CN100547491C

CN100547491C - 具有涂层的纸张

Info

Publication number: CN100547491C
Application number: CNB03143844XA
Authority: CN
Inventors: 渡边晴美; 明城敦; 若狭浩之; 北尾修
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: DE60308448T2; EP1371778A1; US7255918B2; CN1480789A; US20040001963A1; EP1371778B1; DE60308448D1

Abstract

本发明涉及一种具有涂层的纸张，它具有在纸张基层之上形成的涂层，并含有颜料和粘合剂和任选地含有在基层和涂层之间形成的预先涂覆的含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂层，该涂层纸张的75度镜面光泽度为70%或更大，透气性为4000秒或更低，由临界长度表示的横向克拉克挺度为12cm或更多，内部结合强度为200mJ或更多，该涂层纸张显示出高抗起泡性、优异的印刷机通过性能以及高品质的图像记录性能，既适用于胶版印刷，也适用于电子照相复印或印刷。

Description

具有涂层的纸张

背景技术：

(1)技术领域：

本发明涉及一种具有涂层的纸张。更优选地，本发明涉及一种涂层纸张，其具有高的光泽度和高的横向(CD)克拉克挺度并且在进行胶版印刷或全彩色印刷例如电子照相印刷系统时不会起泡，从而显示出优异的印刷系统通过性能，并具有印出高质量印刷图像的优异能力，即高清晰度和锐度。

(2)相关现有技术

当前，由于对全彩色印刷、高速印刷及高图像质量印刷的强烈需求，印刷和出版业要消耗大量的涂层纸张。尤其是在按需印制的场合，有一种明显的趋势，那就是通过彩色复印机或彩色印刷机制作曾用传统印刷方法制作的各种出版物，这可以比较容易地满足小批量的订货。同时，具有高白光泽度的涂层纸张用于电子照相复印机和印刷机的应用正在增加，以替代用在普通纸复印机(PPC)和印刷机上的传统纸张。

为了适应上述趋势，用于按需出版的涂层纸张必须对胶版印刷机和电子照相复印机和印刷机都具有足够的适应性。对于胶版印刷机，记录纸张必须具有高的表面强度(韧性)以及高的抗起泡性。此外，对于电子照相全彩色复印机和印刷机，记录纸张应具有高的挺度以及高的抗起泡性。另外，为了实现高品质印刷，要求记录纸张具有改善的挺度，这是因为传统的具有高白光泽度的涂层纸张不能令人满意地用于高品质印刷。

通常，高白光泽度的涂层纸张如下生产：在基层纸张上涂覆含白色颜料的平均粒径为2μm或更小的涂料，其干重约为按纸张表面计的10g/m²或更多，然后通过压光使涂层表面平滑。在此情况下，众所周知，具有高的白光泽度的涂层纸张经过压光机的挤压，所以涂层纸张的挺度会降低。

另外，考虑到基于保护自然资源和自然环境保护运动发展的各种社会需求以及对减轻消费者运输印刷品的负担和减少印刷品在家庭及图书馆的储存空间的其它需要，希望进一步减轻记录纸张的重量。然而，一般来说，纸张重量的减轻导致纸张的厚度和挺度降低，这就带来一个问题，那就是印刷品的品质下降以及增加了保留印刷品和阅读印刷品的困难。

在胶版印刷机或者电子照相复印机或印刷机中，纸张的挺度对纸张经由印刷机的通过性能有很大影响，因此作为重要的质量参数加以严格控制。尤其在电子照相复印机和印刷机中，当使用挺度低的纸张时，纸张有时会不规则地进入印刷机，不能顺畅地通过印刷机，有可能会卡纸。

作为提高涂层纸张的挺度的一种方法，用木制纸浆制造基层纸张，这有助于提高基层纸张的挺度，进而提高所得涂层纸张的挺度。然而，采用木制纸浆导致所得的涂层纸张的平滑度低并降低了白度，从而降低了品质。同样，当化学纸浆主要由软木生产时，例如当用NBKP作为主要成分制造基层纸张时，得到的纸张显示出高的挺度。但是，制得的纸张的透气性不利地增加。

曾经试图通过增大纸张的体积来提高纸张的挺度。通过增加纸浆的打浆度、降低湿压机的压力或者降低压光机的压力可以增加纸张的体积。然而，在增加体积来提高所得纸张的挺度的同时，得到的纸张具有多孔的内部结构和低的平滑度。当多孔的纸张被含颜料的涂料液体涂布时，大部分涂料液体会渗入多孔纸张内，进而在多孔纸张表面上覆盖的涂料液体减少。于是，干燥后，所得涂层纸张的光泽度低并且光泽不均匀，所以不能令人满意。光泽度不够的涂层纸张必须在增大的压力下用压光机使其平滑。进而，所得的经压光的纸张显示增加的压缩模量和显著降低的挺度。

一般来说，人们知道，当试图通过提高纸张的光泽度来改进印刷图像的质量时，所得纸张具有低的挺度，进而显示出较差的印刷机通过性能。为了解决这个问题，日本未审专利文献No.5-341,553公开了一种通过控制纸张的基准质量为75-95g/m²来解决纸张通过性能差的问题的方法。

此外，在生产白光泽度高的涂层纸张时，使用压光处理导致纸张基层和压光后的涂层纸张的涂料层分别显示出密度增大，得到的涂层纸张的透气性显著降低。在这种情况下，当透气性低的涂层纸张应用在使用胶版印刷机或电子照相复印机或印刷机的印刷工艺时，就会带来一个问题，那就是当印刷油墨图像干燥或当调色剂图像热固化时，涂层纸张就会起泡。涂层纸张中产生的泡分为大泡和微泡。大泡是由于基层中的水膨胀导致纸张基层和涂层变形而产生的。大泡在涂层纸张的印刷图像部分中形成。微泡是在涂层纸张的印刷图像部分中产生的细小的泡，是由于介于涂层和在涂层上面印刷的油墨或调色剂图像之间的水蒸气膨胀而产生的。微泡导致印刷后的涂层纸张的光泽度降低。

为了防止大泡的产生，有一种通过增强纸张基层的内部结合强度来防止纸张基层损坏的方法。作为一种提高基层的内部结合强度的方法，采用在强击条件下制得的并具有高结合强度的纸浆纤维形成纸张基层，用一种树脂和纸张增强剂混入基层纸张的混合物涂覆或浸渍纸张基层，可以实现预期的效果。然而，采用在强击条件下生产的纸浆纤维以及浸渍或涂覆树脂有利于提高纸张基层的内部结合强度，但却降低了纸张基层的透气性。因此，这些方法只能控制大泡的产生，而对微泡的产生则无能为力。作为一种将纸张增强剂混入用于形成纸的纸浆中的方法，日本未审专利出版物No.3-227,491公开了一种把含有聚丙烯酰胺化合物的纸张增强剂混入用于形成纸的纸浆中的方法。但是，在这种情况下，当纸张增强剂的掺混量太大时，纸浆会集块。于是，为了保持工艺条件以及所得纸张的高度均匀性，必须使用限定量的纸张增强剂。

这样，用纸张增强剂防止起泡就难以获得满意的效果。

为了防止微泡的产生，增加涂层的透气性被认为是有效的。然而，在涂层中，透气性越高，白光泽度越低。所以具有高白光泽度的传统涂层纸张显示不足的抗微泡产生性。

如日本未审专利出版物No.11-174,713所述，人们已经知道，当具有高白光泽度的涂层纸张用胶版印刷机或电子照相复印机或印刷机印刷时，尤其是在高湿度的环境下和例如在雨季，当拆开一包涂层纸张进行印刷时，经常在印刷开始后马上就发生送入多张重叠纸张的错误或卡纸现象。上述问题的原因估计是由于白光泽度高的涂层纸张具有高的平滑度，容易互相粘在一起，和表面张力以及涂层纸张的涂层中吸附的水形成的氢键使得涂层纸张彼此粘接在一起，和由于相邻涂层纸张之间的静摩擦系数增大，从而阻止了涂层纸张顺畅地通过印刷机。

如上所述，当使用胶版印刷机或电子照相全彩色复印机时，目前还不能提供一种75度镜面光泽度为70％或更高、基准质量在例如70-90g/m²之间的并在印刷过程中的抗起泡性高和对印刷机和复印机的通过性能优异的涂层纸张。

本发明的概述

本发明的目的是解决现有技术的上述问题，提供一种涂层纸张，当该涂层纸张被用在胶版印刷机或电子照相复印机时，它在印刷过程中显示出高的抗起泡性、高的横向挺度和优异的印刷机或复印机通过性能，并具有70％或更高的75度镜面白光泽度，因此，该涂层纸张适合印刷高质量的图像。

本发明人详尽地研究了达到上述目的方法。结果发现，当涂层纸张整体上具有特定的低透气性、横向上有限的高挺度以及具有大于或等于某一数值的适宜内部结合强度时，即使具有70％或更高的高光泽度，当它们用于胶版印刷工艺或电子照相全彩色复印或印刷工艺时，它们的抗起泡性和印刷机通过性能也是优异的。

在以上发现的基础上完成了本发明。

也就是说，上述目标可以通过本发明的涂层纸张实现，它包括：

纸张基层，和

在该纸张基层的至少一个表面上形成的涂层，该涂层含有作为主要组分的一种颜料和一种粘合制，并具有70％或更高的75度镜面光泽度，该光泽度按照TAPPI T480om-92测试，

该涂层纸张整体上显示出：

(1)透气性为4000秒或更少，按照JIS P 8117使用B型检测仪测定；

(2)由临界长度L表示的克拉克挺度为12cm或更多，按照JIS P8143使用克拉克挺度仪和宽度为30mm的试样在涂层纸张的横向上测量，和

(3)内部结合强度为200mJ或更大，按照TAPPI UM 403测量。

在本发明的涂层纸张中，纸张基层优选是用0.5-3g/m²的含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂预先涂覆的那种。

在本发明的涂层纸张中，含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂优选选自由50％质量或更多的丙烯酰胺与1-40％质量的丙烯腈和1-20％质量的至少一种选自丙烯酸和甲基丙烯酸的物质所形成的共聚物。

在本发明的涂层纸张中，纸张基层优选当浸入20℃的水中5秒时，厚度增40％或更少，这是根据下式计算得出的：

A(％)＝{(T₁-T₀)/T₀}×100

其中A代表纸张基层厚度的增加，T₀代表浸入水中之前的纸张基层的厚度，T₁代表浸入水中之后纸张基层的厚度。

在本发明的涂层纸张中，纸张基层优选具有基准质量为50至110g/m²。

在本发明的涂层纸张中，纸张基层优选具有表观密度为0.7至0.9，并满足关系式(1)和(2)：

Y1≤61X-34 (1)

Y2≥-107X+123 (2)

其中X代表纸张基层的表现密度，Y1代表按照JIS P 8117使用B型检测仪测定的纸张基层的透气性，Y2代表按照JIS P 8143在涂层纸张横向上测得的纸张基层的克拉克挺度。

优选实施方式的描述

本发明人详尽地研究了使高光泽度的涂层纸张具有高挺度和低透气性的方法。结果发现并确认，当涂层纸张整体上具有特定的低透气性、有限的高挺度以及具有大于或等于某一数值的内部结合强度时，即使具有70％或更高的白光泽度，当它们用于胶版印刷机或间接干燥式电子照相全彩色复印机或印刷机时，它们也显示优异的抗起泡性和良好的印刷机通过性能，并且印刷的图像具有高品质。

在本发明具有75度镜面光泽度为70％或以上的涂层纸张中，该涂层纸张整体上具有透气性为4000秒或更少，优选透气性为3000秒或更少，更优选为2000秒或更少。如果透气性大于4000秒，则当印刷油墨图像进行干燥或调色剂图像进行热固化时，基层中的水分蒸发并迅速膨胀，膨胀的水蒸汽就地把透气性低的涂层向外推，在涂层的图像部分中产生微泡，使得涂层表面的光泽度降低。

同时，在本发明具有70％或更高的白光泽度的涂层纸张中，涂层纸张整体上具有内部结合强度为200mJ或更大，优选230mJ或更大，更优选250mJ或更大，更优选270-350mJ。如果内部结合强度低于200mJ，则不能完全防止大泡的产生，即便当涂层纸张的透气性为4000秒或更少时也是如此。

在本发明具有70％或更高的高白光泽度的涂层纸张中，涂层纸张的横向克拉克挺度，由临界长度L表示为12cm或更多，优选为13cm或更多，更优选14cm或更多。如果横向上的临界长度小于12cm，则得到的涂层纸张显示对印刷机或复印机的通过性能不足。特别是当应用在间接干燥式电子照相全彩色复印机或印刷机上时，尤其在高湿度环境中，所得的涂层纸张显示对印刷机或复印机的通过性能差，印刷纸张的传送经常阻塞。

在本发明的涂层纸张中，纸张基层优选是用含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂预先涂覆的那种，涂覆的树脂用量控制为03-3g/m²，所得的涂层纸张具有高挺度、低透气性以及等于或大于某个数值的内部结合强度。与之相比，当用包含淀粉和/或聚乙烯醇的涂料代替阴离子丙烯酸树脂时，得到的涂层纸张的透气性显示出太高的值(以秒为单位)，而内部结合强度和挺度是令人满意的，这样，当用预涂覆的纸张基层制备涂层纸张并印刷时，在印刷后的涂层纸张的调色剂或油墨印刷部分中会产生不希望有的泡。

预涂过程可以采用传统的施胶压榨涂布机，门辊式施胶压榨涂布机，或是膜转换式施胶压榨涂布机，刮棒涂布机，刮刀涂布机，短滞留刮刀涂布机或喷涂机。

用含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂预先涂覆的纸张基层的透气性保持低(以秒为单位)的原因可能是含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂的成膜性能比淀粉和/或聚乙烯醇的成膜性能低。同时，含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂具有由阴离子丙烯酸树脂结构带来的刚度增强的效果，以及由聚丙烯酰胺结构带来的内部结合强度增强的效果。所以，含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂赋予本发明的涂层纸张以合适的挺度和内部结合强度。

用于本发明的含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂优选选自从50％质量或更多的丙烯酰胺与1-40％质量的丙烯腈和1-20％质量的至少一种选自丙烯酸和甲基丙烯酸的物质所形成的共聚物。

含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂可以用传统的加聚反应工艺和设备制造。例如，向反应釜中按照上文所述范围的量加入丙烯酰胺、丙烯腈和至少一种选自丙烯酸和甲基丙烯酸的物质，并加入水，上述单体的总浓度和混合物的温度分别调到20％和30℃；向混合物中再加入聚合引发剂，它含有0.3％质量的过硫酸铵和0.2％质量的亚硫酸氢钠，同时搅拌反应混合物；然后把反应混合物的温度升到80℃并于80℃保持4小时；在聚合反应完成后，所得的反应混合物用氢氧化钠中和。结果得到了一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂水溶液，其pH值为7，聚合物浓度为20％质量，粘度为2000mPa·s。

含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂的预先涂覆用量优选0.5-3g/m²，更优选0.7-2.5g/m²基层表面积。如果预涂量小于0.5g/m²，得到的预涂纸张的挺度和内部结合强度都不够，从而显示不令人满意的印刷机通过性能以及不足的抗起泡性。同时，如果预涂量大于3.0g/m²，则由于超过3g/m²的树脂部分而使得挺度和内部结合强度的增强效果不好，且成本的增加导致经济上不利。

使用含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂的预涂过程可以采用传统的施胶压榨涂布机，门辊式施胶压榨涂布机，或是膜转换式施胶压榨涂布机，刮棒涂布机，刮刀涂布机，短滞留刮刀涂布机或喷涂机。

在体积大的纸张用作在本发明高白光泽度的涂层纸张中的纸张基层的情况下，得到的涂层纸张显示出低的弹性模量和低的表面平滑度，同时透气性得到改进，和当对所得的涂层纸张进行压光处理时，纸张的挺度大大降低。

本发明人研究了解决此问题的方法。结果发现当白光泽度为70％或更高的涂层纸张用在胶版印刷机或间接干燥式电子照相全彩色复印机或印刷机上时，对于由于其透气性和在纸张横向上的克拉克临界长度不合适而导致的涂层纸张对印刷机的通过性能降低的问题可以通过控制表观密度为0.7-0.9的涂层纸张的透气性和横向克拉克挺度而使之满足以下关系式(1)和(2)来防止：

Y1≤61X-34 (1)

Y2≥-107X+123 (2)

其中X代表纸张基层的表观密度，Y1代表按照JIS P 8117使用B型检测仪测定的纸张基层的透气性，Y2代表按照JIS P 8143在涂层纸张横向上测量的纸张基层的克拉克挺度。

如果Y1大于61X-34，那么得到的涂层纸张不能完全防止大泡和微泡的产生。同样，如果Y2小于-107X+123，则所得的涂层纸张对印刷机或复印机的通过性能不能令人满意。

用于本发明的纸张基层优选具有基准质量为50至110g/m²，更优选基准质量为55至100g/m²。

在本发明的白光泽度为70％或更大的涂层纸张中，由于纸张表面的平滑度高，所以相邻涂层纸张的表面紧密接触，从而在相邻的涂层纸张表面之间产生高的摩擦系数。日本未审专利出版物No.11-160906教导了涂层纸张的纸张基层应当具有这样的性能，即当它浸入20℃的水中并立刻吸水时，纸张基层的厚度比干燥时的厚度增加30μm或更少。

在本发明的涂层纸张的纸张基层中，当基层的基准质量为50至110g/m²时，上述日本出版物的教导对本发明的纸张基层不适用。

本发明人也研究了上述日本出版物的教导不适用于本发明涂层纸张的原因，考虑到这样一个事实，那就是即便大多数纸张所增加的厚度彼此相同，如果纸张的基准质量彼此不同，那么它们紧密接触的性能，即纸张的摩擦系数，也彼此不同。结果发现在浸水前后纸张厚度的变化是由纸张的紧密接触性能所引起的。也就是说，将白光泽度为70％或更高的本发明的涂层纸张浸入20℃的水中5秒，然后就吸收水分，纸张厚度优选增加40％或更少，更优选增加30％或更少。

纸张厚度的增加是根据下式计算得出的：

A(％)＝{(T₁-T₀)/T₀}×100

其中A代表纸张基层厚度的增加，T₀代表浸入水中之前的纸张基层厚度，T₁代表浸入水中之后的纸张基层厚度。

如果纸张厚度的变化大于40％，则在得到的涂层纸张彼此重叠或在高湿度的环境气氛下存放或使用时，在厚度方向上会膨胀。在厚度方向上的膨胀会使得彼此重叠的涂层纸张间的紧密接触加强，彼此相邻的涂层纸张之间的摩擦系数增大。上述性能的变化会导致很多彼此重叠的纸张同时进入印刷机或复印机的记录区，从而由于多张涂层纸张一起经过印刷机或复印机而导致印刷机或复印机的传送区阻塞。

用于本发明的纸张基层选自用于常规涂层印刷纸张的酸性纸张和中性纸张。对用于纸张基层的纸浆的种类和生产方法没有限制。通常，化学纸浆，例如KP、SP、AP等；机械纸浆，如SGP、SCP、RGP、CGP、TMP、BCTMP、CTMP等；回用纤维，如DIP等；以及无木纸浆，如洋麻、竹子、稻草、楮(kozo)、三桠和亚麻纸浆都适用于本发明。上述纸浆可以按适当的量混合，只要不会损害本发明所需的效果即可。同样，无氯纸浆例如ECF纸浆和TCF纸浆也是优先使用的。制造纸张基层的造纸机可以选自传统的造纸机，例如长网造纸机，Tanmo造纸机，杨克氏造纸机，双网造纸机以及斜网成形器。

用于本发明的纸张基层还任选含有填料。填料可以包含无木纸浆中常用的颜料中的至少一种。适合用作填料的颜料包括矿物颜料，例如高岭土，煅烧高岭土，碳酸钙，硫酸钙，硫酸钡，二氧化钛，滑石，氧化锌，矾土，碳酸镁，氧化镁，硅石，白炭黑，膨润土，沸石，绢云母和蒙脱石；以及下列树脂的中空的、填充的、穿孔的以及中空细小的有机颜料颗粒：聚苯乙烯树脂，尿素甲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂，丙烯酸聚合物树脂以及偏二氯乙烯聚合物树脂。

在纸张基层的制造中，形成纸张的料浆除了包括纸浆纤维和填料之外，还任选包含一种或多种用于造纸工艺的添加剂，例如阴离子、非离子、阳离子和两性的助留剂，过滤促进剂，纸张增强剂和内部上浆剂。用于纸张基层的纸浆液还任选进一步包含一种或多种用于纸张工艺的添加剂，例如染料，荧光增白剂，pH调节剂，消泡剂，沥青控制剂，粘度控制剂。

本发明用于涂覆或浸渍纸张基层的涂料包含作为主要组分的一种颜料和一种粘合剂，任选地包含一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂。涂料除了包含粘合剂例如淀粉、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺外，还任选进一步包含一种表面上浆剂，例如选自含松香的上浆剂，合成上浆剂，石油树脂上浆剂和中性上浆剂；导电剂，例如氯化钠和硫酸钠，其用量范围只要不影响本发明所希望的效果即可。为了增加用电子照相复印机或印刷机印刷后的涂层纸张的储存稳定性，优选使用中性上浆剂。中性上浆剂优选选自链烯基-玻珀酸酐上浆剂、亚烷基乙烯酮二聚物、链烯基乙烯酮二聚物、中性松香、石油上浆剂、烯烃树脂以及苯乙烯/丙烯酸共聚物树脂。

本发明涂层纸张的涂层的颜料类型不受限制，优选地，颜料包含选自下列中的至少一种：矿物原料，例如粉碎的碳酸钙，沉淀碳酸钙，高岭土，煅烧高岭土，建筑高岭土，分层高岭土，滑石，硫酸钙，硫酸钡，二氧化钛，氧化锌，矾土，碳酸镁，氧化镁，硅石，硅铝酸镁，粒状硅酸钙，粒状碳酸镁，粒状沉淀碳酸钙，白炭黑，膨润土，沸石，绢云母和蒙脱石；以及下列物质的空心的、穿孔的和填充的细小的有机颜料颗粒：聚苯乙烯树脂，苯乙烯-丙烯酰基共聚物树脂，脲甲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂，丙烯酸聚合物树脂、亚乙烯基聚合物树脂以及苯胍胺树脂。这些颜料可以单独使用或混合使用两种或多种。

涂层的粘合剂包括选自可溶于水的或可在水中分散的聚合材料中的至少一种。聚合材料包括中性和半合成的聚合物，例如淀粉化合物，如阳离子淀粉，两性淀粉，氧化淀粉，酶改性淀粉，热化学改性淀粉，酯化淀粉和醚化淀粉，纤维素衍生物例如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素，凝胶，干酪素，大豆蛋白和天然橡胶，以及合成的聚合物例如聚乙烯醇，聚二烯，例如异戊二烯聚合物，氯丁二烯聚合物，聚丁二烯橡胶，聚链烯例如聚丁烯，聚异丁烯，聚丙烯和聚乙烯，乙烯基聚合物和共聚物，例如乙烯基卤化物、乙酸乙烯酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酰胺和甲基乙烯基醚的聚合物和共聚物，合成橡胶胶乳例如苯乙烯-丁二烯共聚物的胶乳，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物，聚氨酯树脂，聚酯树脂，聚酰胺树脂，烯烃-马来酸酐共聚物树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。根据使用粘合剂的不同目的可以单独加入或混合加入这些聚合物。

除了颜料和粘合剂外，涂层可进一步任选包括至少一种选自以下物质的添加剂，例如表面活性剂，pH调节剂，粘度改性剂，软化剂，增光剂，蜡，分散剂，流动改性剂，稳定剂，抗静电剂，交联剂，上浆剂，荧光增白剂，色素，紫外线吸收剂，消泡剂，防水剂，增塑剂，润滑剂，防腐剂和香料。

在本发明的涂层纸张中，涂层优选以8-20g/m²、更优选10-18g/m²的量存在。如果涂层的量低于8g/m²，则所得的涂层不能充分覆盖纸张基层表面并使之光滑，导致对印刷油墨或调色剂的接收性能不令人满意。如果涂层的量大于20g/m²，则涂料液体层的干燥性能不足，导致涂覆效率差和涂层纸张的生产成本太高。

涂层的涂覆过程可以采用任何一种传统的涂布装置进行，例如刮刀涂布机，气刀涂胶机，辊式涂布机，逆转辊式涂布机，刮棒涂布机，幕帘式涂料机，模缝式涂布机，凹版辊式涂布机，辊式(champlex)涂布机，毛刷涂布机，双辊式和计量刮刀式施胶压榨涂布机，刮刀涂布机，短滞留刮刀涂布机，唇板涂布机以及门辊式涂布机。

涂层可以在基层纸张的正面和背面上形成和/或作为多层结构形成。多层涂层可以通过在纸张基层的表面上形成一层或多层中间涂层来形成，最外面的涂层在一层或多层中间涂层之上形成。当在基层纸张的双面都形成涂层或者涂层为多层结构时，多个涂层的成分和量彼此相同或不同。各涂料液体的组成可根据涂层的目的和希望得到的性能来设计。当只在纸张基层的正面形成涂层时，纸张基层的背面可以涂上合成树脂层、颜料-粘合剂混合物层或者抗静电层。上述背面涂层有助于提高纸张的抗弯曲性、可印刷性和防止涂层纸张在印刷机内的进出过程中阻塞。纸张基层的背面可以用粘接剂、磁性材料、阻燃剂、耐热剂、防水剂，防油剂或防滑剂进行处理以使涂层纸张的背面具有所希望的功能。

在生产本发明的涂层纸张的过程中，在纸张基层之上形成涂层，然后，在干燥过程中和/或表面处理过程中使涂层的表面平滑。同时，涂层纸张的水含量优选调节到3-10％质量，更优选为4-8％质量，从而得到涂层纸张。

在研平过程中，传统的平滑设备例如超级压光机、光泽压光机或者软压光机可以在线或离线使用。平滑设备的类型、夹紧操作的次数以及对涂层纸张施加的平滑温度可以参考一般的研平工艺进行控制。

本发明的具有70％或更高的白光泽度的涂层纸张当用于胶版印刷机和间接干燥式电子照相全彩色复印机或印刷机时显示出优异的可印刷性能，特别适合于作为用于按需印刷的涂层纸张。

实施例：

通过以下实施例对本发明做进一步说明，但以下实施例并非试图对本发明的范围微任何限制。

实施例1：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的100质量份硬木牛皮纸浆(LBKP)，将该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUM K.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布施胶压榨液，它含有含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂作为上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以2.0g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为60g/m²，密度为0.70g/m³。

颜料浆的制备是将100质量份的高岭土颜料(商品名：ASTRAPLUS，由IMERYS Co.生产)在0.2质量份分散剂存在下分散在水中，该分散剂含有聚丙烯酸钠(商品名：ARON A-9，由TOA GOSEI K.K.生产)，采用Cowless分散器进行操作。颜料浆和2.0质量份的氧化淀粉(商品名：PETROCOAT C-8，由NICHIDEN KAGAKU K.K.生产)以及10质量份的苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(商品名：T-2550K，由JSR K.K.生产)混合，再加入水，同时对料浆进行搅拌，得到一种总干固体含量为50％质量的含水涂料液。

采用刮刀式涂布机将纸张基层的正面和背面涂上所述涂料液，然后干燥以形成正面和背面涂层，其干固体量各自是10g/m²。

将得到的涂层纸张的正面和背面压光，使得压光后的正面和背面的75度镜面光泽度都被调整到70％。

实施例2：

采用和实施例1同样的方法制造涂层纸张，不同的是控制涂层纸张正面和背面的压光过程，使得到的压光后的涂层纸张的正面和背面的75度镜面光泽度为76％。

实施例3

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的95质量份硬木牛皮纸浆(LBKP)和CSF为450ml的5质量份软木牛皮纸浆(NBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布施胶压榨液，它含有一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂作为上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以2.8g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为60g/m²，密度为0.70g/m³。

实施例4：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的95质量份硬木牛皮纸浆(LBKP)和CSF为450ml的5质量份软木牛皮纸浆(NBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUMK.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝以及作为纸张增强剂的0.1质量份的聚丙烯酰胺混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布施胶压榨液，它含有一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂作为上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以0.7g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为50g/m²，密度为0.70g/m³。

将得到的纸张基层采用和实施例1相同的方法涂布相同的涂料液，并以与实施例1同样的方式压光，制得涂层纸张。

比较例1：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的100质量份的硬木牛皮纸浆(LBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUM K.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布上浆剂，它含有淀粉和PVA，混合质量比为70/30，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以2.5g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为60g/m²，密度为0.70g/m³。

比较例2：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为550ml的100质量份的硬木牛皮纸浆(LBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUM K.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布含有淀粉的上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以1.0g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为60g/m²，密度为0.60g/m³。

比较例3：

用与实施例1同样的涂料液体涂布与比较例2同样的基层纸张来生产涂层纸张，将得到的涂层纸张压光，从而将其75度镜面光泽度调整到65％。

比较例4：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的95质量份的硬木牛皮纸浆(LBKP)和CSF为450ml的5质量份的软木牛皮纸浆(NBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUMK.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布上浆剂，它含有一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂作为上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以0.3g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为60g/m²，密度为0.70g/m³。

比较例5：

含水纸浆含有加拿大标准打浆度(CSF)为450ml的95质量份的硬木牛皮纸浆(LBKP)和CSF为450ml的5质量份的软木牛皮纸浆(NBKP)，该纸浆和5质量份的沉淀碳酸钙(商品名：PC，由SHIRAISHI CALCIUMK.K.生产)混合，再和1.0质量份的淀粉、0.1质量份的链烯基丁二酸酐、0.6质量份的硫酸铝混合，均以100质量份纸浆为计量基准。将得到的纸浆用长网造纸机造纸。在制得的湿纸张上涂布上浆剂，它含有一种含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂作为上浆剂，并采用施胶压榨机进行干燥，从而用上浆剂以0.3g/m²的干固体量将纸张上浆。得到的用于涂层纸张基层的纸张具有基准质量为45g/m²，密度为0.70g/m³。

将上述实施例和比较例中制得的涂层纸张试样进行以下试验。

(1)光泽度

试样的75度镜面光泽度按照TAPPI T480om-92进行测试。

(2)透气性

试样的透气性按照JIS P 8117使用B型检测仪进行测试。

(3)克拉克挺度

试样的克拉克挺度是按照JIS P 8143使用克拉克挺度仪和宽度为30mm的试样在试样横向上测定的，用试样的临界长度L表示。

(4)内部结合强度

根据TAPPI UM 403测试试样的内部结合强度。

(5)用于印刷的表面结合强度

试样的用于印刷的表面结合强度使用胶版印刷机油墨T13进行测试，并按照以下4个等级进行评价。

等级用于印刷的表面结合强度(以下简称“印刷强度”)

4 印刷强度优异

纸张有实用性

印刷的图像质量优异

3 印刷强度高

纸张有实用性

2 印刷强度稍低

纸张的实用性稍低

1 印刷强度特别低

纸张的实用性低

印刷的图像质量差

(6)抗大泡产生性

可以用肉眼观察印刷试样中产生的大泡并按照以下3个等级评价。

等级大泡

3 没有发现大泡

具有实用性

印刷的图像质量优异

2 在纸张的一部分中发现大泡

纸张的实用性稍低

1 在整张纸张中发现大泡

纸张的实用性差

印刷的图像质量特别差

(7)抗微泡产生性

用显微镜以30倍的放大倍数观察印刷试样中的微泡产生情况，按照以下4个等级进行评价。

等级微泡

4 没有发现微泡

有实用性

印刷的图像质量优异

3 发现少量微泡

有实用性

2 发现一定量的微泡

实用性稍低

1 发现很多微泡

实用性低

印刷的图像质量差

(8)未印刷的白纸外观

用肉眼观察试样外观(白纸，未经印刷)并按照以下3个等级进行评价。

等级外观

3 光泽度和外观良好

2 对光泽度和外观稍不满意

1 光泽度和外观差

(9)印刷机通过性能

采用彩色复印机(型号：IPSio Color2100，RICOH K.K.制造)连续复印彩色原稿，用1000张涂层纸张作为复印纸，测试纸张通过复印机的通过性能。

在复印过程中，检查是否出现多张彼此重叠或粘接在一起的纸张不规则进纸的现象以及纸张不正常地缠绕在复印机的图像固定区域周围。

结果用以下4个等级评价。

等级通过性能

4 没有发生不规则进纸和缠绕

3 出现一两张不规则进纸和/或缠绕

2 出现三四张不规则进纸和/或缠绕

1 出现5张或更多的不规则进纸和/或缠绕

对纸张基层的基准质量、密度、透气性、挺度和内部结合强度的测试结果列于表1，对涂层纸张的透气性、光泽度、印刷强度、抗起泡性和通过性能的测试结果列于表2。

如表1和表2所示，实施例1、2、3和4中制得的涂层纸张具有70％或更高的白光泽度，克拉克临界长度L大于12cm，透气性为4000秒或更低，内部结合强度为200mJ或更大，显示出良好的印刷强度、抗起泡性和印刷机通过性能。

本发明的涂层纸张具有高的白光泽度并且当用作胶版印刷机或电子照相复印机或印刷机的记录纸张时，显示出高的抗起泡性和良好的印刷机通过性能。同时，印刷后的图像在清晰度和锐度上令人满意。因此，本发明的涂层纸张可以用作实际的印刷或复印纸张。

Claims

1.一种具有涂层的纸张，包括：

纸张基层，和

在该纸张基层的至少一面上形成的涂层，该涂层含有作为主要组分的一种颜料和一种粘合剂，并且具有70％或更高的75度镜面光泽度，按照TAPPI T480 om-92测定，

其中纸张基层是用含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂预先涂覆的那种，树脂用量为0.5-3g/m²，所述含聚丙烯酰胺的阴离子丙烯酸树脂选自从50％质量或更多的丙烯酰胺与1-40％质量的丙烯腈和1-20％质量的至少一种选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的物质所形成的共聚物，所述纸张基层具有基准质量为50至110g/m²，和

该涂层纸张整体上显示出：

(1)透气性为4000秒或更少，按照JIS P 8117使用B型检测仪测定；

(2)由临界长度L表示的克拉克挺度为12cm或更多，按照JIS P 8143使用克拉克挺度仪和宽度30mm的试样在涂层纸张的横向上测量，和

(3)内部结合强度为200mJ或更大，按照TAPPI UM 403测量。

2.如权利要求1所述的具有涂层的纸张，其中纸张基层当浸入20℃的水中5秒时，显示出厚度增加40％或更少，这根据下式计算得出：

A(％)＝{(T₁-T₀)/T₀}×100

3.如权利要求1或2所述的具有涂层的纸张，其中纸张基层的表观密度为0.7至0.9，并满足关系式(1)和(2)：

Y1≤61X-34 (1)

Y2-107X+123 (2)

其中X代表纸张基层的表观密度，Y1代表按照JIS P 8117使用B型检测仪测定的纸张基层的透气性，Y2代表按照JIS P 8143在涂层纸张的横向上测得的纸张基层的克拉克挺度。