DE69603396T2

DE69603396T2 - An beiden Seiten bedruckbares Tintenstrahlaufzeichnungspapier und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69603396T2
Application number: DE69603396T
Authority: DE
Inventors: Norio Fukushima; Yoshihiro Kuroyama; Michiko Okamoto; Tsuyoshi Yasuda; Yoshio Yoshida
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: AU692077B2; AU5036396A; US5753082A; EP0734881B1; JP2840042B2; EP0734881A1; DE69603396D1; JPH08260382A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungspapier, das eine Tintenstrahlaufzeichnung auf dessen beiden Seiten ermöglicht, und genauer auf ein beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier, dessen Aussehen ganz dem von unbeschichtetem Papier gleicht und eine Aufzeichnung von feiner Qualität sicherstellen kann.

Hintergrund der Erfindung

In einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren wird das Aufzeichnen mittels Ausstoßen feiner Tintentropfen unter Verwendung einer Vielzahl von Mechanismen durchgeführt, damit die Tropfen an einem Aufzeichnungspapier anhaften und sich dadurch Tintenpünktchen auf dem Aufzeichnungspapier ausbilden. Daher ist das Aufzeichnungsverfahren vom Tintenstrahltyp geräuschlos, macht den Erhalt von Vollfarbaufnahmen einfach und ermöglicht das Drucken bei einer hohen Geschwindigkeit im Vergleich zu dem Aufzeichnungsverfahren vom Nadeldruckertyp.
Im allgemeinen ist es notwendig, daß das in dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendete Papier folgende Eigenschaften aufweist: (1) Sicherstellung des Trocknens der Tinte bei hoher Geschwindigkeit, (2) Bereitstellung von Drucken mit hoher optischer Dichte, (3) Verhinderung des Ausbreitens (oder Verlaufens) der Tintenpünktchen, (4) Sicherstellung einer Pünktchenform, die möglichst rund ist, usw..
Aufgrund der jüngeren Entwicklung von hochauflösenden Farbtintenstrahldruckern sind höhere Anforderungen an die Aufzeichnungspapiere entstanden, die einer solchen Steigerung in der Auflösung von Druckern begegnen können. Weiterhin ist durch die neuere Erfordernis nach Ressourceneinsparungen die Notwendigkeit nach der Entwicklung eines Aufzeichnungspapiers entstanden, welches ein beidseitiges Aufzeichnen ermöglicht.
Allerdings erlauben die meisten konventionellen High-Grade-Tintenstrahlaufzeichnungspapiere des beschichteten Papiertyps und der in weitem Einsatz verwendeten Tintenstrahlaufzeichnungspapieren des unbeschichteten Papiertyps das Aufzeichnen auf nur einer Seite, oder, falls das Aufzeichnen auf beiden Seiten durchführbar ist, ist die Aufzeichnungsqualität auf nur einer Seite zufriedenstellend.
Zur Verbesserung von Aufzeichnungspapieren hinsichtlich der oben genannten charakteristischen Anforderungen an das Tintenstrahlaufzeichnen sind bislang verschiedene Vorschläge erfolgt. Zum Beispiel ist vorgeschlagen worden, daß das Aufzeichnungspapier vom beschichteten Papiertyp ein Basispapier verwendet, dessen Stöckigt-Leimungsgrad in dem spezifischen Bereich liegt (japanische Tokkai Sho 52- 53012), daß das Aufzeichnungspapier mindestens zwei Beschichtungen eines Beschichtungswerkstoffes aufweist, der synthetisches Siliziumoxid enthält, um die Bedeckungsrate des Papiers zu erhöhen (japanische Tokkai Sho 57-107879), daß das Aufzeichnungspapier einen inneren Füllstoff enthält und eine spezielle Verteilung von Lücken aufweist (japanische Tokkai Sho 58-110287), daß das Aufzeichnungspapier eine Tinte aufnehmende Lage auf einem Stützträger mit einem spezifischen Verhältnis zwischen den oberen und unteren Teilen in der Dickerichtung mit Bezug auf von Pigment belegten Abschnittsflächen bereitstellt (japanische Tokkai Hei 6-25132), und daß die Fasern eines Aufzeichnungspapiers mit ultrafeinem anorganischem Pigment bei einer Bedeckung von mindestens 70% beschichtet sind (japanische Tokkai Hei 7-25132).
Allerdings weisen die in diesen Referenzschriften vorgeschlagenen beschichteten Papiere den Nachteil auf, daß das Aufzeichnen auf eine Papierseite begrenzt ist, daß die Aufzeichnungsqualität schlecht ist, weil die Tinte sich über das Papier ausbreitet und das aufgezeichnete Bild verwischt, oder daß sich das Tastgefühl der Papieroberfläche von demjenigen von unbeschichtetem Papier deutlich unterscheidet.
Weiterhin weist ein Basispapier, welches unter einer ungenügenden Steuerung der Wasserentfernung auf dem Sieb oder ein Basispapier, welches unter einer Bedingung hergestellt worden ist, daß die Feuchtigkeit ohne eine Steuerung von den Vorder- und Rückseiten des Papiers in einem Preßabschnitt entfernt worden ist, ein Unterschied im Füllstoffgehalt zwischen den Vorder- und Rückseitenteilen auf und somit unterscheidet sich die Aufzeichnungsqualität zwischen den Vorder- und Rückseiten beträchtlich, wenn ein Tintenstrahlaufzeichnen auf beiden Seiten des Papiers durchgeführt wird.
Auch neutrales Papier, das Kalziumkarbonat oder ähnliches als ein Füllstoff enthält, ist aufgrund seiner ausgezeichneten Archivierbarkeit und seiner hohen Weiße als Tintenstrahlaufzeichnungspapier in weitem Einsatz verwendet worden. Während das als Füllstoff verwendete Kalziumkarbonat zur Erhöhung der Weiße und der Opazität effektiv ist, weist es den Defekt der Herabsetzung der optischen Dichte der aufgezeichneten Bilder auf, wenn es in großer Menge an der Aufzeichnungsoberfläche vorhanden ist. Wenn, wie oben bemerkt, weiterhin ein Unterschied im Füllstoffgehalt zwischen den Vorder- und Rückseitenlagen des Papiers vorliegt, entstehen merkliche Unterschiede in der optischen Dichte des aufgezeichneten Bildes und es kommt zu einem Verlaufen von Tinte zwischen den Vorder- und Rückseiten des Papiers.
Für das Aufzeichnungspapier vom unbeschichteten Papiertyp kann andererseits die optische Dichte von darauf gedruckten Bildern erhöht werden, indem der darin befindliche Füllstoffgehalt bis zum größtmöglichen Ausmaß reduziert wird, aber die Reduktion des Füllstoffgehalts führt zu einer Erhöhung der Transparenz des Papiers und bewirkt ein Durchschlagen (oder ein Phänomen, daß die aufgezeichneten Bilder durch das Papier auf der nicht-aufgezeichneten Seite zu sehen sind).
Wenn Bilder auf einem Tintenstrahlaufzeichnungspapier des unbeschichteten Papiertyps mit einem Tintenstrahldrucker aufgezeichnet worden sind, permeiert der größte Teil der auf dem Aufzeichnungspapier liegenden Tinte in dessen Basispapier, und somit sind das Ausmaß an Durchschlagen der Druckfarbe, das Ausmaß an Tintenverlauf, die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes und die Farbwiedergabe von Tinte durch den Füllstoffgehalt in dem Basispapier beeinflußt. In diesem Fall bewirkt allerdings eine Erhöhung des Füllstoffgehalts mit der Absicht einer Erhöhung der Deckkraft des Basispapiers zwecks Verhinderung des Auftretens von Durchschlagen das Herabsetzen der optischen Dichte und der Farbwiedergabe. Somit ist es wichtig, den Füllstoffgehalt in einem Basispapier angemessen zu steuern.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die oben genannten Defekte zu vermeiden, führten die Erfinder eine genaue Untersuchung der Beziehung zwischen der Verteilung eines Füllstoffgehalts in der Dickerichtung eines für ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier verwendeten Basispapiers und der Qualität der mit einem Tintenstrahldrucker aufgezeichneten Bilder auf dem Tintenstrahlaufzeichnungspapier durch. Als ein Ergebnis ist ermittelt worden, daß ein Füllstoffgehalt in der Zwischenlage des Basispapiers, ein Füllstoffgehalt in jeder der Lagen, die bis etwa 30 um unter die Vorder- und Rückseiten des Basispapiers reichen, und der Unterschied zwischen ihnen große Einflüsse auf einen Unterschied in der Aufzeichnungsqualität zwischen den Vorder- und Rückseiten eines Aufzeichnungspapiers ausübte. Im einzelnen ist die vorliegende Erfindung aus der Ermittlung abgeleitet worden, daß beim Tintenstrahlaufzeichnen die Aufzeichnungstinte, welche in einen Bereich eingedrungen ist, der bis etwa 25-30 um unter die Papieroberfläche reicht, wesentliche Beiträge zu den Aufzeichnungsqualitäten, einschließlich der optischen Dichte der aufgezeichneten Bilder, der Farbwiedergabe von Tinte, der Verlaufbarkeit von Tinte usw. leistet, wobei diese Aufzeichnungsqualitäten auf jeder Seite des Aufzeichnungspapiers durch ein genaues Steuern des Füllstoffgehalts in dem oben genannten Bereich, in welchen die Tinte eindringt, erhöht werden können.
Daher besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung, das ausgezeichnete Aufzeichnungsqualitäten einschließlich einer hohen optischen Dichte des aufgezeichneten Bildes auf beiden Seiten sicherstellen kann, wenn es einer Tintenstrahlaufzeichnung auf sowohl seiner Vorder- wie Rückseite unterzogen wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung, das frei von Durchschlagen ist, wenn es einer Tintenstrahlaufzeichnung auf sowohl seiner Vorder- wie Rückseite unterzogen wird.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung, das für ein beidseitiges Aufzeichnen geeignet ist.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden mit einem beidseitigen Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung mit beschichteten Lagen bewerkstelligt, bei dem beide Seiten eines Basispapiers, welches aus einer Pulpe-Aufschlämmung hergestellt ist, die einen Füllstoff und ein internes Leimungsmittel aufweist, mit Lagen beschichtet sind, die ein Pigment und ein Bindemittel auf Wasserbasis aufweisen, wobei die beschichteten Lagen eine Bedeckung je Seite von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis haben und das Basispapier ein Basisgewicht von 50 bis 180 g/m², einen Gesamtfüllstoffgehalt im Bereich von 3 bis 20 Gew.-% sowie eine Differenz hinsichtlich des Füllstoffgehalts im Bereich von 0 bis 30% des durchschnittlichen Füllstoffgehalts in den Oberflächenlagen zwischen Oberflächenlagen hat, die bis 30 um unter die Vorder- bzw. Rückseite des Basispapiers reichen; und mit einem Verfahren zur Herstellung des beidseitigen Aufzeichnungspapiers.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm und zeigt eine Füllstoffgehaltsverteilung in der Dickerichtung eines Basispapiers. Darin bezeichnet A einen Füllstoffgehalt in der Lage, die bis etwa 30 um unter die Vorderseite des Basispapiers reicht, B bezeichnet einen Füllstoffgehalt in der Zwischenlage des Basispapiers, und C bezeichnet einen Füllstoffgehalt in der Lage, die bis etwa 30 um unter die Rückseite des Basispapiers reicht.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Füllstoffe sind nicht auf bestimmte Sorten begrenzt, so daß sie aus bekannten Füllstoffen geeignet ausgewählt werden können. Beispiele für solche gebräuchlichen Füllstoffe beinhalten Talk, Kaolin, Illit, Ton, Kalziumkarbonat und Titanoxid. Weiterhin können diese Füllstoffe als ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Werkstoffe verwendet werden.
Bei der Verwendung von Titanoxid, Kalziumkarbonat und ähnlichem besteht die Tendenz, daß aufgrund ihrer optischen Charakteristika ein Abfall in der optischen Dichte des aufgezeichneten Bildes auftritt. Daher ist es erwünscht, daß der Füllstoffgehalt im Papier insoweit auf das größtmögliche Ausmaß reduziert wird, solange hierdurch kein Durchschlagen bewirkt wird, oder daß ein anderer Füllstoff in Kombination mit derartigen Füllstoffen verwendet wird. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch bevorzugt, daß als Füllstoff Kaolin alleine, Illit alleine oder die Kombination von Kaolin mit Illit verwendet wird.
Der in einem Basispapier verwendete Gesamtfüllstoffgehalt reicht in der vorliegenden Erfindung von 3 bis 20 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 5 bis 15 Gew.-%. Beträgt der Gesamtfüllstoffgehalt weniger als 3 Gew.-%, wird die Opazität des Basispapiers herabgesetzt und es werden ein Durchschlagen und eine Tintenausbreitung in einer ineinander verlaufenden Form bewirkt, obwohl die optische Dichte der durch die Tintenstrahlaufzeichnung erhaltenen Bilder erhöht werden kann. Beträgt der Gesamtfüllstoffgehalt wiederum mehr als 20 Gew.-%, werden nicht nur die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes und die Farbwiedergabe der Tinte beeinträchtigt, sondern es wird auch die Steifheit des Aufzeichnungspapiers herabgesetzt, obgleich ein Auftreten von Durchschlagen verhindert wird und die Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte zufriedenstellend ausfällt.
Insbesondere ist es für die vorliegende Erfindung erwünscht, daß sowohl der Füllstoffgehalt in einer Lage, die bis 30 um unter die Vorderseite des Basispapiers (im folgenden als "Vorderseitenlage" bezeichnet) reicht, wie der Füllstoffgehalt in einer Lage, die bis 30 um unter die Rückseite des Basispapiers (im folgenden als "Rückseitenlage" bezeichnet) reicht, im Bereich von 3 bis 15 Gew.-% über die jeweiligen Lagen hinweg liegt. Beträgt der Füllstoffgehalt in jeder Oberflächenlage weniger als 3 Gew.-%, tendiert die gedruckte Tinte zu einer Ausbreitung in einer ineinander verlaufenden Form, obgleich die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes erhöht werden kann. Wird der Füllstoffgehalt dagegen über 15 Gew.-% erhöht, sind die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes und die Farbwiedergabe der Tinte herabgesetzt.
Bezüglich der Reduzierung der Unterschiede in der Aufzeichnungsqualität zwischen den Vorder- und Rückseiten eines Aufzeichnungspapiers bei einer Durchführung der Tintenstrahlaufzeichnung auf beiden Seiten des Aufzeichnungspapiers, ist es für das in der vorliegenden Erfindung verwendete Basispapier erforderlich, daß der Unterschied im Füllstoffgehalt zwischen den Lagen, die bis 30 um unter die Vorder- und Rückseiten des Basispapiers reichen, im Bereich von 0 bis 30% des Durchschnittswerts der Füllstoffgehalte in diesen Vorder- und Rückseitenlagen liegt. Ist der Unterschied im Füllstoffgehalt größer als 30% des Durchschnittswerts, weichen die optische Dichte von mit einem Tintenstrahldrucker aufgezeichneten Bildern und die Ausbreitungsbedingung von Tinte zwischen den Vorder- und Rückseiten deutlich voneinander ab. Weiterhin gibt der Ausdruck "der Unterschied im Füllstoffgehalt ist 0%' an, daß die Vorderseitenlage und die Rückseitenlage in ihrem Füllstoffgehalt gleich sind.
In der Papierherstellung mit einer Fourdriner-Maschine kann die Steuerung der Füllstoffgehalte in den Vorder- und Rückseitenlagen des Papiers durchgeführt werden, indem ein Retentionshilfsmittel verwendet und das Entwässern auf dem Sieb und die Entfeuchtung auf jeder Seite des Papiers in dem Preßabschnitt gesteuert werden. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch insbesondere die Verwendung einer Doppelsieb-Papiermaschine erwünscht, bei welcher Wasser von den Ober- und Unterseiten der Pulpe- Aufschlämmung entfernt wird, wodurch ein geringerer Füllstoffgehalt in den am äußersten Rand liegenden Papierlagen als in den Innenteilen des Papiers bewerkstelligt wird.
Zu dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Basispapier können Retentionshilfsmittel für Füllstoffe, Farbstoffe und gefärbte Pigmente für die Farbtonsteuerung, Fluoreszenzfarbstoffe zur Erhöhung der sichtbaren Weiße usw. hinzugefügt werden.
Geeignete Beispiele eines derartigen Retentionshilfsmittels beinhalten Polyacrylamide, Polyethylenimine, Polyethylenoxide und kationisierte Stärke.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten internen Leimungsmittel sind nicht auf bestimmte Sorten begrenzt, sondern können angemessen aus konventionellen internen Leitungsmitteln für Tintenstrahlaufzeichnungspapiere ausgewählt werden.
Allerdings werden Leimungsmittel vom Emulsionstyp, die durch Modifikation wasserabweisend gemachtes Kolophonium aufweisen, in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet. Ein solches internes Leimungsmittel wird in einer Menge von 0,1 bis 0,7 Gewichtsteile pro 100 Teile Trockensubstanzmasse Pulpe verwendet.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Basispapier hat ein Basisgewicht im Bereich von 50 bis 180 g/m². Beträgt das Basisgewicht eines Basispapiers weniger als 50 g/m², weist das sich ergebende Aufzeichnungspapier eine schlechte Steifheit auf und kann somit keine erwünschten Durchlaufeigenschaffen aufweisen, wenn es in einen Tintenstrahldrucker beschickt wird. Mit anderen Worten ist das Papier nicht einfach handzuhaben, da während des Aufzeichnens mit einem Tintenstrahldrucker wahrscheinlich Papierstauprobleme und ähnliches auftreten. Wird das Basisgewicht andererseits auf über 180 g/m² erhöht, wird das erhaltene Aufzeichnungspapier zu steif und es werden Durchlaufschwierigkeiten wie Einzugsausfälle während des Aufzeichnens mit einem Tintenstrahldrucker bewirkt.
Wird der Füllstoffgehalt in der Vorderseitenlage, die bis 30 um unter die Vorderseite eines Basispapiers reicht, durch A Gew.-% dargestellt, und wird derjenige in der Rückseitenlage, die bis 30 um unter die Rückseite eines Basispapiers reicht, durch B Gew.-% dargestellt, wie in Fiu. 1 gezeigt, ist es für das in der vorliegenden Erfindung verwendete Basispapier notwendig, der folgenden Beziehung zu entsprechen:
0 ≤ {(A - B)/(A + B)/2} · 100 ≤ 0
Das heißt, daß der Unterschied im Füllstoffgehalt zwischen der Vorderseitenlage und der Rückseitenlage, (A - B), im Bereich von 0 bis 30% des Durchschnittswerts der Füllstoffgehalte in den Vorder- und Rückseitenlagen, (A + B)/2 liegt. Zusätzlich zu dieser Anforderung ist es für das vorliegende Basispapier notwendig, daß dessen Gesamtfüllstoffgehalt von 3 bis 20 Gew.-% liegt, und daß eine Beschichtung auf jeder Seite des Basispapiers bei einer Bedeckung von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis bereitgestellt ist.
Hinsichtlich der Verleihung von ausgezeichneten Aufzeichnungscharakteristika und einem Tastgefühl wie unbeschichtetes Papier für das vorliegende Basispapier weist die auf jeder Seite des Basispapiers bereitgestellte Beschichtung mindestens ein Pigment und ein Bindemittel auf Wasserbasis auf, und die Bedeckung ist von 0,5 bis 4,0 g/m², auf Feststoffbasis, gesteuert. Beträgt die Bedeckung auf einer Seite weniger als 0,5 g/m², tendiert die in der Tintenstrahlaufzeichnung verwendete Tinte dazu, sich in einer ineinander verlaufenden Form in den aufgezeichneten Flächen auszubreiten und die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes ist herabgesetzt. Beträgt die Bedeckung währenddessen über 4,0 g/m², besteht die Gefahr des Abblätterns von Pigmenten und ähnlichem, wobei nicht nur die Tintenstrahldüse eines Druckers im Verlauf einer Tintenstrahlaufzeichnung zu verstopfen tendiert, sondern auch die Aufzeichnungspapieroberfläche beginnt, ein puderiges Tastgefiihl aufzuweisen und ihr Tastgefühl wie unbeschichtetes Papier verliert.
Beispiele eines zu verwendenden Pigments beinhalten synthetisches Siliziumoxid, Magnesiumkarbonat, Aluminiumoxid, Talk, Kaolin, Illit, Ton und Kalziumkarbonat.
Von diesen Pigmenten wird synthetisches Siliziumoxid hinsichtlich der Erhöhung der optischen Dichte des aufgezeichneten Bildes und der Farbwiedergabe der Tinte gegenüber den anderen Werkstoffen bevorzugt. Zusätzlich können die oben genannten Pigmente als ein Gemisch von zwei oder mehrerer dieser Werkstoffe verwendet werden oder als ein Gemisch mit anderen, oben nicht aufgeführten Pigmenten, insofern die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung nicht berührt werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittel auf Wasserbasis weist keine bestimmten Einschränkungen auf, insofern es aus der Gruppe wäßriger Harze und Emulsionen ausgewählt ist, die eine starke Adhäsion an Pigmente und das Basispapier aufweisen und kein Blockierungsphänomen zwischen Aufzeichnungspapieren bewirken.
Geeignete Beispiele eines solchen Bindemittels auf Wasserbasis beinhalten Polyvinylalkohol, Stärke einschließlich oxidierter Stärke, veresterte Stärke, enzymatisch denaturierte Stärke, kationisierte Stärke usw., Kasein, Soyabohnenprotein, Zellulosederivate einschließlich Carboxy-methylzellulose, Hydroxyethyl-Zellulose und ähnliches, ein Styrenacryl-Harz, ein Isobutylen-Malein-Anhydridharz, eine Acrylemulsion, eine Vinylazetat-Emulsion, eine Vinylidenchlorid-Emulsion, eine Polyesteremulsion, ein Styren-Butadien-Latex und ein Acrylnitril-Butadien-Latex. Diese Bindemittel können alleine oder als ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Werkstoffe verwendet werden.
In den Beschichtungen der vorliegenden Erfindung ist es hinsichtlich der Verleihung von Wasserfestigkeit auf den aufgezeichneten Bildern erwünscht, ein kationisches, wasserlösliches Polymer einzuschlie ßen.
Geeignete Beispiele eines solchen kationischen, wasserlöslichen Polymers beinhalten quartäre Ammoniumsalzderivate von Polyethyleniminen, Polyamid-Epichlorhydrinharze, kationische Polyvinylalkohole und kationische Stärke. Diese Polymere können alleine oder als ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Werkstoffe verwendet werden. Diese kationischen, wasserlöslichen Polymere können in einer geeigneten Menge verwendet werden, insofern sie keine nachteiligen Effekte auf das vorliegende Aufzeichnungspapier ausüben.
Einer Beschichtungslösung für die Beschichtungen können ebenfalls ein Oberflächenleimungsmittel, ein Antischaummittel, ein pH-Regler und andere konventionelle Zusätze, falls erwünscht, zugefügt werden, insofern die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht von einer solchen Zufügung betroffen sind.
Die Beschichtungen können durch verschiedene bekannte Verfahren bereitgestellt werden, wie z. B. von einem Leimpressen-Beschichtungsverfahren, Beschichtungsverfahren, die verschiedene Messer verwenden, einem Walzenbeschichtungsverfahren, einem Luftmesser-Beschichtungsverfahren, einem Balken- Beschichtungsverfahren usw.. Hinsichtlich der Betriebseffizienz und der Betriebskosten ist ein Leimpressen-Beschichtungsverfahren bevorzugt.
Es ist erwünscht, das vorliegende beidseitige Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung einer Doppelsieb-Papiermaschine herzustellen, die mit einem Siebabschnitt versehen ist, in welchem nach der Wasserentfernung von der Pulpe-Aufschlämmung, welche, wie oben erwähnt, einen solchen Füllstoff und ein internes Leimungsmittel aufweist, das Verhältnis der von der Oberseite entfernten Wassermenge entsprechend der Vorderseite des Basispapiers zu der von der Unterseite entfernten Wassermenge entsprechend der Rückseite des Basispapiers (das sogenannte Oberseite/Unterseite-Verhältnis) auf den Bereich von 0,1 bis 0,3 eingestellt wird, und ein Basispapier aus der Pulpe-Aufschlämmung mit einem Basisgewicht von 50 bis 180 g/m² und einem Gesamtfüllstoffgehalt von 3 bis 20 Gew.-% hergestellt wird, und weiter eine Beschichtung bereitgestellt wird, die mindestens ein Pigment und ein Bindemittel auf Wasserbasis auf jeder Seite des Basispapiers bei einer Bedeckung von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis aufweist.
Da in dem vorliegenden beidseitigen Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung, wie oben ausführlich angeführt, nicht nur der Unterschied im Füllstoffgehalt zwischen der Lage, die bis 30 um unter die Vorderseite des Basispapiers reicht, und der Lage, die bis 30 um unter die Rückseite des Basispapiers reicht, im Bereich von 0 bis 30% des Durchschnittswerts der Füllstoffgehalte in den oben definierten Lagen liegt, sondern auch die Beschichtung auf jeder Seite des Basispapiers eine Bedeckung von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis aufweist, kann das vorliegende Aufzeichnungspapier hohe Dichtegrade in auf beiden Seiten aufgezeichneten Bildern bereitstellen, ohne daß trotz Vorliegen von leicht beschichtetem Papier ein Durchschlagen bewirkt wird; die auf beiden Seiten aufgezeichnet Bilder weisen eine hohe Qualität auf und sie unterschieden sich in ihrer Qualität nur leicht voneinander.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die nachstehenden Beispiele beschrieben werden. Allerdings sollte die Erfindung nicht als sich auf diese Beispiele begrenzend gesehen werden. Solange nicht anders angegeben, beziehen sich sämtliche Angaben zu "%" und "Teile" in den Beispielen auf Gewichtsangaben.
Weiterhin sind die in den Beispielen erfolgten Tests und Bewertungskriterien nachstehend beschrieben.
(1) Füllstoffgehalt im Basispapier: Das in JIS P8003 definierte Verfahren, wobei eine Korrektur für eine Abnahme in Asche während der Darbietung in starker Hitze erfolgt, wird für diese Bestimmung übernommen.
(2) Aufteilung von Papier in Lagen: Das Papier wird mit einem Klebeabziehband oder einer Gefrierspalt- Testmaschine für nasses Papier in Lagen aufgeteilt (Bogenspalter. hergestellt von Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.).
(3) Optische Dichtegrade der aufgezeichneten Bilder: Ein festgelegtes Muster wird mit einem DeskJet 5051 (hergestellt von Hewlett Packard) aufgezeichnet, und die optischen Dichtegrade von schwarzen durchgängigen Flächen werden mit einem Macbeth-Densitometer RD514 gemessen. Ein Unterschied in der optischen Dichte zwischen der durchgängigen Fläche auf der Vorderseite und derjenigen auf der Rückseite wird gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Die Unterschiede reichen von 0 bis 0,03.
Δ Die Unterschiede reichen von 0,04 bis 0,06.
X Die Unterschiede reichen von 0,07 bis 0,1.
XX Der Unterschied ist größer als 0,1.
(4) Ausbreitung von Tinte: Ein festgelegtes Muster wird mit einem DeskJet 505 J (hergestellt von Hewlett Packard) aufgezeichnet, und die Ausbreitung von Tinte in einer ineinander verlaufenden Form wird durch visuelle Beobachtung gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Es liegt keine Ausbreitung von Tinte in einer ineinander verlaufenden Form vor.
Δ Es liegt etwas Ausbreitung von Tinte in einer ineinander verlaufenden Form vor.
X Es liegt viel Ausbreitung von Tinte in einer ineinander verlaufenden Form vor.
(5) Verdickung von gedruckten Buchstaben: Buchstaben werden mit einem DeskJet SOSJ (hergestellt von Hewlett Packard) gedruckt, und das Unleserlichkeitsausmaß der gedruckten Buchstaben wird durch visuelle Beobachtung gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Die gedruckten Buchstaben sind klar, so daß sie einfach lesbar sind.
Δ In den gedruckten Buchstaben findet sich etwas Verdickung, so daß die Lesbarkeit etwas erschwert ist.
X Die gedruckten Buchstaben sind beträchtlich verdickt, so daß die Lesbarkeit erschwert ist.
(6) Durchschlagen: Ein festgelegtes Muster wird mit einem DeskJet 505J (hergestellt von Hewlett Packard) aufgezeichnet, und das aufgezeichnete Muster wird von der der aufgezeichneten Seite gegenüberliegenden Seite betrachtet. Das Ausmaß, mit dem das Muster durchscheinend ist, wird gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Das aufgezeichnete Muster ist nicht durchscheinend.
Δ Ein Teil des aufgezeichneten Musters ist durchscheinend.
X Das aufgezeichnete Muster ist als ein Ganzes durchscheinend.
(7) Papierdurchlaufeigenschaften im Drucker: Das Aufzeichnen wird mit einem DeskJet 505 J (hergestellt von Hewlett Packard) durchgeführt, und die Durchlaufeigenschaften eines Aufzeichnungspapiers werden gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Das Einspeisen von Aufzeichnungspapieren ist sanft.
Δ Manchmal tritt ein Einspeisen in schlechter Weise oder ein Papierstau auf.
X Häufig tritt ein Einspeisen in schlechter Weise oder ein Papierstau auf.
(8) Textur: Der sensorische Test mittels Tastgefiihl wird durchgeführt, und hierbei wird die Textur gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O Das Tastgefühl ist ähnlich wie das von unbeschichtetem Papier.
X Das Tastgefühl ist ähnlich wie das eines beschichteten Papiers.
(9) Wasserfestigkeit: Das Aufzeichnungspapier mit aufgezeichneten Bildern wird 15 Minuten lang in Wasser eingeweicht und anschließend spontan getrocknet. Die sich ergebenden Bilder werden durch visuelle Betrachtung gemäß den folgenden Kriterien bewertet:
O In den Bildern sind keine Veränderungen bemerkbar.
Δ Ein Teil der Bilder ist verwischt.
X Der meiste Teil der das Bild formenden Tinte ist abgelaufen.

Beispiel 1

Aus einem Papierrohstoff, dem 5 Teile an gemahlenem Kalziumkarbonat, 1,0 Teile an Aluminiumsulfat, 1 Teil an kationisierter Stärke, 0,1 Teile eines Leimungsmittels und 0,02 Teile eines Retentionshilfsmittels zu 100 Teilen, basierend auf Trockensubstanzmasse Pulpe, an Pulpe-Aufschlämmung zugefügt wurden, die Hartholz gebleichte Sulfatpulpe (L-BKP) mit einem Kanadischen Standardmahlgrad von 400 ml aufwies, wurde ein Basispapier mittels einer Doppelsieb-Papiermaschine hergestellt, wobei die von den Ober- und Unterseiten in dem Siebabschnitt entfernten Wassermengen beide gesteuert wurden. Das so erhaltene Basispapier, das ein Basisgewicht von 55 g/m² aufwies, wurde auf beiden Seiten mit der nachstehenden Beschichtungszusammensetzung I mittels einer Leimpresse beschichtet, so daß die Bedeckung je Seite 0,8 g/m², auf Feststoffbasis, betragen könnte, wodurch ein beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Beschichtungszusammensetzung I:

Synthetisches Siliziumoxrd (Handelsbezeichnung Finesil (spezifische Oberfläche: 270 m²/g), ein Produkt von Tokuyama Soda Co., Ltd.] 100 Teile
Bindemittel auf Wasserbasis (Polyvinylalkohol, Handelsbezeichnung Kuraray 117, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.] 25 Teile
Kationisches, wasserlösliches Polymer [Handelsbezeichnung PCL-1, ein Produkt von Senka Corporation] 35 Teile
Antischaummittel [Handelsbezeichnung Foamaster AP, ein Produkt von San Nopco Ltd.] 0,05 Teile

Beispiel 2

Aus einem Papierrohstoff, dem 6 Teile an Kaolin, 2,0 Teile an Aluminiumsulfat, 1 Teil an kationisierter Stärke, 0,2 Teile eines Leimungsmittels und 0,02 Teile eines Retentionshilfsmittels zu 100 Teilen, basierend auf Trockensubstanzmasse Pulpe, an Pulpe-Aufschlämmung zugefügt wurden, die Hartholz gebleichte Sulfatpulpe (L-BKP) mit einem Kanadischen Standardmahlgrad von 410 ml aufwies, wurde ein Basispapier mittels einer Doppelsieb-Papiermaschine hergestellt, wobei die von den Ober- und Unterseiten in dem Siebabschnitt entfernten Wassermengen beide gesteuert wurden. Das so erhaltene Basispapier, das ein Basisgewicht von 78 g/m² aufwies, wurde auf beiden Seiten mit der nachstehenden Beschichtungszusammensetzung II mittels einer Leimpresse beschichtet, so daß die Bedeckung je Seite 1,5 g/m², auf Feststoflbasis, betragen könnte, wodurch ein beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Beschichtungszusammensetzung II:

Synthetisches Siliziumoxid [Handelsbezeichnung Aerozil (spezifische Oberfläche: 200 m²/g), ein Produkt von Nippon Aerozil Co., Ltd.] 100 Teile
Bindemittel auf Wasserbasis [Polyvinylalkohol, Handelsbezeichnung Kuraray 105, ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.] 20 Teile
Kationisches, wasserlösliches Polymer [Handelsbezeichnung PCL-1, ein Produkt von Senka Corporation.] 25 Teile
Antischaummittel [Handelsbezeichnung Foamaster AP, ein Produkt von San Nopco LTD.] 0,05 Teile

Beispiel 3

Ein weiteres beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusammensetzung auf 3,0 g/m² geändert wurde.

Beispiel 4

Aus einem Papierrohstoff, dem 12,5 Teile an Kaolin, 2,0 Teile an Aluminiumsulfat, 1 Teil an kationisierter Stärke, 0,2 Teile eines Leimungsmittels und 0,02 Teile eines Retentionshilfsmittels zu 100 Teilen, basierend auf Trockensubstanzmasse Pulpe, an Pulpe-Aufschlämmung zugefügt wurden, die Hartholz gebleichte Sulfatpulpe (L-BKP) mit einem Kanadischen Standardmahlgrad von 410 ml aufwies, wurde ein Basispapier mittels einer Doppelsieb-Papiermaschine hergestellt, wobei die von den Ober- und Unterseiten in dem Siebabschnitt entfernten Wassermengen beide gesteuert wurden. Das so erhaltene Basispapier, das ein Basisgewicht von 78 g/m² aufwies, wurde auf beiden Seiten mit der nachstehenden Beschichtungszusammensetzung III mittels einer Leimpresse beschichtet, so daß die Bedeckung je Seite 2,0 g/m², auf Feststoftbasis, betragen könnte, wodurch ein beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Beschichtungszusammensetzung III:

Synthetisches Siliziumoxid [Handelsbezeichnung Mizukasil (spezifische Oberfläche: 300-350 m²/g), ein Produkt von Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.] 100 Teile
Bindemittel auf Wasserbasis [Handelsbezeichnung Gohsenol, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.] 20 Teile
Kationisches, wasserlösliches Polymer [Handelsbezeichnung PCL-1, ein Produkt von Senka Corporation.] 25 Teile
Antischaummittel [Handelsbezeichnung Foamaster AP, ein Produkt von San Nopco LTD.] 0,05 Teile

Beispiel 5

Aus einem Papierrohstoff, dem 22 Teile an Illit, 2,0 Teile an Aluminiumsulfat, 1 Teil an kationisierter Stärke, 0,2 Teile eines Leimungsmittels und 0,02 Teile eines Retentionshilfsmittels zu 100 Teilen, basierend auf Trockensubstanzmasse Pulpe, an Pulpe-Aufschlämmung zugefügt wurden, die Hartholz gebleichte Sulfatpulpe (L-BKP) mit einem Kanadischen Standardmahlgrad von 410 ml aufwies, wurde ein Basispapier mittels einer Doppelsieb-Papiermaschine hergestellt, wobei die von den Ober- und Unterseiten in dem Siebabschnitt entfernten Wassermengen beide gesteuert wurden. Das so erhaltene Basispapier, das ein Basisgewicht von 172 g/m² aufwies, wurde auf beiden Seiten mit der nachstehenden Beschichtungszusammensetzung IV mittels einer Leimpresse beschichtet, so daß die Bedeckung je Seite 3,9 g/m². auf Feststoflbasis, betragen könnte, wodurch ein beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Beschichtungszusammensetzung IV:

Synthetisches Siliziumoxid [Handelsbezeichnung Mizukasil (spezifische Oberfläche: 140 m²/g), ein Produkt von Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.] 100 Teile
Bindemittel auf Wasserbasis [Handelsbezeichnung Gohsenol, ein Produkt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.] 20 Teile
Kationisches, wasserlösliches Polymer [Handelsbezeichnung PCL-1, ein Produkt von Senka Corporation.] 25 Teile
Antischaummittel [Handelsbezeichnung Foamaster AP, ein Produkt von San Nopco LTD.] 0,05 Teile

Beispiel 6

Ein weiteres beidseitiges Tintenstrahlaufzeichnungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das kationisierte wasserlösliche Polymer von der Beschichtungszusammensetzung III entfernt wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusammensetzung II auf 0,2 g/m², auf Feststoffbasis, geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der verwendete Papierrohstoff frei von gemahlenem Kalziumkarbonat war und die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusammensetzung I auf 5 g/m², auf Feststoflbasis, geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Basisgewicht des Basispapiers auf 200 g/m² geändert wurde, indem der Anteil an gemahlenem Kalziumkarbonat in dem Papierrohstoff auf 32 Gew.-% geändert wurde, die Entwässerung auf beiden Seiten gesteuert wurde, und die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusammensetzung I auf 2,1 g/m², auf Feststoflbasis, geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Doppelsieb-Papiermaschine durch eine Fourdrinier-Papiermaschine ersetzt und die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusanunensetzung III auf 3,8 g/m², auf Feststoflbasis, geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Bedeckung je Seite der Beschichtungszusammensetzung III auf 5 g/m², auf Feststoffbasis, geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 6

Ein Tintenstrahlaufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Basisgewicht des Basispapiers auf 45 g/m² geändert wurde.
Die Papierqualitäten und die Bewertungsergebnisse der Bildqualität von den in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Tintenstrahlaufzeichnungspapieren finden sich in den nachstehenden Tabellen 1 und 2. Tabelle 1 Tabelle 2 Optische Dichte des aufgezeichneten Bildes
* pro Seite, Feststoffbasis

Claims

1. Beidseitiges Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung, bei dem beide Seiten eines Basispapiers, welches aus einer Pulpe-Aufschlämmung hergestellt ist, die einen Füllstoff und ein internes Leimungsmittel aufweist, mit Lagen beschichtet sind, die ein Pigment und ein Bindemittel auf Wasserbasis aufweisen, wobei die beschichteten Lagen eine Bedeckung je Seite von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis haben und das Basispapier ein Basisgewicht von 50 bis 180 g/m², einen Gesamtfüllstoffgehalt im Bereich von 3 bis 20 Gew.-% sowie eine Differenz hinsichtlich des Füllstoffgehalts im Bereich von 0 bis 30% des durchschnittlichen Füllstoffgehalts in den Oberflächenlagen zwischen Oberflächenlagen hat, die bis 30 um unter die Vorder- bzw. Rückseite des Basispapiers reichen.

2. Beidseitiges Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 1, bei welchem der Füllstoffgehalt in der Oberflächenlage, die bis 30 um unter die Vorderseite des Basispapiers reicht, und der Füllstoffgehalt in der Oberflächenlage, die bis 30 um unter die Rückseite des Basispapiers reicht, jeweils 3 bis 15 Gew.-% beträgt.

3. Beidseitiges Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Pigment synthetisches Siliziumoxid ist.

4. Beidseitiges Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem jede der beschichteten Lagen ein wasserlösliches kationisches Polymer umfaßt.

5. Beidseitiges Aufzeichnungspapier zur Tintenstrahlaufzeichnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Füllstoff Kaolin ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung, bei welchem ein Basispapier mit einem Basisgewicht von 50 bis 180 g/m² und einem gesamten Füllstoffgehalt von 3 bis 20 Gew.-% unter Verwendung einer Doppelsieb- Papiermaschine hergestellt wird, die einen Siebabschnitt aufweist, auf welchem nach Entfernen von Wasser aus einer Pulpe-Aufschlämmung, die ein Füllstoff und ein internen Leimungsstoff umfaßt, das Verhältnis der Wassermenge, die von der Oberseite, die der Vorderseite des Basispapiers entspricht, entfernt wurde, zu der Wassermenge, die von der Unterseite, welche der Rückseite des Basispapiers entspricht, entfernt wurde (das sogenannte Oberseite/Unterseite-Verhältnis) so eingestellt wird, daß es im Bereich von 0,1 bis 0,3 liegt, und eine Beschichtung, die mindestens ein Pigment und ein Bindemittel auf Wasserbasis aufweist, auf jede Seite des Basispapiers bei einer Bedeckung von 0,5 bis 4,0 g/m² auf Feststoffbasis aufgebracht wird.

7. Verfahren zum Herstellen eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 6, bei welchem das Pigment ein synthetisches Siliziumoxid ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem der Füllstoff Kaolin ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines beidseitigen Aufzeichnungspapiers zur Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei welchem die Beschichtung ferner ein wasserlösliches kationisches Polymer umfaßt.