JP5499054B2 - 写真用紙のための予応力負荷された基体 - Google Patents
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Description
特定の用語は、以下の説明及び特許請求の範囲を通して、特定のシステム構成要素を指すために使用される。当業者により理解されていることであるが、構成要素は複数のコンピュータ会社によって異なる名前で呼ばれ得る。しかし、本明細書は、名前は相違するが機能は相違しない構成要素間での区別を意図するものではない。以下の説明及び特許請求の範囲では、「含む」及び「備える」なる用語は、制約のない形式で使用され、つまり「〜を含むが、しかし、それに限定されない」と解釈すべきである。
予応力負荷された原料ベース紙12は、図1の断面に示すように、製紙装置での又は製紙装置及びオフラインコーターの組合せでの写真用ベース紙の製造の際、樹脂押出しプロセスの前に製造される。予応力は、原料ベース紙100に、原料ベース紙の各面に異なる顔料コーティング層を塗布することによって発生させる。表側上の顔料コート101は、裏側上の顔料コート104とは異なる。このような違いの1つは、各コート101、104を形成するために使用されるバインダ材料の性質である。具体的には、表側上のバインダ材料中の水溶性バインダ(WSB1)の重量%が、裏側上のバインダ材料中の水溶性バインダ(WSB2)の重量%より小さい。WSB1の重量%は、WSB1の乾燥重量を、WSB1及び水分散性バインダ(WDB1)の乾燥重量を合わせたもので除したものである。WSB2の重量%は、WSB2の乾燥重量及びWDB2を合わせたものに対するWSB2の乾燥重量である。例示的な態様では、表側顔料コーティング101中の(その層中の全バインダ材料に対する)水溶性バインダの重量%が、0重量%〜50重量%の範囲にあり、裏側顔料コーティング104中の(その層中の全バインダ材料に対する)水溶性バインダの重量%は、50重量%〜100重量%である。いくつかの態様では、コート101及び104で使用される顔料は、同じ種類である。いくつかの態様では、コート101及び104で使用される顔料は、異なる種類である。いくつかの態様では、コート101で使用される顔料の粒径は、コート104で使用されるものよりも小さい。予応力負荷された原料ベース紙の組成については、さらに以下に説明する。
図1を参照すると、予応力負荷されたインクジェット写真用ベース紙14は、原料ベース積層体100、例えば塗布されたコーティング組成物を有するセルロース紙を含む。原料ベース紙は、セルロース繊維の適切な任意の種類又は製紙分野での使用として知られている繊維の組合せを含む。例えば、製紙用繊維での使用のために用いられる硬材木、軟材木、又は硬材木及び軟材木の組合せから得られるパルプ繊維からなっていてよい。いくつかの用途では、パルプ繊維の全て又は一部が、例えばケナフ、麻、黄麻、亜麻、サイザル及びアバカ、竹並びにバガスのような非木材繊維から得られる。再生パルプ繊維の特定の種類も使用に適している。添加剤を添加することもでき、それは、非限定的に、内添サイズ剤(internal sizing agent)、例えば脂肪酸の金属塩及び/又は脂肪酸、アルキルケテン二量体乳化製品及び/又はエポキシ化高級脂肪酸アミド;アルケニル又はアルキルコハク酸無水物乳化製品並びにロジン誘導体;保持助剤(retention aid)、例えばカチオン性のポリアクリルアミド及びカチオン性の澱粉又はアニオン性のシリカベースのシステム;乾燥強度向上剤、例えばアニオン性、カチオン性又は両性のポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カチオン化された澱粉及び植物性ガラクトマンナン;湿潤強度向上剤、例えば、ポリアミンポリアミドエピクロヒドリン樹脂;定着剤、例えば水溶性アルミニウム塩、塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウム;pH調節剤、例えば水酸化ナトリウム、炭酸及び硫酸ナトリウム;並びに着色剤、例えば顔料、着色染料及び蛍光増白剤を含む。
表側及び裏側の予応力コート101、104は、選択された顔料と、選択されたバインダ又はバインダの組合せを含有する結合材料とを含有する。顔料コートは、デフォーマ、界面活性剤、レベリング剤、染料及び光学増白剤(OBA)のような他の1つ以上の添加剤も含んでいてよい。結合材料は、顔料粒子間の結合接着を提供し、また顔料粒子と原料ベース積層体のセルロース繊維との接着も提供する。適切な水溶性バインダの例は、非限定的に、ポリビニルアルコール、澱粉誘導体、ゼラチン、及びセルロース誘導体を含む。適切な水分散性バインダの例は、非限定的に、アクリルポリマー又はコポリマー、ビニルアセテートラテックス、ポリエステル、塩化ビニリデンラテックス、及びスチレンブタジエン又はアクリロニトリルブタジエンコポリマーラテックスを含む。
表側予応力コート101は、水溶性バインダ及び水分散性バインダの混合物である結合材料を含有し、当該結合材料中、水溶性バインダ(WSB1)は、コート101中の全結合材料(TBM1)の50重量%未満である。いくつかの例では、WSB1は、TBM1の20重量%未満である。したがって、いくつかの態様では、表側予応力コート101は、水分散性バインダのみ(つまりWDB1100重量%)を含有し、水溶性バインダ(WSB1)を全く含有していない。表側予応力コート101は、選択された無機又は有機顔料も含有する。いくつかの態様では、プラスチック(可塑性)顔料が、コート101中の全顔料の約5〜10重量%を占める。いくつかの態様では、予応力コート101中の顔料の全量は、表側表面に塗布された予応力コーティング組成物の全乾燥重量の50〜85%である。
バック予応力コート104において、水溶性バインダの量(層で使用される全バインダの重量パーセント)は、50%より大きい。よって、いくつかの態様では、バック予応力コート104は、水溶性バインダのみ(つまり水溶性バインダ100重量%)を含有し、水分散性バインダを全く含有しない。別の態様では、バック予応力コート104は、水溶性バインダ及び水分散性バインダの混合物を含む。いくつかの態様では、バック予応力コート104のコート重量は、トップ予応力コート101の1〜3倍である。各予応力コート101、102、103及び104(図1〜2)の配合で使用されるバインダ種類及び量は、選択される顔料の種類及び量、並びに得られるコーティングで所望される予応力の度合いに関係する。例えば、小さい粒径/より大きい表面積の顔料は、より大きい粒径/より小さい表面積の顔料よりも、個々の粒子を共に保持する(結合させる)ためにより多くのバインダが必要とされる。バインダの量と、顔料の種類及び量、並びに予応力の度合いとの関係は、さらに以下の例1〜7で説明し、例示する。また、いくつかの態様では、バック予応力コート104は、2つの異なる層(図示せず)に分かれ、それは、トップ予応力コート101に関して上述した層102及び103に類似する。例えば、裏側が、極めて大きなコート重量を必要とする場合には、コート104は、2つの別個のコートとして塗布されていてよい。
図1及び2の概略的な断面図に示すように、予応力負荷された写真用ベース紙又は基体は、トップ予応力層101又は101’上に配置された第1のポリマーフィルム110、及びバック予応力層104上に配置された第2のポリマーフィルム120を含む。いくつかの適切なポリマーフィルムは、非限定的に、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、及びそれらの任意のポリマーの組合せを含む。いくつかの態様では、裏側に設けられたポリマーフィルム120の、表側に設けられたポリマーフィルムに対する重量比は2.0未満であり、いくつかの態様では上記比は1.5未満である。
図1及び2をさらに参照すると、予応力負荷されたインクジェット用写真用紙又は写真用印刷媒体10は、上述の写真用ベース紙14のポリマーフィルム層110上に設けられた多孔質の画像受容層200を含む。画像受容層は、任意の適切な多孔質のインクジェット画像受容組成物、例えば高多孔性無機酸化物分散液に、バインダ及び当業者に知られている他の添加剤を加えたものを含む。例えば、いくつかの態様では、高多孔性の無機酸化物分散液は、任意の数の無機酸化物群(基)を含み、それは、非限定的に、官能基を有するシランカップリング剤で処理されたヒュームドシリカ又はアルミナを含む。いくつかの態様では、細孔性のインク受容層200は、約20〜40gsmの高多孔性無機酸化物分散液にバインダ及び他の添加剤を加えたものを含む。
図1又は2を参照すると、インクジェット画像受容層200のための予応力負荷されたベース紙14の製造は、概括的には、ヘッドボックス(headbox)に分散させたパルプスラリーを、移動する連続するワイヤ上に形成し、ここで、水を、重力によって又は真空の助けを得てスラリーから排水される。続いて、湿った紙シートを、プレス、乾燥機及びカレンダーに通し、得られた紙を最後に大きなロールに巻き取る。上述の予応力顔料コートを、製紙装置においてインラインで、メータリングサイズプレス(metering sizing press)によって塗布する。各予応力コーティングは、オフラインコーター、例えばロッド、ロール、ブレード、カーテン、カスケード、グラビア、空気ナイフコーター又はそれらに類するものを使用しても塗布することができる。予応力コートされた原料ベース12を、続いて、製紙装置においてインラインで、又はハードニップ、ソフトニップ若しくはスーパーカレンダーによりオフラインでカレンダー処理する。得られた予応力負荷された原料ベース12から、押出機を使用して各面にポリマー樹脂の層を押し出すことによって、樹脂コートされたベース紙14が製造される。そして、マイクロ多孔質のインク受容層200を、カーテンコーター又はスロットダイコーターのようなコーターを使用して樹脂コートベース紙14にコートする。
Claims (13)
- 画像受容層(200)を備えた写真用紙(10)のための予応力負荷された基体(12)であって、
(a)表側表面及び裏側表面を有するベース紙(100)であって、前記画像受容層(200)が前記表側表面の側に設けられるようになっているもの、
(b)前記表側表面上に設けられたトップ予応力コート(101)であって、少なくとも第1の顔料と、第1の水溶性バインダ(WSB1)及び第1の水分散性バインダ(WDB1)を含む第1の結合材料(TBM1)とを含有する第1の予応力混合物を含むもの、並びに
(c)前記裏側表面上に設けられたバック予応力コート(104)であって、少なくとも第2の顔料と、第2の水溶性バインダ(WSB2)及び、任意に第2の水分散性バインダ(WDB2)を含む第2の結合材料(TBM2)とを含有する第2の予応力混合物を含むものを備えており、
前記TBM1中の前記WSB1の重量%は、前記TBM2中の前記WSB2の重量%より小さく、前記予応力負荷された基体(12)が、裏側表面に向かう湾曲の所定の度合いを有し、画像受容層コーティング及び最終製品の使用の際に生じるカーリング力に対抗することができ、
(d)前記トップ予応力コート(101)上に設けられた第1のポリマーフィルム層(110)、並びに
(e)前記バック予応力コート(104)上に設けられた第2のポリマーフィルム層(120)
を備えている、写真用紙(10)のための予応力負荷された基体(12)。 - 前記(b)トップ予応力コート(101’)が、
前記第1の顔料及び前記第1の結合材料を含有する(b1)第1の予応力コート(102)、並びに
前記ベース紙の前記表側表面と前記第1の予応力コート(102)との間に配置された(b2)、第3の顔料及び第3の結合材料(TBM3)を含む予応力アンダーコート(103)を含む、請求項1に記載の予応力負荷された基体。 - 前記予応力アンダーコート(103)中の前記第3の顔料が、前記第1の予応力コート(102)中の前記第1の顔料と比較して、等しい又はより小さい平均表面積、及び等しい又はより大きい平均粒径を有する、請求項2に記載の予応力負荷された基体。
- 前記予応力アンダーコート中の前記TBM3が、第3の水溶性バインダ(WSB3)及び第3の水分散性バインダ(WDB3)を含む、請求項2に記載の予応力負荷された基体。
- 前記WSB1の量が、前記TBM1の<50重量%であり、前記WSB2の量が、前記TBM2の>50重量%である、請求項1から4のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体。
- 前記TBM1が、<10重量%WSB1を含み、前記TBM2が、>10重量%WSB2を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体。
- 前記バック予応力コート(104)が、前記トップ予応力コート(101)の1〜3倍のコート重量を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体。
- 前記基体が、15℃及び20〜80%相対湿度又は30℃及び20〜80%相対湿度にある時、前記基体が裏側表面に向かう前記湾曲を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体。
- 前記第2のポリマーフィルム層(120)コート重量の、前記第1のポリマーフィルム層(110)コート重量に対する比が2未満である、請求項1から8のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の予応力負荷された基体、及び
前記第1のポリマーフィルム層(110)上に設けられた細孔性の画像受容層(200)を備えている、写真用紙(10)。 - 前記写真用紙が、前記画像受容層上の印刷されたインクジェット画像をさらに備えており、当該画像を含む写真用紙が、約15〜32℃及び約20〜80%相対湿度の範囲の環境条件でカーリングに対して抵抗性を有する、請求項10に記載の写真用紙。
- 画像受容層(200)を備えた写真用紙(10)のためのカール抵抗性を有する紙を製作する方法であって、
(a)原料ベース紙の表側表面に、少なくとも第1の顔料と、第1の水溶性バインダ(WSB1)及び第1の水分散性バインダ(WDB1)を含む第1の結合材料(TBM1)とを含有する第1の予応力混合物を含むトップ予応力コートを塗布し、前記表側表面の側に前記画像受容層(200)が設けられるようになっており、
(b)前記ベース紙の裏側表面に、第2の顔料と、第2の水溶性バインダ(WSB2)及び、任意に第2の水分散性バインダ(WDB2)を含む第2の結合材料(TBM2)を含有する第2の予応力混合物を塗布し、それにより、前記裏側表面上にバック予応力コートを形成し、
前記表側表面上に塗布されたTBM1中のWSB1の重量%が、前記裏側表面上に塗布されたTBM2中のWSB2の重量%より小さく、それにより、15〜32℃及び20〜80%相対湿度の範囲の環境条件においてカーリングに対する耐光性を有する予応力負荷されたベース紙が得られ、
(c)第1のポリマーフィルムを前記トップ予応力コート上に形成し、
(d)第2のポリマーフィルムを前記バック予応力コート上に形成し、それにより、予応力負荷された写真用ベース紙が得られる
ことを含む、カール抵抗性を有する紙を製作する方法。 - (a)前記塗布することが、
(a1)前記表側表面上に、第3の顔料と、第3の水溶性バインダ及び第3の水分散性バインダを含む第3のバインダ材料とを含む第3の予応力混合物を塗布し、それにより、予応力アンダーコート(103)を前記表側表面上に形成し、
(a2)前記予応力アンダーコート上に前記第1の予応力混合物を塗布し、それにより、第1の予応力コート(102)を前記予応力アンダーコート(103)上に形成することを含む、請求項12に記載の方法。
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