DE3151471A1

DE3151471A1 - Verfahren zur herstellung von aufzeichnungspapier

Info

Publication number: DE3151471A1
Application number: DE19813151471
Authority: DE
Inventors: Shigehiko Kamagaya Miyamoto; Yoshinobu Matsudo Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1980-12-25
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1982-08-12
Also published as: JPS6160794B2; JPS57107879A; US4440827A; DE3151471C2

Description

Q 1 C 1 / T HOFFJMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197i) · DIPL.-ING.W.EITLE . DR. RER. NAT. K.HO FFMAN N .. DIPL.-I NG. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

36 157 o/pc

Mitsubishi Paper Mills, Ltd., Tokyo / Japan

Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungspapier

Die Erfindung betrifft ein

Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungspapier, wie Aufzeichnungspapier für das Ink-Jet-Verfahren oder das "optical bar code"-Verfahren und dergleichen.

Aufgrund der zahlreichen guten Eigenschaften, wie der Hochgeschwindigkeitsdruckbarkeit, des niedrigen Lärms, der großen Vielfalt der aufgezeichneten Muster, der Einfachheit beim Mehrfarbendruck und dergleichen, hat das Ink-Jet-Verfahren in den vergangenen Jahren auf verschiedenen Gebieten, einschließlich von Informationsinstrumenten eine wichtige Stellung eingenommen. Weiterhin sind die durch ein Mehrfarben- Ink-Jet-Verfahren gebildeten Bilder keineswegs solchen unterlegen, die durch üblichen Mehrfarbendruck erhalten warden. Darüber hinaus benötigt man beim Mahrfarben- Ink-Jet-Verfahren keine

Druckplatten und daher ist das Verfahren weniger teuer als das Mehrfarbendrucken unter Verwendung von Druckplatten, soweit die Anzahl der hergestellten Drucke gering ist. Aus diesem Grund hat man versucht, die Anwendbarkeit des Ink-Jet-Verfahrens auch auf dem Gebiet des Mehrfarbendruckes auszuweiten anstelle einer Beschränkung des Verfahrens auf das Gebiet der Aufzeichnung.

Da Kunstpapier und beschichtetes Papier wie es üblicherweise be„i Druckverfahren verwendet wird eine sehr schlechte Druckfarbenabsorbierbarkeit aufweist, bleibt die Druckfarbe während längerer Zeit_; auf der Oberfläche nach Beendigung der Ink-Jet-Aufzeichnung und dadurch können Schäden an dem Bild entstehen, wenn der Drucker einen Teil der Vorrichtung berührt oder die aufgezeichnete Oberfläche verschmiert. Weiterhin können bei solchen Teilen, bei denen das Bild eine hohe Farbdichte auf v/eist, die großen Mengen an Druckfarben sich miteinander vermischen bevor sie absorbiert werden oder sie können verlaufen. Deshalb ist die Verwendung von solchem Papieren bei dem Ink-Jet-Verfahren unpraktisch.

Ein Aufzeichnungsblatt das beim Ink-Jet-Verfahren verwendet werden kann, muß folgende Eigenschaften gleichzeitig aufweisen:

Es muß ein klares Bild mit hoher Farbdichte liefern; es muß die Druckfarbe schnell genug absorbieren um ein Verlaufen der Druckfarbe zu verhindern und darüberhinaus muß es eine Diffusion von Druckfarbenpunkten in horizontaler Richtung an der Oberfläche unterdrücken um die Auflösung zu erhöhen.

Es ist jedoch selbstverständlich, daß eine Beziehung zwischen der Druckfarbenabsorbierbarkeit und der Druck-

• farbendiffusion der horizontalen Richtung besteht, und zwar insofern,als eine Vergrößerung der Absorbierbarkeit einer Erhöhung der Diffusion in horizontaler Richtung bewirkt und eine Kontrolle der Diffusion in horizontaler Richtung eine Verminderung der Absorbierbarkeit ergibt. Um diese Probleme zu lösen, hat man in der Praxis die Leimungqualität des Papiers überwacht oder Füllstoffe mit großer spezifischer Oberfläche,wie Ton, Talkum, Calciumcarbonat, Harnstoff-Formaldehyd-Harze und dergleichen bei der Papierherstellung inkorporiert, wobei man Produkte erhielt, die in gewissem Maße für das InkJet-Verfahren geeignet waren. Die meisten dieser Produkte ergeben Bilder mit einer klaren Farbtönung, ergeben jeodch keine Bilder die so attraktiv im Aussehen sind, wie solche die man durch üblichen Mehrfarbendruck beim Offsetdruckverfahren erhält, selbst wenn sie zum Teil die vorerwähnten Anwendbarkeiten für das Ink-Jet-Verfahren aufweisen. So wird beispielsweise Ink-Jet-Auf zeichnungspapier welches mit einem Pigment mit hoher Druckfarbenabsorbierbarkeit beschichtet ist, zum Beispiel mit eine nicht-kolloidalem Siliziumdioxidpulver,in der JA-OS 51, 583/80 beschrieben und ein "optical bar code printing"-Papier, das mit feinpulverisiertem Siliziumdioxid beschichtet ist, wird in der japanischen Patentveröffentlichung 79 0/78 beschrieben. Die bei diesem Verfahren benötigten Siliziumdioxidpulver benötigen zu ihrer Bindung große Mengen an Bindemittel. So wird in der JA-OS 51, 583/80 beschreiben, daß man große Mengen von 20 bis 150 Teilen Binder pro 100 Teilen Siliziumdioxid verwenden muß. Eine erhöhte Menge an Binder verursacht aber das Auftreten von vielen kleinen Rissen in der getrockneten Deckfarbe und dadurch wird die Auflösung verschlechtert, weil die Druckfarbe in diese Risse läuft.

Für ein "optical bar code"-Druckpapier werden in der

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• japanischen Patentveröffentlichung 790/78 5 bis 20 Teile Bindemittel pro 100 Teile Siliziumdioxid verwendet. Im allgemeinen kann man die Auflösung dadurch verbessern, daß man die Menge an beschichtetem Siliziumdioxid erhöht

und infolgedessen soll die Menge an aufgebrachtem SiIΙο

ziumdioxid 10 g/m oder mehr betragen um eine ausreichende Auflösung zu erzielen. Wird der Binder jedoch nur in einer Menge von 5 bis 20 Teilen verwendet, so kann das Siliziumdioxid leicht von der Papierschicht abblättern, so daß man eine Überzugsschicht mit einer ausreichenden Aufzeichnung nicht erzielen kann. Man kann somit sagen, daß eine Tendenz besteht,daß die Auflösung, die für die Anwendbarkeit für das Ink-Jet-Verfahren wichtig ist, abnimmt, unabhängig davon, ob der Anteil des Binders erhöht oder die Menge des Überzugs verkleinert wird.

Aufgrund dieser Erfahrungen haben nun die vorliegenden Erfinder Untersuchungen angestellt über die Menge des Binders, die Menge des Überzugs und das Verfahren zum überziehen, mit dem Ziel ein Ink-Jet-Aufzeichnungspapier oder ein "optical bar code"-Druckpapier mit ausgezeichnet ter Auflösung zu erhalten. Dabei ist es den Erfindern gelungen, die Menge des Bindemittels zu erniedrigen und trotzdem die Bindungsfestikeit beizubehalten und dadurch wird ein Aufzeichnungspapier mit hoher Auflösungkraft erhalten.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungspapier bei dem auf der Oberfläche eines Trägers ein Überzug vorliegt, aus einem anorganischen Pigment und einem wäßrigen polymeren Binder. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht erhalten wird durch zwei- oder mehrmalig wiederholte Uberzugsstufen. Jede Stufe umfaßt das überziehen mit einem Überzugsmittel aus 5 b;is 18 Gewichtsteilen

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• des polymeren Binders mit 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigmentes, enthaltend 50 bis 100 Gewichtsteile synthetisches Siliziumdioxid, in einer Menge von 2 bis 9 g Feststoff/m^ auf eine Seite des Trägers, worauf man anschließend trocknet.

Es wurde festgestellt, daß dann,

wenn die Menge des wäßrigen Binders in der Überzugsschicht 5 bis 18 Gewichtsteile, bezogen auf das Pigment beträgt, die Bindungsfestigkeit nicht ausreichend ist und daß die Überzugsschicht von der Papieroberfläche abblättert, so daß das Produkt in der Praxis nicht anwend-

2
bar ist, wenn 10 g/m oder mehr der Überzugsschicht auf einer Seite mit einem Überzugsverfahren aufgebracht wird, während man eine ausreichende Bindungsfestigkeit mit der vorerwähnten Menge des Bindemittels dann erzielt, wenn die Menge der Beschichtung pro Ansatz in dem Be-

schichtungsverfahren 9 g/m oder weniger beträgt. Obwohl der Grund für dieses Phänomen noch nicht voll verstanden wird nimmt man an, daß je größer die Menge des Überzugs die in einem Ansatz aufgetragen wird ist, um so größer das Ausmaß der Bindemittelwanderung wird, und daß dadurch die Bindungsfestigkeit geschwächt wird.

Das erfindungsgemäß verwendete synthetische Siliziumdioxid wird auch als feinpulvriges Siliziumdioxid bezeichnet und schließt feinpulvriges Kieselsäureanhydrid, wäßrige Kieselsäure, Calciumsilicat und Aluminiumsilicat ein. Die Hauptverfahren zu deren Herstellung lassen sich in die folgenden 3 Verfahren aufteilen:

(1) Trockenverfahren (thermische Zersetzung von Siliziumtetrachlorid)

(2) Naßverfahren (Bildung eines Niederschlags aus Natriumsilikat und Säure, Kohlendioxid, einem Amoniumsalz, Aluminiumsulfat und dergleichen) und

(3) Aerogelverfahren (Wärmebehandlung von Kieselgel

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und einer organischen Flüssigkeit, wie einem Alkohol, in einem Autoklaven).

Das nach dem Trockenverfahren erhaltene feinpulvrige Siliziumdioxid hat einen Brechungsindex von 1,55, das nach dem Naßverfahren erhaltene einen Brechungsindex von 1,4 5 bis 1,4 6 und das nach dem Aerogelverfahreh erhaltene einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,46 und Calciumsilicat hat einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,47.

Bei der vorliegenden Erfindung kann dieses synthetische Siliziumdioxid allein als anorganisches Pigment verwendet werden. Es ist aber auch möglich, das synthetische Siliziumdioxid mit anderen anorganischen Pigmenten zu verwenden. Als Pigment, das in Kombination mit synthetischen Siliziumdioxid verwendet werden kann, kommen solche Pigmente in Frage, wie sie üblicherweise beim überziehen von Papier angewendet Werden und es kann hierbei auf die anorganischen feinen Pulver verwiesen werden, die üblicherweise zur Verbesserung der Schreibeigenschaften verwendet werden. Beispiele hierfür sind Kaolinton, gemahlenes Calciumcarbonat, ausgefälltes Calciumcarbonat, Titanoxid, Bariumsulfat, Talkum, Zinkoxid, feines Glaspulver, pulverisiertes Siliziumdioxid, Diatomeenerde ,Aluminiumoxid, Calciumsilicat, Magnesiumcarbonat, Koliidale Kieselsäure und dergleichen.

Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, daß man die Schreibeigenschaften mit dem Bleistift erheblich verbessern kann,ohne daß die Anwendbarkeit für das InkJet-Verfahren und insbesondere die Klarheit bei einem Mehrfarbenaufzeichnungsbild verloren gehen,in dem man wenigstens ein die Schreibeigenschaften verbesserndes Mittel aus einem anorganischen Feinpulver mit einem

• Brechungsindes mit 1,44 bis 1,55 als das Pigment verwendet, das in Kombination mit dem synthetischen Siliziumdioxid verwendet werden kann. Obwohl der Grund hierfür noch nicht vollständig geklärt ist nimmt man an, daß deshalb, weil der Brechungsindex von synthetischem Siliziumdioxid grob gesagt im Bereich von 1,45 bis 1,55 liegt, obwohl er etwas in Abhängikeit von dem Herstellungsverfahren variieren kann, die Auswahl eines Verbesserers für die Schreibeigenschäften mit einem Brechungsindex der in den gleichen Bereich wie oben fällt, es ermöglicht, daß eine zu große Lichtstreuung eleminiert wird, und daß dadurch die ündurchsichtbarkeit abnimmt und" insgesamt die Schreibeigenschaften verbessert werden, während die Klarheit der Druckfarbe erhalten bleibt.

Als anorganischen Pulver mit einem Brechungsindex von 1,44 bis 1,55, das als Verbesserer für die Schreibeigenschaften verwendet werden kann, sind feines Glaspulver, pulverisiertes Siliziumdioxid, Diatomenerde, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, kolloidale Kieselsäure und dergleichen erwähnt werden, wobei feines Glaspulver, pulverisiertes Siliziumdioxid, Diatomeenerde und kollo idales Siliziumdioxid das sich hauptsächlich aus SiIiziumdioxid zusammensetzt besonders bevorzugt-

Der Anteil an dem Verbesserer für die Schreibeigenschaften in dem anorganischen Pigment beträgt 20 bis 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des letzteren.

Beträgt er weniger als 20 Gewichtsteile so sind die Schreibeigenschaften schlecht, übersteigt er 50 Gewichtsteile, so ist die Farbbildbarkeit schlecht und auch die Druckfarbenabsorbierbarkeit ist unbefriedigend. Das Verhältnis von Schreibeigenschaftenverbesserer zu synthetischem Siliziumdioxid liegt im Bereich von 5 :

. bis 50 : 50 und vorzugsweise im Bereich von 15 : 85 bis 50 : 50.

Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, daß die Druckfarbenabsorbierbarkeit, die Klarheit des Farbtons und die Auflösung (Grad der Diffusion der Druckfarben Punkte in horizontaler Richtung) die alle bei einem Ink-Jet-Auf zeichnungsblatt wichtig sind, verbessert werden können ,indem man zu der Druckfarbe 15 bis 30 Gewichtsteile von nicht-f umbildenden Kunststoff teilchen (die bei Umgebungstemperatur keinen Film Bilden würden)mit einer Teilchengröße von 0,02 bis 0,8 μια--zu"100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigmentes zugibt,· Bevorzugte Beispiele für diese nicht-fUmbildenden Kunststoffteilchen sind Styrolpolymere, wie Polystyrol, Polymethylstyrol, PoIymethoxystyrol, Polychlorstyrol und dergleichen; Polyolefine und Polyhalogenolefine, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylcyclohexan, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid und dergleichen; und Polymere von Estern von cc, ß-ethylenisch ungestättigten Säuren, wie Polymethacrylate, Polychloracrylate, Polymethylmethacrylat und dergleichen.

Copolymere die man erhält indem man 2 oder mehr der bekannten Monomeren copolymerisiert können gleichfalls verwendet werden. Von den vorerwähnten nicht-fumbildenden Plastikteilchen werden besonders solche von Polymeren mit einer Teilchengröße von etwa 0,02 bis 0,8 μπι, wie man sie durch Emulsionspolymerisation von ein oder mehreren Arten von Vinylmonomeren, wie Styrol oder anderen aromatischen Vinylmonomeren/erhält, bevorzugt. Solche Polymeren sind in den wäßrigen Polymeren Bindemitteln unlöslich und ihre Teilchen haben eine Ellipsenform. Wie vorher erwähnt werden die nicht-f umbildenden Plastikteilchen in Mengen von 15 bis 30 Gewichtsteilen pro

Gewichtsteile des anorganischen Pigmentes verwenden. Liegen sie in weniger als 15 Gewichtsteilen vor, dann kann man keine Verbesserung der Auflösung erwarten. Übersteigt ihre Menge 3 0 Gewichtsteile, so wird die Druckfarbenabsorbierbarkeit verschlechtert.

Als wäßriger polymerer Binder kann man Stärken, wie oxidierte Stare, veretherte Stärke, veresterte Stärke, Dextrin und dergleichen; Zellulosederivate, wie Carboxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose und dergeichen; Casein, Gelatine, Soyabohnenprotein, Polyvinylalkohol und deren Derivate; Laticis von konjugierten Dienpolymere wie Maleinsäureanhydridharze , Styrol-Butadien-Copolymere, Methylm thacrylat-Butadien-copolymereund dergleichen;Latices von Acrylpolymeren, wie Polymeren und Copolymere von Acrylsäureesten oder Methacryl säureestern ;Latices von Vinylpolymeren, wie Ethylen-VinyIacetat-copolymere und dergleichen; Latices von modifizierten Polymeren die man erhält, indem man verschiedene Polymere mit einem eine funktionelle Gruppe wie eine Carboxylgruppe ,enthaltenden Monomer modifiziert; hitzehärtbare synthetische Harzkleber, wie Melaminharz und dergleichen verwenden.

Diese Binder werden dem Pigment in Mengen von 5 bis 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Pigment zugegeben.

Gewünschtenfalls kann man zusätzlich noch Dispergiermittel für das Pigment, Verdicker _r Fluiditätsmodifizierungsmittel·, Entschäumungsmittel, Antischäumungsmittel, Formtrennmittel, Farbstoffe und dergleichen zugeben, sofern dadurch nicht die charakteristischen Eigenschaften des Aufzeichnungspapiers gestört werden.

Als Beschichtungsvorrichtung kann man bei der vorliegenden

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• Erfindung die üblicherweise bei der Herstellung von pigmentbeschichteten Papier verwendeten anwenden, zum Beispiel Klingenbeschichtung, Luftrakelbeschichtung, Walzenbeschichtung, Bürstenbeschichtung, Gieslackierung sowie alle weiteren Vorrichtungen und Verfahren die zu diesem Zweck verwendbar sind.

Nach dem Beschichten führt man die Trocknung auf üblichen Trocknungsvorrichtungen durch, zum Beispiel mit Gasöfen, elektrischen öfen, Wasserdampföfen, Heißluftöfen und dergleichen. Auf diese Weise erhält man ein überzogenes Blatt. ■

Erfindungsgemäß ist die Menge des Überzugs bei einem Ansatz der aus überziehen und Trocknen besteht auf den Bereich von 2 bis 9 g/m pro eine-Seite beschränkt. Es ist erforderlich, daß die Gesamtmenge des Überzugs

2 ■ 2

10 g/m oder mehr und vorzugsweise 10 bis 25 g/m beträgt, indem man zweimal oder öfter das Überzugs- und Trocknungsverfahren wiederholt, wobei jedoch die Menge

2 des pro Ansatz aufgetragenen Überzugs auf 2 bis 9 g/m auf der gleichen Oberfläche beschränkt ist.

Als Träger ist Papier, das ausreichend geleimt wurde, ungeleimtes Papier, thermoplastische synthetische Harzfolie und dergleichen ohne besondere Beschränkung geeignet. Als thermoplastische synthetische Harzfolien kommen solche aus Polyester, Polystyrol, Polyvinylchlorid, .Polymethylmethacrylat, Zelluloseacetat, wie sie üblicherweise verwendet werden-, in Frage. Ein Blatt bei dem lediglich auf einen Träger eine Überzugsschicht aufgebracht wurde, hat keine ausreichende Glätte und Auflösung. Weiterhin ist das Bild das darauf durch Mehrfarbenaufzeichnung unter Verwendung des Ink -Jet-Verfahrens erzeugt wurde unbefriedigend und sieht unattraktiv aus und

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man kann keine ausreichende Festigkeit der Überzugsschicht mit der geringsten Menge an Bindern erzielen. Die Oberflächenbeschaffenheit eines Ink-Jet-Bildes kann man verbessern, indem man nach den vorerwähnten Beschichtungs-und Trocknungsstufen das Blatt mit der Überzugsschicht darauf durch Walzenspalte unter Erwärmung und Einwirkung von Druck in einem Superkalander, Glanzkalander und dergleichen behandelt und dabei die Oberfläche glättet und die Überzugsschicht verfestigt. Der Super al,ender wird bei verhältnismäßig hohem Druck von etwa 200 kg/cm und mit einer Temperatur der Stahlwalzen von etwa 70⁰C betrieben. Für die Oberflächenbehandlung von Papier mit einem Glanzkaiander wird das Papier einer Abrieboberflächenbehandlung unter Temperaturbedingungen unterworfen, die ausreichen, um einen zeitweise plastischen Zustand auf der Papieroberfläche zu erzielen, worauf dann die Überzugsschicht für die Oberflächenvergütung gegen eine Walze gepreßt wird. Im allgemeienen wird ein Glanzkalander mit einem Druck von etwa 9 0 kg/cm und somit niedriger als.bei einem Superkalander betrieben, wobei die Temperatur des Glanzkalanders bis zu etwa 15O⁰C betragen kann. Deshalb erfolgt bei der Bearbeitung mit einem Superkalander eine Kompression und Verdichtung der Überzugsschicht, wodurch manchmal die Druckfarbenabsorbierbarkeit, die ein Element der Eignung für das Ink-Jet-Verfahren darstellt, erniedrigt wird. Dagegen wird bei der Verarbeitung in einem Glanzkalander die Oberflächenschicht zeitweilig in einen plastischen Zustand überführt und dadurch wird eine hoch qualitative Oberflächenverbesserung erzielt, ohne daß das Substrat zu stark komprimiert wird. Infolgedessen erhält man beim Glanzkalandrieren eine voluminösere · Oberfläche, die für die vorliegende Erfindung erwünscht ist, weil sich dadurch eine bessere Druckfarbenabsorbierbarkeit ergibt.

. Falls man nicht-f umbildende Kunststoff teilchen verwendet ist es erforderlich, daß die bei der Verarbeitung in den Superkalander oder Glanzjcalander an der Uberzugsschicht einwirkende Temperatur nicht höher als eine Temperatur in der Nähe der Glasumwandlungstemperatur (Einfriertemperatur) der in der Uberzugsschicht verwendeten nicht-f umbildenden Kunststoff teilchen liegt. Wird die Behandlung bei einer Temperatur von 30⁰C oder mehr oberhalb der Einfriertemperatür durchgeführt, dann findet eine Fusion und Filmbildung der nicht-f umbildenden Teilchen statt und es wird zwar eine Glätte erzielt, jeoch vermindert dieses Egebnis ■ die Druckfarbenabsorbierbarkeit,die für das Ink-Jet-Verfahren sehr wichtig ist.

Die Erfindung wird nachfolgenden in den Beispielen näher erläutert. Teile und Prozent sind dabei, wenn nicht ander angegeben, jeweils auf das Gewicht bezogen.

Die Messung der verschiedenen in den Beispielen erwähnten Eigenschaften wird nachfolgend erläutert:

Die Zeit (Sekunden) von dem Äugenblick, in dem 0,0006 ml eines Druckfarbentropfens einer wäßrigen Tinte beim Ink-Jet-Verfahren auf die Oberfläche auftraf bis zu dem Moment, wenn dieser Tropfen vollständig absorbiert wurde, wurde mittels eines Mikroskops gemessen. Vorzugsweise beträgt die Druckfarbenabsorbtionsgeschwindigkeit 3.Sek. oder weniger.

(2) Farbin tens i ta t^^ej^rj^d^^c^sj^äj^i^eit^ Vier Farbtönungen von wäßrigen Druckfarben, Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz wur;den mit einer InkJet-Vorrichtung aufgetragen und die Klarheit der Farbtöne wurde mit dem unbewaffneten Auge bewertet.

Die Klarheit nimmt zu mit der Bewertung von χ über A bis zu o. Ein Papier mit der Bewertung für die Farbklarheit Δ oder mehr kann als Ink-Jet-Papier ohne Probleme verwendet werden.

Die Oberflächenfestigkeit der Überzugsschicht wurde bewertet/ indem man eine Probe mit einer Druckfarbe mit einer bestimmten Zügigkeit mittels eines RI Printability Tester (hergestellt von Akira Seisakusho) bedruckte und mit dem Auge das Abblättern der Uberzugsschicht an der Oberfläche der Probe untersuchte. Die Festigkeit der Überzugsschicht wird schwächer in dem Maße wie die Bewer- tung von ο nach χ übergeht.

(4) Auflösung^.

Ein Druckfarbentropfen einer wäßrigen Druckfarbe für das ink-Jet-Verfahren mit einem Durchmesser von 100 iim. wurde an die Oberfläche der Probe angebracht. Nachdem die Druckfarbe absorbiert worden war, wurde die Fläche die durch den Druckfarbentropfen markiert worden war gemessen und daraus wurde der Durchmesser (μπι) berechnet. Ein kleinerer Durchmesser bedeutet eine bessere Auflösung. Im allgemeinen kann ein Papier, das einen Durchmesser von 350 μπι oder weniger ergibt, als ulk-Jet-Papier ohne Probleme verwendet v/erden. Ein Ink-Jet-Papier von dem man eine besonders hohe Auflösung verlangt, sollte vorzugsweise einen Durchmesser von 250 μπι oder weniger ergeben.

Beispiele 1 bis 5:
100 Teile synthetisches Siliziumdioxid wurden in 300

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Teilen Wasser dispergiert unter Erhalt einer Aufschlämmung mit einer Konzentration an synthetischem Siliziumdioxid von 25 %. Dazu Wurden 100 Teile einer 10%-igen Wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol gegeben und gründlich gerührt, so daß man eine Deckfarbe mit einer Konzentration an synthetischem Silizumdioxid von 20 % erhielt.

Diese Deckfarbe - wurde auf eine Unterlage mit einem

Basisgewicht von 65 g/m und einem Stoechigt-Leimungsgrad von 20 Sekunden aufgetragen,' und zwar so, daß die Menge der Beschichtung auf einer Seite und die Anzahl der Wiederholungen der Beschichtungen entsprechend den Angaben in Tabelle 1 vorgenommen wurden. Die Beschichtung selbst erfolgte mit einer Lüftrakelvorrichtung. Nach der Beschichtung wurde die Probe getrocknet und die Oberfläche mit einem Superkalander geglättet unter Erhalt eines Aufzeichnungspapiers.

Tabelle .1

25	Nr.	Beschich tung smenge 1. Auftrag (g/m²)	Beschich tung smenge 2. Auftrag (g/n»2)	Beschich tung smenge 3. Auftrag (g/m2)
	Beispiel 1	2	5	_
30	2 3	5 8	5 5	-_mm
	¹¹ 4	7,5	7,5	-
	" 5	5	5	5
	Vergleichs beispiel 1	11	_	_
35	2	13	-	-
	3	15	-	-

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Die Eignung dieser Aufzeichnungspapiere für das InkJet-Verfahren wurden geprüft und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

Aus Tabelle 2 wird erkennbar, daß bei den Proben der Beispiele 1 bis 5,_ wo der Überzug zwei- oder mehrmals mit Uberzugsmengen pro Ansatz von 2 bis 9 g/m durchgeführt wurden, sowohl eine gute Auflösung als auch eine gute Bindefestigkeit aufweisen.

Tabelle 2

	Auflösung	Festigkeit der
Probe	(μπι)	Überzugsschicht
Beispiel 1	180	®
2	160	O
3	155	O
4	150 '·	O
5	150	O
Vcrgleichs-
i beispiel 1	160	X
\ " 2	153	X
¹¹ 3	151	X

Beispiele 6 bis 8;

80 Teile synthetisches Siliziumdioxid wurden mit 20 Teilen Glaspulver unter Erhalt von 100 Teilen eines anorganischen Pigmentes vermischt. Zu 100 Teilen dieses anorganischen Pigmentes wurden die in Tabelle 3 gezeigten unterschiedlichen Mengen einer 20%-igen wäßrigen Polyvinylalkohollösung zugegeben und anschließend

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erfolgte eine Verdünnung mit Wasser bis zu einer Konzentration der überzugsmasse von 20 %.

Die Deckfarbe wurde mit einem Luftrakel auf eine Unterlage aufgetragen,Wobei die Menge des Überzugs beim erstmaligen Auftrag 6 g/m² pro Seite betrug. Nach dem Trocknen erfolgte eine weitere Beschichtung und Trocknung, wobei bei dem zweiten überzug die aufgetragene

Menge 7 g/m betrug. Dann wurde die Oberfläche mittels eines Superkalanders geglättet unter Erhalt eines Aufzeichnungspapiers .

Zum Vergleich wurden die Proben, die nur einen Überzug erhalten hatten in gleicher Weise endbehandelt.

Tabelle 3

Nr.

Menge an PVA (Feststoff)pro 100 Teile anorganisches Pigment (Teile)

Überzugsmenge. 1. Auftrag (g/m²)

Uberzugsmenge 2. Auftrag (g/m²)

Vergleichs	O
beispiel 4	5
Beispiel 6	10
Beispiel 7	18
Beispiel 8
Vergleichs	25
beispiel 5
Vergleichs	40
beispiel 6
Vergleichs	25
beispiel 7
Vergleichs	40
beispiel 8

6	7
6	7
6	7
6	7
6	7
13	-
13

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• Die Eignung für das Ink-Jet-Verfahren dieser Papiere wurde gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

	-	Nr.	Druckfar-	Farb	Festig	ΐ * I	Auflösung
			benabsorb-	leucht	keit d.		(μπι)
		tionsge-	kraft	Überzugs
		schindig-		schicht
	Vorgleichs-	keit
1 ζ	boispicl 4	(Sek.)			150
	Beispiel 6		O		155
	Beispiel 7	'-0,5	O	X	162
	Beispiel 8	<ίθ,5	ο	O	180
	Vorgleichs-	<0,5	O	O O
20	beispiel 5	<0,5			260
	Vergleichs		Δ	O
	beispiel 6	0,7			310
	Vcrgleichs-		X	O
	boispiel 7	1,1			270
25	Vergleichs-		Δ	X
	bcdspicl 8	0,8			320
		χ	Δ
	1,2

Aus Tabelle 4 wird ersichtlich, daß die Proben der Beispiele 6 bis 8 bf-ii dem die Gesamtmenge des Bindemittels 5 bis 18 Teilo betrug und das (Jberzugsverfahren zweimal wiederholt wurde, den anderen Proben hinsichtlich Druckfarbenabsorbtionsgeschwindigkeit, Leuchtkraft der Farbe und Auflösung überlegen sind.

Claims

HQPFAIANN · 3SITL1S & PARTNEIi

PAT E N-TANW.AI.T 15

OR. ING. E. HOFFMANN (1930-197*) · DlPl.-ING. W. EITLE · O R.R E R. NAT. K.HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPl.-ING. K. FDCHSlE ·. DR. RE R. NAT. B. H AN S E N ARABEUASTRASSE 4 · D-θΟΟΟ MÖNCHEN BT · TELEFON (08?) »11087 . TELEX 05-2961» (PATHEJ

36 157 o/pc 24. Dezember 1981

Mitsubishi Paper Mills, Ltd., Tokyo / Japan

Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungspapier

Patentansprüche

• 1.j Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungspapier bei dem die Oberfläche eines Trägers mit einer Überzugsschicht aus einem anorganischen Pigment und einem wäßrigen polymeren Binder überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die überzugsschicht durch zwei- oder mehrmalige Wiederholung der Beschichtungsstufe ausbildet, wobei die Beschichtungsstufe das Auftragen einer Deckfarbe, die hergestellt wurde durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigmentes, enthalten 50 bis 100 Gewichtsteile an synthetischen Siliziumdioxid mit 5 bis 18 Gewichtsteilen des wäßrigen polymeren Binders,

2 in einer Menge von 2 bis 9 g Feststoff /in auf eine Seite des Trägers in einem Ansatz des Auftragsver-

fahrens und anschließendes Trocknen der Deckfarbe umfaßt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Gehalt an synthetischem Siliziumdioxid in 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigments 65 bis 100 Gewichtsteile beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige polymere Binder Polyvinylalkohol oder oxidierte Stärke ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Gesamtmenge der Deckfarbe

2
aus 10 bis 25 g Feststoff/m pro Seite durch zwei- oder mehrmaliges Wiederholen der Beschichtungs- und Trocknungsstufe erhalten wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine die Schreib- eigenschaften verbessernde Komponente ausgewählt aus feinen anorganischen Pulvern mit einem Brechungsindex von 1,44 bis 1,55 in einer Menge von 20 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigmentes vorliegt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische feine Pulver ausgewählt ist aus Glaspulver, pulverisiertem Siliziumdioxid und kolloidalem Siliziumdioxid.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfarbe 15 bis 3 0 Gewichtsteile an nicht-fumbildenden plastischen Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,02 bis 0,8 μΐη pro 100 Gewichtsteilen des anorganischen Pigmentes enthält.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-filmbilende plastischen Teilchen aus plastischem Polystyrolpiginent bestehen.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach zwei- oder mehrfacher Wiederholung der Überzugs- und Trocknüngsstufe das Blatt mit der Überzugsschicht mit einem Superkalander oder Glanzkalander behandelt wird.
10
10. Verwendung eines Papiers gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 als Ink-Jet-Aufzeichnungspapier oder "optical bar code printing-papier".