JP2009501284A - 枚葉給紙のオフセット印刷用塗工紙 - Google Patents

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Abstract

本発明は、特に、紙基材上に画像受容コーティング層を有する枚葉給紙のオフセット印刷のための単一または複数の塗工印刷シートに関するが、これに限定されない。該印刷シートは、それが印刷機から分離されるときに、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐために、通常オフセットパウダあるいはダストパウダと呼ばれる微粉をシートに吹き付けることなく、オフセット印刷工程において印刷できるという特性を有する。また、枚葉給紙印刷機上での照射(UVまたはIR)乾燥が必要でなく、および/またはオーバープリントワ二スの使用も必要でない。それに加えて、予期せぬことに、再印刷および変換までの時間を短時間にできる。さらに、そのような印刷シートの作成方法およびそのような印刷シートの使用が開示される。

Description

本発明は、特に、しかし、限定されないが、枚葉給紙のオフセット印刷のための、紙基材上に画像受容コーティング層を有する単一のまたは多重の塗工印刷シートに関するが、これらに限定されない。本発明はさらに、このような塗工印刷シートを作成するための方法、およびそのような塗工印刷シートの使用に関する。
枚葉給紙のオフセット印刷の分野において、印刷されたばかりのシートのできるだけ早いさらなる処理が可能であって、同時に、所望の印刷光沢および所望の解像度が得られるような方法で印刷用インクを紙の中および表面に定着されることが望ましい。これに関連して、一方では、物理的インク乾燥方法があり、例えば孔またはその場所に提供された微孔の特殊なシステムを用いる、画像受容コーティングへのインクビヒクルの実際の吸収に関係している。その一方で、いわゆる化学的インク乾燥があり、インクの架橋性成分の(酸素に関連した)酸化架橋に起因して、通常起こり、インク受容層の表面内部および表面上におけるインクの固化に関係している。この化学的乾燥方法は、また一方で、赤外線照射により補助され得るが、またさらに、架橋処理を触媒的にサポートする特定の化学物質をインクに添加することにより、促進される。インクの適用後、早い時点での物理的乾燥がより効率的に起こるほど、化学的乾燥がより迅速におよびより効率的に起こる。
現在、通常の変換時間および再印刷までの時間は、数時間の範囲であり(標準的な印刷レイアウトのための再印刷までの典型的数値は約1〜2時間であり、標準的な印刷レイアウトのための変換までの典型的数値は12〜14時間であり、これらに関して、つや消し紙は光沢紙より重要な意味を持つ)、これは印刷処理を減速させ、および中間的保管を必要とするので、現在のインクおよび/または紙技術にとって、深刻な欠点である。今日、例えば、電子ビーム硬化または紫外線照射が印刷工程後に使用される場合、より短い時間が可能であるが、両方の適用のために、印刷工程およびその後の処理において、高コストならびに付加的な問題にかかわる、特別なインクおよび特別な装置が必要とされる。
(発明の概要)
従って、本発明の基礎をなす課題は、特に枚葉給紙のオフセット印刷のための単一塗工のまたは多重塗工の改良された印刷シートを提供することである。印刷シートは、紙基材上に画像受容コーティング層を含み、それにより、従来技術と比較した場合、印刷処理が容易になり、はるかに短い再印刷時間および変換時間を提供するが、同時に、例えば、光沢および印刷光沢などの十分な紙および印刷品質を示すことが可能となる。
従来、オフセット印刷方法では、いわゆるオフセットパウダが、再印刷および変換を遂行するための印刷工程において、通常、使用される。このパウダは、抗裏移りパウダ、抗オフセットパウダ、オフセットパウダ、パウダおよびスプレイパウダとも呼ばれており、シートが印刷機を離れる際に塗工紙の印刷面にわたって軽く吹き付けられる微粉である。これらは、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐために基本的に使用される。印刷面上に散布された場合、基材の前面または印刷面が、次の基材の裏面または印刷されていない面に密接に接触することを防ぐ。でんぷん粒が、スペーサとして作用する。
従って、オフセットパウダは、明らかに、定着および酸化(すなわち物理的および化学的乾燥)を必要とするインクを使用して、それらの最終特性を達成する変換用途において、極めて重要な役割を果たす。オフセットパウダは極めて有用であるが、それらは、有害な特性の一因となり得る。完全な外観が要求される場合、印刷基材がさらなる変換を受ける用途において、オフセットパウダの使用が適切でないことがある。例えば、透明被膜に対し接着剤を用いて積層される印刷基材の場合である。その用途は、光沢および必要に応じて完全な外観を必要とするラベルのこともある。オフセットパウダの散粉は、ごみまたは他の汚染物質の散粉と同様に作用する。オフセットパウダは、積層において表面の欠陥を招き、最終外観を深刻に損なう。それらは積層内に封入されて、「でこぼこ」の外観の原因となる。これは極めて小さい規模かもしれないが、それは厳重な検査において不満足な外観を招くことが十分にあり得る。オフセットパウダの使用が適切でないことがあるその他の用途は、インモールドラベル処理のためのラベルを作成するために使用される印刷基材においてである。この処理において、プラスチック基材上の印刷ラベルは、成形作業の間に、射出成形またはブロー成形容器の一体化部分となる。普及している「ラベルなし」の外観のために、光学特性は、消費者がいかなる環境下でもラベルを見ることができないようなものでなければならない。少量のオフセットパウダ、ごみまたは同様のものが、このようなラベルの外観を損なって不満足なものとする。
それでもなお、今までのところ、そのようなオフセットパウダの使用は、常に不可避であると考えられてきた。驚くべきことに、それが可能であるとは全く期待しない当業者の予想とは全く反対に、現在、我々は、そのようなオフセットパウダの使用を完全に避けられること、ならびにそれに対応して、そのようなパウダと関連する諸問題および任意の他の乾燥工程またはオーバープリントワニスの必要性をも避けられることを見出した。
本発明は、これに応じて、紙基材上に画像受容コーティング層を有する枚葉給紙のオフセット印刷のための印刷シートを提案し、該印刷シートが、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐために、印刷機から分離されるときにシートに微粉を吹き付けることなく、オフセット印刷工程において印刷できることを特徴とする。
この消極的限定、すなわち、オフセットインクの乾燥のためのそのような手段が必要でないことは、現状では以下の理由により、適切である。第一に、印刷シートのこの特性、すなわち、オフセットパウダのような手段を繰り返す必要なしに、オフセット印刷工程において実際に印刷可能であるか否かを、当業者が検証することは単純にして明快なことである。第二に、さまざまな多数の実施例により下記に詳述されおよび例証されるように、この特性を有するコーティングの異なる具現化がある。従って、コーティングが、コーティングの具体的な組成の観点において定義された場合、不当な限定となる。さらに、該印刷シートの特性の詳述では、達成されるべき目的を定義するのみならず、実際に本発明の予期せぬ発見であり、事実、オフセットパウダの使用の必要なしにオフセット印刷工程において使用され得る印刷シートを提供することが可能である。従って、この特性を有する印刷基材が提供可能であるとは当業者がまったく想定していなかったので、その問題自体がすでに発明であると言うことができる。
本発明の第一の好適な実施形態において、そのような印刷シートは、標準的な枚葉給紙のオフセットインクを用いて印刷される場合、特に迅速なセットオフ挙動を特徴とする。好ましくは、そのような紙は、印刷15秒後に測定された0.4未満の裏移り値を有し、その値は、いかなる市販のオフセット印刷紙の値よりもはるかに下の値である。さらにより好ましくは、0.15未満またはさらに0.1未満の裏移り値であり、好ましくは、印刷15秒後に測定された0.05未満、またはさらに0.025未満である。
裏移り値は、裏移り試験という表題の付いた下記の章において記載されたように定義され、およびそれは、下記に定義のプロトコルに従った、時間の関数としての、対向する紙に移されたインクの密度である。対向する紙上のインクの密度は、材料の印刷面または印刷されていない面の光学的密度の測定のための機器である、濃度計を用いて測定される。これは基本的に、反射物質の反射率の負対数を測定する機器である。従って、濃度計は、個々の色の吸収特性を測定する。決定されたD値は、十進数形において表された%反射率の負の常用対数として定義される密度である。それに対応し、この密度Dは、単位のない数である。この場合、密度は、下記で定義のようにGretag McBeth濃度計を用いて測定され、および調整する必要のない値である読み出し値は、取扱説明書に従って、未単位の数であった。
別々にまたは交互に定量した場合、そのような印刷シートは、印刷30秒後に測定された0.05未満の裏移り値、好ましくは、印刷30秒後に測定された0.01未満の裏移り値を有する。
しかしながら、それはオフセットパウダの使用を避けるために重要である裏移り値(set of value)において定量された短時間のインクの乾燥特性のみならず、より長い時間のインクの乾燥特性である。従って、他の実施形態により、印刷シートは、印刷2分後に測定された0.04未満の多色インクセット値(ink setting value)を特徴とする。好ましくは、印刷2分後に測定された0.02未満の、好ましくは、0.015未満の、多色インクセット値を有する。
さらに別々にまたは交互に定量した場合、そのような印刷シートは、印刷6分後に測定された0.01未満の多色インクセット値を、好ましくは、印刷6分後に測定された0.005未満の多色インクセット値を有する。
本発明のとりわけ好ましい実施形態によれば、オフセットパウダの使用の完全な排除は、印刷処理(用紙が印刷機内にある間)におけるインクの早すぎる吸収およびそれに伴う用紙の内部構造の起こり得る破壊によって生じる問題を避ける短時間のインクセット特性と、より長い時間のインクセット特性との適切なバランスを有する印刷シートにより可能となる。これは、印刷15秒後に測定された0.15未満の、0.1未満の、または0.05未満の、好ましくは0.02未満の裏移り値を有する印刷シート、および印刷2分後に測定された0.04未満の多色インクセット値を有する印刷シートを提供することにより可能である。
すでに上述したように、印刷基材がなお印刷機内にある時間の間(通常、印刷機内へのインクの実際の適用から0〜1秒後)、インクセットは、インクの適用直後の、印刷工程中の印刷領域の破壊を避けるため、早すぎてはならない。しかし、オフセットパウダ無しの印刷が可能であるならば、その直後および印刷の後に、すなわち、通常1秒から10から15分または1時間までの間の時間内に、インクセットはできるだけ早く行われるべきである。印刷後のこのような初めの数分の間、インクの物理的乾燥が、インク乾燥工程全てを支配し、通常、化学的乾燥は、その後に開始されるだけであり、実際には、少し遅れて終了される。従って、高効率の物理的乾燥が、オフセットパウダの使用を避けるための最も重要な面であると考えられ、化学的乾燥工程が上述したように印刷後初めの数分の間、すなわち伝統的な印刷におけるオフセットパウダが作用している時間の間も、それが効率的に起こっているような程度にまで促進されることができない場合、効率的な化学的乾燥は、大した役割を果たしていないように思われる。
その他の好ましい実施形態によれば、印刷シートは、トップコートおよび/またはその下の第二層が、好ましくは遷移金属錯体、遷移金属カルボン酸錯体、マンガン錯体、マンガンカルボン酸錯体、および/または酢酸またはアセチルアセテートマンガン錯体(例えばMn(II)(Ac)・4HOおよび/またはMn(acac))などの触媒系から選択された化学的乾燥助剤を含むことを特徴とし、ここでマンガン錯体の適切な触媒活性のために、好ましくはマンガン(II)およびマンガン(III)は共存しまたはそれらの混合物として存在し、この化学的乾燥助剤は、好ましくは乾燥重量に換算して0.5〜3重量部で含有され、好ましくは乾燥重量に換算して1〜2重量部で含有される。上述のマンガン錯体のような金属触媒系の場合、該触媒系の金属部分は、好ましくはコーティングの総乾燥重量の0.05〜0.6重量%、好ましくは0.02〜0.4重量%においてコーティングに含有される。そのような系の触媒活性をサポートまたは促進するために、それらと第二の乾燥剤および/または補助乾燥剤を組み合わせることが可能である。また、金属系に対する異なるリガンドを提供することにより触媒活性を促進することも可能であり、従って、例えば、上記酢酸錯体は、ビピリジンリガンド(bipy)と混合されてもよい。また、リチウムアセチルアセトナート(Li(acac))などの他の金属錯体との組み合わせも可能である。拡散限界のない場所で直接、必要な酸素を有するための過酸化物を、触媒系と組み合わせることにより、さらなる促進が可能である。オフセットインクの重合可能なまたは架橋可能な構成成分を固定するためのそのような触媒系の使用が、全く異なる性質のコーティングにとっても好都合であり、コーティングにおいてシリカを有するという概念と必ずしも結びつけられないことを指摘すべきである。
例えば、特定の空隙率および/または特定の表面および金属含量を有する(シリカなどの)より低い色素含量は、コーティング層内のそのような化学的乾燥助剤の存在によって補填され得るかまたはさらに除去され得ること、ならびに、シリカおよび例えば酢酸マンガンの組み合わせが使用される場合、相乗効果が見られ得ることを示すことができる。そのような化学的乾燥助剤の使用は、加えて、用紙光沢、印刷光沢、短時間のインクセットおよびより長い時間のインクセットなどの間のバランスを調整するためのさらなるパラメータを提供する。
さらに好ましい実施形態によれば、印刷シートは、トップ層および/または該トップ層の下に少なくとも1つの第二層を含む画像受容コーティング層を含み、前記トップ層および/または第二層は、色素部分(この色素部分は、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子シリカおよび/または微粒子粘土および/または(多孔性または非多孔性)沈降炭酸カルシウム(PCC)、および/または焼成粘土、および/または微粒子プラスチック色素あるいはそれらの混合物を含み、表面を有するその構成成分の少なくとも1つは、好ましくは18または40〜400m/gまたは100〜400m/gの範囲、好ましくは200〜350m/gの範囲である)、および結合剤部分(この結合剤部分は、結合剤および添加剤からなる)を含む。上述のシリカはまた、好ましくは、微粒子イノケイ酸、好ましくはいわゆる珪灰石、および例えば、ゾノトライト、および/またはトバモライトなどの微粒子水酸化カルシウムケイ酸塩から選択され得る。比表面積および/または内部孔容積(空隙率)は、発明概念のために必要である有利な速いインクセットを提供する。その他の好ましい実施形態によれば、色素、好ましくは、シリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、または多孔性PCCもしくはそれらの混合物は、0.2ml/gを超える、好ましくは0.5ml/gを超える、さらにより好ましくは1ml/gを超える孔容積を有する。一般的に、本明細書において色素の孔容積について言及する場合、他に特に言及がなければ、これは内部孔容積を意味する。それは、外部から到達できる粒子の孔容積であり、従って、最終紙の到達可能な孔構造に寄与する。平均粒度が0.1〜5μmの範囲内、好ましくは0.3〜4μmの範囲内であるように選択された粒度分布を有する(多孔性または非多孔性)微粒子炭酸塩および/またはカオリンもしくは粘土および/またはシリカと特に組み合わされて、インクセット特性が最適になる。色素、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、あるいはまた多孔性PCCまたはそれらの混合物の平均粒度が、0.3〜1μmの範囲または3〜4μmの範囲である場合、特に良好な結果が得られる。また、その空隙率と同様に、使用された色素、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、あるいは多孔性PCCまたはそれらの混合物の表面特性が、物理的および/または化学的乾燥特性に影響を及ぼす。それに伴い、200〜400m/gの範囲の表面積を有する微粒子、色素、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカまたはそれらの混合物が好ましい。
カオリンは粘土により置換されるかまた補填されることに、一般的に留意しなければならない。粘土は、通常、直径が2マイクロメートル未満の含水アルミニウムフィロケイ酸鉱物の群を記述するために使用される一般名称である。粘土は、不定量の構造水を含む、シリコン、酸化アルミニウムおよび水酸化物に富む、種々のフィロケイ酸鉱物からなる。カオリン、モンモリロナイト‐スメクタイト、イライトおよびクロライトといった、3つまたは4つの主要な粘土群がある。これらの部類には、約30の異なる種類の「純粘土」があるが、ほとんどの「天然粘土」は、他の風化鉱物と同様に、これらの異なる種類の混合物である。それゆえ、カオリンは、AlSiO(OH)の化学組成を有する特定の粘土鉱物である。それは、アルミナ八面体の1つの八面体シートと酸素を介して結合された四面体シートを1つ有する、層状のケイ酸鉱物である。
沈降炭酸塩との関連において、一般的に、例えば、本明細書中で述べたように、シリカを内部細孔構造を有する多孔性沈降炭酸カルシウム(PCC)により(部分的に)置換および/または補填することが、可能である。そのような多孔性沈降炭酸カルシウムは、好ましくは、50〜100m/gの、さらにより好ましくは50〜80m/gの範囲の表面積を有する。通常、そのような多孔性PCCは、1〜5マイクロメートルの、好ましくは1〜3マイクロメートルの範囲の粒度を有する。そのような多孔性PCCが、シリカの代わりにまたはシリカと一緒に使用される場合、特にシリカゲルまたは沈降シリカの代わりに使用される場合、わずかに低い通常の表面積に起因して、シリカ、および特にシリカゲルが使用される場合と同じかまたは等しい効果を得るために、より多くの量/割合の多孔性PCCが、通常必要である。
好ましくは、色素がシリカである場合、非晶質シリカゲルまたは沈降シリカである。さらに、本発明の他の実施形態によれば、色素は、150m/gを超える表面積を有する(BET法に従って)、好ましくは、500m/gを超える表面積を有する、さらにより好ましくは、600〜800m/gの範囲の表面積を有する非晶質沈降シリカであることが好ましい。色素がシリカであるかまたはシリカを含む場合、1.8ml/gを超えるかまたは等しい、好ましくは、2.0ml/gを超えるかまたは等しい内部孔容積を有することが、さらに好ましい。好ましくは、シリカは200m/gを超える、好ましくは250m/gを超える、さらにより好ましくは少なくとも300m/gの表面積を有する。従って色素部分は、好ましくは、200〜1000m/gの範囲の、好ましくは200〜400m/gまたは250〜800m/gの範囲内の表面積を有する微粒子シリカを含む。
ここで、上述のシリカの種類の最も重要な面について、もう少し詳細に述べることが適切であるように思われる。書物「Handbook of Porous Solids」(Wiley−VCH,第3巻,Ferdi Schuth(編),Kenneth S.W.Sing(編),Jens Weitkamp(編),ISBN:3−527−30246−8,2002)、具体的にはその1586−1572頁を参照することにより、書物のこの頁の開示部分を本明細書中において明確に援用する。
原則として、シリカは、いわゆる結晶シリカ(例えば水晶を含む)、非晶質シリカ(例えば溶融石英を含む)および合成非晶質シリカといった、3つの主要な範疇に分類することができる。
最後のものは本発明に関連して特に興味深く、それらの中で特に、湿式法において調製されるシリカが興味深い。
湿式法に基づいた合成非晶質シリカの種類は、シリカゲル(キセロゲルとも呼ばれる)および沈降シリカならびにコロイドシリカである。ヒュームドシリカは熱処理にて作成される。
コロイドシリカ(シリカゾルとも呼ばれる)は、微粒子径および非多孔性である一次粒子の懸濁として考えることができる。本発明に関連して、コロイドシリカは可能であるが、好ましくない。
ヒュームドシリカは、製造方法により種々の異なる特性を有することができ、小さい一次粒子径(3〜30nm)および大きい表面積(50〜600m/g)を有するヒュームドシリカは、好ましくはないが、また本発明に関連して使用することができる。
本発明に関連して可能なものは、しかし、すでに上述したように、特に沈降シリカおよびシリカゲルである。シリカゲル(キセロゲル)が一般的に好ましく、対して、一般的に、沈降シリカは、それが通常200m/gを超える大きい表面積および10マイクロメートルより小さい粒度、すなわち例えば、5〜7マイクロメートルの範囲の粒度を有する場合にのみ好ましい。そのような系は、例えば、Sipernat 310および570という名称でDegussa社から入手可能である。両方の種類、すなわち沈降シリカならびにシリカゲルは、多孔性粒子構造(平均内部孔径は2nmまで小さくできる)および大きい表面積を特徴とする。これらの種類の比較のために、上述の書物の1556頁の表2を参照として援用する。
例えばシリカゲルの使用が好ましい。シリカゲルは、シリカ(SiО・HO)の多孔性、非晶質の形状である。その固有の内部構造に起因して、シリカゲルは、他の二酸化ケイ素系の物質と根本的に異なる。それは、相互接続した微細な小孔の広大なネットワークからなる。シリカゲルは、通常2nmから30nmの間の、または2〜20nmの間の狭い範囲の直径を有する、到達可能な内部孔を有する。
提案されている色素、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、またはさらに多孔性PCCあるいはそれらの混合物(例えば、Syloid C803などのタイプ)、および沈降シリカも、その固有の速い(選択的な)ミネラルオイル溶剤/ビヒクル(より一般的には液状インクビヒクル)の吸収特性に起因して、用紙の表面上および内部において、極めて高速かつ強固な架橋性インク部分の「セット(setting)」が最適に可能である。この最大濃縮形状に起因して、インクフィルムの機械的特性は、すでに極めて高いレベルにあり、および架橋鎖の最大濃度に起因して、続く化学的架橋処理は、現在、最適条件の下、インク層の機械的特性の最大レベルまで、より早く終了(100%の架橋で)する。これらの色素(特にSyloid C803などのタイプ)のその他の好ましい点は、この化学的段階において、場合により取り込まれた金属(下記の考察を参照)が、架橋処理をなおさらに促進するための触媒として作用し得ることである。実際に、300〜400%のインク密度での工業用印刷試験(および実験室における試験より良好である)において、提案された色素のない場合と比較して、特に色素がシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、または多孔性PCCあるいはそれらの混合物である場合、最終的に提案された色素が、物理的および化学的インク乾燥を、実際に促進することが可能であるかということを、Fograインク乾燥試験(および下記のドット乾燥挙動までの総時間曲線)を介して繰り返し実験した。
本質的な微孔構造および特定の最小内部孔容積が、上述と同様の表面積および同様の孔特性を有する塊状または凝集構造となる、凝集された多量の小さい色素粒子を用いて獲得される限り、ナノ分散色素(例えば炭酸塩、コロイドシリカ、ヒュームドシリカ/Aerosil)によって、シリカゲル、PCCまたは沈降シリカなどのこれらの色素を、部分的にまたは全て置換可能であることに留意すべきである。
さらに好ましい実施形態に従って、印刷シートは、画像受容コーティング層が、(1g総用紙当たり)8mlより大きな、好ましくは(1g総用紙当たり)9mlより大きな、8〜20nmにおける範囲の孔幅の水銀侵入により測定された累積空隙容積を有することを特徴とする。好ましくは8〜40nmの範囲における累積空隙容積が、(1g総用紙当たり)12mlより大きいこと、好ましくは(1g総用紙当たり)13mlより大きいことである(プレコートされた95g/mの紙基材上に、塗工重量14g/mの片側塗工基材を有する用紙に対して)。
すでに上述したように、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、または多孔性PCCあるいはそれらの混合物を取りこんだ提案された色素を有する本発明の印刷シートは、オフセット印刷に適応している。それに対応して、インクジェト紙と対照的に、本発明の印刷シートは、枚葉給紙のオフセット印刷において使用される通常のインクを利用するために、特に適応しており、本発明の印刷シートではるかに魅力のない受容性を示す、インクジェット印刷において使用される印刷インクのためではない。市販のオフセット印刷インクは、一般的に、約20〜28mN/m(平均約24mN/m)の範囲のその総表面エネルギー、および9〜20mN/m(平均約14mN/m)の範囲の総表面エネルギーの分散部分を特徴とする。表面エネルギー値は、スウェーデン、Fibro System社製、Fibrodat 1100で、0.1秒間測定された。他方、市販のインクジェット印刷インクは、約28〜31mN/m(平均約31mN/m)の範囲のその(より高い)総表面エネルギー、および28〜31mN/m(平均約30mN/m)の範囲の総表面エネルギーの分散部分、それ故に、総エネルギーの極めて低い極性部分(平均約1mN/m)を有することを特徴とする。従って、その他の好ましい実施形態によれば、画像受容コーティング層の総表面エネルギーは、それ故に、オフセットインクの表面エネルギー特性に一致しており、よって表面エネルギーは、例えば、30mN/m未満かまたは等しく、好ましくは28mN/m未満かまたは等しい。これは、少なくとも40mN/mおよび約60mN/mまでの総表面エネルギー値を有する通常のインクジェット用紙とは対照的である。さらに、画像受容コーティング層の総表面エネルギーの分散部分が18mN/m未満かまたは等しいこと、好ましくは15mN/m未満かまたは等しいことが、好ましい。これもやはりインクジェット用紙の値と完全に対照的であり、それはその分散部分が一般的に20mN/mより十分高くおよび60mN/mまであるからである。
特に、色素の1つとしてだけでなく、一般的に、シリカゲルの場合、色素部分は、色素の、好ましくはシリカゲル、沈降シリカなどのシリカ、または多孔性PCCあるいはそれらの混合物または平均粒度が0.1〜5μm、好ましくは4.5μmより低いもしくは好ましくは4.0μmより低い範囲、さらにより好ましくは、0.3〜4μmの範囲であるような粒度分布を有する微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子粘土および/または微粒子シリカの、乾燥重量に換算して少なくとも5重量部を含むか、あるいは沈降シリカの場合、色素部分は、平均粒度5〜7μmの範囲であるような粒度分布を有する微粒子沈降シリカを含む。
さらに、前述の無機色素のタイプ(シリカ、シリカゲルもまた、または、例えば、珪灰石などのイノケイ酸、例えば、ゾノトライトおよび/またはトバモライトなどの水和カルシウムケイ酸塩、粉砕および/または沈降炭酸塩、(多孔性または非多孔性)PCC、焼成粘土、および/またはカオリン)は、それらが40または100〜400m/gの範囲の表面積および/または上述の空隙率特性を有する場合のみならず、それらが、それに加えて、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、バナジウムまたは銅あるいはその他の遷移金属からなる群より選択される微量金属を含む場合、インク乾燥により一層寄与することが可能であり、これらの微量金属の少なくとも1つが、10ppbより高い量または好ましくは100もしくは500ppbより高い量において存在するか、あるいは微量金属の総量が100ppbより高い量または好ましくは500ppbより高い量において存在することに留意されたい。無機色素は、意図的にあるいは天然に、そのような微量金属を富化されていてもよい。例えば、500ppbを超える鉄量が好ましく、必要に応じてさらに、20ppbを超えるマンガン量が好ましい。また、20ppbを超えるクロム量が好ましい。
金属が、元素型であれ、イオン型であれ、インクの化学的乾燥に寄与すると思われる。より多い金属量が、適切な空隙率および/または表面積を有する色素の乾燥重量の重量部において、より少ない存在を補填し得るので、例えば、色素部分が、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンもしくは粘土の乾燥重量に換算して80〜95重量部、および微粒子シリカの乾燥重量に換算して6〜25重量部を含む場合、シリカ量は、より多い金属量を有する場合、より少なくてもよい。
色素の1つの中に、特にシリカフラクションの中に存在する場合、乾燥金属としてまたは乾燥機能に関連して、特に活性な3つの金属群がある:
A)第一のあるいはトップまたは表面乾燥金属:2価および3価の原子価を有するマンガンなどの全ての遷移金属。それらは、酸素と乾性油との反応により形成された過酸化物の形成および特に分解を触媒する。この酸化的またはフリーラジカル化学により、ポリマーとポリマーとの架橋の形成(すなわち、トップ乾燥)、および乾性油分子上のヒドロキシル基/カルボニル基/カルボキシル基の形成が行われる。最も重要な金属は、コバルト、マンガン、バナジウム、セリウム、鉄である。クロム、ニッケル、ロジウムおよびルテニウムもまた可能である。
B)第二のまたは通過もしくは配位乾燥金属:特定の架橋を形成するために、これらの乾燥剤により(しかし常に、結合錯体形成を経由して、第一の乾燥剤と組み合わされて)、酸素含有基が使用される。最も重要な金属は、ジルコニウム、ランタン、ネオジム、アルミニウム、ビスマス、ストロンチウム、鉛、バリウムである。
C)補助乾燥金属または助触媒金属:それらは、それら自体では直接に乾燥機能を果たさないが、第一のまたは第二の乾燥剤との特異的な相互作用により(または第一のおよび第二の乾燥剤の溶解度の上昇によるとも言われる)、その活性を支えることができる。最も重要な金属は、カルシウム、カリウム、リチウムおよび亜鉛である。
これらの金属の有意な活性を有するために、それらは、より低い限界としての10ppb〜下記の上限まで、色素中(好ましくはシリカ中)に存在するべきである。
第一の乾燥金属:全て10ppmまで、20ppmまでのセリウムを除く、および100ppmまでの鉄を除く。
第二の乾燥金属:全て10ppmまで、20ppmまでのジルコニウム、アルミニウム、ストロンチウムおよび鉛を除く。
補助乾燥金属:全て20ppmまで。
例えば、コバルトとマンガン、コバルトとカルシウムとジルコニウムまたはランタンまたはビスマスまたはネオジム、コバルトとジルコニウム/カルシウム、コバルトとランタンなどの、これらの金属の幾つかの特定の組み合わせが、特に効果的である。例えば、酢酸マンガン(2価および3価)(インクの表面のみ早く乾燥して酸素に向かって閉架する)と、(マンガン活性を活性化するための)幾つかのカリウム塩、および可能ならば、(インク塊の乾燥を介して増え、印刷されたインク層の湿式インク摩擦挙動を改良するための)ジルコニウム塩との組み合わせが可能である。
本発明によれば、シリカを含む特定のコーティング組生物が、特に好都合である。そのような画像受容コーティング層は、それがトップ層および/または該トップ層の下に少なくとも1つの第二層を含むように設計されており、前記トップ層および/または第二層は、色素部分(この色素部分は、微粒子炭酸塩(沈降または粉砕炭酸塩、多孔性PCCまたはそれらの組み合わせ)および/または微粒子カオリンもしくは粘土の乾燥重量に換算して80〜95重量部、および微粒子シリカの乾燥重量に換算して6〜25重量部、好ましくは6〜20重量部からなる)および結合剤部分(この結合剤部分は、結合剤の乾燥重量に換算して5〜15重量部または20重量部まで、および添加剤の乾燥重量に換算して4重量部未満からなる)を含む。また、特定の用途のために、30重量部までの結合剤量が、特に、シリカゲル、(多孔性)PCCまたは沈降シリカのみから本質的になる色素部分との組み合わせにおいて好都合なことがある。この文脈において用語「微粒子シリカ」は、シリカゾルならびにコロイドシリカ、およびさらに非晶質シリカゲルならびに沈降シリカ、およびヒュームドシリカとして一般的に言及される化合物を含む。明確にすると、画像受容コーティング層は、単一層コーティングであってよく、この単一層コーティングは、上に定義された色素部分を有する。しかしまた、画像受容コーティング層は、二重層コーティングであってもよく、よって、それはトップ層および該トップ層の下に第二層を有することがある。この場合、トップ層は上記色素組成を有することができ、第二層は上記色素組成を有するか、または両層が上記色素組成を有してよい。これらの全ての場合において、本発明による有利な効果が可能である。
乾燥重量における重量部について述べる場合、本明細書において与えられる数値は、以下のように理解されることが好ましい。色素部分は乾燥重量に換算して100重量部を含み、ここでこれは炭酸塩および/またはカオリンもしくは粘土により片側に、およびシリカにより他の側にと分けられる。これは、乾燥重量に換算して100重量部に対し、炭酸塩および/またはカオリンもしくは粘土が、シリカ部分を補完することを意味する。そして、結合剤部分および添加剤は、色素部分の乾燥重量に換算して100重量部に基づいて計算されたものとして理解される。本発明のその他の好ましい実施形態において、色素部分は、微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して7〜15重量部、好ましくは8〜12重量部、好ましくは微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して8〜10重量部を含む。実際には、シリカまたは(多孔性)PCC量が過剰の場合、印刷用インクは、早すぎるゆえに不適当な印刷光沢特性および他の欠点を招くインクセットを示す。従って、シリカまたは(多孔性)PCCの特定量の範囲(window)のみが、実際に、枚葉給紙のオフセット印刷のための適切な特性を導き、そのオフセット印刷は、短時間(いわゆる裏移り試験において決定された15〜120秒の範囲)では中程度の早さのインクセットを要するが、長時間(いわゆる多色インクセット試験において決定された2〜10分の範囲)では例外的に早いインクセットを要する。
本発明のその他の好ましい実施形態によれば、色素部分は、好ましくは50%の粒子が1μmより小さくなるような粒度分布を有する微粒子炭酸塩の、乾燥重量に換算して70〜80重量部を含む。50%の粒子が0.5μmより小さくなるような粒度分布、および最も好ましくは、50%の粒子が0.4μmより小さくなるような粒度分布を有するもの(常にSedigraph法を用いて測定される)が選択される場合、特に良い結果が得られる。
すでに上記で指摘したように、色素部分中の炭酸塩とカオリンまたは粘土との組み合わせは、利点を有することを示す。カオリンまたは粘土に関して、微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して10〜25重量部、好ましくは、微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して13〜18重量部を有することが好ましい。微粒子カオリンまたは粘土は、50%の粒子が1μmより小さくなるような粒度分布、さらにより好ましくは、50%の粒子が0.5μmより小さくなるような粒度分布、および最も好ましくは、50%の粒子が0.3μmより小さくなるような粒度分布を有することを選択され得る。
すでに上述したように、用紙光沢および印刷光沢ならびに速いインクセット特性の間の妥協点を見つけることが重要である。インクセット特性が早くなるにつれ、通常、印刷光沢特性には不利になる。従って、結合剤比率およびシリカまたは(多孔性)PCCの比率の特定の組み合わせにより、オフセットパウダまたは上述した他の手段を用いない枚葉給紙のオフセット印刷にとって理想的な妥協点が得られる。しかし、結合剤部分が結合剤の乾燥重量に換算して7〜12重量部を含む場合、はるかに良い結果が得られる。シリカゲル、ヒュームドシリカ、コロイドシリカ、(多孔性)PCCまたは沈降シリカが、対応する多量の色素部分として使用される場合、30重量部までのより多い結合剤含有量が有用である。結合剤は、単一の結合剤の種類、または異なるもしくは類似の結合剤の混合物として選択されてもよい。そのような結合剤は、例えば、好ましくは製造中にアニオンのコロイド分散として提供される、ラテックス、特にスチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル、スチレン−アクリル、特にスチレン−n−ブチルアクリルコポリマー、スチレン−ブタジエン−アクリルラテックス、酢酸ビニルアクリレートコポリマー、でんぷん、ポリアクリレート塩、ポリビニルアルコール、大豆、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびそれらのコポリマーならびに混合物からなる群より選択され得る。例えば、ブチルアクリレート、スチレンおよび必要に応じてアクリロニトリルに基づくアクリルエステルコポリマーベースのラテックスが、特に好ましい。BASF(ドイツ)から入手可能なアクロナール(Acronal)タイプの結合剤またはPolymerLatex(ドイツ)から入手可能な他のリテックス(Litex)タイプが可能である。
結合剤部分は、実際の結合剤に加えて、消泡剤、着色剤、光沢剤、分散剤、増粘剤、保水剤、保存剤、架橋剤、滑剤およびpH調整剤またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの添加剤または幾つかの添加剤を含むことができる。
より具体的には、枚葉給紙のオフセットにおける使用のために特に適した配合は、画像受容層のトップコートが色素部分(この色素部分は、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンもしくは粘土の乾燥重量に換算して75〜94または80〜95重量部、および微粒子シリカおよび/または(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して6〜25重量部からなる)を含むことを特徴とすることが示される。印刷シートにおいて、画像受容層のトップコートが色素部分(50%の粒子が0.4μmより小さくなるような粒度分布を有する微粒子炭酸塩の乾燥重量に換算して70〜80重量部、50%の粒子が0.3μmより小さくなるような粒度分布を有する微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して10〜15重量部、3〜5μmの間の平均粒度および300〜400m/gの表面積を有する微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して8〜12重量部を含む)、および結合剤部分(ラテックス結合剤の乾燥重量に換算して8〜12重量部、好ましくは9〜11重量部、添加剤の乾燥重量に換算して3重量部未満を含む)を含むことを特徴とする場合、はるかに良い結果が得られる。
本発明による印刷シートは、光沢加工されていても光沢加工されていなくてもよく、および、つや消し紙、光沢紙、またはサテン紙であってもよい。印刷シートは、光沢紙についてはTAPPI75度に従って75%より多くの、またはDIN75度に従って50より多くの(例えばTAPPI75度に従って75〜80%)、画像受容コーティング層の表面上の光沢により、つや消し紙についてはTAPPI75度に従って25%未満の値(例えば10〜20%)により、およびサテン紙については、間における値(例えば、25〜35%)により、特徴付けられ得る。
画像受容コーティング層は、基材の両側上に設けられてもよいし、各側または片側のみに、5〜15g/mの範囲内のコート量で塗布されてもよい。全塗工紙は80〜400g/mの範囲の重量を有してよい。好ましくは、基材は上質紙基材である。
シリカおよび/または(多孔性)PCCがトップ層に存在してよいが、しかし、トップ層の真下の層内に存在してもよい。この場合、トップ層はシリカまたは(多孔性)PCCも含むが、シリカまたは(多孔性)PCCを含まないトップ層を有することも可能である。本発明のその他の実施形態によれば、印刷シートは、従って、画像受容コーティング層が前記トップ層の下に第二層を有し、色素部分(この色素部分は好ましくは50%の粒子が2μmより小さいかまたはさらに1μmより小さくなるような粒度分布を有する、混合物のもしくは単一の微粒子炭酸塩の、乾燥重量に換算して80〜98重量部、微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して2〜25重量部からなる)および結合剤部分(この結合剤部分は、結合剤の乾燥重量に換算して20重量部未満、好ましくは、ラテックスまたはでんぷん結合剤の乾燥重量に換算して8〜15重量部、添加剤の乾燥重量に換算して4重量部未満からなる)を含むことを特徴とする。それはこの場合、この第二層内において、色素部分の微粒子炭酸塩が、50%の粒子が2μmより小さくなるような粒度分布を有する1つの微粒子炭酸塩と50%の粒子が1μmより小さくなるような粒度分布を有するもう1つの微粒子炭酸塩との混合物からなり、優先的にこれら2つの構成成分がおよそ同量で存在する場合、利点を有することを示す。通常、第二層の色素部分は、好ましくはトップ層に関連して上記で定義した品質で、シリカの乾燥重量に換算して5〜15重量部を含む。
第二層などの下のさらなる層も、必要に応じ提供されてよいことを指摘しなければならない。このようなさらなる層は、例えばサイズ層であり得るが、一定量のシリカをさらに含むさらなる層があってもよい。しかし、用紙のセットオフ挙動は、トップ層の下の付加的な2層の存在により悪影響を受けることがあるので、未加工の紙基材上には2層以下であることが好ましい。従って、好ましくは用紙は二重塗工紙であって、三重塗工紙ではない。
上記ですでに述べたように、変換および再印刷までの時間は、有意に削減されるべきである。その他の好ましい実施形態によれば、従って印刷シートは、30分未満内に、好ましくは15分未満内に再印刷可能であり、および1時間未満内に、好ましくは30分未満内に変換可能であることを特徴とする。この文脈において、再印刷可能とは、印刷シートが、例えばブロッキング、マーキング、にじみなどの有害な副作用無しに反対側に印刷されるために、印刷工程を介して二回目に供給され得ることを意味することを意図される。この文脈において、変換可能とは、製紙業界において既知の変換ステップ(印刷シートの回転、入れ替え、折り畳み、筋入れ、裁断、押し抜き、製本およびこん包などを含む変換)が実行できることを意味する。
本発明はさらに、上述の印刷シートを作成するための方法に関する。その方法は、コーティング配合を含む、好ましくはシリカが、カーテンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、スプレーコーター、エアナイフ、キャストコーティングを用いて、または具体的に計量サイズプレス機により、未塗工の、プレコートの、または塗工された紙基材上に、好ましくは上質紙基材に使用されることを特徴とする。光沢を得ようとする用紙により、塗工紙は、光沢加工される。可能な光沢加工条件は以下の通りである。200〜2000m/分の範囲速度、1から15の間の数のニップを用い、50または100〜500N/mmの範囲のニップ負荷、および室温より高い温度で、好ましくは60℃より高い温度で、さらにより好ましくは70〜95℃の範囲の温度での、光沢加工である。
さらに、本発明は、セットオフパウダの使用無しおよび/または照射もしくは熱乾燥無し、および/またはオーバープリントワ二スの使用無しの、枚葉給紙のオフセット印刷工程における、上記に定義したの印刷シートの使用に関する。このような方法において、再印刷および/または変換は1時間未満内、好ましくは0.5時間未満内、および上述のようになされることが好ましい。
本発明のさらなる実施形態は、独立請求項において述べられている。
添付の図に、本発明の好ましい実施形態を示す。
本発明の好ましい実施形態を示す目的のためであって、発明を限定する目的のためではない図面を参照すると、図1は、塗工印刷シートの概略図を示す。塗工印刷シート4は、層により両側を塗工されており、これらの層が画像受容コーティングを構成する。この特定の場合において、塗工印刷シートの最外コーティングを形成するトップコーティング3が設けられている。このトップ層3の下に、第二層2が設けられている。幾つかの場合において、この第二層の下にさらに第三層があり、これは固有のコーティングであっても、さらにサイズ層であってもよい。
通常、この種の塗工印刷シートは、80〜400g/mの範囲の、好ましくは100〜250g/mの範囲のベース重量を有する。トップ層は、例えば3〜25g/mの範囲の、好ましくは4〜15g/mの範囲の、および最も好ましくは約6〜12g/mの範囲の総乾燥塗工量を有する。第二層は、同じ範囲またはそれより少ない総乾燥塗工量を有することができる。画像受容コーティングは、片側のみに、または、図1において示されるように両側に設けられてもよい。
本明細書の主要な目標は、標準的なインクと組み合わせた枚葉給紙のオフセット用紙のために、「即時の」インク乾燥用の塗工印刷シートを提供することである。試験的な塗工紙は、市販の枚葉給紙印刷機で印刷されて、インクセットならびにインク乾燥試験(下記の無鉛ガソリン試験により評価される)が、再印刷性および変換性の評価の次に行われた。
標準的な塗工紙と比較して、第二層またはトップコーティングにおいて、シリカ(Syloid C803およびその他Sylojet型など、Grace Davisonより)の使用によって、塗工紙のインクセット傾向を有意に促進することが可能である。光沢紙に関しては、未光沢紙と比較してはるかに良好な(低い)インク擦れ挙動が観察された。無鉛ガソリン試験を介して特に分析される改良点が、実際のプリンタ(枚葉給紙印刷機)での変換試験により確認された。
速い物理的および化学的乾燥につながる、トップコーティングにおけるシリカの使用により、短時間および長時間のインクセットもより速くなり、光沢紙の色ムラ傾向は参照紙に対するよりもわずかではあるが良好であった。用紙光沢および印刷光沢レベルは、参照よりわずかに低かった。
第二層においてシリカを使用した場合、最終紙の物理的および化学的インク乾燥への影響がなお存在するが、その機構は、トップコーティングへの適用よりも活性でない。中間または第二コーティングを含むシリカの利点は、参照と比べ、より高い用紙光沢および等しいインクセット時間であり、これがより高い印刷光沢につながった。第二コーティングにおける使用のためのシリカ量は、より多くなければならなかった。
表1は、次に続く分析のために使用される異なる試験紙を示す。異なる5枚の用紙が作成され、IID 1と表示された用紙はシリカ無しトップコーティングおよびシリカ有り中間コーティングを含み、IID 2はシリカ有りトップコーティングおよびシリカ無し中間コーティングを含み、IID 3はシリカ無しの標準的な中間コーティングまたはトップコーティングを含み、IID 5はシリカ無しの標準的な中間コーティングおよびシリカ有りトップコーティングを含む。中間コーティングおよびトップコーティングの詳細な配合を、下記の表2および3に示す。
注記:MC 1の配合は、中間コーティングにおける変化により、長時間のインクセットに速く到達する方法において最適化されている。CC60(急勾配の粒度分布)を、より大きな孔容積、ならびに物理的および化学的インク乾燥のための促進添加剤としてのシリカを作成するために使用する。でんぷんはまた、それが長時間のインクセットを減速させるように思われるために、内部孔容積に悪影響を与えるが、コーティング色の保水を増加させるためのレオロジー添加剤としても必要である。シリカが、付加的な10% HC60により置換される場合、ラテックス量は、7.5pphに(明らかに低く)なる。結合力(経験則):10+0.5*3=11.5。結合力参照中間コート:5+0.5*6=8。
MC 2配合は、実際的経験に基づいて最適化されており、微細色素HC95が使用されている。結合力:7.5+0.5*3=9。
両方の中間コーティング色のために、さらなる添加剤を必要に応じ使用する(例えばCMC、光沢剤、レオロジー修飾剤、消泡剤、着色剤など)。
中間コーティング色MC 1(10%シリカ有り)およびMC 2(100% HC95)を、(150gsm用に製造された)プレコートされた用紙上に適用した。中間コーティングのでんぷんレベルは、速いインクセットに高速で到達するために3pphまで減少させ、一般的な標準中間コーティング配合に対しては、でんぷん6pphを使用した。
2つの異なるトップコーティング色(TC 1およびTC 3)を調製して、(150gsm用に製造された)中間コート紙上に適用するとともに、TC 1(標準)をMC 1上に、およびまた8%シリカ有りのTC 3をMC 2上に適用した。
目的は、シリカの使用のために最良のコーティング層を調査して、それらを標準的なコーティング(IID 3)と比較することであった。
ブレードコーターにより、中間およびトップコーティングの適用を行い(ワイヤ側を最初に塗工した)、塗工重量、乾燥温度および水分含量を、通常使用されるように選択した。
標準的な方法を用いて、これらの塗工紙の実験室調査を行った。しかし、インクセット特性の分析の観点から、下記の特定の方法を使用した。
湿式インク摩擦試験(インク擦れ試験)
一般的に、インク擦れによりインクのマーキングがわかる。そのようなインクマーキングは、異なる原因により作り出される。インクが十分に乾燥していない場合、湿式インク摩擦試験において見られる。インクが十分乾燥している場合、インク耐摩擦性試験において見られる。変換試験である湿式インク摩擦試験を、ここで詳述する。インク耐摩擦性試験は、湿式インク摩擦試験と同じ原理を共有するが、それはインクを48時間乾燥した後に行われる。
範囲:方法は、印刷後、完全に乾燥する前、数時間間隔での用紙および板の耐摩擦性の評価について述べる。引用規格/関連国際規格:GTM1001:サンプリング、GTM1002:条件に対する標準大気圧、ESTM2300:Prufbau印刷装置の説明および手順。関連試験方法の説明:Prufbau仕様書。
定義:
・インク摩擦:せん断または磨耗などの機械的ストレスの作用を受けた場合、インク層は、例えそれが十分に乾燥していても、損傷して印刷物上にマーキングを生じることがある。
・化学的乾燥:枚葉給紙のオフセットにおける、重合化の反応によるインク膜の硬化。
・湿式インク摩擦値:印刷後所定時間での湿式インク摩擦試験中に、カウンタ紙をマークしたインク量の測定。
原理:Prufbau印刷装置で市販インクを用いて、テスト片を印刷する。数時間の間隔の後、印刷したテスト片の一部分を、白紙(同じ用紙)に対し5回擦る。時間スケールに対して、印刷の損傷および白紙上のマーキングを評価し、プロットする。印刷インクTempo Max black(SICPA,CH)を使用する。
実験手順:1.800Nに印刷圧を調整する。2.0.01gの許容範囲で、インクを計量し、Prufbau印刷装置のインク部分にその分量のインクを適用する。3.30秒間インクを分配する(インクの分配時間は、より簡単に取り扱うために60秒間まで延長可能である)。4.短い試料キャリアにテスト片を固定する。5.インク部分上にアルミニウムPrufbauリールを配置して、30秒間インクを取り除く。6.インクが付着したリール(m)を計量する。7.印刷ユニットに、インクが付着したアルミニウムPrufbauリールを設置する。8.インクが付着したアルミニウムリールに対して、試料プレートを設置して、0.5m/秒でテスト片を印刷する。9.試料が印刷されている時間を記録する。10.印刷後、再びインクが付着したリール(m)を測定して、g単位でインク転移量Iを決定する(インク転移量Iは、I=m−mにより求められ、ここでmは印刷前のインクが付着したリールの重量、およびmは印刷後の同じリールの重量である)。11.Prufbauインク耐摩擦性試験器での摩擦数を5に調整する。12.Prufbauピースカッタを用いて、印刷された細片において丸片を切り取る。13.Prufbauテスト片キャリアの1つに対し、テスト片を固定し、用紙キャリア上に同じ用紙の白紙の細片を固定する。14.印刷後所定の時間間隔後、Prufbau装置に、白紙および印刷された丸片を向かい合わせで設置し、摩擦を開始する(5回)。15.印刷後、所定の時間間隔全てで、作動を再開し、次に、印刷された用紙の損傷に対する白紙上のマーキング密度の関数として、用紙の乾燥を評価する。
下記の図表は、印刷用に計量するインク量およびインク摩擦試験が実行可能な印刷後の時間の例を提供する。
等級 インク量 摩擦時間(分)
光沢 0.30g 15/30/60/120/480
シルク/つや消し 0.30g 30/60/240/360/480
評価結果:結果を、視覚的に測定および評価した。視覚的評価:白紙をマークしたインク量の関数として、最高から最低まで試験をした白紙試料の全てを序列化した。測定:カラータッチ装置を用いて、白紙試料の色スペクトル(紫外線光源は除外した)を測定。未試験の白紙の色スペクトルを測定。試験をした試料の色スペクトルは、使用したインクに典型的な、明確な波長で吸収ピークを有した(これがインクの色である)。試験をした試料と未試験の白紙試料との間の、この波長での立体角反射率の違いは、インク摩擦の指標である。SICPA Tempo Max Blackを用いた場合、ピーク波長は575nmであり、InkRub=(Rsample−Rblank575nmである。
折り畳み試験:
実行:各シートを二度折り畳む(直角折り)。初めの折り畳みはバックルを用いて行い、二度目の折り畳みはナイフにより行う。シートは、印刷後の異なる時間間隔で折り畳まれる。
評価:折り畳み試験は、折り畳まれたシートの視覚的判断により評価される。折り畳み試験について、2つのマーキングが重要である。
・直角折り:白紙領域に対して、印刷領域からのインクを折り畳む。
・ガイドリールマーキング:折り畳み機械の受け取り(移送バンド)で、2つのプラスチックリールがシートを誘導する。この場合、シートは白紙領域を上として進み、一方、反対側が刷られたものであった。ガイドリールは、圧力/炭化により顕著なマークを付けた。
ブロッキング試験:
一定数のシートを印刷し、その後、実際の負荷条件に可能な限り近く模しながら、印刷されたシートのパレット内において、特定の重量まで直接積載した。その後、印刷されていない側のシート上のマーキングを、4時間後に視覚的に評価する。
多色インクセット(実験室)およびK+Eカウンタ試験(プリンタ):
範囲:本方法は、オフセット印刷用の全ての用紙および板のインクの高画線比率でインクセットの測定(積み重ね模擬試験)について述べる。インクの高画線比率は、2ニップ(実験室)から4色(商用印刷)までの多色を用いた印刷により得られる。この標準により、実験室および工業印刷標準試験の両方について示す。多色インクセット試験は、長時間のインクセット特性を測定する。
定義:
裏移り:異なる浸透時間後の印刷されたばかりの用紙からカウンタ用紙(同じ紙)へのインク移り。
カウンタ用紙:カウンタ用紙は、セットしていないインクを吸収する。この試験において、カウンタ用紙は試験用紙と同じである。
セット値:カウンタ用紙に移動したインク密度。
原理:シートを印刷する。数時間の間隔後、印刷したテスト片の一部分を同じ用紙の白紙に対面させる。カウンタ用紙上の各領域の移動したインクの密度を、時間スケールで測定してプロットする。
テスト片の調製:用紙または板の上側をマークする。約4.6cm×25.0cmのテスト片を切り取る。枚葉給紙:枚葉給紙用紙または枚葉給紙板に対しては、テスト片の幅方向(cross direction)に平行な最も長い側を切り取る。リール給紙:リール給紙用紙またはリール給紙板に対しては、縦方向(machine direction)に平行なテスト片の最も長い側を切り取る。(用紙の接触側をマークして)約4.6cm×25.0cmの大きさにカウンタ用紙を切り取る。
標準的な実験室手順、多色インクセット(MCIS):1.2印刷ユニットの印刷圧力を800Nに調節する。2.印刷速度を0.5m/秒に調節する。3.0.01gの許容範囲で2セットのインクを計量し、Prufbau印刷装置の2つのインク部分に計量した2セットのインクを適用する。4.30秒間インクを分配する(インクの分配時間は、より簡単に取り扱うために60秒間まで延長可能である)。5.試料キャリアにテスト片を固定する。6.インク部分に2つのアルミニウムPrufbauリールを配置して、30秒間インクを取り除く。7.2つのインクが付着したリール m11およびm21を計量する。8.印刷ユニットに、インクが付着した2つのアルミニウムPrufbauリールを設置する。9.初めにインクが付着したアルミニウムリールに対して試料キャリアを設置して、0.5m/秒でテスト片を印刷し、同時にストップウォッチを起動する。10.印刷後、インクが付着した2つのリールm12およびm22を計量して、I=(m12−m11)+(m22−m21)で求められるg単位のインク転移量lを計算する。11.2つのアルミニウムPrufbauリールを清掃する。12.印刷ユニットに、右(二番目)Prufbauリールを戻す。13.FT10モジュールをオンにする。14.左(第一)印刷ユニット(この印刷ユニットにはリールがない)の正面にテスト片を配置する。15.約2秒で時間遅延スイッチを設定する。16.FT10モジュールの開始ボタンを押す。18.1分53秒後に、FT10モジュールの開始ボタンを押す。19.カウンタリングの終了後、試料を除去し、FT10モジュールをオフにし、時間遅延を0秒まで戻す。20.インクの乾燥後、カウンタ用紙上の3領域(2,6および10分)の密度(McBeth)を測定する。1つの領域の密度はパターンに従って測定される10回の測定値の平均である。
MCIS試験のために使用される時間間隔:マーキングがなくなるまで、2分、6分、10分。
実際の印刷手順(K&Eカウンタ試験):1.圧力リールが「高」(高の位置のハンドレバ)の位置にある。2.K&Eセット装置テーブルの最先端にリールを配置する。3.印刷されたばかりのシートをプリンタにより印刷機から除去後、ストップウォッチを開始する。4.シートの印刷側を上にして、K&E()セット装置にシートを広げて置く。5.印刷されたシート上に同じ紙の白紙シートを広げて、下部を上にして置く。6.所定の時間間隔で、圧力リールを「低」の位置にし、一定の速度でK&Eセット装置テーブルの反対側最先端まで圧力リールを移動する。7.リールを再び「高」の位置(ハンドレバを高の位置に)にし、それらの当初の位置(K&Eセット装置テーブルの反対側最先端)にリールを移動する。8.カウンタ用紙を印刷シートから除く。9.所定の全ての時間間隔で、新しく印刷されたばかりのシートおよび新しい白紙を用いて動作を繰り返す。
K&E試験のために使用される時間間隔:マーキングがなくなるまで、15秒、30秒、60秒、120秒、180秒。
裏移り試験:
範囲:裏移り試験の方法により、枚葉給紙および巻き取り紙のオフセット印刷のために使用される全ての用紙および板の裏移り(積み重ね模擬試験)の測定を示す。使用するカウンタ用紙は試験される紙と同じである。裏移り試験は短時間でのインクセット特性を測定する。
定義:
インク浸透:用紙内へのインクビヒクル成分の選択的吸収現象。
カウンタ紙:カウンタ紙はセットしていないインクを吸収する。
裏移り:異なる浸透時間後の、印刷されたばかりの用紙からカウンタ用紙(同じ紙)へのインクの転移。
裏移り値:カウンタ紙に転移したインク密度。
原理:Prufbau印刷装置で、標準インクを用いて試料を印刷する。数時間の間隔後、印刷された資料の一部分を、カウンタ紙(積層をシミュレートするために上を下にして)に向けて対面させる。カウンタ紙上の各領域の転移したインクの密度を、時間に対して測定およびプロットする。
装置:Prufbau印刷装置、アルミニウムPrufbauリール40ミリメートル、Prufbau試料キャリア、Huber Setting Test Ink シアン520068、カウンタ紙:試験用紙と同じ紙、Gretag MCBeth濃度計(DCタイプ、フィルタ付き)
手順:1.両方の印刷ユニットに対する印刷圧力を800Nに調整する。2.待機時間のためのスイッチを2秒に調整する。3.印刷速度を0.5m/秒に調整する。4.0.001gの許容範囲でインクを計量し、Prufbau印刷装置のインク部分にその計量したインクを適用する(注意:光沢およびシルク/つや消し紙に対し異なるインク量)。5.30秒間インクを分配する。6.試料キャリアにテスト片を固定する。7.インク部分にアルミニウムPrufbauリールを配置し、30秒間インクを取り除く。8.インクが付着したリール(m1)を計量する。9.左側の印刷ユニットに、インクが付着したアルミニウムPrufbauリールを配置し、右側のカウンタリングユニットに清潔なリールを配置する。10.インクが付着したアルミニウムリールに対し試料キャリアを配置し、印刷速度をオンにし、同時にストップウォッチをオンにする。11.印刷速度をオフにする。12.印刷したテスト片の上部にカウンタ用紙を配置する(上を下にして)。13.試料キャリアのブランケットが、清潔なアルミニウムPrufbauリールにぶつかるまでPrufbau印刷装置のハンドルを上下に動かす。14.印刷用紙との接触の延長をさけるために、ニップ後にカウンタ紙を垂直に保持している間、15、30、60および120秒後にPrufbau印刷装置のハンドルを上下に動かす。15.印刷後、再びインクが付着したリール(m2)を計量して、g単位のインク転移It(インク転移Itは、It=ml−m2により求められる)を決定し、ここで、m1は印刷前のインクが付着したリールの重量、およびm2は印刷後の同じリールの重量である。16.インクの乾燥後、カウンタ紙上の領域(15、30、60および120秒)の密度を測定する(Gretag−Mc Beth濃度計、シアンフィルタ)。ここで、1つの領域の密度は、パターンに従って測定される10回の測定の平均である。
インク乾燥試験:
本研究が開始された当時、インク乾燥試験は不可能であった。そのため、下記の3つの試験が次々に開発され、信頼性および客観性が増加している。
親指での試験:
非標準:数回の時間間隔(15,30,60,90...分)での工業印刷の一般的実施に沿って(および塗料試験領域においても)、(スキン潤滑油の影響を避けるために)家庭用の(特別な)ティッシュペーパで覆われた親指を、強く(しかし常にほぼ一定の力で)押し付け、同時に、印刷されたインク層内で90度以上回す。十分に湿っている段階においては、全てのインクは拭われて、紙基材上にははっきりした白点が残る。十分に化学的乾燥されたインクの場合、損傷は全く観察されない。一人の同じ操作者が全てのシリーズを行うことが好ましい。親指での乾燥が、100%までの物理的乾燥およびある程度の化学的乾燥を概ね反映することが見出された。実際に、その結果は、多かれ少なかれ、下記の第二試験における「綿棒」乾燥または下記の第三試験Fograにおける「テール乾燥」と同程度である。
無鉛ガソリン試験―綿棒(ベンジン試験):
下記の無鉛ガソリン試験Fograと実質的に同一である。よって、無鉛ガソリン試験―綿棒は、Fogra無鉛ガソリン試験のための後述の同じ定義、原理、装置およびサンプリング/テスト片調製を意味する。
調製/印刷に関するFogra無鉛ガソリン試験と対照的に、ここでは綿棒(Qチップ)を無鉛ガソリンに浸し、次に印刷された用紙細片上を手を使って1回擦り、印刷領域に近接して、つまり、未印刷領域内で、動作を開始する。ゆえに、ほとんどの(不定量の)無鉛ガソリンは、(Fogra試験の場合のように)直接に印刷領域自体の上にあるのではなく、綿棒の柔らかさならびに限定されたおよび(不定の、動作者に依存した)作用する圧力に起因して、この試験は、下記のFogra無鉛ガソリン試験からのように(または幾分さらに)テール乾燥値をほとんど測定するように思われる。
無鉛ガソリン試験―Fogra:
紙に印刷された枚葉給紙のオフセットインクフィルムの化学的乾燥に必要な時間を評価するために、無鉛ガソリン試験Fograがまた使用される。
定義:化学的インク乾燥:酸化重合を介する、インクの不飽和植物油の完全架橋
原理:Prufbau印刷装置で、標準的商用インクを用い、試料を印刷する。数時間の時間間隔後、印刷された試料の一部分を、無鉛ガソリンと接触させて配置する。インクフィルムが全体的に架橋されない限り、無鉛ガソリンは、紙上のインクフィルムを溶解することができる。無鉛ガソリンがインクフィルムをもはや溶解しなくなった場合、試料は化学的に乾燥していると考えられる。
装置:Prufbau印刷装置:アルミニウムPrufbauリール 40mm、Prufbau試料キャリア、Tempo Max Black(SICPA);FOGRA−ACET装置。
サンプリングおよびテスト片調製:無鉛ガソリン試験のために、少なくとも5センチメートル長の細片を切り取る。次に、1.Prufbau印刷装置の印刷ニップの圧力を、800Nに調整する。2.印刷速度を0.5m/秒に調整する。3.0.005gの許容範囲でインクを計量し、Prufbau印刷装置のインク部分にその計量したインクを適用する。4.30秒間インクを分配する。5.試料キャリアにテスト片を固定する。6.インク部分にアルミニウムPrufbauリールを配置し、30秒間インクを除去する。7.右側の印刷ユニットに、インクが付着したアルミニウムPrufbauリールを配置する。8.インクが付着したアルミニウムリールに対し試料キャリアを配置し、印刷速度をオンにする。9.印刷速度をオフにする。10.印刷の時間をマークする(例えば、無鉛ガソリン試験のための開始時間)。11.用紙の坪量に対応する厚みカードを選択する。12.少なくとも5センチメートル長の細片を切り取る。13.テープを用いて厚みカードに細片の先端を固定する。14.FOGRA−ACET装置のパッドホルダ内にフェルトパッドを配置する。15.ガラスのみで作られている注射筒を用いて0.5mlの無鉛ガソリンを吸出し、フェルトパッド上に適用する。16.試験する試料と一緒に厚みカードをカードホルダ内に配置する。17.FOGRA−ACET装置を閉じ、直ちに、厚みカードを、それに付着した試験試料と一緒に、装置外へ引き出す。18.試料の化学的乾燥を評価する。19.試料が完全に乾燥するまで(インク層の溶解が観察されなくなるまで)、1時間ごとに動作を繰り返す。20.評価:下記の表記法を利用して、試料の視覚的評価を行うことが可能である。5=乾燥のしるしなし;4=テールの乾燥の開始;3=テールの中間乾燥;2=テール乾燥;1=ほとんど乾燥;0=完全乾燥。
計算:印刷されたインクフィルムの化学的乾燥時間は、試験された試料のインクが溶解されなくなる時間である。化学的乾燥時間は時間で与えられる。
この三番目の試験において、乾燥結果の最大の区別は、開始時の幾分の物理的および0%の化学的乾燥から、ドット乾燥段階の100%の物理的乾燥および最終的に100%の化学的乾燥(およびもちろん100%の物理的乾燥)までのある(一見十分な)程度の化学的乾燥に達することに留意すべきである。注記「一見十分な」に言及すると、幾つかの試験的実験が、このテール乾燥段階(Fograにおいて、綿棒乾燥段階または親指での乾燥段階と概ね等しい)は実際にさらに可能な変換ステップのためにすでに十分である(印刷されたインク層が十分な機械的強さを持つ)ように見えることを明らかにすることと追加として定義すべきである。そしてまた、結果は通常、5(=0%乾燥)から0(=100%乾燥)に及ぶ乾燥結果を用いた連続グラフとして表されること、およびここでの十分なテール乾燥レベルはレベル2であることに留意すべきである。しかし実際には、表の形状において乾燥結果の表示を可能にするために、0,2および5の3つのレベルは、明確に除外して述べている。Fogra試験において、無鉛ガソリン量を正確に計量し、全ての無鉛ガソリンを印刷した用紙上に直接適用し、ここでの「チップ」は、綿棒よりはるかに硬く、圧力が完全に固定(およびおそらく綿棒法より高く)されている。従って、このFogra法は、はっきりと良好に区別し、ゆえに100%化学的乾燥終点を示す。そして最終的に、変換性の信頼予測を得るために、無鉛ガソリン試験のみならず、インク摩擦試験の結果と組み合わせて使用することに注意すべきである。
液滴試験:(ウェットリペレンス試験とも言及される):
定義:ウェットリペレンス:給湿液のインク吸収への影響を示す
原理:用紙の細片がアルミニウムリールにより印刷される前に、1滴の20%イソプロピルアルコール溶液を紙上に適用する。その1滴は、印刷リールにより紙とインクの間に広げられることになる。湿潤領域の色密度が高くなるにつれ、ウェットリペレンスは良好になる。
装置:Prufbau印刷装置:アルミニウムPrufbauリール40mm、ブランケットPrufbau 試料キャリア ロング、Huber紙ムケ試験インク 408001、20(v/v)%イソプロピルアルコール溶液、Gretag−McBeth濃度計(DCタイプ、フィルタ付き)
サンプリングおよびテスト片調製:用紙または板の上側をマークする。約4.6cm×25.0cmのテスト片を切り取る。枚葉給紙およびリール給紙の用紙のために、縦方向に平行なテスト片の最も長い側を切り取る。次に、1.両方の印刷ユニットについて、印刷圧力を800Nに調整する。2.印刷速度を1.0m/秒に調整する。3.0.005gの許容範囲でインクを計量し、Prufbau印刷装置のインク部分にその計量したインクを適用する(光沢およびシルク/つや消し紙に対し、インク量は異ならない)4.インクを30秒間分配する。5.試料キャリアにテスト片を固定する。6.インク部分にアルミニウムPrufbauリールを配置し、インクを30秒間除去する。7.印刷ユニットにインクが付着したリールを配置する。8試料プレートを、インクが付着したリールに対し配置する。9.ピペットを用いて、紙上に1滴の5μlの20%イソプロピルアルコールを滴下する、10.滴下した直後にテスト片を印刷する。11.試料プレートから印刷したテスト片を除去する。12.24時間後、乾燥領域の密度(「乾燥−密度」)および湿潤領域の密度(「湿潤−密度」)を測定する。
計算:湿潤密度を乾燥密度で割り、それに100を掛けることにより、ウエットリペレンスの百分率を計算する。値が高くなるにつれ、ウエットリペレンスは良好となる。一般的に、20%より低い場合:極めて悪い、20〜30%の場合:悪い、30%より高い場合:良好。
オフセット適性試験
適用の範囲および分野:本試験は、全ての枚葉給紙およびリール給紙の用紙および板の、湿潤のあるなしでの紙ムケ抵抗性を決定するための方法を定める。
定義:オフセット適性:多色オフセット印刷に対する適性を決定するための、用紙の表面強度。
原理:用紙の細片を、アルミニウムリールを用いて印刷し、紙ムケが見つかるまで同じリールに数回(最大6回)接触させる。乾燥紙ムケ抵抗性に加えて湿潤紙ムケ抵抗性を示すために、テスト用細片の一部分を湿らせる。この分割に伴い、インクの粘着性が増加する。紙ムケのない通過回数により、多色オフセット印刷に対する適性が決定される。
機器および装置:Prufbau印刷装置、アルミニウムPrufbauリール、ブランケットPrufbau 試料プレート ロング、インク:Huber プルーフ用および色ムラ試験用インク408010、25%イソプロピルアルコール溶液。
手順:インクを、0.01gの単位まで正確に0.3gに計量し、Prufbauのインク部分にその計量したインクを添加する。インクを1分間分配する。湿潤ユニット上に、12.5μlの25%イソプロピルアルコール溶液を含有するピペットを配置する。インク部分にアルミニウムPrufbauリールを配置し、インクを30秒間除去する。試料プレートに試験用細片を固定する。第一(左)印刷ユニットに、インクが付着したアルミニウムPrufbauリールを置く。湿潤させ(湿潤ユニットの速度を1m/秒に上げる)、インクが付着したアルミニウムリールを用いて、テスト片を印刷する(1m/秒)。10秒後、テスト片を同じ印刷ユニットで、同じリールに向けて搬送する。紙ムケがあるかどうか、湿潤部分および湿潤していない部分の両方について調べる。紙ムケが観察されるまで、10秒の間隔時間で、この操作を最大6回まで(印刷を除く)繰り返す。
結果の表示:印刷を除いて湿潤部分および湿潤していない部分に対し、別々に紙ムケのない最終の回を述べる。値が高いほど良好である(最大6)。
中間およびトップ塗工紙(光沢加工されていない)の実験室調査:中間塗工紙の坪量および厚さ、中間塗工紙の用紙光沢、および中間塗工紙の用紙の粗さを、それぞれ、図2〜4において図示し、ここでIID 4に示すデータは、これらの調査の対象でない。
紙厚およびそれを有する具体的な容量は、標準的な抄紙機で製造された中間塗工紙に対してより多い。中間塗工紙MC 1およびMC 2の用紙光沢は、中間塗工紙より明らかに高い。これについての主要な理由は、粗い色素(HC60)、およびIID 3およびIID5において使用された現行の標準的な中間コーティングのためのより高レベルのでんぷんの使用であるように思われる。コーティング配合において100%のHC95を有するMC 2を用いて、最大光沢レベルが達成される。図4から理解できるように、測定されたPPS値は、観察される光沢の差を確証しない。
(光沢加工されていない)トップ塗工紙の坪量および厚さを、図5に示す。トップ塗工紙の用紙坪量は、IID 1およびIID 2に対する144gsmから、IID 5に対する151gsmまでの変化を示す。
光沢加工されていないトップ塗工紙の輝度および不透明度、ならびに光沢加工されていないトップ塗工紙の用紙光沢レベルを、それぞれ図6および図7に示す。最大の用紙光沢レベルは標準的な配合を有する用紙について見られ、トップコーティングカラー内のシリカにより、わずかに用紙光沢が減少する(Tappi 75度で10%までおよびDIN75度で5%まで)。
光沢加工されていないトップ塗工紙のインクセット、および光沢加工されていないトップ塗工紙の、実際の印刷光沢対用紙光沢を、それぞれ図8および9に示す。シリカをふくむトップコーティング塗工に関し、極めて急速なインクセットを確認することができる(図8を参照、ここで、図8a)は上側の値を示し、図8b)はワイヤ側の値を示す)。他方、用紙光沢および印刷光沢はこれら2つの試料に関し低下する(図9を参照、光沢加工されていない用紙の上側を示す)。
図10は、光沢加工されていないトップ塗工紙の印刷スナップ(印刷光沢から用紙光沢を引いたもの)を示し、図11は、光沢加工されていないトップ塗工紙のオフセット適性(不適格になるまでのパス数)を示す。
トップコーティングカラー内にシリカを有する用紙IID 2およびIID 5について、極端に速いインクセット、すなわち、IID 2のために使用される微細な中間コーティングのための予想できる利点が観察される。
参照用紙IID 3について、最も遅いインクセットが測定された、すなわち、標準的なトップコーティング(TC 1)を有する中間コーティングにおけるシリカの使用が、より速いインクセットにつながる。
極端に速い短時間のインクセットは、通常、市販のプリンタではより低い印刷光沢につながる。最も高い印刷スナップがIID 1について測定され、最も低い印刷スナップは、IID 2について測定される。
用紙IID 2のオフセット適性は、参照IID 3のオフセット適性より、約2パス低いことを示す。しかし、トップコーティングカラーTC 3におけるラテックスの増加は、インクセット速度の減少および印刷光沢レベルの増加につながる。従って、これら2つの構成成分(シリカ、結合剤)のバランスは、印刷光沢などに関する必要性に関連して慎重に選択しなければならない。
図12から理解できるように、極端に高い液滴試験値が、シリカ含有用紙について測定された。ここでは、中間コーティングの明らかな影響も観察された。図13から理解できるように、用紙IID 2の早い短時間のインクセットおよび高い吸収率は、実験室において測定された良好な湿式インク耐摩擦性(低値)につながる(光沢加工されていないトップ塗工紙の測定された湿式インク耐摩擦抵抗、低いほど良好である)。
光沢加工されたトップ塗工紙の実験室調査:参照用紙ロールIID 3を用いて、光沢目標DIN 75度(55%)に達するまで光沢設定を調節し、全ての他のロールに対して、設定を一定に維持した。以下のパラメータを、光沢加工に関して選択した。
速度:300m/分、ニップ負荷:290N/mm、温度:90度、使用したニップ:11。
光沢加工されたトップ塗工紙の坪量および厚さを図14に示し、光沢加工されたトップ塗工紙の輝度および不透明度を図15に示し、および光沢加工されたトップ塗工紙の用紙光沢レベルを、図16に示す。
光沢加工された用紙の用紙坪量および紙厚は、同程度である。光沢加工の後、用紙光沢の相違が主として減少し、用紙IID 1に対して、わずかに高い値が測定された。
図17は、光沢加工されたトップ塗工紙のインクセットを示し、ここで、a)は上側についてのデータを示し、b)はワイヤ側についてのデータを示す。再び、顕著におよび例外的に低いインクセット値を、トップコーティングにおいてシリカを含む2つのコーティングIID 2およびIID 5について観察することができる。
光沢加工されたトップ塗工紙の、実際の印刷光沢対用紙光沢を、図18に示し、光沢加工されたトップ塗工紙の印刷スナップ(印刷光沢から用紙光沢を引いたもの)を、図19に示し、および光沢加工されたトップ塗工紙のオフセット適性(不適格になるまでのパス数)を、図20に示す。
また、極端に速いインクセットが、トップコーティングカラー内にシリカを有する光沢加工された用紙IID 2およびIID 5に対して観察され、この速いインクセットレベルで、IID 2のために使用する微細な中間コーティングに対する利点が観察される。
参照用紙IID 3について、最も遅いインクセットが測定された。標準的なトップコーティング(TC 1)を有する中間コーティングにおけるシリカの使用は、より速いインクセットにつながる。
15秒後に測定された一般的な裏移り値は、光沢加工されていない用紙についてより遅く(用紙の滑らかさの影響)―30秒後では光沢加工された用紙(より細かい孔)について、より速い。
極端に速い短時間のインクセットは、工業用プリンタでのより低い印刷光沢につながる。最も高い印刷スナップは参照IID 3について、最も低い印刷スナップはIID 2について測定される。
用紙IID 2のオフセット適性は、参照IID 3のオフセット適性より低い。トップコーティングカラーTC 3におけるラテックスの増加が、インクセット速度の減少につながり、その結果、印刷光沢レベルの増加となる。また、従って、シリカおよびラテックス結合剤の、2つの構成成分のバランスは、現状の必要に応じて、調整可能である。
図21は、光沢加工されたトップ塗工紙の液滴試験の結果を示す。用紙IID 2およびIID 5の速い短時間のインクセットおよび高い吸収率は、印刷5分後の実験室で測定される湿式インク耐摩擦性(低値)が良好となり、トップ塗工紙の湿式インク耐摩擦性を図示する図22から理解できる。
実験室において行われた無鉛ガソリン試験(図23の無鉛ガソリン試験データ、綿棒、を参照)が、トップコーティングにおいてシリカを有する用紙についての、より速い物理的および化学的乾燥を示す。
(実質的な印刷試験)
光沢およびシルク用紙の展開の可能性を調べるために、光沢加工されていないおよび光沢加工された用紙を、実際の枚葉給紙印刷機で印刷した。上側のみを印刷した。
a)光沢加工されていない用紙:
図24は、光沢加工されていない印刷用紙のインク擦れ結果を示す(インク擦れは、プリンタによって様々に使用される用語である)。
プリンタで測定された、光沢加工されていない用紙の一般的により高い(悪い)インク擦れ値が観察される―用紙IID 5について最高レベル、および対照IID 3について最低レベル。
下記の表4に示す折り畳み試験の評価は、印刷0.5時間後でさえも、光沢加工されていない用紙IID 2について(白紙領域に対し)印刷された300%領域の折り畳みでの最低のマーキング傾向を示し、印刷2時間後では、用紙IID 1が良好なレベルを示す。シリカを有さない用紙IID 3は、折り畳み試験で明らかに最低である。
同じ傾向が、プリンタで実行された400%の印刷領域における無鉛ガソリン試験(ベンジン試験、綿棒)について見受けられる―用紙IID 2が3時間後に、用紙IID 5が4時間後に、用紙IID 1が5時間後に、乾燥(化学的乾燥)し始めるが、参照用紙IID 3については、24時間が経過するまで物理的および化学的乾燥は観察されなかった。
シリカの使用による、物理的および化学的乾燥工程の明らかな改良が、実際の印刷試験によって確認される。
図25に、光沢加工されていない用紙の色ムラの評価を示す。印刷された用紙のK+Eカウンタ試験の結果(カウンタリングが見られなくなるまでの時間―低いほど良好):IID 1=240秒、IID 2;180秒より長い、IID 3;300秒より長い、IID 5;240秒より長い。全ての試験を400%領域で行った。
b)光沢加工された用紙:
図26は、光沢加工された印刷された用紙のインク擦れ結果を示す。用紙IID 2について最高レベルを有し、参照IID 3について最低レベルを有する光沢加工されていない用紙と比較して、プリンタで測定されたはるかに良好な(低い)インク擦れ値が、光沢加工された用紙について観察された。
下記表5に示す折り畳み試験評価は、0.5時間後でさえも、シリカ含有の光沢加工された用紙IID 1、IID 2およびIID 5について(白紙領域に対する)印刷された300%領域の折り畳みでの最低のマーキング傾向を示す。シリカを含有しない用紙IID 3は、折り畳み試験において明らかに劣っている。
同じ傾向が、プリンタで実行された400%の印刷領域における無鉛ガソリン試験(綿棒)について見受けられる−用紙IID 2は2時間後に乾燥し始め、用紙IID 1およびIID 5は4時間後から乾燥し始めたが、参照用紙IID 3については、物理的および化学的乾燥は、24時間まで観察されない。
シリカの使用による、物理的および化学的乾燥過程の明らかな改良が、実際の印刷試験によって確認される。
実験室的試験の傾向は、プリンタでの観察と良好な相関を示す。
つや消し紙のインク擦れレベルは、光沢加工された紙のものより明らかに悪い。
最良の色ムラ傾向(より低い値)が、極めて速い物理学的および化学的乾燥挙動も有する光沢加工された用紙IID 1およびIID 2について観察される。図27は、光沢加工された用紙の色ムラ評価を示す。
印刷された用紙のK+Eカウンタ試験の結果(カウンタリングが見られなくなるまでの時間―低いほど良好)は、以下の通りである。IID 1=240秒、IID 2=180秒、IID 3:420秒より長い、IID 5:360秒より長い。全ての試験を400%領域で行った。
光沢加工された用紙のより滑らな用紙表面に起因してカウンタ用紙へのより高いインク転移が生じ、カウンタリングが見られなくなるまでの時間がより長くなる。
配合の臨界を特定するためのさらなる取り組みとして、別の連続実験において、コーティング内のシリカ量の影響を評価した。250gsmの見返し紙用の、トップコート層のない標準的な紙基材(すなわち標準的な中間コート組成のみを有する基材)の、Birdアプリケータ(実験室アプリケータ)に、調製したトップコーティングを適用した。トップコーティングカラー中のシリカ量(この場合、Syloid C803)は、0%(標準的なトップコーティング)から3%および10%まで増加した(下記の表6を参照)。
全てのコーティング配合に対し、8pphのレベルでラテックスレベルを一定に維持した。
用紙を光沢加工し(2000daNのニップ負荷および75℃の温度の鋼製ロールを用いて2パス)、実験室で試験した。
結果の考察:
・この連続実験において、3または5重量部未満のシリカにより、有意な望ましい効果は得られず、よってその範囲では発明の選択が明らかに限定される。
・(短時間の)裏移り試験に従い、10重量部のシリカゲル Syloid C803により、極めて速い物理的インクセット挙動という結果になる。予測によればまた、この速い挙動は、より少量のSyloid C803の場合、下降を示した。
・しかし、10重量部のSyloid C803により、明確に、物理的および化学的インク乾燥挙動の極めて有意な向上をやはり引き起こすのは驚くべきことである:(親指による試験の)1時間より短時間の、および(綿棒の)1時間に等しい無鉛ガソリン試験の乾燥。
・Syloid C803製品の、その速い物理的インクセット挙動に部分的に関連する潜在的な欠点は、相対的に低い印刷光沢および用紙光沢である。改良された印刷光沢のための可能な解決策:ラテックス結合剤の追加、下記の実施例5を参照のこと。
・Syloid C803の固有の物理的および化学的乾燥可能性に関する、その他のさらなる説明は、表面特性および空隙率とは別に、内部孔の表面上の鉄(20〜50ppm)およびマンガン(2ppmより少ない)などの残留遷移金属の存在(原料の水ガラス以外)であるように思われる。ごく一般的に、使用したシリカの遷移金属における選択的増加は、シリカ(ゲル)の物理的および化学的乾燥効果のさらなる増加に対する可能性であると言える。
最後の問題に関して、これらの微量金属の実際量を決定するために、さらなる調査を行った。ICPを用いて、市販のさまざまなシリカの元素分析を行い、ここで、ICP分析のための試料を以下のように調製した:GASIL 23D(1.0g)、GASIL 35M(1.0g)、Ludox PW50(5.0ml)、Sylojet 710A(5.0ml)およびSyloid C803(1.0g)をHNOと混合し、50ml溶液とした。表8において示す値が得られた。
製品Ludox PW50は、かなり高い金属含有量を特徴とし、十分なインク乾燥傾向を示さない。これについての説明は、このシリカはほとんど空隙率を有さないこと、およびこのシリカは、物理的および化学的乾燥が有意に効果を増大するには小さすぎる、比表面積を有することである。
上ですでに指摘したように、原則として、本発明による効果をもたらすには、シリカのみならず、それらが上記シリカに対して特記したような空隙率、粒度分布および比表面積を有する限り、ならびに好ましくはそれらが表8に示したものと同じ範囲の微量金属を含む限り、従来の色素(例えば炭酸塩、カオリン、粘土)をも使用することができる。
上述のように、短時間におけるインクセットをわずかに減速させ、光沢を増加させるために、ラテックス含量を使用することができる。結合剤に対する請求の範囲が実際に発明的選択であることを示すために、最適なラテックス含量を発見するための連続実験を行った。
紙基材:250gsmの見返し用紙品質の、トップコート層を有さない標準的な用紙。シリカ含有(10%)コーティングのラテックスレベルを、段階的に8から10および12pphへと増加した。Birdアプリケータ(実験室アプリケータ、用紙上のコーティング収量は5〜7g/mとかなり低かったが、傾向は観察可能である)を介し、コーティングカラーを適用した。用紙を光沢加工し(2000daNのニップ負荷および75℃の温度の鋼製ロールを用いて2パス)、実験室で試験した。
表10に結果を要約する。
裏移りおよびMCIS試験は、乾燥挙動がラテックス含量によりごくわずかだけ影響を受けることを示す。
結論:
・短時間インクセット(セットオフ)は、より多くのラテックスの使用によりわずかに減速する(2pphおよび4pph増量したラテックスに対する有意な付加的相違は観察されなかった)、しかしなお、参照用紙より早かった。
・ラテックスを増量した場合、印刷光沢が増加(より遅いセットオフによって生じた)。
・長時間インクセット速度(多色インクセット)も、ラテックスの増量によりわずかに減少した(対照用紙よりも遅い)。
・2pphの余分のラテックスを増量した場合、インク乾燥時間(親指の試験)は増加しない。
・さらに4重量部を増量することにより、インク乾燥は減速し、4pphのラテックスの増量により得られたレベルは、参照よりなお良好である。印刷光沢は、参照(DIN 75およびDIN 45値)と同程度である。
ここでのの目的は、物理的および化学的インク乾燥を改良するために、シリカを有する中間およびトップコーティングについての最適な設計を決定することである。
実験:紙基材;250gsmの見返し用の、中間およびトップコーティング層を有さない標準的な用紙。調製した中間およびトップコーティングを、実験室コータ(片側にのみ塗工した、プレコーティング塗布12gsm、トップコーティング塗布12gsm)上に適用した。用紙に(2000daNニップ負荷および75℃の温度の鋼製ロールを用いて2パス)光沢加工した。
表11に従って、試験を行った。
試験用に、以下の配合を使用した(表12を参照)。
初めに適用したコーティング層は、中間または第二コーティングであり、二番目に適用したコーティング層は、トップコーティングである。
印刷特性の結果を、表13に要約する。
結論:
(標準的な中間コーティング(PC 3)上の異なるトップコーティング)
5および10%のシリカ(Syloid C803)の添加は、印刷機での作業性に有利でない、短時間のインクセット速度(セットオフ)を段階的に増加するが、ラテックス量を適切に増加することにより、セットオフレベルを減速させることができる。
トップコーティング配合において使用するシリカ量が多くなるほど、分析される無鉛ガソリン試験値(綿棒)は速くなる。10%のSyloid C803を用いて、物理的および化学的インク乾燥が、7時間(参照)から1〜2時間(実験的条件の下で測定された)に向上する。
トップコーティングにおけるシリカ量が多いほど、製造した用紙の用紙光沢値は低くなる。一般的な速さの短時間のインクセットも、低い印刷光沢値につながり、さらなる改良のために、ラテックスレベルを増加させてこの望ましくない印刷光沢をわずかに減少することができる。
・確認のために、表2に示す中間コーティングの配合、および表14によるトップコーティングを用いて、さらなる連続実験を行った。
コーティング中にシリカと組み合わせて化学的乾燥助剤を使用する可能性を評価するために、ならびに抗セットオフパウダおよび/または赤外線乾燥を使用する必要のないおよび/またはオーバープリントワニスを用いない、本発明による用紙を使用する可能性を試験するために、さらにより詳細な分析を行った。
抗セットオフパウダは、アンチケーキング剤とフロー剤を加えた純粋な食品用でんぷんの混合物であり、(15μmより小さいものから、70μmまでの)広範囲の粒度で利用可能である。でんぷんは、タピオカ、小麦、トウモロコシ、またはジャガイモであり得る。印刷表面に散布された場合、基材の前面または印刷された面が、基材の裏面または印刷されない面と密着することを防ぐ。でんぷん粒子は、スペーサとして作用する。
オフセットパウダは、最終特性に到達するために酸化を必要とするインクを使用する変換適用において、極めて重要な役割を明らかに果たす。オフセットパウダは極めて有用であるが、それらは、有害な特性に関与し得る。完全な外観が必要な場合、印刷された基材をさらに変換処理する用途において、オフセットパウダの使用は適当ではないことがある。例えば、透明被膜に対し接着剤を用いてラミネートする印刷された基材の場合である。この用途には、光沢および光学的に完全な外観を必要とするラベルがあり得る。オフセットパウダの粉塵は、ほこりあるいは他の汚染物質の散布のように作用する。オフセットパウダは、ラミネートにおける表面欠陥を生じ、最終外観を深刻に損なう。それらは、ラミネート内に封入されて「でこぼこの」外観を引き起こす。これは極めて小さい規模かもしれないが、それは厳重な検査において不満足な外観を呈するのにしばしば十分である。オフセットパウダの使用が適当でないことがあるその他の用途は、インモールド工程のためのラベルを作成するために使用される印刷された基材においてである。この工程において、プラスチック基材上の印刷されたラベルは、成形操作の間に射出成形またはブロー成形容器の一体化部分となる。普及している「ラベルなし」の外観のために、光学特性は、消費者がいかなる環境下でもラベルを見ることができないようなものでなければならない。少量のオフセットパウダ、ほこりまたは同様のものは、このようなラベルの外観を損なって不満足なものとする。
従って、そのようなパウダの使用を省く紙基材を発見することが必要である。
従来の上質紙について、次の表に示す配合を用いてコーティングを行い、ここで該基材を、11gsmのコート量のプレコート層、および11gsmのトップコート層で、両側を塗工した。
調査したプレコート層の配合を表15に示し、トップコート層の配合およびそれらがプレコート層とどのように組み合わせたかを、表16に示す。
全てのコーティングが、傷のない良好な作業性を有し、高い用紙光沢性を有する―紙光沢レベル(DIN 75において55%)は、200kN/mのニップ負荷により到達した。
トップコーティングにおいて使用するシリカ量が多いほど、通常、用紙光沢は低くなる。酢酸マンガンの添加により、用紙光沢に有意な影響を及ぼさない。プレコーティングにおけるシリカの使用により、(光沢加工される前の)トップ塗工紙の用紙光沢をわずかに低くする。
他の触媒系よりすぐれた多くの利点のために、酢酸マンガン(II)が優先的に使用され、そのようなマンガン錯体の使用は、上ですでに述べたように、本発明のコーティングに限定されず、いかなる他のコーティングまで広がり得ることを指摘しなければならない。酢酸マンガン系は、無臭、より低い価格、より水に溶けやすい、輝度/陰影におけるより小さい影響、環境/健康問題のないことを特徴とする。実際に、そのような系の完全な触媒活性のために、コーティング(トップコーティングまたはトップコーティングの下の第二コーティング)において、同時にマンガン(II)およびマンガン(III)を含めることが有利であると思われる。酢酸マンガン(II)および少なくとも少しの酢酸マンガン(III)が存在する場合、最適な活性を得られる。一般的に褐色のおよび実際はむしろ非水溶性のマンガン(III)形の最小量を製造する、酢酸マンガン(II)形および酢酸マンガン(III)を本質的に誘導するための1つの有利な方法は、以下のように可能である:
a)遊離触媒種として十分に利用可能なマンガンイオンを維持するための、付加的な0.1pphのPolysalzの添加。この構成成分が添加されない場合、ほぼ確実な高原子価のマンガンイオンは、コーティング内の炭酸カルシウム分散液を強力に妨げるかまたは結合して、二重層との相互反応を介し、分散液を不安定化/凝固するので、塗工品質も減少されることが推測される。
b)(酢酸)マンガンは、トップコート組成に対する最終成分としてゆっくり添加し、ここで、最大pH=8.5〜9で始めることが好ましい、10までのより高いpHが可能であり、その結果(いくらかのマンガン(III))は満足なものに過ぎないが、(酢酸)マンガンの溶解挙動が良好/より早くなる。
c)(視覚的に判断して)(酢酸)マンガンの溶解後、約8.5まで再びpHを調整することが好ましい((酢酸)マンガンと反応する酸が溶解する場合、一般的にpHは下降する)。d)最終的に、触媒サイクル用に全て利用可能にするために、(酢酸)マンガンを分子レベルまで十分に溶解するために、追加の混合時間(一般的に、本実験において30分)をもたせることが有用であると思われる。
(酢酸)マンガンは、トップコーティングの総乾燥重量に換算して0.1〜0.6%のマンガン(2価および3価)が存在することが好ましい。0.2〜0.4%の存在が最も好ましい。また、マンガン(II)アセチルアセトナートなどの他のマンガン塩/錯体が可能であることに留意しなければならない。(酢酸)マンガンの単独の触媒活性は、異なる手段を介し、促進および/またはサポートすることができる:A)第二乾燥剤および/または補助乾燥剤との組み合わせ、B)責任のあるリガンドとの組み合わせ、すなわち、例えばビピリジン(bpy)と組み合わされて、活性は極めて高く(Nuodex/bpyなどの系とほとんど等しい)なる、すなわち他のリガンドと組み合わされて、活性は魅力的なレベルまで有意に高くなる、C)リチウムアセチルアセトナートなどの系の添加、D)拡散限界のない場所に、直接、必要な酸素をもたせるための(適切に安定化されているが利用可能な状態の)過酸化物の追加、である。
無鉛ガソリン試験(Fogra)および湿式インク摩擦試験の結果をそれぞれ示す図28および29から理解できるように、参照トップコーティングおよびプレコーティング内にシリカを有する用紙IID 7は、実験室において、最も遅い物理的および化学的乾燥傾向を示す。トップコーティング内のシリカにより、3または2時間の乾燥時間に到達することが可能である(より多いシリカ量のためのテール乾燥)。用紙IID 11:8%シリカと組み合わせた酢酸マンガンの使用により、(3時間でなく)2時間の、さらなる改良に通じる。この場合また、試験用紙上の(テールよりも重要な)ドットは、3〜4時間の間の乾燥である。シリカの使用により、実験室における湿式インク摩擦(インク擦れ)挙動が改良される。プレコーティングにおける酢酸マンガンまたはシリカの追加が、さらなる改良につながる。
図30から32、および上記表17から理解できるように、プレコーティング内にシリカを有し、シリカまたは酢酸マンガンを有さない参照トップコーティングの用紙IID 7について、最も遅いインクセットが観察された。トップコーティング内のシリカの増量により、より速い初期インクセット挙動につながる。シリカを有さないプレコーティングと比較して、プレコーティング内のシリカの使用により、わずかに速いセットオフとなる。短時間および長時間のインクセット値は、極端に小さい。全ての用紙のオフセット適性(乾燥)および多色繊維紙ムケレベルは、かなり低い(ほとんどの場合においてオフセット適性が0―用紙IID 7について最高値)。
これらの実験で使用される特定の化学的乾燥助剤は、酢酸マンガン(II)四水和物である。この特定の遷移金属錯体は、高効率な化学的乾燥助剤であること、および、シリカと組み合わされて相乗効果を示す一方、トップコーティングまたはプレコーティングにおける使用のための一般的に有用な化学的乾燥助剤であることに、留意すべきである。その利点の1つは、その価格のみならず安定性、扱いやすさ、およびこの化学的乾燥助剤を加えられたコーティングの色にいくぶん影響するという事実である。
印刷特性:試験された用紙(全て135g/m):Scheufelen(製造者)、BVS+8(用紙名)、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12(全て上述の通り)。
印刷条件:プリンタ:Grafi−Media(オランダ、Swalmen製)、印刷機:リョービ(Ryobi)5色、色シーケンスのためのインク:Sicpa Tempo Max B,C,M,Y、印刷速度:11.000シート/時間、抗セットオフパウダ:有/無、赤外線乾燥機:無し。
行われた試験:折り畳み:直角折り(1バックル、1ナイフ、折線無し)、インク擦れ、無鉛ガソリン試験:ブロッキング試験(抗セットオフパウダ無し)。試験時間:1/2時間、1時間、2時間、3時間、4時間、24時間、48時間より長い。
ブロッキング試験の結果:
D6 300%領域における わずかなマーキング
D7 極めてわずかなマーキング(D6より良好)
D8 300%領域における極めてわずかなマーキング(D6まで)
D9 マーキング無し
D10 マーキング無し
D11 300%領域における極めてわずかなマーキング(D6より少し多いが、
BVS+より少し少ない)
D12 300%領域におけるわずかなマーキング(D6より少し多いが、BVS+
より少し少ない)
BVS+ マーキング有り
D8パウダ有り マーキング無し
D11パウダ有り マーキング無し
BVS+パウダ有り マーキング無し
どの用紙もブロッキングは無い。抗セットオフパウダを用いて印刷した用紙は、全くマーキングを示さない。最もマーキングのある用紙はBVS+である。D9およびD10(D8およびD11も、わずかに少ない程度に)マーキングを示さない。それらは抗オフセットパウダを用いずに印刷可能である。
折り畳み試験の結果
折り畳み試験を、バックルフォルダで行った。プリンタ Haletraと対照的に、二つ折りに対する折線要素は見られないので、折り畳みはそれほど重要でない。折り畳み試験を、0(マーキングが見られない)から5(極めて強いマーキング)までの表示を用いて評価する。折り畳み試験の結果を、表18に示す。
折り畳みでの一般的なマーキングのレベルは、専門家グループ(印刷者)により、極めて良好と評価された。1/2時間と無限大(1週間)との間に、マーキングにおける違いはほとんどなく、これは、化学的乾燥が、折り畳み試験にわずかな付加的作用を有することを意味する。用紙間の相違はごく小さなものに過ぎない。
インク擦れの結果:
印刷されたシートの300%領域B,C,M上で、湿式インク摩擦試験を行った。この試験の結果を、図33に図示する。全ての用紙は、概して極めて良好なインク擦れ値を示す。
最良の用紙はD11であり、続いて、D7,D8、そしてD9およびD10である。D6、D12およびBVS+は、同程度のマーキングレベルを有する。
無鉛ガソリン試験(Fogra)の結果:
印刷されたシートの300%領域B,C,M上で、無鉛ガソリン試験(テール乾燥)を行った。結果を、表19に要約する。
最も速い用紙は、D9およびD10であり、1/2時間後の乾燥である。最も遅い用紙は、BVS+、次にD6である。
この試験の部分から、次の結論を導くことができる。
・D9およびD10は、抗セットオフパウダ無しに印刷可能である。
・D7およびまたD11は、抗セットオフパウダ無しに印刷可能である(重要な領域においてごくわずかなマーキング)。
・湿式インク摩擦試験に関し、そのレベルは極めて良好であるが、D11とそれに続くD7およびD8は、最良の結果を示した。
上記実施例において、シリカゲルの例として、特にSyloid C803を使用する。他方で、導入部において説明したように、このシリカゲルはまた、沈降シリカが相応の比表面積特性を有する限り、沈降シリカにより置換されてもよい。そのことを証明するために、次の実施例において、沈降シリカについて、特にSipernatという名称でDegussa社から入手可能な製品について実験を行い、その実験を、シリカゲル色素部分含有コーティングを有する、対応する紙基材と比較して、全ての上述の実験と比較する。試験した2つの種類の沈降シリカは、Sipernat 310およびSipernat 570である。これらの沈降シリカ色素は、下記の表21に示す特性を有する。
115gsmの見返し用の、トップコート層のない標準的な紙基材上の実験室コータに、すなわち、標準的なプレコート組成のみを有する基材上に、調製したトップコーティングを適用した。全てのコーティングについて、ラテックスレベルを、12pphのレベルに一定に維持した。用紙を光沢加工し(1000daNのニップ負荷および70℃の温度の鋼製ロールを用いて10パス)、実験室において試験した。
沈降シリカを有する実施例およびシリカゲルを有する比較実施例の配合を、表20に示す。全ての値は重量部である。
本発明により使用し得るコーティングをさらに特徴付けるために、最終コーティングの空隙率を決定する水銀浸透測定を行った。
水銀浸透測定の結果を、図34に示す。参照(Ref.)に比べ、0.02μmより低い範囲において、すなわち、特に0.01μmと0.02μmの間の範囲において、本発明によるコーティングの空隙率は、参照の空隙率より高いことが分かる。従って、この範囲内およびまた部分的に低い範囲の空隙率の増加(「ピーク」の場合さえある)は、物理的インク吸収工程に寄与するとともに鍵となり得ることが分かる。
これらの実施例の、結果としての乾燥特性(Fogra無鉛ガソリン試験)を、図35に図示する(単一データ点)。テール乾燥性の観点およびドット乾燥性の観点から、これらの特定の特性を有する沈降シリカの使用(高い表面積および小さい粒度)が、シリカゲルの使用と類似していることを実質的に証明することが、理解できる。魅力的に速い化学的インク乾燥は、高い孔容積タイプのシリカゲル色素 Syloid C803およびGasil 35Mに準拠することが見出された。20pphの高度に洗練された(例えば極めて高いBET表面、750mg)沈降シリカタイプ Sipernat 570および(Sipernat 310より幾分少ないもの)が、20pphのSyloid C803のものに匹敵するインク乾燥性能を決定するように思われる。
Heidelberg Speedmaster(Haletraで使用した8色)タイプの印刷機で、タイプSyloid C803のシリカゲル10重量部を含む工場実験からのシルク紙(実施例7からの上記TC 3に類似)を、オフセットパウダを全く用いずに印刷し、インクの画線比率、印刷速度、インク密度、給湿液量、インク種類といった異なる印刷条件下でのブロッキングについての試験を行った。全てのパラメータを順番に変更し、他のパラメータは一定に維持した。
試験された全ての印刷条件につき、400%領域の積層において、わずかなマーキングを認めることができた。200%およびより低い画線比率領域において、マーキングは認めなられかった。インク種類は、得られるマーキングにやや影響を与える:インクセットが速いほど、マーキングが少なくなる。
印刷速度は、遅いセットのインクに対してのみ影響を及ぼす:印刷が速いほど、マーキングが多くなる。このことが全く影響を及ぼさないような極めて速いインクを除き、給湿液の添加は、ブロッキングに関し負であるように思われる。
画線比率は、マーキングに影響を及ぼす。全てのマーキングは、300および400%領域内にて得られた。200%領域において、マーキングは得られなかった。
インク密度は、得られるマーキングに影響を及ぼす:密度が高いほど、マーキングが多くなる。
使用された条件下で、300%の画線比率まで、抗セットオフスプレを用いることなく、印刷が可能であった。
オフセット印刷インクが印刷用紙の表面と同じ表面エネルギー条件を有する場合、最適条件が得られることが見出された。それに対応して、印刷インクが20〜35mN/mの範囲の総表面エネルギーおよび/または10〜18mN/mの範囲の分散部分、および/または10〜20mN/mの範囲の極性部分を有するべきであることが見出された。通常、6000シート/時間の印刷速度が、オフセットインクに対するこれらの条件下で可能である。
結果を、下記の表21に示す。実験装置において、6000から12000シート/時間の間の種々の印刷速度について、オフセットパウダを用いない印刷の可能性のために、異なる3つの市販のオフセット印刷インクを試験した。6000シート/時間では確かに、全てのインクにおいて、オフセットパウダ無しに印刷できることが見出された。より速い速度について、速いセットインクは、オフセットパウダを用いずに、依然として印刷することができる。実際に、(SAPPIから入手可能なMagnostar用紙に関して下記の表21に数値的に示すように、標準用紙上で決定された)より速い印刷速度に対し、特定のセットオフ値を有するオフセットインクを、本発明に従って提案された用紙(部品システムのキット)と組み合わせて、キー/ロックシステムの意味で使用できることが見出された。実際に、そのような標準的な用紙上で決定された30秒で0.6より低いセットオフおよび/または60秒で0.25より低いセットオフ値を有する印刷インクを、有利に使用できることが示される。
この、複合の実験室用コーティング連続試験の目的は、現在使用されているシリカゲル Syloid C803などと同程度のまたはより良好な性能を有する、代替の色素を見つけるために、異なるシリカゲルタイプおよび他の構造のシリカ含有色素を選別することである。
収集の結果に基づき、シリカゲルは最良インク乾燥性能を有するのに対し、大量の構造色素は、初期インクセット速度をさらに増す潜在性を有する。シリカゲルを有するコーティングのために、優れたインク乾燥挙動が、光沢加工されていない用紙および光沢加工された紙に対して認められたが、代替の(構造)色素は、光沢加工の後、それらの限られた、光沢加工されていない用紙のインク乾燥改良を、部分的に失った。
選別した色素を、下記の表22に要約する。
CC85、ラテックスおよびPVOHの後、特別な色素の添加により、コーティングカラーを実験室において調製した。実験室コータでの十分な操作性を保証するために、希釈および/または増粘剤の添加によって、低いせん断粘度および高いせん断粘度を調整した。
光沢加工されていない用紙の結果
シリカの選別
このシリーズの中で、異なるシリカゲル色素を、標準的なコーティングおよび異なるラテックス量(9および15pph)を有する10% Syloid C803を含有するコーティングと比較する。ここで扱う全てのコーティングは、特定の色素部分(例えばシリカゲル)がCC85により100重量部まで補填される無機色素部分を有し、別に記載がなければ、結合剤として12pphのラテックスを有する。TC 21は15pphのラテックスを有し、TC 28は9pphのラテックスを有する。参照の配合(TC 27)は、シリカゲル選別部分と比較して、より少ないラテックス量(9pph)を有し、色素部分は、10%のSyloid C803、15%の粘土および75%のCC85を含んでいた。MStarは、SAPPIからの市販製品であるMagno Starを意味する。
印刷後できるだけ早く、製造した用紙の初期インクセット挙動を評価するために、短時間のインクセット試験を調整した。インクカウンタリングを、(Prufbauで)印刷の5、10、15および30秒後におこなった。10%シリカゲルの使用による明らかなインクセットの改良を確認した(図36を参照)。10%のSyloid C803およびより低いラテックス量を有するTC 27の配合を用いて、より速いインクセットを実現し得る。
典型的な遅いFogra無鉛ガソリン結果(図36を参照)は、シリカを有しない全ての標準的なコーティングについて見られる。シリカゲルの使用により、乾燥開始までの時間が、0.5〜1時間のレベルまで減少(改良)され、テール乾燥までの時間が2〜3時間まで、そしてドット乾燥までの時間が、7時間までわずかに減少(改良)される。ラテックス増加(12pphから15pphに)が乾燥速度を減少させるが、ラテックスの減少(12pphから9phhに)は、無鉛ガソリン試験により評価されたインク乾燥に関して利点を有さない。これらの結果に基づいて、シリカゲル添加の利点が明らかに確認された。
シリカの代替選別
このシリーズの中で、CC85との混合物(20%および50%)中の異なる構造色素を、標準的コーティングおよび10%のシリカゲル Syloid C803を含むシリカ参照と比較する。
Digitex 1000を除く、全ての選別された構造色素(20%および50%)は、速い初期インクセット挙動をもたらす。最も速いインクセット傾向は、20%/50% Circolit−50、20%/50% Circolit−20、および50% Circosil Slurry(CC85により100%まで補填された)を含有するコーティングを有する。上記TC 30と比較して、さらに速いインクセットが得られた。Digitex 1000が最も遅い結果を有するのに対し、上記TC 30の結果に匹敵する、最も速い多色インクセット試験結果が、50% Circosil Slurryおよび20%/50% Circolit−20により達成された。
選別された構造色素は、標準的なコーティングに比べ、乾燥開始までの時間およびテール乾燥までの時間を顕著に改善するが、達成されたテール乾燥までの乾燥時間のレベルは、シリカと比べ、依然として低いことが実験により示される。さらに、使用した構造色素量の、20%から50%までの増加は、無鉛ガソリンをわずかなだけ改善するか(Circosil Slurry)、または改善しない(Circolit Slurry)。
結論:光沢加工されていない用紙の標準的な主要特性に関する選別された構造色素の結果に基づいて、Circolit Slurry、Circolit−20およびより大量の(例えば、50%までの)Circosil Slurryは、10%のシリカ Syloid C803にかわる能力を有すると結論付けることができる。
光沢加工された紙の結果
シリカの選別
10%シリカゲルの使用による明らかなインクセットの改善が確認される(図37を参照)。最も速いインクセットは、再び、TC 27の配合により実現でき、Syloid 244、Gasil 23D,Gasil ED2およびSyloid C803を含有するコーティングが、速いインクセットを有する。
典型的な遅いFogra無鉛ガソリン結果(図37を参照)は、シリカを有しない全ての標準的なコーティングについて見られる。シリカの使用により、乾燥開始までの時間が、0.5時間のレベルまで減少(改良)され、テール乾燥までの時間が1〜3時間まで、そしてドット乾燥までの時間が、7〜8時間までわずかに減少(改良)される。TC 19と再生品TC 30の間の比較は、コーティングの調製、適用、光沢加工および評価(デルタ1時間のテール乾燥および1時間のドット乾燥)の再現性を示した。ラテックスの増加(12pphから15pphに)が、乾燥速度を減少させたが、ラテックスの減少(12pphから9pphに)は、無鉛ガソリン試験により評価された乾燥に関して顕著な利点を有さない。
シリカの代替選別
このシリーズの中で、CC85との混合物(20%および50%)中の異なる構造色素を、標準的コーティングおよび10%のシリカゲル Syloid C803(TC 19)を含有するシリカ参照と比較する。
光沢加工されていない用紙と同様に、Digitex 1000を除く、全ての選別された構造色素(20%および50%)は、速い初期インクセット挙動をもたらす。最も速いインクセット傾向は、50% Circosil Slurry、50% Circolit−20を含有するコーティングを有する。
光沢加工後、全ての選別された構造色素のうち3つのみが、標準的なコーティングと比べ、乾燥開始までの時間およびテール乾燥までの時間を改善するが、達成されたテール乾燥までの時間のレベルは、10%シリカゲル(Syloid C803)と比較して、顕著に低い。
実験室用塗工紙の孔構造の調査:
この実験室用コーティング連続試験における幾つかの選択された用紙の孔構造調査を、水銀ポロシメトリ(porosimetry)を介して分析した。調査した窓(最小孔径における右側)における小さな孔形状の、微細な孔径範囲の評価を可能にするために、空白および孔の圧縮補正を無能力化しなければならなかった。さもなければ、検出された浸透容積は、その範囲内でゼロまで補正されることになる。これは、プレコートされた紙またシリカゲルを有しない100%CC85により塗工された用紙の、この極めて微細な孔径範囲(8nm〜20nm、ここで8nmは最も低い測定限界である)における、誤った見かけの粒度分布を説明する。この誤った見かけの孔構造は、ブランクおよび孔の圧縮モデルを介して通常補正される、極めて高い圧力(2200バールまで)での圧縮の結果である。
初めに、10%シリカゲルを含む光沢加工された紙を解析した。表23は、10〜14g/mのコーティング量および約92g/mの基材を有し、単一側面が塗工された用紙についての結果を要約し、結果の112〜115g/mの全ては、絶乾重量換算の値である。
図38および39において、0.1〜0.3マイクロメートルの範囲の大きな細孔容積とは別に、8nmと20nmの間の孔径範囲の、シリカゲルに対し極めて特異で典型的な細孔構造が、シリカ含有用紙について見られ(シリカを有しないコーティングについてよりも顕著に高い)、両方の孔範囲は、効果的なインクセットに寄与する。この細孔径範囲(8nmと20nm)で検出された空隙容量は、トップコートにおける10%シリカの使用により、6.3μl/gから9.1/12.8μl/gに増加する。
材料:
無機色素:使用した無機色素の粒度分布を、図40に示す。粒度分布の適切な選択は、最終用紙および印刷光沢、ならびにインクセット特性のために重要である。SFCは、18m/gの比表面積を有する急勾配の微粒子炭酸塩を意味する。
シリカ:全てのシリカ含有用紙の物理的および化学的インク乾燥傾向は極端に速く、また、他のタイプのシリカ(やはりGrace DavisonからのSylojet 710AおよびSylojet 703A)が(Syloid C803のみならず)機能する。Syloid C803が使用されるが、この製品は、コーティングカラーのより高い固形分を可能にするパウダとして入手可能であるため、および他より安価であるためである。
シリカゲル(SylojetおよびGasil)および沈降シリカ(Siperat)の主要な特性の幾つかを、表24に要約する。
標準的なトップコーティングカラーと組み合わせたプレコーティングカラーにおけるシリカの使用は、(実験室において調査した)インク乾燥を顕著に改善する。
結合剤:本明細書において述べる全ての結合剤は、市販のものであり、従って、それらの特性は、一般に普及している。例えば、Litex P−2090は、スチレンおよびn−ブチルアクリレートのコポリマーの水性分散液である。Acronal S360Dは、BASF(ドイツ)から入手可能な、スチレンおよびアクリルエステルのコポリマーである。
塗工印刷シートの概略断面図 中間塗工紙の坪量および厚さ 中間塗工紙の用紙光沢 中間塗工紙の用紙粗度 光沢加工されていないトップ塗工紙の坪量および厚さ 光沢加工されていないトップ塗工紙の輝度および不透明度 光沢加工されていないトップ塗工紙の用紙光沢レベル 光沢加工されていないトップ塗工紙のインクセット、a)上側、b)ワイヤ側 光沢加工されていないトップ塗工紙の実際の印刷光沢対用紙光沢 光沢加工されていないトップ塗工紙の印刷スナップ 光沢加工されていないトップ塗工紙のオフセット適性 光沢加工されていないトップ塗工紙の液滴試験 光沢加工されていないトップ塗工紙の測定された湿式インク耐摩擦性(インク擦れ) 光沢加工されたトップ塗工紙の坪量および厚さ 光沢加工されたトップ塗工紙の輝度および不透明度 光沢加工されたトップ塗工紙の用紙光沢レベル 光沢加工されたトップ塗工紙のインクセット、a)上側、b)ワイヤ側 光沢加工されたトップ塗工紙の実際の印刷光沢対用紙光沢 光沢加工されたトップ塗工紙の印刷スナップ 光沢加工されたトップ塗工紙のオフセット適性 光沢加工されたトップ塗工紙の液滴試験 光沢加工されたトップ塗工紙の測定された湿式インク耐摩擦性(インク擦れ) 光沢加工された用紙上に実験室内で行われた無鉛ガソリン試験(綿棒) 光沢加工されていない印刷用紙のインク擦れの結果 光沢加工されていない用紙の色ムラ評価 光沢加工された印刷用紙のインク擦れ 光沢加工された用紙の色ムラ評価 光沢加工された用紙の無鉛ガソリン試験の結果 光沢加工された用紙の湿式インク耐摩擦性(インク擦れ)試験の結果 光沢加工された用紙の、a)上側、b)ワイヤ側についてのセットオフ値 光沢加工された用紙の、a)上側、b)ワイヤ側についての多色インクセット値 光沢加工された用紙に対するオフセット適性およびMCFP 光沢加工された用紙に対する湿式インク摩擦試験(インク擦れ)の結果 塗工紙の最終コーティングの水銀浸透空隙率データ シリカゲルを用いた試料および沈降シリカを用いた試料の無鉛ガソリン試験の比較 光沢加工されていない用紙の無鉛ガソリン試験 光沢加工された用紙の無鉛ガソリン試験 光沢加工された用紙の細孔径分布(塗工層の孔径範囲) 光沢加工された用紙の細孔径分布(塗工層の孔径範囲) 使用された色素の粒度分布
符号の説明
1 基材; 2 第二層; 3 トップ層; 4 塗工印刷シート

Claims (47)

  1. 紙基材(1)上に画像受容コーティング層(2,3)を有する枚葉給紙のオフセット印刷のための塗工印刷シート(4)であって、該印刷シート(4)が、印刷機から分離されるときに、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐためにシートに微粉を吹き付けることなく、および/または枚葉給紙印刷機上で照射乾燥することなく、および/またはオーバープリントワニスを使用することなく、オフセット印刷工程において印刷され得ることを特徴とする塗工印刷シート(4)。
  2. 印刷の15秒後に測定される裏移り値が0.4未満であることを特徴とする請求項1に記載の印刷シート。
  3. 印刷の15秒後に測定される裏移り値が0.15未満、または0.1未満、好ましくは0.05未満、さらにより好ましくは0.025未満であることを特徴とする請求項2に記載の印刷シート。
  4. 印刷の30秒後に測定される裏移り値が0.05未満、好ましくは、0.01未満であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の印刷シート。
  5. 印刷の2分後に測定される多色インクセット値が0.04未満であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の印刷シート。
  6. 印刷の2分後に測定される多色インクセット値が0.02未満、好ましくは、0.015未満であることを特徴とする請求項5に記載の印刷シート。
  7. 印刷の6分後に測定される多色インクセット値が0.01未満、好ましくは、0.005未満であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の印刷シート。
  8. 印刷の15秒後に測定される裏移り値が0.05未満、好ましくは、0.02未満であること、および印刷の2分後に測定される多色インクセット値が0.04未満であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の印刷シート。
  9. 印刷シートの表面と同じ表面エネルギー特性を有するオフセット印刷用インクを用いることにより、印刷シートが印刷機から分離されるときに、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐためにシートに微粉を吹き付けることなく、および/または枚葉給紙印刷機上で照射乾燥することなく、および/またはオーバープリントワニスを使用することなく印刷でき、好ましくは、該印刷用インクが20〜35mN/mの範囲の総表面エネルギーを有する、および/または10〜18mN/mの範囲の表面エネルギーの分散部分を有する、および/または10〜20mN/mの範囲の表面エネルギーの極性部分を有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の印刷シート。
  10. 好ましくは黒色用の標準印刷シート上で、30秒での裏移り値が0.75未満または0.6未満であり、および/またはさらに60秒での裏移り値が0.25未満であるクイックセットオフセット印刷用インクを用いることにより、印刷シートが印刷機から分離されるときに、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐためにシートに微粉を吹き付けることなく、および/または枚葉給紙印刷機上で照射乾燥することなく、および/またはオーバープリントワニスを使用することなく、印刷シートが印刷され得ることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の印刷シート。
  11. 前記画像受容コーティング層が、トップ層および/または該トップ層の下に少なくとも1つの第二層を含み、そのトップ層および/または第二層は、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子シリカおよび/または微粒子粘土、および/または多孔性および非多孔性沈降炭酸カルシウム(PCC)、および/または珪灰石、水和ケイ酸カルシウム、ゾノトライトおよび/またはトバモライトなどの微粒子イノケイ酸塩、および/または微粒子プラスチック色素もしくはそれらの混合物を含み、その構成成分の少なくとも1つは、18または40〜400m/g、好ましくは100〜400m/gの範囲の、または200〜350m/gの範囲の表面積を有する色素部分、ならびに結合剤および添加剤を含む結合剤部分を有することを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の印刷シート。
  12. 前記シリカが、非晶質シリカゲルまたは沈降シリカであることを特徴とする請求項11に記載の印刷シート。
  13. 前記色素が、150m/gを超える表面積を有する、好ましくは500m/gを超える表面積を有する、さらにより好ましくは600〜800m/gの範囲の表面積を有する、非晶質沈降シリカ状のシリカであることを特徴とする請求項11または12に記載の印刷シート。
  14. 前記シリカまたは(多孔性)PCCが、1.8ml/gを超えるかまたは等しい、好ましくは2.0ml/gを超えるかまたは等しい、内部孔容積を有することを特徴とする請求項11から13のいずれかに記載の印刷シート。
  15. 前記画像受容コーティング層(2、3)が、(総用紙1g当たり)8mlより大きい、好ましくは(総用紙1g当たり)9mlより大きい、8〜20nmにおける範囲の孔幅の水銀侵入により測定される累積空隙容積を有し、および/または、好ましくは8〜40nmにおける範囲の累積空隙容積が、(総用紙1g当たり)12mlより大きい、好ましくは(総用紙1g当たり)13mlより大きいことを特徴とする請求項1から14のいずれかに記載の印刷シート。
  16. 前記画像受容コーティング層(2,3)の総表面エネルギーが、30mN/m未満であるかまたは等しい、好ましくは28mN/m未満であるかまたは等しいことを特徴とする請求項11から15のいずれかに記載の印刷シート。
  17. 前記総表面エネルギーの分散部分が、18mN/m未満であるかまたは等しい、好ましくは15mN/m未満であるかまたは等しいことを特徴とする請求項11から16のいずれかに記載の印刷シート。
  18. 特にシリカゲルまたは(多孔性)PCCの場合には、前記色素部分が、平均粒度が0.1〜5μm、好ましくは4.5μm未満もしくは好ましくは4.0μm未満の範囲の、さらにより好ましくは0.3〜4μmの範囲内であるような粒度分布を有する微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子粘土および/または微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して少なくとも5重量部を含むこと、あるいは沈降シリカの場合には、前記色素部分が、平均粒度が5〜7μmの範囲内であるような粒度分布を有する微粒子沈降シリカを含むことを特徴とする請求項11から17のいずれかに記載の印刷シート。
  19. 前記シリカまたは(多孔性)PCCが、0.2ml/gを超える、好ましくは0.5ml/gを超える、さらにより好ましくは1ml/gを超える内部孔容積を有することを特徴とする請求項11から18のいずれかに記載の印刷シート。
  20. 前記色素部分が、200m/gを超える、好ましくは250m/gを超える、さらにより好ましくは少なくとも300m/gの表面積を有する微粒子シリカまたは(多孔性)PCCを含むことを特徴とする請求項11から19のいずれかに記載の印刷シート。
  21. 前記色素部分が、200〜1000m/gの範囲の、好ましくは200〜400m/gまたは250〜800m/gの範囲の表面積を有する微粒子シリカまたは(多孔性)PCCを含むことを特徴とする請求項20に記載の印刷シート。
  22. 無機色素部分の少なくとも一部が、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子シリカおよび/または微粒子粘土および/または(多孔性または非多孔性)沈降炭酸カルシウム(PCC)、および/または珪灰石、水和ケイ酸カルシウム、ゾノトライトおよび/またはトバモライトなどの微粒子イノケイ酸塩、好ましくは微粒子シリカからなり、微量金属、好ましくは微量遷移金属を含むかまたはそれらに選択的に富んでおり、少なくとも1つの金属が、10ppbより多く、好ましくは500ppbより多く含有されることを特徴とする請求項11から21のいずれかに記載の印刷シート。
  23. コバルト、マンガン、バナジウム、セリウム、鉄、クロム、ニッケル、ロジウム、ルテニウムまたはそれらの組み合わせが、好ましくは10ppbより大きく10ppmまで、および/またはセリウムの場合は20ppmまでおよび/または鉄の場合は100ppmまでにおいて、場合によりジルコニウム、ランタン、ネオジム、アルミニウム、ビスマス、ストロンチウム、鉛、バリウムまたはそれらの組み合わせと一緒に前記色素中に含有され、好ましくは10ppbより大きく10ppmまたは20ppmまでにおいて、場合によりカルシウム、カリウム、リチウム、亜鉛およびそれらの組み合わせと一緒に前記色素中に含有され、好ましくは10ppbより大きく10ppmまたは20ppmまでにおいて前記色素中に含有されることを特徴とする請求項22に記載の印刷シート。
  24. コバルトとマンガン、コバルトとカルシウムとジルコニウムまたはランタンまたはビスマスまたはネオジム、コバルトとジルコニウム/カルシウム、コバルトとランタン、マンガンとカリウムおよび/またはジルコニウムから選択される組み合わせを特徴とする請求項23に記載の印刷シート。
  25. 前記色素部分が、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子粘土の乾燥重量に換算して0〜99、好ましくは80〜95重量部、微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して1〜99もしくは1〜100、好ましくは6〜25重量部を含み、ならびに結合剤部分が、結合剤の乾燥重量に換算して5〜20重量部および添加剤の乾燥重量に換算して4重量部未満を含むことを特徴とする請求項11から24のいずれかに記載の印刷シート。
  26. 前記色素部分が、平均粒度が0.1〜5μmの範囲、好ましくは0.3〜4μmの範囲であるような粒度分布、および200〜400m/gの範囲の表面積を有する、微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して8〜12重量部、好ましくは微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して8〜10重量部を含むことを特徴とする請求項11から25のいずれかに記載の印刷シート。
  27. 前記色素部分が、好ましくは50%の粒子が1μmより小さくなるような粒度分布を、さらにより好ましくは50%の粒子が0.5μmより小さくなるような粒度分布を、最も好ましくは50%の粒子が0.4μmより小さくなるような粒度分布を有する、微粒子炭酸塩の乾燥重量に換算して70〜80重量部を含むことを特徴とする請求項11から26のいずれかに記載の印刷シート。
  28. 前記色素部分が、微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して10〜25重量部、好ましくは微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して13〜18重量部を含み、好ましくは、微粒子カオリンまたは粘土は、粒子の50%が1μmより小さくなるような粒度分布を、さらにより好ましくは粒子の50%が0.5μmより小さくなるような粒度分布を、および最も好ましくは粒子の50%が0.3μmより小さくなるような粒度分布を有することを特徴とする請求項11から27のいずれかに記載の印刷シート。
  29. 前記結合剤部分が、結合剤の乾燥重量に換算して7〜12重量部を含み、好ましくは、ラテックス、特にスチレン‐ブタジエン、スチレン‐ブタジエン‐アクリロニトリル、スチレン‐アクリル、特にスチレン‐n‐ブチルアクリルのコポリマー、スチレン‐ブタジエン‐アクリルラテックス、酢酸ビニルアクリレートのコポリマー、でんぷん、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール、大豆、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースならびにそれらのコポリマーおよび混合物からなる群より選択される結合剤または結合剤の混合物を含み、好ましくは製造においてアニオンコロイド分散として供給されることを特徴とする請求項11から28のいずれかに記載の印刷シート。
  30. 前記結合剤部分が、消泡剤、着色剤、光沢剤、分散剤、増粘剤、保水剤、保存料、架橋剤、滑剤およびpH調整剤またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの添加剤を含むことを特徴とする請求項11から29のいずれかに記載の印刷シート。
  31. 前記画像受容層のトップコートが、50%の粒子が0.4μmより小さくなるような粒度分布を有する微粒子炭酸塩の乾燥重量に換算して70〜80重量部、
    50%の粒子が0.3μmより小さくなるような粒度分布を有する微粒子カオリンまたは粘土の乾燥重量に換算して10〜15重量部、
    3μmと5μmの間の平均粒度および300〜400m/gの表面積を有する微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して8〜15重量部を含む色素部分、ならびに
    ラテックス結合剤の乾燥重量に換算して8〜12重量部、
    さらなる添加剤の乾燥重量に換算して3重量部未満を含む結合剤部分を有することを特徴とする請求項11から30のいずれかに記載の印刷シート。
  32. コーティングが、好ましくは遷移金属錯体、遷移金属カルボン酸塩錯体、マンガン錯体、マンガン(II)カルボン酸錯体および/または酢酸マンガン(II)錯体あるいはそれらの混合物から選択される化学的乾燥助剤を含み、好ましくは該化学的乾燥助剤が乾燥重量に換算して0.5〜3重量部、好ましくは乾燥重量に換算して1〜2重量部含有されていることを特徴とする請求項1から31のいずれかに記載の印刷シート。
  33. 前記トップコートおよび/または第二層が、化学的乾燥助剤をさらに含み、該化学的乾燥助剤が、触媒系として作用し、ならびに遷移金属錯体により、好ましくはマンガン錯体、マンガンカルボン酸錯体および/または酢酸またはアセチルアセテートマンガン錯体により提供され、マンガン錯体の触媒活性のために、好ましくはマンガン(II)およびマンガン(III)が共存して、またはそれらの混合物を含有し、該触媒系の金属部分が、コーティングの総乾燥重量の0.05〜0.6重量%、好ましくは0.02〜0.4重量%においてそのコーティングに含有されていることを特徴とする請求項1から32のいずれかに記載の印刷シート。
  34. 光沢加工されていることおよび/またはつや消し紙、光沢紙またはサテン紙であることを特徴とし、光沢紙の場合、前記画像受容コーティングの表面上において、TAPPI(パルプ製紙業界技術協会)規格の75度に従って75%より多くの、またはDIN(ドイツ工業品標準規格)の75度に従って50より多くの光沢を特徴とし、つや消し紙の場合、前記画像受容コーティングの表面上において、TAPPI規格の75度に従って25%未満の光沢を特徴とし、サテン紙の場合、前記画像受容コーティングの表面上において、その中間範囲の光沢を特徴とする請求項1から33のいずれかに記載の印刷シート。
  35. 画像受容コーティング層が、基材の両側に設けられていることを特徴とする請求項1から34のいずれかに記載の印刷シート。
  36. 前記基材が、上質紙基材であることを特徴とする請求項1から35のいずれかに記載の印刷シート。
  37. 前記画像受容コーティング層が、前記トップ層の下に第二層を有し、色素部分(この色素部分は、好ましくは粒子の50%が2μmより小さくなるような粒度分布を有する、単一の微粒子炭酸塩またはその混合物を乾燥重量に換算して80〜98重量部を含み、微粒子シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して2〜25重量部を含む)、および
    結合剤部分(この結合剤は、結合剤の乾燥重量に換算して20重量部未満、好ましくはラテックスまたはでんぷん結合剤の乾燥重量に換算して8〜15重量部を含み、添加剤の乾燥重量に換算して4重量部未満を含む)を有し、
    好ましくは、前記色素部分の微粒子炭酸塩が、50%の粒子が2μmより小さくなるような粒度分布を有する1つの微粒子炭酸塩および50%の粒子が1μmより小さくなるような粒度分布を有する別の微粒子炭酸塩との混合物を含み、優先的にこれら2つの構成成分が略等量において含有され、および/または前記色素部分が、シリカまたは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して5〜15重量部を含み、好ましくは請求項12から14および/または請求項18から24のいずれかにおいて定義された品質であることを特徴とする請求項1から36のいずれかに記載の印刷シート。
  38. 未加工紙基材上に2つのコーティングのみを含んでなることを特徴とする請求項1から37のいずれかに記載の印刷シート。
  39. 1時間未満内、好ましくは0.5時間未満内に再印刷可能および変換可能であり、好ましくは、30分未満内、さらにより好ましくは15分未満内に再印刷可能であり、および1時間未満内、好ましくは0.5時間未満内に変換可能であることを特徴とする請求項1から38のいずれかに記載の印刷シート。
  40. 前記色素部分の乾燥重量に換算して100重量部の全重量部が、シリカ、好ましくはシリカゲルもしくは沈降シリカ、または(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して1〜50重量部、ならびに炭酸塩および/またはカオリンもしくは粘土部分の補完を乾燥重量に換算して99〜50重量部含むことを特徴とする請求項11から39のいずれかに記載の印刷シート。
  41. 前記色素部分が、シリカ、好ましくはシリカゲルもしくは沈降シリカ、または(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して1〜30重量部、ならびに炭酸塩および/またはカオリンもしくは粘土部分の乾燥重量に換算して99〜70重量部を含むことを特徴とする請求項11から40のいずれかに記載の印刷シート。
  42. 前記色素部分が、シリカゲルおよび/または沈降シリカ、あるいは(多孔性)PCCの乾燥重量に換算して6〜25重量部、ならびに炭酸塩および/またカオリンもしくは粘土の乾燥重量に換算して75〜94重量部含むことを特徴とする請求項11から41のいずれかに記載の印刷シート。
  43. 前記色素が、50〜100m/gの、好ましくは50〜80m/gの表面積を有し、好ましくは1〜5マイクロメートルの、またはさらにより好ましくは1〜3マイクロメートルの範囲の粒度を有する(多孔性)PCCであることを特徴とする請求項11から42のいずれかに記載の印刷シート。
  44. トップコーティング配合が、微粒子炭酸塩および/または微粒子カオリンおよび/または微粒子シリカおよび/または微粒子粘土および/または多孔性および非多孔性沈降炭酸カルシウム(PCC)、および/または珪灰石、水和ケイ酸カルシウム、ゾノトライト、および/またはトバモライトなどの微粒子イノケイ酸塩、および/または微粒子プラスチック色素あるいはそれらの混合物を含み、これらの構成成分の少なくとも1つが、18〜400m/g、40〜400m/g、または100〜400m/gの範囲の、好ましくは200〜350m/gの範囲の表面積を有し、カーテンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、スプレーコーター、エアナイフ、キャストコーティング、および/または計量サイズプレス機を用いて、プレコートまたは塗工された紙基材、好ましくは上質紙基材上に適用されることを特徴とする請求項1から43のいずれかに記載の印刷シートを作成するための方法。
  45. 前期塗工紙が、200〜2000m/minの範囲の速度、50〜500N/mmの範囲のニップ負荷、および室温より高い温度、好ましくは60℃より高い温度、さらにより好ましくは70〜95℃で、1から15の間の数のニップを用いて、光沢加工されることを特徴とする請求項44に記載の印刷シートを作成するための方法。
  46. オフセット印刷工程において、インクが次のシートの裏面に移ることを防ぐためにシートが印刷機から分離されるときに完全にまたは実質的に微粉末をシートに噴霧せず、および/または枚葉給紙印刷上において照射または熱乾燥を行わず、および/またはオーバープリントワニスを使用しないことを特徴とする枚葉給紙オフセット印刷工程における請求項1から43のいずれかに記載の印刷シートの使用。
  47. 前記工程において、再印刷および変換が、1時間未満内、好ましくは0.5時間未満内に行われ、好ましくは30分未満内、さらにより好ましくは15分未満内に再印刷され、および1時間未満内、好ましくは0.5時間未満内に変換されることを特徴とする請求項46に記載の印刷シートの使用。
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