtetem Papier waren, (auf das Bezug genommen wird als "erforderliche
Trockenaufnahmerate" und das mit X bezeichnet ist). Anschließend wurde der
Relativwert R, der durch die folgende Gleichung (1) definiert ist, für jedes Beispiel
und jedes Vergleichsbeispiel bestimmt:
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R = X/20 (1)
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Darüber hinaus wurde die Tintenabsorption durch visuelle Beobachtung
ausgewertet, wobei die Anwesenheit von Verdickungen auf den Kanten der
aufgezeichneten und nicht aufgezeichneten Flächen beobachtet wurde; der Glanz wurde in
Übereinstimmung mit JIS P-7142 ausgewertet und die Oberflächenfestigkeit
wurde gemäß dem in JIS P-7142 beschriebenen Verfahren, bei dem Wachs benutzt
wird, ausgewertet.
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Gemäß dem hier verwendeten Auswerteverfahren gilt, dass je geringer der Wert
von R in Gleichung (1) ist, die erforderliche Trockenaufnahmerate um so geringer
ist, um dieselben Eigenschaften wie bei einem gießbeschichteten Papier, bei dem
ein herkömmliches Substrat benutzt wird, zu erreichen. Die Verringerung der
Trockenabdeckrate macht es möglich, die Betriebsgeschwindigkeit des Beschichters
zu erhöhen, und als Ergebnis kann die Produktivität erhöht werden.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung waren die erhaltenen R-Werte
alle unter 0,7, sodass man sich sicher sein kann, dass die Benutzung der
vorliegenden Substrate eine signifikante Verbesserung bei der Produktivität von
gießbeschichtetem Papier darstellt.
Tabelle 2