DE60201286T2

DE60201286T2 - Beschichtete Papierbahn

Info

Publication number: DE60201286T2
Application number: DE60201286T
Authority: DE
Inventors: Tomofumi Yokohama-shi Tokiyoshi; Shota Kasugai-shi Amasaki; Masaaki Shimizu; Nobuyasu Chiba-shi Sasaguri; Kenji Amagasaki-shi Yanagisawa
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: DE60201286D1; EP1245730A1; AU783561B2; AU2770502A; EP1245730B1; US6942919B2; US20030059601A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen beschichteten Papierbogen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen beschichteten Papierbogen mit einem hohen Glanz, einer ausgezeichneten Aufnahmeeigenschaft für eine Tinte, die mittels eines Tiefdruckverfahrens übertragen wird, und eine hervorragende Reproduzierbarkeit von Halbtonpunkten.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Es ist bekannt, daß als Druckpapierbögen für den Tiefdruck in der Praxis beschichtete Papierbögen verwendet werden, die einen Substratbogen und eine auf dem Substratbogen ausgebildete Beschichtungsschicht aufweisen und als Hauptkomponenten ein Pigment und ein Bindemittel umfassen, um gedruckte Abbildungen zu erhalten, die eine zufriedenstellende Klarheit und Farbdichte aufweisen. Die herkömmlichen beschichteten Papierbögen werden gemäß dem Glanzgrad in drei Gruppen unterteilt, nämlich stumpf beschichtete Papierbögen mit einem geringen Glanz (einem Spiegelglanz bei 75 Grad von 20% oder weniger), matt beschichtete Papierbögen (mit einem Spiegelglanz bei 75 Grad von mehr als 20%, aber nicht mehr als 45%) und Glanzpapierbögen mit einem hohen Glanz (einem Spiegelglanz bei 75 Grad von 45% oder mehr). Insbesondere in den Glanzpapierbögen mit einem hohen Glanz, wie sie beschrieben werden in US-A-5 853 870, US-A-5 420 190 und US-A-5 118 533, wird deren pigmenthaltige Beschichtungs schicht auf einem Substratbogen ausgebildet und dann mittels eines Superkalanders kalandriert und wird somit die Oberfläche der Beschichtungsschicht in einer Endbehandlung mit einer hohen Glätte und einem hohen Glanz ausgestattet. In diesem Fall ist es bekannt, daß eine Erhöhung der Glätte bewirkt, daß die Übertragungseigenschaft der Tiefdrucktinte auf die resultierende Oberfläche mit hohem Glanz abnimmt. Das heißt, während die Bildung von Punktfehlern abnimmt, nimmt die Dicke der Beschichtungsschicht zu und weist somit die Beschichtungsschicht ein verringertes Absorptionsvermögen für ein Lösungsmittel der Tinte, wie Toluol, auf. Als ein Ergebnis verteilt sich ein färbendes Material in dem Toluollösungsmittel in der Tinte auf der Oberfläche der Beschichtungsschicht, um eine Fleckbildung, eine Verbreiterung oder eine Schwanzbildung der Tintenpunkte zu bewirken, und die Punktreproduzierbarkeit der gedruckten Abbildungen nimmt folglich ab.
Zur Verringerung der Häufigkeit der Bildung von Punktfehlern während des Tiefdruckverfahrens werden üblicherweise delaminierte Kaolinteilchen, die eine hohe Glätte aufweisen, als eine Hauptkomponente des Pigments für die Beschichtungsschicht der beschichteten Papierbögen verwendet. Sogar wenn die delaminierten Kaolinteilchen in einem hohen Anteil in der Beschichtungsschicht enthalten sind, weist die resultierende Beschichtungsschicht jedoch eine hohe Häufigkeit der Bildung von Punktfehlern auf, das heißt, einer Bildung von Bereichen der Tintenabbildungen, auf welche Bereiche die Tinte nicht übertragen wird, und sind somit die resultierenden beschichteten Papierbögen für die praktische Verwendung unbefriedigend.
Zur Lösung der oben erwähnten Probleme wurden zahlreiche Ansätze gemacht. Zum Beispiel ist ein beschichteter Papierbogen bekannt, der mit einer Beschichtungs schicht zur Verfügung gestellt wird, welche ein Pigment mit einer geringen Schüttdichte (0,2 bis 0,6 g/cm²) aufweist, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 9-188998 offenbart, und somit ein erhöhtes Dämpfungsvermögen aufweist. Es ist auch ein in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 6-065,896 offenbarter beschichteter Papierbogen bekannt, der mit einer Beschichtungsschicht zur Verfügung gestellt wird, welche kubische kristalline gefällte Calciumcarbonatteilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 1,5 bis 4,5 m²/g enthält. Dieser beschichtete Papierbogen weist ein erhöhtes Dämpfungsvermögen auf. Es ist jedoch ein Problem bekannt, daß, wenn die oben erwähnten beschichteten Papierbögen einer Hochgeschwindigkeitsdruckmaschine ausgesetzt werden, die Häufigkeit der Bildung von Punktfehlern in den gedruckten Tintenabbildungen hoch ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen beschichteten Papierbogen zur Verfügung zu stellen, der einen hohen Glanz aufweist und in der Lage ist, darauf Tintenabbildungen mit einer hohen Punktreproduzierbarkeit (das heißt, einer ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber einer Tintenfleckbildung und einer Punktverbreiterung) und einer ausgezeichneten Klarheit, insbesondere in einem Tiefdruckverfahren, ohne Punktfehler, das heißt, eine fehlerhafte Übertragen von Tintenpunkten, aufzuzeichnen. Die oben erwähnte Aufgabe kann erreicht werden durch den beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Substratpapierbogen und eine Beschichtungsschicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Substratpapierbogens ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt, wobei das Pigment in der Beschichtungsschicht Kaolinteilchen umfaßt, die eine mittlere Teilchengröße von 0,3 bis 1,5 μm aufweisen und die Anforderung erfüllen, die durch die Gleichung (1) dargestellt wird: 5 ≦ L/W ≦ 50 (1)wobei L eine Hauptachse der Kaolinteilchen darstellt und W eine Nebenachse der Kaolinteilchen darstellt;
das Bindemittel in der Beschichtungsschicht mindestens eine synthetische Polymerverbindung umfaßt, die eine Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und die Anforderungen erfüllt, die durch die Ungleichungen (2) und (3) dargestellt werden: Tg1 < Tg2 (2)und –10°C < Tg2 < 100°C (3)wobei Tg1 die Glasübergangstemperatur eines Kernabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt und Tg2 die Glasübergangstemperatur eines Schalenabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt;
die Oberfläche der Beschichtungsschicht einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 50% oder mehr aufweist, der gemäß dem japanischen Industriestandard Z8741-1997 bestimmt wird; und
der beschichtete Papierbogen eine Luftpermeabilität von 7000 Sekunden oder weniger aufweist, die gemäß dem japanischen Industriestandard Z8117-1980 bestimmt wird.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung sind die Kaolinteilchen vorzugsweise in einer Menge von 30 Gewichtsteilen oder mehr pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des in der Beschichtungsschicht enthaltenen Pigments vorhanden.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung ist die synthetische Polymerverbindung, die die Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und als ein Bindemittel in der Beschichtungsschicht enthalten ist, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 25 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des Pigments vorhanden.
Der beschichtete Papierbogen der vorliegenden Erfindung kann mittels einer Kalanderbehandlung bei einer Kalanderwalzenoberflächentemperatur von 80°C oder mehr oberflächengeglättet sein.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die oben erwähnte Aufgabe zu erreichen, und haben herausgefunden, daß in einem beschichteten Papierbogen, umfassend einen Substratpapierbogen und eine Beschichtungsschicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Substratpapierbogens ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt, das Phänomen der Punktfehler in dem Druckverfahren, insbesondere einem Tiefdruckverfahren, verhindert oder beschränkt werden kann
durch Verwenden eines Pigments in der Beschichtungsschicht, welches Kaolinteilchen umfaßt, die eine mittlere Teilchengröße von 0,3 bis 1,5 μm aufweisen und die Anforderung erfüllen, die durch die Gleichung (1) dargestellt wird: 5 ≦ L/W ≦ 50 (1) wobei L eine Hauptachse der Kaolinteilchen darstellt und W eine Nebenachse der Kaolinteilchen darstellt;
durch Verwenden als ein Bindemittel für die Beschichtungsschicht von mindestens einer synthetischen Polymerverbindung, die eine Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und die Anforderungen erfüllt, die durch die Ungleichungen (2) und (3) dargestellt werden: Tg1 < Tg2 (2)und –10°C < Tg2 < 100°C (3)wobei Tg1 die Glasübergangstemperatur eines Kernabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt und Tg2 eine Glasübergangstemperatur eines Schalenabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt;
durch Steuern des Spiegelglanzes bei 75 Grad der Oberfläche der Beschichtungsschicht auf 50% oder mehr, bestimmt gemäß dem japanischen Industriestandard Z8741-1997; und
durch Einstellen der Luftpermeabilität des beschichteten Papierbogens auf 7000 Sekunden oder weniger, bestimmt gemäß dem japanischen Industriestandard P8117-1998.
Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis der oben erwähnten Erkenntnis vollendet.
Die enge Haftung zwischen der Oberfläche der Beschichtungsschicht und einer Oberfläche einer Tiefdruckplatte ist erhöht bei einer Zunahme der Glätte der Beschichtungsschichtoberfläche und somit bei einer Zunahme des Glanzes der Beschichtungsschichtoberfläche. Die Verstärkung der oben erwähnten Haftung bewirkt eine Erhöhung der Übertragungseffizienz der Tinte während des Tiefdruckverfahrens und es wird somit die Bildung des Tintenfehlerphänomens verhindert oder beschränkt. In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung kann die Verhinderung oder Beschränkung des Tintenfehlerphänomens erreicht werden durch Einbringen eines Bindemittels, das mindestens eine synthetische Polymerverbindung umfaßt, die eine Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und die Anforderungen erfüllt, die durch die Ungleichungen (2) und (3) dargestellt werden: Tg1 < Tg2 (2)und –10°C < Tg2 < 100°C (3)wobei Tg1 eine Glasübergangstemperatur eines Kernabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt und Tg2 eine Glasübergangstemperatur eines Schalenabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt.
Die Kern-Schale-Verbundstruktur besteht aus einem Kernabschnitt, der aus einer Homopolymer- oder Copolymerkomponente in der Form eines kleinen Balles besteht, und einem Schalenabschnitt, der den Kernabschnitt umgibt und aus einer Homopolymer- oder Copolymerkomponente besteht.
Die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts ist höher als die Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts, und die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts beträgt mehr als –10°C und weniger als 100°C. Wenn somit eine Beschichtungsschicht aus der synthetischen Polymerverbindung gebildet wird, welche die Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist, wird die Oberfläche der Beschichtungsschicht im wesentlichen aus den Schalenabschnitten mit der Glasübergangstemperatur Tg2 gebildet. Nachdem die Beschichtungsschicht ausgebildet ist, sind die Kernabschnitte mit einer geringeren Glasübergangstemperatur Tg1 von den Schalenabschnitten mit einer höheren Glasübergangstemperatur Tg2 umgeben und weisen eine hohe Weichheit, Flexibilität und Elastizität bei Raumtemperatur auf. Wenn die Beschichtungsschicht einem äußeren Druck ausgesetzt wird, werden die Kernabschnitte der synthetischen Polymerverbindungen leicht verformt, und wenn der äußere Druck abgebaut wird, kehren die Kernabschnitte leicht in ihre ursprüngliche Form zurück. Somit weist die Beschichtungsschicht ein hohes Dämpfungsvermögen für den äußeren Druck auf. Während des Tiefdruckverfahrens haftet folglich die Beschichtungsschicht des beschichteten Papierbogens unter dem Preßdruck beim Drucken eng an der Tiefdruckplatte und wird somit die Tinte mit einer hohen Effizienz von der Druckplatte auf die Beschichtungsschichtoberfläche übertragen. Wenn in diesem Zusammenhang die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts der synthetischen Polymerverbindung 100°C oder mehr beträgt, kann die synthetische Polymerverbindung ein unzureichendes Filmbildungsvermögen aufweisen. Wenn die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts –10°C oder weniger beträgt, kann darüber hinaus die resultierende Beschichtungsschicht klebrig sein und kann somit der resultierende beschichtete Papierbogen eine unbefriedigende Beständigkeit gegenüber einem Blocking-Phänomen aufweisen.
Die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts liegt vorzugsweise im Bereich von 0°C bis 75°C. Insbesondere liegt die Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts vorzugsweise 5°C oder mehr oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts. Wenn der Unterschied zwischen der Tg2 und der Tg1 geringer als 5°C ist, kann die resultierende Beschichtungsschicht einen unzureichenden Dämpfungseffekt aufweisen und kann der Effekt der Verhinderung des Punktfehlerphänomens der Beschichtungsschicht unbefriedigend sein.
Die synthetische Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur, die für die vorliegende Erfindung brauchbar ist, ist im Handel als Copolymerlatizes vom Kern-Schale-Typ verfügbar. In diesem Fall besitzen die Latexteilchen vorzugsweise eine Teilchengröße von 40 bis 300 nm. Wenn die Teilchengröße mehr als 300 nm beträgt, kann die resultierende Beschichtungsschicht eine unzureichende mechanische Festigkeit aufweisen. Die synthetische Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur besitzt darüber hinaus vorzugsweise einen Gehalt einer in Toluol unlöslichen Fraktion von 30 Gew.-% oder mehr. Wenn der Gehalt weniger als 30 Gew.-% beträgt und wenn der resultierende beschichtete Papierbogen einem Tiefdruckverfahren unterzogen wird, kann die in der Beschichtungsschicht enthaltene synthetische Polymerverbindung mit einem Lösungsmittel, das in der Tiefdrucktinte enthalten ist, quellen und kann die mittels Tiefdruck bedruckte Beschichtungsschicht eine unzureichende mechanische Festigkeit aufweisen.
Die synthetische Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur kann durch die nachfolgend aufgezeigten Verfahren hergestellt werden.
Die Verfahren zur Herstellung der Latizes der synthetischen Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur sind in den japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 62-117,897, Nr. 7-324,112 und Nr. 9-31,141 offenbart. Zum Beispiel werden ein aliphatisches konjugiertes Dienmonomer und mindestens ein Comonomer, das von dem oben erwähnten konjugierten Dienmonomer verschieden ist und damit copolymerisierbar ist, miteinander mittels eines Emulsionspolymerisationsverfahrens copolymerisiert, um ein Copolymer für einen Kernabschnitt zur Verfügung zu stellen, und werden dann in der Gegenwart des Copolymerlatex mindestens ein Comonomer, das mit den oben erwähnten Monomeren für den Kernabschnitt copolymerisierbar ist, das ausgewählt ist aus zum Beispiel aliphatischen konjugierten Dienmonomeren, aromatischen Vinylmonomeren und ethylenisch ungesättigten Carboxylmonomeren, mittels eines Emulsionspolymerisationsverfahrens miteinander copolymerisiert, um ein Polymer oder Copolymer für einen Schalenabschnitt zur Verfügung zu stellen, der mit dem Copolymer des Kernabschnitts copolymerisiert ist und den Kernabschnitt umgibt. Es wird eine synthetische Polymerverbindung mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur erhalten.
Das Comonomer für den Kernabschnitt ist vorzugsweise ausgewählt aus aliphatischen konjugierten Dienmonomeren, aromatischen Vinylmonomeren und ethylenisch ungesättigten Carboxylmonomeren.
Die aliphatischen konjugierten Dienmonomere, die für die Kern- und Schalenabschnitte geeignet sind, umfassen zum Beispiel Butadien, Isopren und 2-Chlor-1,3-butadien. Die aromatischen Vinylmonomere für die Kern- und Schalenabschnitte umfassen zum Beispiel Styrol, Methylstyrol, Vinyltoluol und Chlorstyrole. Die ethylenisch ungesättigten Carboxylmonomere umfassen zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure und Itaconsäure.
Die synthetische Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur kann hergestellt werden mittels eines herkömmlichen Emulsionspolymerisationsverfahrens unter Verwendung eines Emulgierungsmittels, eines Polymerisationsinitiators und eines Molekulargewichtsregulators, die in einem wäßrigen Medium enthalten sind. Das Emulgierungsmittel umfaßt anionische Tenside, nichtionische Tenside und amphotere Tenside, welche allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden können.
Die Polymerisation kann auf dieselbe Weise wie eine Impfpolymerisation durchgeführt werden, indem ein Copolymer für den Kernabschnitt in einem Polymerisationssystem hergestellt wird, eine bestimmte Menge des Copolymers für den Kernabschnitt in ein anderes Polymerisationssystem eingebracht wird und mindestens ein Monomer in der Gegenwart des Copolymers für den Kernabschnitt in einem anderen Polymerisationssystem copolymerisiert wird, um ein Polymer für den Schalenabschnitt herzustellen, das mit den Copolymeren des Kernabschnitts copolymerisiert ist. Alternativ dazu werden zwei oder mehrere Comonomere für den Kernabschnitt und mindestens ein Monomer für die Schalenabschnitte in ein- und denselben Polymerisationsreaktor gegeben und werden diese einem mehrstufigen Polymerisationsverfahren unterzogen, in welchem ein Copolymer für den Kernabschnitt hergestellt wird und dann Polymere für die Schalenabschnitte in der Gegenwart des Copolymers für den Kern-Schale-Abschnitt polymerisiert werden.
Die synthetische Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur im Zustand eines Latex besitzt einen Kerncopolymerabschnitt mit einer geringeren Glasübergangstemperatur Tg1 und einen Schalencopolymerabschnitt mit einer höheren Glasübergangstemperatur Tg2, wodurch ermöglicht wird, daß die resultierende Beschichtungsschicht die gewünschten Eigenschaften aufweist. Das heißt, in dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung, wenn die synthetische Polymerverbindung, welche eine Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist, als eine Komponente eines Bindemittels für die Beschichtungsschicht verwendet wird, weist die synthetische Polymerverbindung einen Kernabschnitt auf, der eine geringe Glasübergangstemperatur aufweist, und ermöglicht somit, daß die Beschichtungsschicht ein hohes Dämpfungsvermögen als Antwort auf einen auf die Beschichtungsschicht ausge übten Preßdruck aufweist, wenn der resultierende beschichtete Papierbogen einem Tiefdruckverfahren unterzogen wird, und wird somit die Beschichtungsschichtoberfläche in einen engen Kontakt mit der Tiefdruckplatte gebracht.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ferner die Beziehung zwischen der Glätte der Beschichtungsschichtoberfläche und der Bildung von Punktfehlern intensiv untersucht, um die Bildung von Punktfehlern zu verhindern oder zu beschränken. Als ein Ergebnis haben die Erfinder es erreicht, eine Beschichtungsschicht mit hohem Glanz und Glätte und einer hohen Luftpermeabilität zu erhalten und die Bildungshäufigkeit des Punktfehlerphänomens und des Phänomens der Fleckenbildung der Punkte signifikant zu verringern durch Verwenden von Kaolinteilchen mit einem Aspektverhältnis im Bereich von 5 bis 50, vorzugsweise von 5 bis 15, wobei das Aspektverhältnis definiert ist als ein Verhältnis einer Hauptachse zu einer Nebenachse der Pigmentteilchen, gemessen auf einer ebenen Platte, und einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,3 bis 1,5 μm, vorzugsweise von 0,3 bis 1,2 μm, als eine Hauptkomponente des in der Beschichtungsschicht enthaltenen Pigments, und vorzugsweise durch Steuern des Gehalts der Kaolinteilchen auf 30 Gewichtsteile oder mehr, vorzugsweise 35 Gewichtsteile oder mehr pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des Pigments.
Sogar wenn die Kaolinteilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,3 bis 1,5 μm aufweisen, wenn das Aspektverhältnis der Kaolinteilchen weniger als 5 beträgt, ist es schwierig, die resultierende Beschichtungsschicht mit einem zufriedenstellenden Glanz und einer zufriedenstellenden Glätte zu erhalten, und kann die Häufigkeit der Punktfehler zunehmen. Auch wenn das Aspektverhältnis der Kaolinteilchen mehr als 50 beträgt, während die resultie rende Beschichtungsschicht einen zufriedenstellenden Glanz aufweist, ist deren Luftpermeabilität unzureichend und werden somit die Fleckenbildungen der Punkte unzureichend verhindert oder beschränkt.
Die Gründe dafür, daß die spezifischen Kaolinteilchen es ermöglichen, eine Beschichtungsschicht mit hoher Glätte und Glanz und einer geringen Luftpermeabilität zu realisieren, werden wie folgt angenommen. Da das Aspektverhältnis der Kaolinteilchen, die für die vorliegende Erfindung brauchbar sind, im Bereich von 5 bis 50 liegt, ist die Nebenachse der Kaolinteilchen für die vorliegende Erfindung relativ groß im Vergleich mit den herkömmlichen delaminierten Kaolinteilchen, welche ein Aspektverhältnis von mehr als 50 aufweisen, und besitzen die Kaolinteilchen für die vorliegende Erfindung eine relativ große mittlere Teilchengröße von 0,3 bis 1,5 μm und eine hexagonale plattenförmige Kristallform, welche bewirkt, daß die Kaolinteilchen eine hohe Gleichförmigkeit hinsichtlich der Teilchengrößenverteilung aufweisen. Folglich bewirkt die Glättungsbehandlung für die Beschichtungsschicht nicht, daß die Zwischenräume zwischen den Pigmenten, die aufeinander angehäuft sind, verringert werden und die Dichte der Beschichtungsschicht nicht erhöht wird, und weist die resultierende Beschichtungsschicht eine hohe Glätte auf, die von den hexagonalen plattenförmigen Kristallteilchen herrührt.
Wo die Kaolinteilchen mit dem Aspektverhältnis im Bereich von 5 bis 50 eine mittlere Teilchengröße von 0,3 μm oder weniger aufweisen, weist die resultierende Beschichtungsschicht eine signifikant verringerte Luftpermeabilität auf, während es leicht ist, der Beschichtungsschicht einen hohen Glanz zu verleihen. Wo die Kaolinteilchen eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm oder mehr aufweisen, ist es schwierig, der Beschichtungsschicht einen hohen Glanz zu verleihen und somit die Beschichtungsschicht mit einem gewünschten hohen Glanz zur Verfügung zu stellen. Auch beträgt bei der Teilchengrößenverteilung die Verteilungshäufigkeit der Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,3 bis 1,5 μm in den Pigmentteilchen, die in der Beschichtungsschicht enthalten sind, vorzugsweise 65% oder mehr.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt des als eine Hauptkomponente in dem Pigment der Beschichtungsschicht enthaltenen Kaolins vorzugsweise 30 Gewichtsteile oder mehr, weiter bevorzugt 35 bis 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des Pigments. Wenn der Gehalt weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, kann die resultierende Beschichtungsschicht eine unzureichende Luftpermeabilität aufweisen.
In dem beschichteten Papierbogen gibt es keine Beschränkung hinsichtlich des Herstellungsverfahrens und des Typs der Zellstoffs, aus welchem der Substratpapierbogen hergestellt wird. Zum Beispiel wird der Substratpapierbogen hergestellt aus zum Beispiel chemischen Zellstoffen, zum Beispiel KP, mechanischen Zellstoffen, zum Beispiel SGP, RGP, BCTMP und CTMP, Abfallpapierzellstoffen, zum Beispiel tintenfreien Zellstoffen und Nichtholzzellstoffen, zum Beispiel Kenaf-, Bambus-, Stroh-, Flachs- und Jutezellstoffen. Die Zellstoffe können auch in Kombination mit mindestens einem Mitglied verwendet werden, das ausgewählt ist aus synthetischen organischen Fasern, zum Beispiel Polyamid- und Polyesterfasern, regenerierten Fasern, zum Beispiel Polynosefasern, und anorganischen Fasern, zum Beispiel Glas-, keramischen und Carbonfasern. Als Zellstoff zur Ausbildung des Substratpapierbogens werden vorzugsweise chlorfreie Zellstoffe, zum Beispiel der ECF-Zellstoff und TCF-Zellstoff, verwendet.
Der Substratpapierbogen enthält gegebenenfalls einen Füllstoff. Der Füllstoff kann mindestens ein Mitglied umfassen, das ausgewählt ist aus verschiedenen Arten an Pigmenten, die üblicherweise in holzfreien Papierbögen verwendet werden. Die als der Füllstoff brauchbaren Pigmente umfassen Mineralpigmente, zum Beispiel Kaolin, calciniertes Kaolin, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Talk, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Quarzpulver, Bentonit, Zeolith, Sericit und Smektite; und organische hohle, gefüllte und perforierte Feinpigmentteilchen von Polystyrolharzen, Harnstofformaldehydharzen, Melaminformaldehydharzen, Acrylpolymerharzen und Vinylidenchloridpolymerharzen.
Bei der Herstellung des Substratpapierbogens wird die Aufschlämmung aus papierbildendem Material gegebenenfalls mit einem oder mehreren Additiven für das Papierherstellungsverfahren vermischt, zum Beispiel anionischen, nichtionischen, kationischen und ampholytischen Ausbeuteerhöhenden Mitteln, filtrationsverbessernden Mitteln, festigkeitsverbessernden Mittel und Masseleimungsmitteln. Die Zellstoffaufschlämmung für den Substratpapierbogen enthält gegebenenfalls ferner ein oder mehrere Additive für das Papierherstellungsverfahren, ausgewählt aus zum Beispiel Farbstoffen, fluoreszenzaufhellenden Mitteln, pH-Regulatoren, Antischaummitteln, harzregulierenden Mitteln und schleimregulierenden Mitteln.
Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich der Verfahren zur Herstellung des Substratpapierbogens. Der Substratpapierbogen kann hergestellt werden durch ein beliebiges Papierherstellungsverfahren, einschließlich sau ren Papierherstellungsverfahren, in welchen die Papierbildung bei einem pH-Wert von ungefähr 4,5 durchgeführt wird, und neutralen Papierherstellungsverfahren, bei denen die Zellstoffaufschlämmung einen alkalischen Füllstoff enthält, zum Beispiel Calciumcarbonat, und die Papierbildung in dem pH-Bereich von einem schwach sauren pH-Wert von ungefähr 6 bis zu einem schwach alkalischen pH-Wert von ungefähr 9 durchgeführt wird. Die Papierherstellungsmaschine kann ausgewählt werden aus Fourdrinier-Papiermaschinen, Zweisiebpapiermaschinen, Zylinderpapiermaschinen und Yankee-Papiermaschine.
Das für die Beschichtungsschicht des beschichteten Papierbogens der vorliegenden Erfindung brauchbare Pigment, als Zusatz zu dem oben erwähnten Kaolin, umfaßt mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus Mineralpigmenten, zum Beispiel gemahlenem Caliumcarbonat, gefälltem Calciumcarbonat, Kaolinen, die verschieden sind hinsichtlich des Aspektverhältnisses (L/W) und/oder der mittleren Teilchengröße von dem Kaolin, das für die vorliegene Erfindung brauchbar ist, calciniertem Kaolin, delaminiertem Kaolin, Talk, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumaluminiumsilicat, teilchenförmigem Calciumsilicat, teilchenförmigem Magnesiumcarbonat, teilchenförmigem gefälltem Calciumcarbonat, Quarzpulver, Bentonit, Zeolith, Sericit und Smektiten; und organischen hohlen, perforierten und nichtperforierten Feinpigmentteilchen von Polystyrolharzen, Styrol-Acryl-Copolymerharzen, Harnstofformaldehydharzen, Melaminformaldehydharzen, Acrylpolymerharzen, Vinylidenpolymerharzen und Benzoguanaminharzen.
Jedes der oben erwähnten Pigmentteilchen liegt vorzugsweise in der Form einer Kugel vor. Die kugelförmigen Pigmentteilchen besitzen vorzugsweise eine Teilchengröße von 3,0 bis 20,0 μm, um so zu bewirken, daß die resultierende Beschichtungsschichtoberfläche 10 bis 1000 Konvexitäten pro mm² aufweist.
Die kugelförmigen Pigmentteilchen werden vorzugsweise ausgewählt aus kugelförmigen gefällten Calciumcarbonatteilchen und kugelförmigen Magnesiumcarbonatteilchen.
Die feinen, hohlen, perforierten und nichtperforierten kugelförmigen organischen Pigmentteilchen werden vorzugsweise gebildet aus mindestens einem Harz, ausgewählt aus Polystyrolharzen, Styrol-Acryl-Comonomerharzen, Harnstofformaldehydharzen, Melaminformaldehydharzen, Acrylharzen, Vinylidenchloridpolymerharzen und Benzoguanaminharzen. Die oben erwähnten Pigmente können allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung enthält das in der Beschichtungsschicht enthaltene Bindemittel gegebenenfalls ferner zusätzlich zu der synthetischen Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur mindestens eine Polymerverbindung, die ausgewählt ist aus wasserlöslichen und wasserdispergierbaren Polymerverbindungen, die von der synthetischen Polymerverbindung verschieden sind. Die zusätzliche Bindemittel verbindung kann ausgewählt werden aus natürlichen und halbsynthetischen Polymerverbindungen, zum Beispiel Stärkeverbindungen, zum Beispiel kationischen Stärken, ampholytischen Stärken, oxidierten Stärken, enzymmodifizierten Stärken, thermochemisch modifizierten Stärken, veresterten Stärken und veretherten Stärken, Cellulosederivaten, zum Beispiel Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, Gelatine, Casein, Sojabohnenprotein und Naturgummi, und synthetischen Polymerverbindungen, zum Beispiel Polyvinylalkohol, Polydienen, zum Beispiel Iso prenpolymeren, Neoprenpolymeren und Polybutadien, Polyalkenen, zum Beispiel Polybuten, Polyisobutylen, Polypropylen und Polyethylen, Vinylpolymeren und -copolymeren, zum Beispiel Polymeren und Copolymeren von Vinylhalogeniden, Vinylacetat, Styrol, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylatestern, (Meth)acrylamid und Methylvinylether, synthetischen Gummilatizes, zum Beispiel Latizes von Styrol-Butadien-Copolymeren und Methylmethacrylat-Butadien-Copolymeren, Polyurethanharzen, Polyesterharzen, Polyamidharzen, Olefin-Maleinsäureanhydrid-Copolymerharzen und Melaminformaldehydharzen. Diese Polymerverbindungen für die zusätzliche Bindemittelkomponente können allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Bei der Herstellung des beschichteten Papierbogens der vorliegenden Erfindung liegt der Gehalt der synthetischen Polymerverbindung mit der Kern-Schale-Verbundstruktur in dem in der Beschichtungsflüssigkeit enthaltenen Bindemittel für die Beschichtungsflüssigkeit vorzugsweise im Bereich von 2 bis 25 Feststoffgewichtsteilen pro 100 Feststoffgewichtsteilen der Gesamtmenge des Pigments. Wenn der. Gehalt weniger als 2 Feststoffgewichtsteile beträgt, kann die mechanische Festigkeit der resultierenden Beschichtungsschicht unzureichend sein und somit bewirken, daß die Beschichtungsschicht sich teilweise ablöst, sich die abgelösten Abschnitte der Beschichtungsschicht auf der Druckplatte der Rotationstiefdruckmaschine ansammeln und die Druckplatte durch die angesammelten Beschichtungsschichtabschnitte beschädigt wird. Wenn der Gehalt 25 Feststoffgewichtsteile übersteigt, kann die resultierende Beschichtungsschicht darüber hinaus eine signifikant unzureichende Luftpermeabilität aufweisen und kann bewirken, daß die gedruckten Tintenabbildungen auf der Beschichtungsschicht eine unzureichende Beständigkeit gegenüber einer Fleckbildung der Tinte aufweisen.
In der resultierenden Beschichtungsschicht des beschichteten Papierbogens der vorliegenden Erfindung liegt der Gehalt der synthetischen Polymerverbindung (b) mit der Kern-Schale-Verbundstruktur ebenfalls im Bereich von 2 bis 25 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des Bindemittels in der Beschichtungsschicht.
Die Beschichtungsschicht enthält ferner gegebenenfalls zusätzlich zu dem Pigment und dem Bindemittel ein Additiv, umfassend mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus zum Beispiel Tensiden, pH-Regulatoren, Viskositätsmodifikatoren, Erweichungsmitteln, glanzverstärkenden Mitteln, Wachsen, Dispergiermitteln, Fluiditätsmodifikatoren, Stabilisatoren, Antistatikmitteln, Vernetzungsmitteln, Leimen, fluoreszenzaufhellenden Mitteln, Färbematerialien, Absorbern für UV-Strahlen, Antischaummitteln, Wasserbeständigkeitsmitteln, Weichmachern, Gleitmitteln, Konservierungsstoffen und Aromatisierungsmitteln.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung ist die Beschichtungsschicht vorzugsweise in einer Menge von 8 bis 20 g/m², weiter bevorzugt 9 bis 15 g/m² vorhanden. Wenn die Menge der Beschichtungsschicht geringer als 8 g/m² beträgt, kann die resultierende Beschichtungsschicht die rauhe Oberfläche des Substratpapierbogens nicht ausreichend bedecken und glätten und kann somit ein unbefriedigendes Aufnahmevermögen für die Drucktinte aufweisen. wenn die Menge der Beschichtungsschicht mehr als 20 g/m² beträgt, kann das Trocknungsvermögen der Beschichtungsflüssigkeitsschicht unzureichend sein, wodurch bewirkt wird, daß die Beschichtungseffizienz gering ist und die Herstellungskosten des beschichteten Papierbogens zu hoch sind.
Das Beschichtungsverfahren für die Beschichtungsschicht kann unter Verwendung einer beliebigen der herkömmlichen Beschichtungsvorrichtungen durchgeführt werden, zum Beispiel Messerstreichvorrichtungen, Luftbürstenstreichvorrichtungen, Walzenstreichvorrichtungen, Umkehrwalzenstreichvorrichtungen, Balkenstreichvorrichtungen, Florstreichvorrichtungen, Schlitzdüsenstreichvorrichtungen, Gravurstreichvorrichtungen, Champlex-Streichvorrichtungen, Bürstenstreichvorrichtungen, Leimpreßstreichvorrichtungen vom Zweiwalzentyp und Stabrakeltyp, Rakelstreichvorrichtungen, Short-Dwell-Streichvorrichtungen, Lippenstreichvorrichtungen und Gitterwalzenstreichvorrichtungen.
Die Beschichtungsschicht kann auf sowohl der Vorderseiten- als auch Rückseitenoberfläche des Substratpapierbogens und/oder in einer mehrlagigen Struktur ausgebildet werden. Die mehrlagige Beschichtungsschicht kann gebildet werden durch Ausbilden von einer oder mehreren Beschichtungszwischenschichten auf einer Oberfläche des Substratpapierbogens, und es wird eine äußerste Beschichtungsschicht auf der Beschichtungszwischenschicht oder den Beschichtungszwischenschichten ausgebildet. Wenn die Beschichtungsschicht auf den beiden Oberflächen des Substratpapierbogens oder in der mehrlagigen Struktur ausgebildet wird, können die Zusammensetzungen und die Menge einer Vielzahl der Beschichtungsschichten gleich oder verschieden voneinander sein. Die Zusammensetzung einer jeder Beschichtungsflüssigkeit kann unter Berücksichtigung des Zwecks und der gewünschten Eigenschaften der Beschichtungsschicht entworfen werden. Wenn die Beschichtungsschicht auf lediglich einer Vorderseitenoberfläche des Substratpapierbogens ausgebildet wird, kann die Rückseitenoberfläche des Substratpapierbogens mit einer synthetischen Harzschicht, einer Schicht aus einer Pigment-Bindemittel-Mischung oder einer Antistatikschicht beschichtet werden. Die oben erwähnte Rückseitenbeschichtungsschicht trägt zur Erhöhung einer Beständigkeit gegenüber einem Wellen, der Eignung für ein Bedrucken und einer Beständigkeit gegenüber einem Blockieren des Transports und/oder der Zufuhr der beschichteten Papierbögen in oder aus dem Drucker bei. Die Rückseitenoberfläche des Substratpapierbogens- kann behandelt werden mit einem Klebstoff, einem magnetischen Material, einem flammhemmenden Mittel für eine thermische Beständigkeit, einem Mittel für eine Wasserbeständigkeit, einem Mittel für eine Ölbeständigkeit oder einem Antislipmittel, um der Rückseitenoberfläche des beschichteten Papierbogens eine gewünschte Funktion zu verleihen.
In dem Herstellungsverfahren des beschichteten Papierbogens der vorliegenden Erfindung wird die Beschichtungsschicht auf dem Substratpapierbogen ausgebildet und wird die Oberfläche der Beschichtungsschicht danach während eines Trocknungsverfahrens und/oder eines Oberflächenbehandlungsverfahrens geglättet. Der Wassergehalt der Beschichtungsschicht wird darüber hinaus vorzugsweise auf 3 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt ungefähr 4 bis 8 Gew.-% eingestellt, um den beschichteten Papierbogen entsprechend zu behandeln.
In dem Glättungsverfahren kann eine herkömmliche Glättungsvorrichtung, zum Beispiel ein Superkalander, Glanzkalander oder ein Softkalander, innerhalb oder außerhalb einer Maschinenbearbeitung verwendet werden. Der Typ der Glättungsvorrichtung und die Anzahl der Glättungsarbeitsschritte und die Glättungstemperatur, die auf dem beschichteten Papierbogen angewendet werden, können bezogen auf die praktische Durchführung der üblichen Glättungsverfahren gesteuert werden. Die Oberflächentemperatur der Kalanderwalze wird vorzugsweise auf 80°C oder mehr, weiter bevorzugt 100°C oder mehr gesteuert.
In dem beschichteten Papierbogen der vorliegenden Erfindung muß der Spiegelglanz bei 75 Grad der Oberfläche der Beschichtungsschicht auf 50% oder mehr, vorzugsweise 55% oder mehr, bestimmt gemäß dem japanischen Industriestandard (JIS) Z 8741-1997, gesteuert werden und muß die Luftpermeabilität des beschichteten Papierbogens auf 7000 Sekunden oder weniger, vorzugsweise 5000 Sekunden oder weniger, weiter bevorzugt 3000 Sekunden oder weniger, bestimmt gemäß JIS P 8117-1980, gesteuert werden.
Bei einer Verwendung als ein Druckpapierbogen muß der beschichtete Papierbogen in der Lage sein, glatt durch den Drucker zu laufen. Zu diesem Zweck besitzt der beschichtete Papierbogen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Clark-Steifheit von 12 cm oder mehr, weiter bevorzugt 15 cm oder mehr, in der Querrichtung (Kreuzrichtung) (welche nachfolgend als CD-Richtung dargestellt wird) des Papierbogens.
Der beschichtete Papierbogen der vorliegenden Erfindung, der durch die oben erwähnten Verfahren hergestellt wird, besitzt eine hohe Anwendbarkeit für den Tiefdruck und ist aufgrund einer hohen Glätte und der hohen Luftpermeabilität des beschichteten Papierbogens als ein Bildempfangspapierbogen für Non-impact-Drucksysteme, zum Beispiel elektrophotographische Drucksysteme und Thermotransferdrucksysteme, brauchbar.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, welche nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken, weiter veranschaulicht.
Beispiel 1
Herstellung eines Substratpapierbogens
Ein Hartholzkraftzellstoff (LBKP) mit einer kanadischen Standard-Freeness (CSF) von 450 ml wurde in einer Menge von 100 Gewichtsteilen mit 0,05 Gewichtsteilen eines aus Alkenylbernsteinsäureanhydrid bestehenden Masseleimungsmittels (Handelsmarke: FIVERUN 81K, hergestellt von ARAKAWA KAGAKUKOGYO K. K.), 0,7 Gewichtsteilen eines aus einer kationischen Stärke bestehenden Fixierungsmittels (Handelsmarke: CATO F, hergestellt von NIHON NSC K. K.) und 0,5 Gewichtsteilen an Aluminiumsulfat und dann mit 10 Gewichtsteilen eines aus Calciumcarbonat bestehenden Füllstoffs gemischt. Die resultierende Mischung wurde ferner mit Kreidewasser gemischt, um eine Zellstoffaufschlämmung zur Papierherstellung mit einem pH-Wert von 7 und einem Feststoffgehalt von 0,8 Gew.-% zur Verfügung zu stellen. Die Zellstoffaufschlämmung wurde einem Papierherstellungsverfahren unter Verwendung einer Fourdrinier-Papiermaschine zugeführt. Der resultierende nasse Papierbogen wurde mit einer Leimpreßflüssigkeit, die 6 Gew.-% eines aus oxidierter Stärke bestehenden Leimungsmittels (Handelsmarke: ACE A, hergestellt von OJI CORN STARCH K. K.) enthält, beschichtet und unter Verwendung einer Leimpreßvorrichtung getrocknet, um den Papierbogen mit einem Leimungsmittel in einer Trockenfeststoffmenge von 2 g/m² zu leimen. Der resultierende Papierbogen wurde einem Glättungsverfahren unter Verwendung eines Maschinenkalanders unterzogen, um die Bekk-Glätte des Papierbogens auf 50 Sekunden zu steuern. Es wurde ein Substratpapierbogen mit einem Flächengewicht von 80 g/m² erhalten.
Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit
Eine wäßrige Pigmentaufschlämmung wurde hergestellt durch Mischen von 70 Gewichtsteilen eines Kaolinpigments (Handelsmarke: KAOGLOSS, hergestellt von IMERIS CO.) mit 30 Gewichtsteilen eines gemahlenen Calciumcarbonatpigments (Handelsmarke: HYDROCARB 9, hergestellt von BIHOKU FUNKAKOGYO K. K.) und 0,2 Gewichtsteilen eines aus Natriumpolyacrylat bestehenden Dispergiermittels (Handelsmarke: ARON A-9, hergestellt von TOA GOSEI K. K.) und durch Dispergieren der resultierenden Mischung in Wasser unter Verwendung einer Cowless-Dispergiervorrichtung. Die Pigmentaufschlämmung wurde mit 3,0 Gewichtsteilen einer oxidierten Stärke (Handelsmarke: ACE A, hergestellt von OJI CORN STARCH K. K.) und 10 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –10°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von +28°C (Handelsmarke: 52524, hergestellt von JSR CO.) gemischt, und die Mischung wurde gerührt und ferner mit Wasser gemischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Trockenfeststoffgehalt von 60 Gew.-% zur Verfügung zu stellen. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften des wie oben erwähnen Bindemittels und Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung, Teilchenform, Aspektverhältnis, mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der oben erwähnten Pigmentteilchen.
Bildung einer Beschichtungsschicht auf dem Substratpapierbogen
Die oben erwähnte Beschichtungsschicht wurde auf die Vorderseiten- und Rückseitenoberfläche des Substratpapierbogens unter Verwendung einer Messerstreichvorrichtung beschichtet und getrocknet, um Vorder- und Rücksei tenbeschichtungsschichten auszubilden, von denen jede einen Trockenfeststoffgehalt von 12 g/m² aufweist. Der resultierende beschichtete Papierbogen wurde mit einem Kalander mit einer Metallwalze in Kombination mit einer elastischen Walze kalandriert, um die Vorderseitenfläche des beschichteten Papierbogens zu glätten. Der kalandrierte beschichtete Papierbogen wies einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 65% auf, bestimmt gemäß JIS Z 8741, und besaß ein Flächengewicht von 104 g/m².
Beispiel 2
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kaolinpigment (Handelsmarke: KAOGLOSS) ersetzt wurde durch ein Strukturkaolinpigment (Handelsmarke ASTRAPLUS, hergestellt von IMERIS CO.), wobei die Zusammensetzung, Teilchenform, Aspektverhältnis, mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung in Tabelle 2 aufgezeigt sind.
Beispiel 3
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kaolinpigment (Handelsmarke: KAOGLOSS) ersetzt wurde durch ein delaminiertes Kaolinpigment (Handelsmarke: ASTRAPLATE, hergestellt von IMERIS CO.), wobei die Zusammensetzung, Teilchenform, Aspektverhältnis, mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung in Tabelle 2 aufgezeigt sind.
Beispiel 4
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: 52524), ersetzt wurde durch einen anderen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: P8892, hergestellt von SUMIKA A & L CO.) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –5°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von +60°C, das Kalandrierungsverfahren durchgeführt wurde unter Verwendung eines Softkalanders bei einer Kalanderbehandlungstemperatur von 150°C, um den Spiegelglanz bei 75 Grad der kalandrierten Vorderseitenfläche auf 65% zu steuern. Der resultierende beschichtete Papierbogen besaß ein Flächengewicht von 104 g/m².
Beispiel 5
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke 52524) ersetzt wurde durch einen anderen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: T2702F, hergestellt von JSR CO.) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –45°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von +10°C.
Beispiel 6
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: 52524) ersetzt wurde durch einen anderen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: T2699B, hergestellt von JSR CO.) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –35°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von 0°C.
Beispiel 7
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Strukturkaolinpigment (Handelsmarke: ASTRAPLUS, hergestellt von IMERIS CO.) in einer Menge von 95 Gewichtsteilen in Kombination mit 5 Gewichtsteilen eines gemahlenen Calciumcarbonatpigments (Handelsmarke: HYDROCARB K9, hergestellt von BIHOKU FUNKAKOGYO K. K.) verwendet wurde.
Beispiel 8
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Strukturkaolinpigment (Handelsmarke: ASTRAPLUS, hergestellt von IMERIS CO.) in einer Menge von 55 Gewichtsteilen in Kombination mit 45 Gewichtsteilen eines gemahlenen Calciumcarbonatpigments (Handelsmarke: HYDROCARB K9, hergestellt von BIHOKU FUNKAKOGYO K. K.) verwendet wurde.
Beispiel 9
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge einer jeden Beschichtungsschicht auf 12 g/m² bis 8 g/m² geändert wurde.
Beispiel 10
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 2 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge einer jeden Beschichtungsschicht auf 12 g/m² bis 16/m² geändert wurde.
Beispiel 11
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 4 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Glättungsbedingungen des Softkalanders so gesteuert wurden, daß die resultierende geglättete Vorderseitenfläche des beschichteten Papierbogens einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 80% aufwies. Die Glättungsbehandlungstemperatur des Softkalanders betrug 150°C.
Beispiel 12
Herstellung eines Substratpapierbogens
Ein Hartholzkraftzellstoff (LBKP) mit einer kanadischen Standard-Freeness (CSF) von 450 ml wurde in einer Menge von 100 Gewichtsteilen mit 0,05 Gewichtsteilen eines aus Alkenylbernsteinsäureanhydrid bestehenden Masseleimungsmittels (Handelsmarke: FIVERUN 81K, hergestellt von ARAKAWA KAGAKUKOGYO K. K.), 0,7 Gewichtsteilen eines aus einer kationischen Stärke bestehenden Fixierungsmittels (Handelsmarke: CATO F, hergestellt von NIHON NSC K. K.) und 0,5 Gewichtsteilen an Aluminiumsulfat und dann mit 10 Gewichtsteilen eines aus Calciumcarbonat bestehen den Füllstoffs gemischt. Die resultierende Mischung wurde ferner mit Wasser gemischt, um eine Zellstoffaufschlämmung zur Papierherstellung mit einem pH-Wert von 7 und einem Feststoffgehalt von 0,8 Gew.-% zur Verfügung zu stellen. Die Zellstoffaufschlämmung wurde einem Papierherstellungsverfahren unter Verwendung einer Fourdrinier-Papiermaschine zugeführt. Der resultierende nasse Papierbogen wurde mit einer Leimpreßflüssigkeit, die 6 Gew.-% eines aus oxidierter Stärke bestehenden Leimungsmittels (Handelsmarke: ACE A, hergestellt von OJI CORN STARCH K. K.) enthält, beschichtet und unter Verwendung einer Leimpreßmaschine getrocknet, um den Papierbogen mit dem Leimungsmittel in einer Trockenfeststoffmenge von 2 g/m² zu leimen. Der resultierende Papierbogen wurde einem Glättungsverfahren unter Verwendung eines Maschinenkalanders unterzogen, um die Bekk-Glätte des Papierbogens auf 50 Sekunden zu steuern. Es wurde ein Substratpapierbogen mit einem Flächengewicht von 56 g/m² erhalten.
Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit
Eine wäßrige Pigmentaufschlämmung wurde hergestellt durch Mischen von 35 Gewichtsteilen eines Strukturkaolinpigments (Handelsmarke: ASTRAPLUS, hergestellt von IMERIS CO.) mit 65 Gewichtsteilen eines Kaolinpigments (Handelsmarke: KAOGLOSS, hergestellt von IMERIS CO.) mit 0,2 Gewichtsteilen eines aus Natriumpolyacrylat bestehenden Dispergiermittels (Handelsmarke: ARON A-9, hergestellt von TOA GOSEI K. K.) und durch Dispergieren der resultierenden Mischung in Wasser unter Verwendung einer Cowless-Dispergiervorrichtung. Die Pigmentaufschlämmung wurde mit 3,0 Gewichtsteilen einer oxidierten Stärke (Handelsmarke: ACE A, hergestellt von OJI CORN STARCH K. K.) und 15 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –10°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von +28°C (Handelsmarke: 52524, hergestellt von JSR CO.) gemischt; und die Mischung wurde gerührt und weiter mit Wasser gemischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Trockenfeststoffgehalt von 60 Gew.-% zur Verfügung zu stellen. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften des oben erwähnten Bindemittels und Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung, Teilchenform, Aspektverhältnis, mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der oben erwähnten Pigmentteilchen.
Bildung einer Beschichtungsschicht auf dem Substratpapierbogen
Die oben erwähnte Beschichtungsschicht wurde auf die Vorderseiten- und Rückseitenoberfläche des Substratpapierbogens unter Verwendung einer Messerstreichvorrichtung beschichtet und getrocknet, um Vorder- und Rückseitenbeschichtungsschichten auszubilden, von denen jede einen Trockenfeststoffgehalt von 12 g/m² aufweist. Der resultierende beschichtete Papierbogen wurde mit einem Kalander mit einer Metallwalze in Kombination mit einer elastischen Walze kalandriert, um die Vorderseitenfläche des beschichteten Papierbogens zu glätten. Der kalandrierte beschichtete Papierbogen wies einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 65% auf, bestimmt gemäß JIS Z 8741, und besaß ein Flächengewicht von 80 g/m².
Beispiel 13
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 13 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Bindemittel ferner einen Copolymerlatex mit einer hohen Glasübergangstemperatur enthielt. Das heißt, der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: 52524, hergestellt von JSR CO.) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur, einer Glasübergangstemperatur Tg1 des Kernabschnitts von –10°C und einer Glasübergangstemperatur Tg2 des Schalenabschnitts von +28°C wurde in einer Menge von 5 Gewichtsteilen in Kombination mit 10 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: POT 7092, hergestellt von NIHON ZEON K. K.), der eine Einphasenstruktur und eine Glasübergangstemperatur von +35°C aufweist, verwendet.
Beispiel 14
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 13 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Softkalander so gesteuert wurde, daß die resultierende kalandrierte Vorderseitenfläche des beschichteten Papierbogens einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 80% aufwies. Die Kalanderbehandlungstemperatur des Softkalanders betrug 150°C.
Vergleichsbeispiel 1
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: 52524) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur ersetzt wurde durch einen anderen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: G1176; hergestellt von ASAHI KASEIKOGYO K. K.) mit einer homogenen Einphasenstruktur und einer Glasübergangstemperatur Tg von –52°C.
Vergleichsbeispiel 2
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke S2524) mit einer Kern-Schale-Verbundstruktur ersetzt wurde durch einen anderen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (Handelsmarke: T 2550K; hergestellt von JSR CO.) mit einer homogenen Einphasenstruktur und einer Glasübergangstemperatur Tg von –14°C.
Vergleichsbeispiel 3
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge des Kaolinpigments (Handelsmarke: KAOGLOSS) in der Beschichtungsflüssigkeit von 70 Gewichtsteilen auf 90 Gewichtsteile verändert wurde und ferner 10 Gewichtsteile eines gemahlenen Calciumcarbonatpigments (Handelsmarke: HYDROCARB K9, hergestellt von BIHOKU FUNKAKOGYO K. K.) in der Beschichtungsflüssigkeit enthalten waren.
Vergleichsbeispiel 4
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei der Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit das Kaolinpigment (Handelsmarke: KAOGLOSS) mit 20 Gewichtsteilen verwendet wurde und ferner ein gemahlenes Calciumcarbonatpigment (Handelsmarke: HYDROCARB K9; hergestellt von BIHOKU FUNKAKOGYO K. K.) in einer Menge von 80 Gewichtsteilen verwendet wurde und daß bei der Kalanderglättungsbehandlung versucht wurde, einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 65%, bestimmt gemäß JIS Z 8741, zu verleihen, wobei eine Quetschvorrichtung mit einer Metallwalze und einer elastischen Walze unter Druck auf die Vorderseitenfläche des beschichteten Papierbogens angewendet wurde.
Als ein Ergebnis konnte kein Spiegelglanz bei 75 Grad von 45% oder mehr erhalten werden.
Vergleichsbeispiel 5
Durch dieselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein beschichteter Papierbogen hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kaolinpigment (Handelsmarke: KAOGLOSS) als ein anorganisches Pigment ersetzt wurde durch ein gefälltes Calciumcarbonatpigment (Handelsmarke: BRILLIANT 515, hergestellt von SHIROISHI CALCIUM K. K.). Die Komponente, Teilchenform, Aspektverhältnis, mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung des Pigments sind in Tabelle 2 aufgezeigt.
Tests
Proben der beschichteten Papierbögen, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wurden den folgenden Tests unterzogen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 aufgezeigt.
Messung der mittleren Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der Pigmentteilchen
Die Messungen wurden unter Verwendung einer Testvorrichtung (Handelsmarke: SEDY GRAPH 5100, V3.07) durchgeführt.
Messung des Aspektverhältnisses von Pigmentteilchen und Beobachtung der Teilchenform
Das Aspektverhältnis der Pigmentteilchen und die Beobachtung der Pigmentteilchenform wurden unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bei einer Vergrößerung von 15.000 durchgeführt.
Messung des Glanzes und der Luftpermeabilität des beschichteten Papierbogens
Der Spiegelglanz des beschichteten Papierbogens wurde bei einem Einfallswinkel von 75 Grad bei einem Winkel von 75 Grad für das empfangene Licht gemäß JIS Z 8741-1997 unter Verwendung einer Glanzmeßvorrichtung (Modell GM-26D, hergestellt von MURAKAMI SHIKISAI KENKYUSHO) gemessen.
Die Luftpermeabilität des beschichteten Papierbogens wurde gemäß JIS P 8117-1998 gemessen.
Bewertung des Vermögens zur Verhinderung von Punktfehlern und der Punktreproduzierbarkeit des beschichteten Papierbogens

Das Vermögen zur Verhinderung von Punktfehlern und die Punktreproduzierbarkeit des beschichteten Papierbogens wurden gemäß JIS P 8117-1998 getestet, und die bedruckten Papierbögen und Abbildungen wurden mit dem bloßen Auge in den folgenden Klassen bewertet. (a) Vermögen zur Verhinderung von Punktfehlern

Klasse	Punktfehler S
4	Es wurden keine Fehler in den Punkten gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind klar.
3	Es wurden leichte Fehler in den Punkten gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind in der Praxis verwendbar.
2	Es wurden einige Fehler in den Punkten gefunden. Die gedruckten Abbildungen besitzen eine geringe Klarheit.
1	Es wurden signifikante Fehler in den Punkten gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind unklar.

(b) Punktreproduzierbarkeit

Klasse	Punktreproduzierbarkeit
4	Es wurden keine Fleckbildung und Verbreiterung der Punkte gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind klar.
3	Es wurden eine leichte Fleckbildung und Vergrößerung der Punkte gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind in der Praxis verwendbar.
2	Es wurden eine gewisse Fleckbildung und Verbreiterung der Punkte gefunden. Die gedruckten Abbildungen besitzen eine geringe Klarheit.
1	Es wurden eine signifikante Fleckbildung und Verbreiterung der Punkte gefunden. Die gedruckten Abbildungen sind unklar.

Messung der CD-Steifheit des Papierbogens
Die Steifheit des beschichteten Papierbogens in Kreuzrichtung (Querrichtung) des Bogens wurde gemessen unter Verwendung einer Clark-Steifheitstestvorrichtung gemäß TAPPI T451.
Die Testergebnisse sind in den Tabellen 3 bis 5 aufgezeigt.
Die beschichteten Papierbögen der vorliegenden Erfindung besitzen einen hohen Weißpapierglanz und ein hohes Vermögen zur Verhinderung von Punktfehlern und eine hohe Punktreproduzierbarkeit, insbesondere beim Tiefdruck, und können mit Tintenabbildungen mit einer hohen Klarheit bedruckt werden. Demgemäß besitzen die beschichteten Papierbögen der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete praktische Anwendbarkeit.

Claims

Beschichteter Papierbogen, umfassend einen Substratpapierbogen und eine Beschichtungsschicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Substratpapierbogens ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt, wobei das Pigment in der Beschichtungsschicht Kaolinteilchen umfaßt, die eine mittlere Teilchengröße von 0,3 bis 1,5 μm aufweisen und die Anforderung erfüllen, die durch die Gleichung (1) dargestellt wird: 5 ≦ L/W ≦ 50 (1)wobei L eine Hauptachse der Kaolinteilchen darstellt und W eine Nebenachse der Kaolinteilchen darstellt; das Bindemittel in der Beschichtungsschicht mindestens eine synthetische Polymerverbindung umfaßt, die eine Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und die Anforderungen erfüllt, die durch die Ungleichungen (2) und (3) dargestellt werden: Tg1 < Tg2 (2)und –10°C < Tg2 < 100°C (3)wobei Tg1 die Glasübergangstemperatur eines Kernabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt. und Tg2 die Glasübergangstemperatur eines Schalenabschnitts der synthetischen Polymerverbindung darstellt; die Oberfläche der Beschichtungsschicht einen Spiegelglanz bei 75 Grad von 50% oder mehr aufweist, der gemäß dem japanischen Industriestandard Z8741-1997 bestimmt wird; und der beschichtete Papierbogen eine Luftpermeabilität von 7000 Sekunden oder weniger aufweist, die gemäß dem japanischen Industriestandard Z8117-1998 bestimmt wird.
Beschichteter Papierbogen nach Anspruch 1, wobei die Kaolinteilchen in einer Menge von 30 Gewichtsteilen oder mehr pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des in der Beschichtungsschicht enthaltenen Pigments vorhanden sind.
Beschichteter Papierbogen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die synthetische Polymerverbindung, die die Kern-Schale-Verbundstruktur aufweist und als ein Bindemittel in der Beschichtungsschicht enthalten ist, in einer Menge von 2 bis 25 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge des Pigments vorhanden ist.
Beschichteter Papierbogen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der mittels einer Kalanderbehandlung bei einer Kalanderwalzenoberflächentemperatur von 80°C oder mehr oberflächengeglättet ist.