DE69406986T3 - Beschichtetes Papier und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers.
- In den letzten Jahren wurde im Zusammenhang mit der weitverbreiteten Verwendung von elektronischen Standbildkameras oder Computern die Technologie zur Herstellung von Kopien zügig weiterentwickelt, um Bilder auf Papierblättern oder dergleichen aufzuzeichnen. Das Endziel solcher Kopien ist die Silberhalogenid-Fotografie, und speziell ist es eine Aufgabe der Entwicklung, die Farbwiedergabe, Bilddichte, Glanz, Wetterbeständigkeit usw. so nahe wie möglich an die Silberhalogenidfotografie zu bringen. Für das Aufzeichnungssystem der Kopien sind nicht nur ein Verfahren zum direkten Fotografieren einer Anzeige, auf der ein Bild mittels Silberhalogenidfotografie gezeigt wird, sondern auch verschiedene Systeme wie ein Wärmeübertragungssystem vom Sublimationstyp, ein Tinten strahlsystem und ein elektrostatisches Übertragungssystem bekannt. In den letzten Jahren sind verbreitet Tintenstrahlsystemdrucker verwendet worden, weil damit leicht volle Farbtauglichkeit zu erreichen und das Druckgeräusch niedrig ist. Das Tintenstrahlprinzip wurde entwickelt, um mit Düsen Tintentröpfchen mit hoher Geschwindigkeit auf das Aufzeichnungsblatt zu spritzen, wobei die Tinte eine große Menge Lösungsmittel enthält. Deshalb muß das Aufzeichnungsblatt für einen Tintenstrahldrucker die Tinte sehr schnell absorbieren können und auch exzellente farb bildende Eigenschaften aufweisen. So ist beispielsweise ein Aufzeichnungsblatt bekannt, das eine auf einem Substrat gebildete poröse Aluminiumhydratschicht hat (US-A-5 104 730). Weiterhin ist ebenfalls ein Glanzpapier mit einer auf einem Substrat gebildeten Tinte-absorbierenden Schicht vom Harz-Typ bekannt, wenn ein Aufnahmeblatt für einen Tinten strahldrucker Glanz zeigen soll.
- Beim Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem enthält die Tinte zur Verhinderung des Verstopfens der Düse eine große Menge Lösungsmittel. Dadurch ist das Problem aufgetreten, daß nach dem Drucken die Tinte absorbierende Schicht durch den Einfluß des Lösungsmittels aufquellen kann und speziell im Falle einer Tinte absorbierenden Schicht vom Harz Typ der Glanz nachläßt. Außerdem ist es im Stand der Technik bekannt, vergl. z. B. JP-A-59 078 925, Böhmit-Kristalle in Form eines Sols zur Oberflächenbeschichtung von Papier zu verwenden.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein beschichtetes Papier mit exzellenten Tinteabsorbierenden Eigenschaften, hohem Farbwiedergabevermögen und exzellentem Oberflächenglanz bereitzustellen.
- So stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 zur Herstellung von beschichtetem Papier bereit, das ein Papiersubstrat und eine auf dem Substrat gebildete Pseudoböhmitschicht aufweist. Die vorliegende Erfindung stellt gemäß Patentanspruch 1 ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers bereit, das das Beschichten einer glatten Formoberfläche mit einer Beschichtungslösung aus Pseudoböhmit, das enge In-Kontakt-Bringen dieser Oberfläche mit einem Papiersubstrat, nachfolgendes Trocknen unter Bildung einer Pseudoböhmitschicht und dann das Abziehen des Papiersubstrats von der Vorlage umfaßt, so daß die Pseudoböhmitschicht auf das Papiersubstrat übertragen wird.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsformen in weiteren Einzelheiten beschrieben.
- Der Spiegelglanz bei 60° ist der gemäß Methode 3 in JIS Z8741 vorgeschriebene. Diese Methode entspricht der in ISO 2813 vorgeschriebenen Methode. Bei dem erfindungsgemäß hergestellten beschichteten Papier liegt der Spiegelglanz bei 60° bevorzugt bei mindestens 40%.
- Bei dem erfindungsgemäß hergestellten beschichteten Papier ist die Pseudoböhmitschicht ein kolloidales Aggregat aus Kristallen des Böhmits (Al2O3·n H2O, n ist von 1 bis 1,5). Sie enthält ein Bindemittel. In Bezug auf die Porencharakteristik ist es bevorzugt, daß der durchschnittliche Porenradius von 3 bis 15 nm beträgt und das Porenvolumen im Bereich von 0.5 bis 1.0 cc/g liegt.
- Die aufgebrachte Menge der Pseudoböhmitschicht liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 g/m2. Wenn die beschichtete Menge weniger als 5 g/m2 beträgt, können die Tinte-absorbierenden Eigenschaften zu gering sein, oder der Glanz kann sich aufgrund des Einflusses der Oberflächenrauhigkeit des Substrats verschlechtern, was unerwünscht ist. Wenn die aufgebrachte Menge 30 g/m2 überschreitet, wird nicht nur unnötig Pseudoböhmit verbraucht, sondern es kann sich auch die Festigkeit der Pseudoböhmitschicht verschlechtern, was unerwünscht ist.
- Das Papier als Substrat ist nicht besonders eingeschränkt, und es können vielerlei Arten von Papier verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, daß das Papier ein anderes Material als Pseudoböhmit als Füllstoff enthält. Der Füllstoff kann intern oder in einer Schicht unter der Pseudoböhmitschicht vorhanden sein. Der Füllstoff ist nicht besonders eingeschränkt, aber es ist bevorzugt, Siliciumdioxid zu verwenden, da dessen Absorptionseigenschaften exzellent sind. Wenn Siliciumdioxid verwendet wird, ist es bevorzugt, daß der Porenradius von 4 bis 25 nm und das Porenvolumen von 0.8 bis 2.5 cc/g liegt. In solch einem Fall liegt die aufgebrachte Menge an Siliciumdioxid bevorzugt im Bereich von 5 bis 10 g/m2.
- Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte beschichtete Papier kann durch Beschichten einer glatten Formoberfläche mit einer Beschichtungslösung aus Pseudoböhmit, enges In-Kontakt-Bringen dieser mit einem Papiersubstrat, Trocknen unter Bildung einer Pseudoböhmitschicht und dann Abziehen des Papiersubstrats von der Vorlage hergestellt werden, so daß die Pseudoböhmitschicht auf das Papiersubstrat übertragen wird. Das Material der hier zu verwendenden Form ist nicht besonders eingeschränkt und kann beispielsweise ein Kunststoff wie Polyethylenterephthalat oder Polycarbonat oder ein Metall sein. In Bezug auf die Gestaltung der Form kann nicht nur eine flache Platte, sondern auch eine Walzen-Form oder flexible-Film-Form verwendet werden, solange die Oberfläche glatt ist.
- Hier schließt die Bezeichnung "Beschichtungslösung" die Form eines Sols, einer Dispersionsflüssigkeit und einer Aufschlämmung ein.
- Eine Beschichtungslösung aus festem Böhmit wird auf diese Form aufgebracht. Die Zusammensetzung der Beschichtungslösung aus festem Böhmit kann so sein, daß ein Bindemittel in einer Menge von 5 bis 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehalts an festem Böhmit enthalten ist und die Gesamtfeststoffkonzentration 5 bis 30 Gew.-% beträgt. Das Lösungsmittel der Beschichtungslösung ist vom Standpunkt der Handhabbarkeit bevorzugt vom Wasser-Typ. Als Bindemittel kann vorzugsweise ein organischer Binder aus einer Polymerverbindung wie Stärke oder dessen modifizierte Produkte, Polyvinylalkohol oder dessen modifizierte Produkte, SBR-Latex, NBR-Latex, Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon verwendet werden.
- Das Verfahren zur Beschichtung der Form mit der Beschichtungslösung ist nicht besonders eingeschränkt, und es können unterschiedliche Verfahren verwendet werden. Nach dem Beschichten der Form mit der Beschichtungslösung wird der Wassergehalt durch Trocknung eingestellt. In diesem Beschichtungsfilm wird der Wassergehalt (Wasser/Feststoffgehalt) auf ein Niveau von 200 bis 400 Gewichtsteilen eingestellt.
- Ein Papiersubstrat wird intensiv mit der so eingestellten Beschichtungslösung in Kontakt gebracht. Das Papiersubstrat kann eine vorher darauf gebildete Beschichtung aus Siliciumdioxid aufweisen. In einem solchen Fall wird die Seite mit der Siliciumdioxidschicht mit der obengenannten Beschichtungslösungsschicht in Kontakt gebracht. Dann wird das Ganze einer Trocknung unterzogen, und wenn der Wassergehalt der Pseudoböhmitschicht 5 Gew.-% nicht mehr überschreitet, wird das Substrat von der Form abgezogen, wobei die Pseudoböhmitschicht auf das Papiersubstrat übertragen wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur ansatzweise (batch system), sondern auch im kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung einer rotierenden walzenförmigen Form durchgeführt werden.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen in weiteren Einzelheiten erläutert. Dies ist jedoch so zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese speziellen Beispiele beschränkt ist.
- BEISPIEL 1
- Zu 100 Gewichtsteilen (Feststoffgehalt) eines Böhmit-Sols mit dem Aggregat-Teilchendurchmesser der Sol-Partikeln von 150 nm werden 13 Gew.-Teile Polyvinylalkohol und weiterhin Wasser zugegeben, um eine Beschichtungslösung mit einer Feststoffkonzentration von 15 Gew.-% herzustellen. Diese Beschichtungslösung wird mit Hilfe eines Stabbeschichters auf einen Polyethylenterephthalatfilm (PET) mit einer Stärke von 100 μm aufgebracht, so daß die aufgebrachte Menge 15 g/m2, berechnet als Feststoffgehalt, beträgt. Der Wassergehalt (Wasser/Feststoffgehalt) sofort nach der Beschichtung betruh 566%. Die Schicht wurde getrocknet, wobei der Wassergehalt auf 350% abnahm.
- Diese beschichtete Oberfläche wurde eng mit Papier mit einem Gewicht von 100 g/m2 in Kontakt gebracht und getrocknet, bis der Wassergehalt der aufgebrachten Schicht 5 Gew.-% betrug. Dann wurde der PET-Film abgezogen, wobei die Beschichtung vollständig unter Erhalt eines beschichteten Papiers auf das Papier übertragen wurde.
- Der Spiegelglanz bei 60° dieses beschichteten Papiers wurde mit einem Gloss Meter 300A, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo, gemessen und zu 42.2 bestimmt. Weiterhin wurde dieses einem einfachen Feststofffarbdruck und einem Zweifarb-, Dreifarb- oder Vierfarb-naß-in-naß-Feststoffdruck mittels eines Farbtintenstrahldruckers unter Verwendung von Vierfarbtinte unterzogen, wonach der Spiegelglanz bei 60° der bedruckten Teile auf die gleiche Weise gemessen wurde. Die Ergebnisse waren jeweils 46, 45, 43 und 44%.
- BEISPIEL 2
- Zu 100 Gewichtsteilen eines Kieselgelpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3 μm (Carplex FPS3, hergestellt von Shionogi Pharmaceutical Company Ltd.) wurden 14 Gew.-Teile Polyvinylalkohol und weiterhin Wasser zugegeben, um eine Beschichtungslösung aus Siliciumdioxid mit einer Feststoffkonzentration von 12 Gew.-% herzustellen. Diese Beschichtungslösung wurde mit Hilfe eines Stabbeschichters auf ein beschichtetes Papier mit einem Gewicht von 80 g/m2 aufgebracht, so daß die aufgebrachte Menge 8 g/m2, berechnet als Feststoffgehalt, betrug und getrocknet, um ein Basispapier zu erhalten.
- Dann wurden zu 100 Gewichtsteilen (Feststoffgehalt) eines Böhmit-Sols mit dem Aggregat-Teilchendurchmesser der Sol-Partikeln von 150 nm 13 Gew.-Teile Polyvinylalkohol und weiterhin Wasser zugegeben, um eine Beschichtungslösung mit einer Feststoffkonzentration von 15 Gew.-% herzustellen. Diese Beschichtungslösung wurde mit Hilfe eines Stabbeschichters auf einen Polycarbonatfilm mit einer Stärke von 100 μm aufgebracht, so daß die aufgebrachte Menge 15 g/m2, berechnet als Feststoffgehalt, betrug. Der Wassergehalt (Wasser/Feststoffgehalt) sofort nach der Beschichtung betrug 566%. Die Schicht wurde getrocknet, wobei der Wassergehalt auf 375% abnahm.
- Diese beschichtete Oberfläche wurde eng mit der mit Siliciumdioxid beschichteten Seite des obengenannten beschichteten Papiers in Kontakt gebracht und getrocknet, bis der Wassergehalt der aufgebrachten Schicht 5 Gew.-% betrug. Dann wurde der Polycarbonat-Film abgezogen, wobei die Beschichtung vollständig auf das Papier übertragen wurde. Der Spiegelglanz bei 60° dieses beschichteten Papiers wurdes zu 41.0% bestimmt.
Claims (2)
- Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers, das ein Papiersubstrat und eine Pseudoböhmit-Schicht umfasst, die ein auf dem Substrat ausgebildetes Bindemittel enthält, wobei das Verfahren umfasst: (i) Beschichten einer glatten Formoberfläche mit einer ein Bindemittel enthaltenden wässrigen Beschichtungslösung von Pseudoböhmit, wobei das Bindemittel in einer Menge von 5 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Feststoffgehalts an Pseudoböhmit enthalten ist und wobei die Gesamtkonzentration an Feststoffen 5 bis 30 Gew.-% beträgt, (ii) Anpassen des Wassergehalts des Beschichtungsfilms (Wasser/Feststoffgehalt) auf ein Maß von 200 bis 400%, (iii) enges Inkontaktbringen eines Papiersubstrats darauf, gefolgt von (iv) Trocknen zur Bildung einer Pseudoböhmit-Schicht, und, wenn der Wassergehalt in der Pseudoböhmit-Schicht nicht größer als 5 Gew.-% wird, (v) Abziehen des Papiersubstrats von der Form, so dass die Pseudoböhmit-Schicht auf das Papiersubstrat übertragen wird.
- Das Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers gemäß Anspruch 1, wobei das Papiersubstrat in Schritt (iii) eine mit Siliziumdioxid beschichtete Schicht aufweist und wobei das Substrat so in engen Kontakt gebracht wird, dass die mit Siliziumdioxid beschichtete Seite mit der auf der Formoberfläche aufgebrachten Beschichtungslösung aus Pseudoböhmit in Kontakt gebracht wird, wodurch ein beschichtetes Papier gebildet wird, das eine poröse Schicht aus Siliziumdioxid unter der Pseudoböhmit-Schicht aufweist.
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