記錄紙和使用該記錄紙的成像方法
2023-06-11 23:41:41 3
專利名稱:記錄紙和使用該記錄紙的成像方法
技術領域:
本發明涉及記錄紙、使用該記錄紙的電子照相成像方法以及使用該記錄紙的噴墨成像方法。
背景技術:
利用電子照相方法的複印機和雷射印表機是辦公室中的必要工具。這類機器中使用普通紙。該普通紙是不具有包含顏料的塗層的記錄紙。
噴墨記錄方法在辦公室中已經變得普及,因為該方法能夠容易地著色,所用能量較少,所產生的記錄噪聲較少,並降低了印表機的生產費用。因此,辦公室中使用的所謂普通紙必須具有的特徵是,這類普通紙可以用於電子照相記錄方法和噴墨記錄方法而不產生問題。
然而,在電子照相記錄方法中,當對已經轉印到紙上的調色劑圖像進行熱固定時,紙張發生捲曲。這是因為在熱固定時僅加熱紙的單面,並且僅從加熱面除去紙的水分。因此,存在例如在出紙部分發生卡紙和在收集託盤上出現堆聚缺陷等問題。
為了解決列印後捲曲的問題已經提出很多建議。其一個實例(公開於日本特開平5-341554)著眼於紙張內在的張力,其提出的方法包括在抄紙和乾燥紙張時對轉印紙進行拉伸乾燥的方法。其另一個實例包括控制包裝紙張時的溼度,以降低紙的水分含量,從而降低紙張在吸水時的伸長率。例如日本特開平5-241366和特開平7-219262提出了在壓光處理後立即限定塗布紙的水分含量的方法。
日本特開平6-138688中提出了另一方法,即,降低紙張二個表面之間纖維取向差異以及限定包裝打開時的水分含量的方法。據認為通過降低二個表面之間纖維取向的差異,可以降低二個表面之間伸長率特性的差異。然而,電子照相方法的熱固定部分中固定調色劑的最常用方式是將紙張夾在加熱部件和擠壓部件之間。因為加熱部件和擠壓部件具有不同溫度,二個表面之間的伸長率產生差異。因此,難以用該方法抑制熱固定後的捲曲。即使打開包裝時紙張的水分含量得到降低,紙張也會在包裝打開後吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對抑制熱固定後的捲曲作用很小。
日本特開平8-123066公開了另一種方法,這種方法限定了由多孔顏料層塗布的紙張在打開包裝時的水分含量。然而,儘管為顏料層提供了孔隙以改善圖像質量,但孔隙的存在對熱固定後的捲曲沒有產生影響。此外,如上所述,即使打開包裝時紙張的水分含量得到了降低,但打開包裝後紙張仍然會吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對熱固定後的捲曲的抑制作用很小。
日本特開平11-282193中公開了另一個方法,即限定紙張在水中的伸長度和打開包裝時紙的水分含量。然而,熱固定後的捲曲是乾燥狀態下的紙張的尺寸變化。因此,由於水中伸長度是極其潮溼狀態中的紙張的尺寸變化,所以不可能通過控制水中伸長度來抑制熱固定後的捲曲。如上所述,即使降低了打開包裝時的水分含量,打開包裝後紙張仍然會吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對熱固定後的捲曲的抑制作用很小。
日本特開平6-202371中公開了一種方法,該方法除限定包裝中的水分含量之外,還限定了處於28℃、85%RH(相對溼度)條件下的水分含量。該方法限定了高溼度環境中平衡水分含量和打開包裝時的水分含量之間的差異。該方法還著眼於紙張吸收水分的容易程度。因此,該方法不能充分有效地抑制由脫水產生的熱固定後的捲曲。還有一些其它方法公開於日本特開平6-295087和特開平11-338181。然而,這些方法也不能充分有效地抑制熱固定後的捲曲。
日本特開平3-287894公開了限定包含回用紙的紙張在20℃、65%RH條件下的水分含量的方法。然而,該方法著眼於紙張吸收水分的容易程度。因此,該方法不能充分有效地抑制由脫水產生的熱固定後的捲曲。
複印機和印表機的發展使得它們小型化並具有例如自動雙面複印和自動裝訂等多種功能。隨著複印機和印表機的發展,設備的機械結構和紙張通路變得複雜,熱固定輥的直徑變小,而且熱固定輥變得複雜。因此,即使通過上述技術降低紙張兩面之間的尺寸變化差異,當在高溼度條件下使用該紙張時,紙張仍然會發生嚴重捲曲。當該紙張用於僅加熱紙張一面的小印表機的列印時,該捲曲特別明顯。由於發生捲曲,紙張的末端很可能接觸設備中的部件,因而易於導致卡紙。因此,用如上所述的傳統方法不能令人滿意地抑制熱固定後的捲曲。
採用噴墨記錄方法在普通紙上列印時也存在問題。例如,著色劑不可能保持在紙張上,由此使得彩色顯影性能不足。此外,因為使用了水溶性著色劑,所記錄的圖像耐水性不足。上述的傳統技術沒有解決這些問題。
為了解決該問題,日本專利第296368號公報中提出一種方法。該方法中,將包含水溶性染料的油墨用於包含離子性物質的紙張上的記錄,該離子性物質具有與油墨中的水溶性染料相反的離子極性。然而,如果該方法使用疏水性不足的紙張進行列印,並使用快速乾燥油墨例如用於高速印表機的油墨,則彩色顯影性能惡化。這是因為油墨很快滲入紙張,油墨中的著色劑到達紙張內部,從而減少保持在紙張表面上的著色劑相對量。
上述方法中,因為紙張包含大量高度電離物質,紙張會受到環境變化的過度影響,以致紙張的電阻降低。因此,該紙張可能對電子照相印表機或電子照相複印機中調色劑的可轉印性產生不良作用。因而,還沒有可以解決電子照相記錄和噴墨記錄問題的共用紙張(參見日本特開平10-166713和特開平7-257017)。此外,用傳統方法不能抑制紙張熱固定後的捲曲。
傳統噴墨印表機中,通常,黑色油墨包含顏料並慢慢地滲入記錄紙,彩色油墨包含染料並很快地滲入記錄紙,從而可以改善黑色文字的品質,並且可以抑制色間洇紙(intercolor bleed)。然而,如果將能夠很快地滲入記錄紙的彩色油墨用於列印具有高記錄密度的圖像,列印後紙張會立刻發生嚴重捲曲,從而使印表機中出現卡紙或圖像區域中出現刮痕。
此外,因為使列印後立刻捲曲的記錄紙舒展要花費時間或使油墨乾燥要花費時間,所以在雙面列印情況下列印效率極低。當列印高記錄密度圖像時,風乾後產生的捲曲很嚴重。因此,不能同時充分地滿足高品質和對捲曲的抑制方面的要求。
如上所述,記錄紙的捲曲在電子照相系統和噴墨系統中是一個大問題。
除上述方法之外,已經提出了多種其它方法來抑制電子照相系統中記錄紙的捲曲。其實例包括日本特開平3-243953中公開的控制轉印紙的殘餘曲率的方法;日本特開平7-202897和特開平7-295280中公開的控制灰分含量差異的方法,該方法著眼於轉印紙兩面之間的特性差異;日本特開平3-236062中公開的控制伸長率差異的方法;日本特開昭58-176641中公開的控制紙密度差異的方法;日本特開平6-110243中公開的控制游離度差異的方法。
然而,即便用上述技術減少了紙張兩面之間的尺寸變化差異,但在高溼度條件下使用該紙張時,紙張仍然會發生嚴重捲曲。當將該紙張用於僅加熱紙張一面的小印表機的列印時,該捲曲特別明顯。由於發生捲曲,紙張的末端很可能接觸設備中的部件,因而容易導致卡紙。
為了抑制噴墨系統中發生的捲曲,日本特開平10-046498和特開2002-201597中提出了使用甲醛樹脂等來抑制吸水時的伸長率以便抑制捲曲的方法。然而,如果抄紙之前將抑制捲曲用材料與紙張材料混合,由於抑制捲曲用材料的高反應性,紙張中的纖維素纖維會絮凝,從而使表面品質嚴重惡化。
即使通過施膠壓榨提供抑制捲曲用材料,抑制捲曲用材料也會在被塗布前引發反應,使表面施膠液變粘並且絮凝。因此,減少了觸及紙張中的纖維素纖維的抑制捲曲用材料的量,從而不能得到足夠的捲曲抑制效果。
用噴墨記錄方法進行圖像記錄時,將多種澱粉例如酶改性澱粉和陽離子化澱粉用作旨在防止洇紙的表面施膠劑。
作為酶改性澱粉,已經報導了多種經澱粉酶處理的澱粉(例如日本特開平1-156595、特開平1-162894、特開平2-3000、特開2000-307813和特開平10-219596和日本專利第3237104號公報和第2936996號公報中)。記錄紙中使用酶改性澱粉對於防止洇紙是有效的,但是不能充分有效地抑制捲曲。
日本特開2004-143612提出一種記錄紙,該記錄紙使用陽離子化澱粉作為用於抑制捲曲的表面施膠劑。然而,當陽離子化澱粉滲入紙張內部時,陽離子化澱粉增強了在纖維素纖維之間氫鍵的形成。因此,當該紙張用於高溼度條件下的電子照相圖像記錄時,使用陽離子化澱粉會使熱固定後的捲曲更加嚴重。當在使用大量水的噴墨記錄系統中使用紙張時也會發生捲曲,並且紙張邊緣接觸機器中的部件,從而容易產生卡紙等。
如上所述,根據傳統方法通過使用澱粉作為記錄紙中的表面施膠劑是不足以防止捲曲的。
發明內容
鑑於傳統技術的上述問題,已經完成本發明。
本發明的一個方面是提供一種記錄紙。所述記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的。將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60。
本發明的另一個方面是提供一種圖像記錄方法。該圖像記錄方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行均勻充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用靜電顯影劑使該靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將該調色劑圖像轉印至記錄紙表面;將該調色劑圖像固定在該記錄紙表面。該方法中,所述的記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而製得的。所述記錄紙是這樣的紙張將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60。
本發明的另一個方面是提供一種噴墨記錄方法。該記錄方法包括向記錄紙提供油墨液滴,從而在該記錄紙表面上記錄圖像。該方法中,所述的記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而製得的。所述記錄紙是這樣的紙張將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘溶液,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時,具有所述聚維酮碘溶液的表面的反射濃度為小於等於0.60。
作為本發明的發明人深入研究熱固定後捲曲機理的結果,已經發現如果用包括澱粉的處理液塗布記錄紙表面,使得由該記錄紙的熱水提取得到的固體具有0~5meq/100g(毫摩爾/100克)的羧基含量,則可以在電子照相記錄方法中抑制熱固定後捲曲,並且可以在噴墨記錄方法中改善彩色再現性。
用於電子照相記錄方法的記錄紙包含導電劑。本發明人還發現,通過用多價金屬鹽作為導電劑將記錄紙表面處理至預定程度,既可以保持電子照相記錄中的可轉印性,同時也可以獲得噴墨記錄中的高彩色再現性。具體地說本發明的另一個方面是提供一種記錄紙,該記錄紙是通過用包含澱粉的處理液塗布以紙漿纖維和填料為主要成分的基紙的表面來製備的。該記錄紙是這樣的記錄紙當對0.06m2的記錄紙進行熱水提取時,該提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
在一個實施方案中,所述處理液包含二價或二價以上的金屬的鹽,並且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,其表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
所述處理液中的澱粉的羧基量可以為0~5毫摩爾/100克。
本發明的另一個方面是提供一種圖像記錄方法。該圖像記錄方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行均勻充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用靜電顯影劑使該靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將調色劑圖像轉印至記錄紙表面;將該調色劑圖像固定在該記錄紙表面。該方法中,所述記錄紙選自上述記錄紙。
本發明的另一個方面是提供一種圖像記錄方法。該圖像記錄方法包括向記錄紙表面提供油墨液滴,該油墨液滴包含著色劑以及選自水和水溶性有機溶劑的至少一種物質。該方法中,所述記錄紙選自上述記錄紙。
本發明的另一個方面是提供一種記錄紙,所述的記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的,其中,將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60;而且當對0.06m2的記錄紙進行熱水提取時,該提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。該記錄紙的基紙可以進一步包含填料。所述表面施膠劑可以包含二價或二價以上的金屬,而且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,其表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
上述方面中使用的澱粉可以是通過下述方法製備的澱粉,該方法包括使澱粉和水混合以形成澱粉水溶液;加熱該澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於該凝膠化加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
圖1是用於解釋用來測量由h表示的捲曲高度的方法的示意圖。
具體實施例方式
在下文中,將使用標題″第一實施方案″和″第二實施方案″解釋本發明。
第一實施方案記錄紙在第一實施方案中,本發明提供了一種記錄紙,所述的記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的,其中,將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘溶液,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,具有所述聚維酮碘溶液的表面的反射濃度為小於等於0.60。
當通過電子照相式或噴墨式複印機或印表機使用第一實施方案的記錄紙進行圖像記錄時,可以抑制所述捲曲。
反射濃度是表示記錄紙表面上的以下區域的著色程度的指標,該區域是被碘和澱粉之間的顯色反應染色的區域。該著色程度受所述澱粉的形態的影響。已知的是,如果澱粉的葡萄糖鏈越短,碘越不可能摻入該葡萄糖鏈的螺旋結構,從而會降低反射濃度。還已知,由熟化造成的澱粉結晶化會提高疏水性,而提高的疏水性將降低吸附碘的能力,從而降低反射濃度。
換言之,澱粉的疏水性提高會導致反射濃度減少。因此,隨著反射濃度變低,因電子照相圖像記錄中熱固定的熱量導致的記錄紙在靠近表面的部分的水分含量的變化會變小,從而可以更容易地抑制捲曲。噴墨圖像記錄中,如果反射濃度較低,則列印後立即吸收的水較少,從而降低了以前滲入記錄紙然後在列印後的乾燥工序中蒸發的水分的量,因此使得能夠比較容易地抑制列印後立即發生的捲曲和記錄紙風乾後的捲曲。
因此,為了抑制捲曲,在使用第一實施方案的記錄紙的情況下,所述反射濃度可以是小於等於0.6,優選小於等於0.57,更優選小於等於0.55,再優選小於等於0.53。本發明中反射濃度越低越優選。
然而,必須向記錄紙提供至少一定量的澱粉以防止噴墨列印時的洇紙。所述澱粉可以與紙張的成分在抄紙之前混合,和/或在抄紙後施用於記錄紙。因此,反射濃度優選是大於等於0.30,更優選是大於等於0.35。
反射濃度是通過以下方法測量將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時以控制含水量;然後向該記錄介質的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘溶液;然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時;之後用反射濃度測量儀器測量該表面的反射濃度。
雖然此處引用聚維酮碘液體作為用於碘-澱粉反應的碘來源,但也可以使用可商購的聚維酮碘含漱劑代替,只要向該記錄紙表面上的單位面積提供相同有效量的碘即可。可以用塗布法或噴霧法向該記錄紙的表面提供聚維酮碘液體,只要以10ml/m2(以未稀釋的溶液計算)的量向該表面上均勻地提供所述液體即可。
在反射濃度(視覺濃度)的測量中,將由X-rite生產的X-RITE 938用作測量儀器,將D50光源用作光源,測量視野是2°視野,光圈尺寸是8mm。測量中,測量50mm×50mm尺寸的紙片中十個點的反射濃度值,將該十個值的平均值視作該紙張的反射濃度,其中,該紙片任意地選自由碘-澱粉反應染色的區域。
此處使用的術語″澱粉″的範圍包括澱粉和澱粉衍生物,例如已經用酶處理過的酶改性澱粉。表面施膠劑中使用的澱粉和應用於澱粉的處理沒有特別限定,只要得到的記錄紙在上述測量中顯示出小於等於0.6的記錄密度即可。在一個實施方案中,可結合使用兩種或更多種澱粉。
第一實施方案的記錄紙中使用的澱粉優選是以往用作表面施膠劑的氧化澱粉,或比通常的澱粉具有更高疏水性的澱粉例如酶改性澱粉。該澱粉可以是由下列方法製備的酶改性澱粉。
優選的酶改性澱粉(以下有時稱為″酶改性澱粉F″)是通過以下方法製得的加熱澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於上述凝膠化加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
另一方面,製備傳統的酶改性澱粉時,加熱澱粉水溶液,同時加入酶,然後冷卻。常規方法中,省略了本發明上述方法中的熟化工序,實際上,同時進行用於凝膠化澱粉水溶液的加熱和用於使酶失活的加熱。
當酶改性澱粉F用作表面施膠劑時,容易得到在上述測量中顯示出小於等於0.6的反射濃度的記錄紙。因此,酶改性澱粉F對於抑制和防止捲曲是非常有效的。這估計是因為酶改性澱粉F比傳統澱粉具有更高的疏水性。據認為,酶改性澱粉F疏水性高的理由應該是如下所述當在用於凝膠化澱粉水溶液的加熱之後進行熟化時,在用於凝膠化澱粉水溶液的加熱中溶解並膨脹的澱粉再度結晶,再結晶的澱粉的吸水得到了抑制,從而增強了得到的酶改性澱粉F的疏水性。優選以下列條件進行酶改性澱粉F的製備。
-凝膠化製備中使用的澱粉沒有特別限制,可以是傳統澱粉例如玉米澱粉、木薯澱粉、馬鈴薯澱粉、小麥澱粉或米澱粉。
澱粉水溶液中澱粉的濃度優選是8重量%~20重量%,更優選10重量%~15重量%。加熱溫度(用於凝膠化澱粉水溶液的加熱溫度)優選是90℃~120℃,更優選95℃~100℃。處理時間優選是20分鐘~60分鐘,更優選30分鐘~45分鐘。
-熟化使凝膠化後的澱粉水溶液自然冷卻或用冰水等強制冷卻,然後在低溫進行熟化。熟化溫度優選是20℃~50℃,更優選25℃~40℃。處理時間優選是60分鐘~180分鐘,更優選60分鐘~120分鐘。
-改性通過加入酶對熟化後的澱粉水溶液進行酶改性。所述酶可以是例如α-澱粉酶、β-澱粉酶或葡糖澱粉酶。要使用的酶的量(酶濃度)優選是澱粉量的0.01重量%~1.00重量%,更優選是澱粉量的0.02重量%~0.5重量%。反應時間(添加酶與開始隨後的酶失活工序之間的時間長度)優選為1分鐘~10分鐘,更優選1分鐘~3分鐘。
-失活改性後,將澱粉溶液加熱至高溫,以使酶失活並停止酶改性反應。加熱溫度優選為90℃~120℃,更優選95℃~100℃。處理時間優選為5分鐘~20分鐘,更優選6分鐘~10分鐘。
製備酶改性澱粉F的一個具體實例描述如下。
將盛放180g含8重量%玉米澱粉的液體的容器放進熱水浴(高於等於95℃),並使玉米澱粉液煮沸30分鐘(凝膠化)。然後,通過將容器放入冰水浴等,經過約30分鐘使玉米澱粉液冷卻至40℃。將玉米澱粉液放入小瓶子,並將瓶子在40℃的熱水浴中靜置30分鐘(熟化)。然後,向每個瓶子中加入預定量的酶(α-澱粉酶,產品名稱「KLEISTASE PA」),並將瓶子中的玉米澱粉液強烈攪拌約2分鐘(改性)。攪拌後,將瓶子放入煮沸的熱水浴(高於等於95℃),並靜置6分鐘,以便使酶失活(失活)。然後,將該澱粉液冷卻至室溫並用作表面施膠劑。
為了參考的目的,將傳統酶改性澱粉的製備方法描述如下。製備中,將盛放了包含20重量%~30重量%玉米澱粉的液體和預定量酶(α-澱粉酶,產品名稱″KLEISTASE PA″)的容器放入熱水浴(高於等於95℃),並使澱粉液沸騰30分鐘。然後,將該澱粉液冷卻至室溫並用作表面施膠劑。
可以通過適當地調整每個工序中的條件例如通過調整澱粉改性時的酶濃度,來控制酶改性澱粉F的疏水性。
為了抑制捲曲,可以選擇所述的條件,使得由包含酶改性澱粉F的表面施膠液塗布基紙得到的記錄紙在用上述程序處理並測量時,顯示出小於等於0.6的反射濃度。優選不僅考慮反射濃度而且考慮記錄紙的生產方法,來選擇所述條件。例如,如果該澱粉已經用酶過度地改性,那麼表面施膠液的粘度會太低,很可能存在例如液體滴落的問題。
傳統技術曾試圖通過降低紙張兩面之間的差異或通過使用傳統酶改性澱粉等來改善表面施膠劑滲入紙張的滲透性,並抑制可能導致雙面複印或列印中出現卡紙的捲曲。
然而,當用具有使紙張一面的受熱比另一面更強的機械結構的複印機或印表機以高溼度條件在傳統記錄紙上形成圖像時,雙面複印或雙面列印時很可能出現卡紙。這是因為紙張上受熱的一面的尺寸變化很可能大於另一面的尺寸變化,從而發生嚴重的捲曲。
另一方面,當具有較高疏水性的澱粉例如酶改性澱粉F用作表面施膠劑時,受熱一面的尺寸變化不會顯著大於另一面的尺寸變化。因此,可以抑制雙面複印或列印時的卡紙。
製備第一實施方案的記錄紙時,通過用包含表面施膠劑的表面施膠液塗布基紙,從而向該記錄紙表面提供表面施膠劑。表面施膠液中表面施膠劑的濃度優選是5質量%~15質量%,更優選8質量%~12質量%。
所述表面施膠劑特別優選是酶改性澱粉F。此外可以使用其它表面施膠劑例如聚乙烯醇和傳統澱粉(例如傳統酶改性澱粉和氧化澱粉),只要能保持反射濃度為小於等於0.6即可。
附著於紙張的表面施膠劑的量優選為0.1~5.0g/m2每單面,更優選1.0~3.0g/m2每單面。
如果附著於每一個表面的表面施膠劑的量超過5.0g/m2,則記錄紙表面上的表面施膠劑的量較大,從而會增加記錄紙中纖維素纖維之間的接觸點。增加的接觸點有時會加強捲曲和起皺。如果附著於每一個表面的表面施膠劑的量低於0.1g/m2,則記錄紙表面上的表面施膠劑的量較小,從而表面施膠劑不能使與表面施膠劑同時施用的顏料等固定於基紙表面。因此,當在電子照相式或噴墨式成像設備中轉印所得的記錄紙時,轉印時很可能產生會導致機器故障的大量紙粉。
第一實施方案的記錄紙具有優選10~50的勻度指數,更優選該勻度指數為15~40。如果勻度指數低於10,質地的不均勻性可能導致電子照相法中圖像轉印的不均勻。如果勻度指數高於50,必須將紙打漿至更高程度,以確保均勻性,從而會導致有時候捲曲增強。
此處使用的勻度指數是指用微勻度測試儀(MFTMicro FormationTester)和由M/K Systems,Inc.生產的3-D紙張分析儀(M/K950)測量的值,所述紙張分析儀的光圈直徑設為1.5mm。
具體地說,將樣品(記錄紙)貼在3-D紙張分析儀的可旋轉滾筒上。使用安裝在滾筒的軸上的光源和設置在滾筒外部並朝向光源的光電探測器,根據光強的變化測量樣品紙張重量的局部變化。由提供給光電探測器的入射光部分的光圈直徑來控制測量面積。放大光強的變化(偏差),並對該變化作A/D(模擬/數字)轉換,然後分為64個光學測量的重量等級。每一個掃描操作進行1000000次測量,並根據測量值作直方圖。用直方圖的最高等級的頻率(峰值)除以頻率100或100以上的等級的數量,再用得到的值(商)除以100。最終得到的值為所述勻度指數。勻度指數越高表明紙張形態越均勻。
當進行電子照相成像時,記錄紙的電特性是重要的。例如,當在記錄紙的製備中使用可能影響電特性的芒硝或陽離子化物質時,根據所述物質的組合和用量的不同,電子照相成像中可能會出現圖像轉印的不均勻。
因此,記錄紙上成像一面的表面電阻率優選是1.0×109Ω/sq至1.0×1011Ω/sq。記錄紙的體積電阻率優選是1.0×1010Ω·cm至1.0×1012Ω·cm。如果表面電阻率或體積電阻率超出上述範圍,電子照相法中可能出現圖像轉印的不均勻。記錄紙的另一面可以具有上述範圍的表面電阻率。
表面電阻率更優選為5.0×109Ω/sq至7.0×1010Ω/sq,再優選5.0×109Ω/sq至2.0×1010Ω/sq。體積電阻率更優選為1.3×1010Ω·cm至1.6×1011Ω·cm,更優選1.3×1010Ω·cm至4.3×1010Ω·cm。本說明書中,表面電阻率和體積電阻率是用JIS-K-6911的方法將記錄紙在23℃、50%RH條件下靜置24小時後測量的值。JIS-K-6911公開的內容此處引入作為參考。
第一實施方案中使用的基紙包含紙漿(纖維素紙漿)作為主要成分。基紙可以選自下述基紙,或可以是用例如顏料或粘合劑的物質處理基紙表面得到的普通紙。
基紙包含纖維素紙漿。作為纖維素紙漿,可以使用已知紙漿。具體地說,可以使用化學漿,更具體地說,可以使用通過化學處理木材生產的紙漿,例如闊葉樹漂白牛皮紙漿、闊葉樹未漂白牛皮紙漿、針葉樹漂白牛皮紙漿、針葉樹未漂白牛皮紙漿、闊葉樹漂白亞硫酸鹽紙漿、闊葉樹未漂白亞硫酸鹽紙漿、針葉樹漂白亞硫酸鹽紙漿、針葉樹未漂白亞硫酸鹽紙漿;以及通過化學處理例如木材、棉花、大麻纖維和韌皮等纖維原材料而生產的紙漿。
還可以使用例如由對木材或木屑進行機械製漿得到的磨木漿、用化學溶液浸透木材或木屑後對這些木材或木屑進行機械製漿得到的化學機械漿、或蒸煮木屑直至這些木屑變軟隨後用精磨機製漿得到的熱機械紙漿。這些要使用的紙漿可以僅由原生漿製成,或根據需要可以在這些紙漿中混入廢紙。
特別地,僅包含原生漿的紙漿優選是以不使用氯氣而使用二氧化氯的漂白方法(無元素氯;ECF)或以使用臭氧/過氧化氫而不使用含氯化合物的方法(全無氯;TCF)等方法漂白的紙漿。
此外,作為上述廢紙漿的原材料,可以混合未印刷廢紙,例如通過齊邊或切邊產生的或作為裝訂廠、印刷廠和切邊廠中的損紙產生的高白損紙、特白損紙、中白損紙和白損紙;印刷過的高級紙,例如列印過或複印過的高級紙和高級塗布紙;用例如油墨或鉛筆書寫過的廢紙;包括廣告傳單的廢報紙,例如印刷過的高級紙、塗布高級紙、中質紙和塗布中質紙;廢紙,例如中質紙、塗布中質紙和木質紙。
作為第一實施方案中使用的廢紙漿,用臭氧漂白和過氧化氫漂白中至少一種方法處理上述廢紙原料得到的紙漿是合乎需要的。此外,為了得到具有較高白度的基紙,由上述漂白處理得到的廢紙漿的比率優選為50重量%~100重量%。此外,考慮到資源回用,廢紙漿的比率更優選為70重量%~100重量%。
上述臭氧處理具有分解高級紙中通常包含的螢光染料的效果,過氧化氫處理具有防止由脫墨處理中所用的鹼導致的泛黃的效果。已知結合上述兩種處理的處理不僅易於進行廢紙脫墨,而且可改善紙漿的白度。此外,所述的結合處理具有分解並除去紙漿中的殘留氯化合物的效果,因此對降低使用了氯漂白紙漿的廢紙中的有機滷素化合物的含量具有顯著作用。
此外,優選在第一實施方案中使用的基紙中加入填料以控制不透明性、白度和表面特性。在特別需要降低滷素量的情況下,優選使用不包含滷素的填料。可用的填料的實例包括白色無機顏料,例如重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、白堊(choke)、高嶺土、焙燒粘土、滑石、硫酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鋅、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、合成二氧化矽、氫氧化鋁、氧化鋁、絹雲母、白炭黑、皂石、鈣蒙脫石、鈉蒙脫石和膨潤土;和有機顏料,例如丙烯酸塑性顏料、聚乙烯和尿素樹脂。此外,當混合廢紙時,必須通過預先估算廢紙原料中包含的灰分含量調整廢紙的用量。
而且,優選在第一實施方案中使用的基紙中加入內用施膠劑。作為內用施膠劑,可以使用生產中性紙時使用的中性松香型施膠劑、烯基琥珀酸酐(ASA)、烷基乙烯酮二聚物(AKD)以及石油樹脂型施膠劑。
當要控制記錄紙表面為陽離子性時,使用例如親水性陽離子樹脂等作為陽離子材料處理該表面。在這種情況下,施用該陽離子樹脂之前,所述紙張的施膠度優選是10秒或10秒以上但是小於60秒,以抑制陽離子樹脂向內部的滲透。
通過用包含澱粉的表面施膠液處理上述基紙表面,可以得到第一實施方案的記錄紙。
可以用通常的施用裝置例如施膠壓榨機、墊片式施膠機(shim size)、堰輥、輥式塗布機、刮條塗布機、氣刀塗布機、棒式刮刀塗布機(rod bladecoater)或刮刀塗布機將表面施膠用溶液施用於基紙以進行表面處理。經過隨後的乾燥步驟而得到記錄紙。
雖然沒有對第一實施方案的記錄紙的定量作特別限定,但優選是60g/m2~128g/m2,更優選是60g/m2~100g/m2,再優選是60g/m2~90g/m2。定量越高對於抑制捲曲和起皺越有利。然而,如果定量超過128g/m2,紙張的挺度(剛性)過高,因此存在印表機中紙張運轉特性惡化的情況。另一方面,如果定量低於60g/m2,存在難以充分抑制捲曲和起皺的情況。考慮到油墨沾汙,這樣的低定量也是不合需要的。
此外,當抄紙時,優選調整纖維取向比率為1.0至1.55,更優選1.0至1.45,再優選1.0至1.35。當纖維取向比率在該範圍之內時,可以抑制用噴墨方式列印後記錄紙的捲曲。上述″纖維取向比率″是用超聲波傳播速度法測量的纖維取向比率。該比率是將紙張MD(抄紙前進的方向)的超聲波傳播速度除以CD(垂直於抄紙前進方向的方向)的超聲波傳播速度計算得到的值,並由下列等式(1)來表示。等式(1)由超聲波傳播速度法得到的基紙的纖維取向比率(T/Y比率)=(MD方向的超聲波傳播速度)/(CD方向的超聲波傳播速度)在這種情況下,使用聲波紙張測試儀(SONIC SHEET TESTER;由Nomura Shoji(K.K.)生產)測量由該超聲波傳播速度法得到的纖維取向比例。
第一實施方案的記錄紙優選包含能夠使紙張形狀穩定化的物質。如果該記錄紙包含這樣的物質,則紙漿纖維之間會形成共價鍵,從而抑制尺寸變化。能夠使紙張形狀穩定化的物質可以是例如聚醛樹脂、聚碳二亞胺、碳酸銨鋯或多價有機酸。考慮到安全性和成本,該物質優選是多價有機酸。
第一實施方案的記錄紙的表面優選包含陽離子聚合物或多價金屬鹽。在這種情況下,當噴墨油墨包含陰離子聚合物時,該陰離子聚合物分子可經由所述陽離子聚合物或多價金屬鹽交聯。由於交聯,油墨中的著色劑會很快凝集,可以得到高品質的列印圖像。此外,因為油墨溶劑向紙張內部的滲透被阻止,所以可以更高效地抑制列印後立即出現的捲曲和起皺,以及風乾後的捲曲和起皺。
上述多價金屬鹽的實例包括鉀、鋇、鈣、鎂和其它多價金屬的氯化物、甲酸鹽和乙酸鹽。多價金屬鹽的具體實例包括氯化鋇、氯化鈣、乙酸鈣、硝酸鈣、甲酸鈣、氯化鎂、硫酸鎂、乙酸鎂、甲酸鎂和氯化鋅。可以僅使用單種多價金屬鹽,或可以使用多種多價金屬鹽。這些多價金屬鹽中,在水中具有高溶解性的金屬鹽和高價數的金屬鹽是優選的。此外,如果多價金屬鹽的反荷離子是強酸,塗布後紙張會泛黃。因此,氯化鈣、甲酸鈣、氯化鎂、甲酸鎂等優選用作多價金屬鹽。陽離子聚合物的實例包括陽離子化纖維素和陽離子化澱粉;然而不同於這些物質的物質也包括在本發明範圍中。
可以通過將上述例舉的陽離子聚合物或多價金屬鹽加入上述表面施膠溶液,或通過將包含所述陽離子聚合物或多價金屬鹽的其它塗布溶液施用於基紙表面,從而將上述例舉的陽離子聚合物或多價金屬鹽摻入至記錄紙表面。在後一情況中,可以在水中溶解聚合物或金屬鹽,以形成塗布溶液,並直接將該塗布溶液施用於記錄紙(或紙張)來進行塗布。然而,通常所述塗布溶液還包含粘合劑。
記錄紙表面中包含的陽離子聚合物和多價金屬鹽的含量優選為0.1g/m2~2.0g/m2,更優選0.5g/m2~1.0g/m2。
如果所述含量小於0.1g/m2,則與油墨中包含的顏料和陰離子聚合物的反應程度較低,圖像品質可能較低,列印後立即出現的捲曲和起皺可能變得嚴重,風乾後的捲曲和起皺也可能變得嚴重。另一方面,如果所述含量超過2.0g/m2,則會損害油墨的滲透性,並且可能損害高速列印時的油墨乾燥性能。
(電子照相圖像記錄方法)第一實施方案中的電子照相圖像記錄方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用顯影劑使該靜電潛像保持部件的表面上的靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將調色劑圖像轉印至記錄紙表面;將該記錄紙表面上的調色劑圖像固定,其中,所述記錄紙是第一實施方案的上述記錄紙。
根據第一實施方案的電子照相圖像記錄方法,可以抑制列印後立即出現的捲曲。
任何裝置可以用作第一實施方案的電子照相圖像記錄方法中使用的成像裝置,只要它使用包括了上述充電步驟、曝光步驟、顯影步驟、轉印步驟和固定步驟的電子照相系統即可。在使用例如包括青色、品紅色、黃色和黑色調色劑的四色調色劑的情況下,該裝置可以是使用4-循環顯影體系的彩色圖像形成裝置,該顯影體系中,將分別包含不同顏色的調色劑的顯影劑依次提供給感光體,以形成調色劑圖像;具有與相應顏色對應的四個顯影單元的彩色圖像形成裝置(所謂的串聯式機器)等。
作為用於成像的調色劑,可以使用任何已知調色劑,沒有任何特殊限定。然而,可以使用例如具有小粒徑和窄粒度分布的球形調色劑以得到高度精確的圖像,並且可以使用包含低熔點粘合劑樹脂的調色劑以便能夠進行低溫固定。
(噴墨圖像記錄方法)
第一實施方案的噴墨圖像記錄方法包括向記錄紙表面上提供油墨液滴,從而在記錄紙上記錄圖像,其中,所述記錄紙是第一實施方案的記錄紙。因此,該噴墨圖像記錄方法抑制了列印後立即出現的捲曲和風乾後的捲曲。
可以用傳統噴墨記錄設備例如熱噴墨式記錄設備和壓電式噴墨記錄設備實施第一實施方案的噴墨記錄方法。該噴墨記錄方法可以應用於具有用來在列印時、列印前或列印後加熱記錄紙的單元的系統,所述的單元能夠通過將記錄紙和油墨加熱至50℃~200℃來促進油墨的吸收和固定。
接著,將描述適於實踐第一實施方案的噴墨記錄方法的一個噴墨記錄裝置的實例。該實例被稱作多程式系統,其中,使所述記錄頭對記錄紙的表面作多次掃描以形成圖像。
作為從噴嘴排出油墨的系統,以下舉例說明所謂的熱噴墨系統,該系統中,將能量供應給布置在噴嘴中的加熱器以使噴嘴中的油墨發泡,從而通過由發泡產生的壓力將油墨排出。還有一個系統是,向壓電元件供應能量以使該壓電元件發生物理變形,從而將由所述變形產生的力用於將油墨從噴嘴排出。
該體系通常使用壓力元件作為所述壓電元件。第一實施方案的噴墨記錄方法中使用的噴墨記錄裝置中,用於從噴嘴排出油墨的系統可以是上述的任一系統,並且不限於這些系統。在本說明書全文中,該系統不受任何限制。
第二實施方案記錄紙第二實施方案中,本發明提供了一種記錄紙。該記錄紙是包含以紙漿纖維和填料為主要成分的基紙的普通紙,其中,所述普通紙不具有包含顏料的塗布層,並且該普通紙已經塗布有包含澱粉的處理液。該記錄紙是這樣的記錄紙當對0.06m2的記錄紙進行熱水提取時,該提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
一個實施方案中,所述處理液包含二價或二價以上的金屬的鹽,並且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,其表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
第二實施方案的記錄紙是不具有包含顏料的塗布層的普通紙。因此,所述處理液優選實質上不含顏料。此處使用的術語「實質上不含顏料」是指所述處理液中顏料的含量為小於等於10重量%。
在下文中描述了第二實施方案中使用的澱粉的實例。澱粉是具有少量羧基的天然水溶性聚合物。在澱粉用於紙張的表面處理之前,通常對澱粉進行降低澱粉粘度的處理,以改善表面處理的效率。該用於降低粘度的處理通常是降低澱粉分子量的處理。例如氧化處理或酶改性處理。通過降低澱粉分子量的處理,有可能增加羧基的數量。
儘管原因不清楚,但是如果將羧基較少的澱粉用於記錄紙,則在電子照相記錄方法中會明顯抑制熱固定後的捲曲。類似地,當混合併使用具有不同羧基量的澱粉時,通過結合使用羧基量較少的澱粉,可抑制熱固定後的捲曲。
根據該觀察結果,本發明人已經發現,如果由澱粉處理過的記錄紙經熱水提取得到的固體中羧基含量為0~5毫摩爾/100克,則可以抑制熱固定後的捲曲。
噴墨記錄方法中使用的水溶性油墨中的著色劑通常是陰離子性的。如果在記錄紙表面上存在著其離子極性與油墨中的著色劑的離子極性相同的物質,則該著色劑會被具有該物質的區域排斥。該排斥會在應該具有顏色均勻的實心圖像的實心圖像區域中產生不合需要的白點,並且該白點會降低彩色再現性。本發明人認為對於在紙張表面上使用的澱粉來說不優選具有會導致圖像品質惡化的這種特性。
如果由澱粉處理過的記錄紙經熱水提取得到的固體中羧基含量為0~5毫摩爾/100克,則在油墨中水合併且排斥油墨中陰離子著色劑的組分的量降低,從而改善了彩色再現性。此外,本發明人還發現,如果滿足「當對0.06m2的記錄紙進行熱水提取時,該提取物的固體量是0.01g~0.4g」這一條件,則在油墨中水合併且固定著色劑的組分的量是合適的。
當將油墨提供至紙張表面上時,如果在油墨中水合的上述組分的量較少,則所述著色劑不能被固定,因而會滲入紙的內部或在極難水合的物質的厚層上任意鋪展,將導致均勻彩色再現性變差。如果該組分的量太大,澱粉的分子量太小,而且不存在使由著色劑和已水合組分的結合形成的絡合物或不溶性物質固定的聚合化合物,則由此會降低彩色再現性。
由熱水提取得到的固體中羧基含量優選為0~5毫摩爾/100克,更優選0~3毫摩爾/100克。這是因為,羧基含量越低,越能抑制電子照相方法中熱固定後的捲曲,並且排斥著色劑的羧基的含量越低,將越能改善噴墨法中的彩色再現性。
如上所述,通過限定紙張的熱水提取所得固體的量和該固體的羧基含量,可以得到有利的效果。
如果進一步用多價金屬鹽處理紙張的表面,可改善噴墨記錄方法中的彩色再現性。然而,如果將大量陽離子多價金屬鹽用於表面處理,很可能惡化電子照相方法中調色劑的可轉印性。
因此,對於電子照相記錄方法中的可轉印性和噴墨記錄方法中的彩色再現性重要的是,施用於紙張表面的多價金屬鹽存留在該表面的附近。因此,本發明人已著眼於作為反映電離物質分布的指標的表面電阻率和體積電阻率。
在一個優選實施方案中,在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,其表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。本說明書中,該表面電阻率與體積電阻率的比率是指(表面電阻率(Ω/sq)/體積電阻率(Ω·cm))的值。該比率優選為0.1~1,更優選0.1~0.5。如果該比率低於0.1,則體積電阻率相對於表面電阻率過高;因此電子照相列印時過量電荷會保持在紙張中,由此,當從轉印部件移除紙張時會出現放電,從而產生圖像品質缺陷。如果該比率大於1,則體積電阻率太低;這表明施用至表面的陽離子多價金屬鹽已經大量滲入紙張內部,而沒有存留在表面附近。在這種情況下,很難改善噴墨列印時的彩色再現性。此外,在電子照相方法中,電荷沒有保持在表面上,而是洩漏至背面從而導致轉印缺陷。
第二實施方案的記錄紙的列印面上的表面電阻率優選為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,更優選5.0×109Ω/sq~7.0×1010Ω/sq,更加優選5.0×109Ω/sq~2.0×1010Ω/sq。此處使用的術語「列印面」是指已經用澱粉和多價金屬鹽處理過的那面。
體積電阻率優選為1.0×1010Ω·cm~1.0×1012Ω·cm,更優選1.3×1010Ω·cm~1.6×1011Ω·cm,更優選1.3×1010Ω·cm~4.3×1010Ω·cm。
通過施用包含多價金屬鹽的處理液而使得表面電阻率、體積電阻率以及表面電阻率與體積電阻率的比率分別在上述範圍內,可以得到在電子照相記錄方法中不出現轉印問題並且在噴墨記錄方法中顯示出改善的彩色再現性的記錄紙。
用於製備第二實施方案的記錄紙的基紙描述如下。該記錄紙中使用的基紙以紙漿纖維和填料為主要成分。
該紙漿纖維可以是化學漿纖維。化學漿的實例包括化學處理木材生產的紙漿,例如闊葉樹漂白牛皮紙漿、闊葉樹未漂白牛皮紙漿、針葉樹漂白牛皮紙漿、針葉樹未漂白牛皮紙漿、闊葉樹漂白亞硫酸鹽紙漿、闊葉樹未漂白亞硫酸鹽紙漿、針葉樹漂白亞硫酸鹽紙漿、針葉樹未漂白亞硫酸鹽紙漿;以及通過化學處理例如木材、棉花、大麻纖維和韌皮等纖維原材料而生產的紙漿。
還可以使用例如由對木材或木屑進行機械製漿得到的磨木漿、用化學溶液浸透木材或木屑後對這些木材或木屑進行機械製漿得到的化學機械漿、或蒸煮木屑直至這些木屑變軟隨後用精磨機製漿得到的熱機械紙漿。熱機械紙漿可以是能夠以高產率得到的化學熱機械紙漿。這些要使用的紙漿可以僅由原生漿製成,或根據需要可以在這些紙漿中混入廢紙。
特別地,所述原生漿優選是以不使用氯氣而使用二氧化氯的漂白方法(無元素氯;ECF)或以使用臭氧/過氧化氫而不使用含氯化合物的方法(全無氯;TCF)等方法漂白的紙漿。
此外,作為上述廢紙漿的原材料,可以混合未印刷廢紙,例如通過齊邊或切邊產生的或作為裝訂廠、印刷廠和切邊廠中的損紙產生的高白損紙、特白損紙、中白損紙和白損紙;印刷過的高級紙,例如列印過或複印過的高級紙和高級塗布紙;用例如油墨或鉛筆書寫過的廢紙;包括廣告傳單的廢報紙,例如印刷過的高級紙、塗布高級紙、中質紙和塗布中質紙;廢紙,例如中質紙、塗布中質紙和木質紙。
作為第二實施方案中使用的廢紙漿,用臭氧漂白和過氧化氫漂白中至少一種方法處理上述廢紙原料得到的紙漿是合乎需要的。此外,為了得到具有較高白度的基紙,由上述漂白處理得到的廢紙漿的比率優選為50重量%~100重量%。此外,考慮到資源回用,廢紙漿的比率更優選為70重量%~100重量%。
上述臭氧處理具有分解高級紙中通常包含的螢光染料的效果,過氧化氫處理具有防止由脫墨處理中所用的鹼導致的泛黃的效果。已知結合上述兩種處理的處理不僅易於進行廢紙脫墨,而且可改善紙漿的白度。此外,所述的結合處理具有分解並除去紙漿中的殘留氯化合物的效果,因此對降低使用了氯漂白紙漿的廢紙中的有機滷素化合物的含量具有顯著作用。
此外,優選在第二實施方案中使用的基紙中加入填料以控制不透明性、白度和表面特性。在特別需要降低滷素量的情況下,優選使用不包含滷素的填料。可用的填料的實例包括白色無機顏料,例如重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、白堊、高嶺土、焙燒粘土、滑石、硫酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鋅、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、合成二氧化矽、氫氧化鋁、氧化鋁、絹雲母、白炭黑、皂石、白雲石、鈣蒙脫石、鈉蒙脫石和膨潤土;和有機顏料,例如丙烯酸塑性顏料、聚乙烯、殼聚糖顆粒、纖維素顆粒、聚胺基酸顆粒和尿素樹脂。
此外,當混合廢紙時,必須通過預先估算廢紙原料中包含的灰分含量調整這些廢紙的用量。
混合的填料量沒有特別限定。填料的量基於100質量份紙漿纖維優選是1~80質量份,更優選基於100質量份紙漿纖維為1~50質量份。
此外,當抄紙時,優選調整纖維取向比率為1.0至1.55,更優選1.0至1.45,再優選1.0至1.35。當纖維取向比率在1.0至1.55的範圍之內時,可以同時在電子照相記錄方法和噴墨記錄方法中抑制列印後記錄紙的捲曲。纖維取向比率的含義已在第一實施方案的描述中作過解釋。
澱粉以下將說明第二實施方案中使用的澱粉。
第二實施方案中使用的澱粉的範圍包括從由植物經過光合作用反應合成的多糖萃取的澱粉和通過處理衍生自天然來源的澱粉得到的產物。所述澱粉的實例包括未改性澱粉,例如木薯澱粉、馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、糯性穀物澱粉和甘蔗澱粉;改性澱粉,例如陽離子化澱粉、氧化澱粉、陰離子化澱粉、酶改性澱粉和引入疏水基團的澱粉。因為幾乎不產生羧基,用酶裂解α-糖苷鍵得到的酶改性澱粉是優選的。在使用氧化澱粉的情況下,通過以通常用於氧化的次氯酸鈉進行溼式處理,會產生大量羧基;然而,當以乾燥方式用高碘酸鹽等將粉末態澱粉氧化時,該氧化是溫和的,氧化部分以醛形式保留,從而產生雙醛澱粉等,其中,所述溫和氧化是優選的,因為它抑制了羧基的產生。在溼法中,通過保持高反應pH,可以使該氧化變得溫和;用短時間的高pH處理可以得到幾乎沒有羧基的氧化澱粉。然而,即使在該情況下,溼法氧化的澱粉的羧基含量仍然比酶改性澱粉的羧基含量高,並且比幹法氧化的澱粉的羧基含量高。因此,所述的幾乎沒有羧基的澱粉優選為酶改性澱粉或由幹氧化處理得到的澱粉。為了滿足「由熱水提取得到的固體的羧基含量為0~5毫摩爾/100克」這一條件,所述澱粉優選為具有低羧基含量的澱粉。澱粉的羧基含量優選為0~5毫摩爾/100克,更優選為0~4毫摩爾/100克,更加優選為0~3毫摩爾/100克。當確認由熱水提取得到的固體的IR(紅外)吸收光譜時,可觀察到從950cm-1至1150cm-1的澱粉獨有的吸收,並且可觀察到在1153cm-1、1078cm-1和1024cm-1附近的三個峰。
金屬鹽接著,將說明第二實施方案中使用的金屬鹽。該金屬鹽是在純水中溶解時變為陽離子性的金屬鹽。在一個實施方案中,使用至少一種包含二價或二價以上金屬離子的金屬鹽。
包含二價或二價以上金屬離子的金屬鹽可以是已知的金屬鹽。所述的二價或二價以上的金屬鹽優選選自鋁離子、鈹離子、鈣離子、鎂離子、鍶離子、鋇離子、鐳離子和鋅離子;Fe(II)離子;和Fe(III)離子。更優選鈣離子和鎂離子。
這些金屬離子具有較小的分子量,可以容易地在提供到記錄紙上的油墨中溶解。此外,電離時水合所需要的時間較短;由此這些離子可以使離子極性與所述金屬離子相反的著色劑不溶解化和/或聚集。
記錄紙的製備及記錄紙的特性接著,將說明用於製備第二實施方案的記錄紙的方法和所述記錄紙的優選特性。
用包含澱粉和金屬鹽的處理液塗布基紙表面的方法沒有特別限定。通常,將該處理液用作塗布液(施膠壓榨液),並優選用該處理液對基紙表面進行施膠壓榨處理。
如上所述,該處理液優選實質上不含顏料(這是指處理液中的顏料含量為小於等於10重量%)。換言之,已經作過表面處理的第二實施方案的記錄紙是不具有包含顏料的塗布層的普通紙。該包含顏料的塗布層用於與第二實施方案的記錄紙不同的塗布紙。因為塗布紙在用作普通辦公室中的電子照相記錄用或噴墨記錄用記錄紙時,存在成本、損害轉印部件和紙粉的問題,所以將具有包含顏料的塗布層的該塗布紙從第二實施方案的範圍內排除。
可以用普通施用裝置例如施膠壓榨機、墊片式施膠機、堰輥、輥式塗布機、刮條塗布機、氣刀塗布機、棒式刮刀塗布機或刮刀塗布機將塗布液塗布在基紙表面上。將塗布有包含澱粉和金屬鹽的處理液的基紙乾燥,以製得第二實施方案的記錄紙。
當基紙表面塗布有包含澱粉和金屬鹽的處理液時,基紙上每一面的處理液的量以固體量計算是0.4g/m2~6g/m2,以固體量計算更優選是0.5gg/m2~3g/m2。處理液中澱粉與金屬鹽的重量比優選是1/5至5/0.1,更優選2/3至5/1。
如果澱粉的固體量或金屬鹽的固體量小於0.1g/m2,則不能獲得表面施膠處理的效果,也即不能獲得改善表面強度的效果。如果固體量大於5g/m2,則記錄紙的質地不太可能適於普通紙。因此,施用至表面的澱粉和金屬鹽的總固體量優選是0.6g/m2~5g/m2。
可以通過控制澱粉的量和種類、其它水溶性聚合物的量和種類等將第二實施方案的記錄紙的施膠度調節至適當值。如果通過控制那些因素不能得到所需的施膠度,還可以加入表面施膠劑。表面施膠劑可以是例如松香施膠劑、合成施膠劑、石油樹脂施膠劑、中性施膠劑或聚乙烯醇。
可以通過在抄紙的漿料製備步驟中加入內用施膠劑以便在抄紙時控制施膠度。當希望記錄紙中滷素的量較小時,不含滷素的表面施膠劑和內用施膠劑是優選的。該施膠劑可以是松香施膠劑、合成施膠劑、石油樹脂施膠劑或中性施膠劑。
可以使用施膠劑和纖維用固定劑的結合。在這種情況下,固定劑可以是例如硫酸鋁或陽離子化澱粉。考慮到改善記錄紙的可儲存性,所述施膠劑優選是中性施膠劑。可以用施膠劑的添加量來控制施膠度。
所述記錄紙的stckigt施膠度優選為10秒~60秒,更優選為15秒~30秒。如果stckigt施膠度小於10秒,則在噴墨列印中,洇紙惡化並且小文字可能無法辨認;當噴墨列印條碼等時,條碼可能無法辨認。因此,低於10秒的stckigt施膠度可能損害實用性。
如果stckigt施膠度大於60秒,則電子照相列印中調色劑的可固定性可能惡化。
stckigt施膠度是在JIS P81221976(JIS日本工業標準;其公開內容此處引入作為參考)中定義的,並且在JIS P81111988(其公開內容此處引入作為參考)中規定的標準環境(23℃、50%RH)中測得。
考慮到改善調色劑的可轉印性和顆粒性,記錄紙的平滑度優選是20秒~100秒,更優選70秒~100秒。如果平滑度低於20秒,顆粒性可能惡化。如果平滑度高於100秒,生產時需要在溼潤狀態下進行高壓壓榨以得到高平滑度;高壓壓榨可能導致紙張的透明性增加或導致熱固定後發生嚴重的捲曲。在本說明書中,平滑度是指用JIS-P-81191998(其公開內容此處引入作為參考)規定的方法測得的值。
考慮到抑制電子照相成像中雲狀斑點的產生,記錄紙的勻度指數優選為大於等於20,更優選大於等於30。如果勻度指數低於20,在電子照相記錄中,熱熔融時調色劑易於不均勻地滲入記錄紙,從而產生斑點,損害圖像品質。用於測量勻度指數的方法已在第一實施方案的說明中作過解釋。
當第二實施方案的記錄紙用作用於電子照相術、熱轉印或其組合的記錄介質時,優選通過加入導電劑來控制該記錄紙的表面電阻率。該導電劑優選是不含滷素的導電劑,以便降低記錄紙中滷素的量。
導電劑的實例包括無機電解質,例如硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰、偏矽酸鈉、三聚磷酸鈉和偏磷酸鈉;陰離子表面活性劑,例如磺酸鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磷酸鹽;陽離子表面活性劑;非離子型表面活性劑和兩性表面活性劑,例如聚乙二醇、甘油和山梨糖醇(sorbit);和聚合物電解質。如上所述,第二實施方案中特別優選使用二價或二價以上的金屬的鹽,並且該金屬鹽的使用可以改善噴墨列印中的彩色再現性。
用包含澱粉和金屬鹽的處理液塗布之前,紙張的透氣性優選是10秒~30秒。例如可以通過對基紙進行壓光處理,以控制透氣性。當用包含澱粉和金屬鹽的處理液塗布基紙表面時,通過增加透氣性,可抑制處理液向記錄紙內的滲透性。然而,如果透氣性過高,也會抑制噴墨列印中油墨的滲透性,由此可能出現色間洇紙(intercolor bleed)並且可能損害乾燥性能。因此,優選在考慮該問題的條件下調整透氣性。
通過對已經乾燥但未進行施膠壓榨的基紙進行施膠壓榨,可以抑制處理液向基紙內的滲透。
(電子照相圖像記錄方法)第二實施方案中的電子照相圖像記錄方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用顯影劑使該靜電潛像保持部件的表面上的靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將調色劑圖像轉印至記錄紙表面;將該記錄紙表面上的調色劑圖像固定,其中,所述記錄紙是第二實施方案的上述記錄紙。
根據第二實施方案的電子照相圖像記錄方法,可以顯著地抑制熱固定後出現的捲曲,同時保持了與傳統方法中一樣高的圖像品質。
任何裝置可以用作第二實施方案的電子照相圖像記錄方法中使用的成像裝置,只要它使用包括了上述充電步驟、曝光步驟、顯影步驟、轉印步驟和固定步驟的電子照相系統即可。在使用例如包括青色、品紅色、黃色和黑色調色劑的四色調色劑的情況下,該裝置可以是使用4-循環顯影體系的彩色圖像形成裝置,該顯影體系中,將分別包含不同顏色的調色劑的顯影劑依次提供給感光體,以形成調色劑圖像;具有與相應顏色對應的四個顯影單元的彩色圖像形成裝置(所謂的串聯式機器)等。
作為用於成像的調色劑,可以使用任何已知調色劑,沒有任何特殊限定。可以使用例如具有小粒徑和窄粒度分布的球形調色劑以得到高度精確的圖像,並且可以使用包含低熔點粘合劑樹脂的調色劑以便能夠進行低溫固定,這從節約能源的角度來看是優選的。
(噴墨圖像記錄方法)接著,將說明第二實施方案的噴墨圖像記錄方法(在下文中有時稱為「噴墨記錄方法」)。第二實施方案的噴墨圖像記錄方法包括通過使用油墨在記錄紙上記錄圖像。所述油墨沒有特別限定,並可以選自公知油墨。該油墨優選是包含水和著色劑的油墨。
該著色劑的實例包括染料;與顏料分散劑結合使用的疏水性顏料,所述顏料分散劑具有能夠使該疏水性顏料分散在油墨中的親水性基團;以及自分散性顏料。溶劑可以是水或已知的水溶性有機溶劑。根據需要,溶劑可以包含添加劑例如表面活性劑。
當記錄紙用於噴墨列印時,從噴嘴噴射的油墨的量每一滴優選是1~20pl(pl10-12升),更優選3pl~18pl。
第二實施方案的噴墨記錄方法在用於任何已知噴墨設備的列印時,無論噴墨記錄的具體方式如何,均實現了極好的列印品質。噴墨記錄方法可以應用於具有用來在列印時、列印前或列印後加熱記錄紙的單元的系統,該單元能夠通過將記錄紙和油墨加熱至50℃~200℃來促進油墨的吸收和固定。
作為從噴嘴排出油墨的方法,以下舉例說明所謂的熱噴墨系統,該系統中,將能量供應給布置在噴嘴中的加熱器以使噴嘴中的油墨發泡,從而通過由發泡產生的壓力將油墨排出。還有一個系統是,向壓電元件供應能量以使該壓電元件發生物理變形,從而將由所述變形產生的力用於將油墨從噴嘴排出。該系統通常使用壓力元件作為壓電元件。第二實施方案的噴墨記錄方法中使用的噴墨記錄裝置中,用於從噴嘴排出油墨的系統可以是上述的任一系統,但是不局限於這些系統。
儘管以上描述中使用了標題″第一實施方案″和″第二實施方案″,但每個實施方案的特徵可以自由地與其它實施方案的特徵相結合。因此,本發明的範圍包括說明書中描述的實施方案的組合。
實施例在下文中,將引用實施例和對比例對本發明進行更加具體的說明。然而,不應把實施例視為對本發明的限制。
實施例1記錄紙的製備(記錄紙1)將由闊葉樹牛皮紙漿製備的幹紙漿分離纖維,並進行精煉使得它的游離度變為420ml。然後,製備紙漿分散液使得紙漿的固體含量是0.3質量%。
將0.3質量份烯基琥珀酸酐(ASA)內用施膠劑(FIBRAN-81,由NipponNSC,Ltd.生產)和0.5質量份陽離子化澱粉(CATO-304,由Nippon NSC,Ltd.生產)加入至包含100質量份紙漿固體的紙漿分散液。通過由KumagaiRiki Kogyo Co.,Ltd.(K.K.)生產的實驗用纖維取向紙機,在下述條件下以80目篩網絲對混合物進行抄紙抄紙速率1000米/分鐘,紙張排出壓力1.5kg/cm2。
此後,通過由Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產的紙機用矩形壓榨機(rectangular press),在10kg/cm2的壓力下將該批產物壓榨3分鐘,並且用Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產的KRK旋轉型乾燥機以0.5米/分鐘的條件在120℃進行乾燥,以得到定量為68g/m2的基紙。
表面施膠液的製備如下。將盛放了含有8重量%玉米澱粉(玉米澱粉Y,由Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.生產)的溶液的容器放入沸騰的熱水浴中,並放置30分鐘以使澱粉凝膠化。然後,將該容器放入40℃的水浴中,並放置1小時以熟化該溶液。然後,將用量為澱粉溶液中未改性澱粉的乾重的0.3重量%的酶(由Daiwa Kasei K.K.生產的α-澱粉酶)加入澱粉溶液中,並攪拌該澱粉溶液1分鐘。隨後,將容器放入沸騰的熱水浴中,並放置10分鐘以使酶失活。然後,將該容器冷卻到23℃以得到澱粉A,其為酶改性澱粉F。
製備包含澱粉A和芒硝的8重量%水溶液(表面施膠液)。在該溶液中,澱粉A的固體量的重量是芒硝重量的10倍。將溶液加熱到50℃,並通過由Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產的試驗用施膠壓榨機將該溶液用於所得基紙的施膠壓榨,使得施用於基紙的固體量為2g/m2。然後,將該基紙用Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產的KRK旋轉型乾燥機以0.5米/分鐘的條件在120℃乾燥,以得到定量為70g/m2的記錄紙(1)。
(記錄紙2)使用與製備澱粉A相同的方法獲得澱粉B即酶改性澱粉F,不同之處在於將酶的量改為未改性澱粉乾重的0.10重量%。除了使用澱粉B來代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(2)。記錄紙(2)的定量為70g/m2。
(記錄紙3)將由3質量份乾燥闊葉樹牛皮紙漿和7質量份中質廢紙製備的紙漿分離纖維,並進行精煉,使得游離度變為350ml。然後,製備紙漿分散液,使得紙漿的固體含量是0.3質量%。除了將紙漿分散液改為上述得到的紙漿分散液之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(3)。記錄紙(3)的定量為70g/m2。
(記錄紙4)除了將酶的量改為未改性澱粉乾重的0.03重量%之外,使用與製備澱粉A相同的方法獲得澱粉C,它是酶改性澱粉F。除了使用澱粉C來代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(4)。記錄紙(4)的定量為70g/m2。
(記錄紙5)除了將可商購的酶改性澱粉(HI-COASTER,由Sanwa Cornstarch Co.,Ltd.生產)作為表面施膠劑用於代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(5)。記錄紙(5)的定量為70g/m2。
(記錄紙6)除了將可商購的氧化澱粉(ACE A,由Oji Cornstarch Co.,Ltd.生產)作為表面施膠劑用於代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(6)。記錄紙(6)的定量為70g/m2。
(記錄紙7)除了將未加工的澱粉(玉米澱粉Y,由Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.生產)作為表面施膠劑用於代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(7),該未加工的澱粉為澱粉A的起始原料。記錄紙(7)的定量為70g/m2。
(記錄紙8)除了將幹法氧化製備的氧化澱粉(由幹法氧化製備的氧化澱粉,由OjiCornstarch Co.,Ltd.生產)作為表面施膠劑按原樣用於代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(8)。記錄紙(8)的定量為70g/m2。
(記錄紙9)除了將澱粉原料由玉米澱粉改為小麥澱粉之外,使用與製備澱粉A相同的方法獲得澱粉D,它是酶改性澱粉F。除了將澱粉D用於代替澱粉A之外,使用與製備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(9)。記錄紙(9)的定量為70g/m2。
記錄紙的製備條件(組成)列於表1。記錄紙的性能,例如反射濃度列於表2。
表1
*澱粉A~D為酶改性澱粉,它們在通過本發明的實施方案的方法生產的酶改性澱粉F的範圍內。
表2
評估
將記錄紙用於電子照相成像和噴墨成像。評估成像之後的捲曲。以下述方式進行記錄紙的評估。評估結果示於表3。
(1)評估電子照相記錄中的捲曲將記錄紙(1)~(9)在23℃、65%RH的環境中放置12小時以控制其水分含量。記錄紙的正面是指與抄紙時脫水的一面相反的那面。使用記錄紙的正面表面作為成像表面,通過Fuji Xerox Printing Systems Co.,Ltd.生產的DOCUPRINT 260用該記錄紙進行單面複印,然後評估捲曲的高度。
將記錄紙切成B5(182mm×257mm)尺寸的紙片,使得MD(抄紙前進的方向)方向為縱向。使用沒有圖像的白紙作為要複印的原始紙,將B5尺寸的記錄紙用於如上所述的單面複印。由於將白紙作為要複印的原始紙,所以沒有在B5尺寸的記錄紙上形成圖像。使用下述的評估標準評估各記錄紙的捲曲高度h。只有等級A和B是可接受的水平。
圖1中圖解說明了捲曲高度h。如圖1所示,捲曲高度h是指連接平面1上一點和記錄紙2的邊緣3上一點的最長線的長度,該最長的線垂直於平面1,其中,記錄紙2為熱固定後的記錄紙,並且記錄紙2位於平面1上。
等級Ah<45mm等級B45mm≤h<55mm等級Ch≥55mm(2)評估噴墨記錄中的捲曲對列印後立即發生的捲曲的評估將記錄紙切成明信片大小(100mm×148mm)的紙片。用噴墨記錄設備(N2100,由Canon Inc.生產)在每張明信片大小的各記錄紙(具有5mm的頁邊空白)的單面上列印品紅色100%實心圖像(所施用的油墨的量為10g/m2)。測量列印後在不同於列印面的另一面上立即出現的懸空捲曲程度,將測量值轉變為曲率。使用下述標準評估該曲率。只有等級A和B是可接受的水平。
等級A小於35m-1等級B35m-1~50m-1
等級C大於50m-1對風乾後的捲曲的評估將記錄紙切成明信片大小(100mm×148mm)的紙片。用噴墨記錄設備(N2100,由Canon Inc.生產)在每張明信片大小的各記錄紙(具有5mm的頁邊空白)的單面上列印品紅色100%實心圖像(所施用的油墨的量10g/m2)。將記錄紙的列印表面向上平放,並將其靜置在23℃、50%RH的條件下。在將該紙放置在該條件下100小時後,測量懸空捲曲程度,並將測量值轉變為曲率。使用下述標準評估該曲率。只有等級A和B是可接受的水平。
等級A小於30m-1等級B30m-1~75m-1等級C大於75m-1結果列於下列表3中。
實施例2對闊葉樹牛皮紙漿進行ECF多步漂白,該ECF多步漂白包括氧漂白、鹼性提取以及氣相二氧化氯處理。對漂白的紙漿進行精煉使得游離度變為450ml。將100質量份所得的紙漿與10質量份膨潤土填料、10質量份輕質碳酸鈣填料和0.1質量份烷基乙烯酮二聚物(AKD)內用施膠劑混合,然後對混合物進行抄紙。
獨立地製備塗布液(作為表面施膠液),它包含88質量份水、6質量份氯化鈉和6質量份通過用α-澱粉酶處理可商購的玉米澱粉得到的酶改性澱粉。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,從而得到定量為64g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有1.0g/m2氯化鈉和1.0g/m2的酶改性澱粉。
實施例3對闊葉樹牛皮紙漿進行TCF多步漂白,該TCF多步漂白包括木聚糖酶處理、鹼性提取、過氧化氫處理和臭氧處理。對漂白的紙漿進行精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與3質量份高嶺土填料、6質量份輕質碳酸鈣填料和0.2質量份烯基琥珀酸酐(ASA)內用施膠劑混合,然後對混合物進行抄紙。
獨立地製備塗布液(作為表面施膠液),它包含80質量份水、12質量份碳酸氫鈣和8質量份通過幹法氧化製備的氧化澱粉。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,從而得到定量為68g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有1.5g/m2的碳酸氫鈣和1.0g/m2的通過幹法氧化製備的氧化澱粉。
實施例4使用亞硫酸氫鹽對針葉樹牛皮紙漿進行漂白處理,然後進行精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與8質量份輕質碳酸鈣填料和0.02質量份烯基琥珀酸酐(ASA)內用施膠劑混合,然後將混合物進行抄紙。
獨立地製備塗布液(作為表面施膠液),它包含75質量份水、15質量份氫氧化鎂和10質量份通過用α-澱粉酶處理可商購的馬鈴薯澱粉得到的酶改性澱粉。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為82g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有2.0g/m2的氫氧化鎂和1.5g/m2的酶改性澱粉。
實施例5使用與實施例2相同的方法,對闊葉樹牛皮紙漿進行ECF漂白。將漂白的紙漿精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與15質量份輕質碳酸鈣填料和0.1質量份烯基琥珀酸酐(ASA)內用施膠劑混合,然後對混合物進行抄紙。
獨立地製備塗布液(作為表面施膠液),它包含90質量份水、5質量份實施例3中使用的氧化澱粉和5質量份氫氧化鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為55g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有0.6g/m2的氧化澱粉和0.6g/m2的氫氧化鈣。
實施例6使用與實施例5相同的方法進行抄紙。獨立地製備塗布液(作為表面施膠液),它包含60質量份水、30質量份實施例3中使用的氧化澱粉和10質量份乳酸鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為55g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有4.5g/m2的氧化澱粉和1.5g/m29的乳酸鈣。
實施例7使用與實施例5相同的方法進行抄紙。獨立地混合可商購的玉米澱粉水性分散液與次氯酸鈉水溶液,並且在pH值為10的條件下放置2小時以得到氧化澱粉。製備塗布液(作為表面施膠液),它包含75質量份水、10質量份實施例2中使用的酶改性澱粉、5質量份上述得到的氧化澱粉和10質量份乳酸鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為55g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有1.5g/m2的酶改性澱粉、0.8g/m2的氧化澱粉和1.5g/m2的乳酸鈣。
對比例1使用與實施例3中相同的方法對闊葉樹牛皮紙漿進行TCF漂白。對漂白的紙漿進行精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與3質量份輕質碳酸鈣填料、3質量份皂石填料和2質量份中性松香施膠劑混合,並對該混合物進行抄紙。
另外,將可商購的玉米澱粉水性分散液與次氯酸鈉水溶液混合,然後在pH為8的條件下放置3小時以得到氧化澱粉。製備塗布液(作為表面施膠液),它包含65質量份水、15質量份上述得到的氧化澱粉和20質量份氫氧化鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為100g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有2.0g/m2的氧化澱粉和2.5g/m2的氫氧化鈣。
對比例2使用與實施例3中相同的方法對闊葉樹牛皮紙漿進行TCF漂白。對漂白的紙漿進行精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與15質量份輕質碳酸鈣填料和0.1質量份烯基琥珀酸酸酐(ASA)施膠劑混合,並對該混合物進行抄紙。
另外,製備塗布液(作為表面施膠液),它包含80質量份水、10質量份氯化鈉和10質量份氫氧化鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為64g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有2.0g/m2的氯化鈉和2.0g/m2的氫氧化鈣。
對比例3使用與實施例3中相同的方法對闊葉樹牛皮紙漿進行TCF漂白。對漂白的紙漿進行精煉,使得游離度變為450ml。將100質量份得到的紙漿與20質量份高嶺土填料和0.05質量份烷基乙烯酮二聚物(AKD)施膠劑混合,並對該混合物進行抄紙。
另外,製備塗布液(作為表面施膠液),它包含92質量份水、5質量份如對比例1所述製備的氧化澱粉和3質量份硫氰酸鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為64g/m29的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有0.05g/m2硫氰酸鈣和0.07g/m2的氧化澱粉。
對比例4使用與實施例3中相同的方法對闊葉樹牛皮紙漿進行TCF漂白。對漂白的紙漿進行精煉,這樣使得游離度變為450ml。混合100質量份得到的紙漿、20質量份高嶺土填料、0.05質量份烷基乙烯酮二聚物(AKD)施膠劑,並對該混合物進行抄紙。
另外,製備塗布液(作為表面施膠液),它包含40質量份水、30質量份實施例2中所用的酶改性澱粉和30質量份硫氰酸鈣。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為68g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有5.0g/m2的硫氰酸鈣和5.0g/m2的酶改性澱粉。
對比例5
使用與實施例5中相同的方法進行抄紙。另外,製備塗布液(作為表面施膠液),它包含77質量份水、15質量份實施例2中所用的酶改性澱粉,5質量份可商購的氧化澱粉(ACE C,由Oji Comstarch Co.,Ltd.生產)和3質量份硫酸鈉。對上述得到的紙進行用塗布液的施膠壓榨,以得到定量為70g/m2的記錄紙,其中,該記錄紙表面具有2.0g/m2酶改性澱粉、0.7g/m2的氧化澱粉和0.06g/m2的硫酸鈉。
測量記錄紙的性能按下述方法測量所得到的記錄紙的性能。根據JIS-P-81221976在標準條件(23℃、50%RH)下測量Stckigt施膠度。根據JIS-K-6911在標準條件下測量表面電阻率和體積電阻率。根據JIS-P-81191998,用Ohken數字顯示透氣性平滑度測量設備EY型(由Asahi Seiko Co.,Ltd.生產)測量平滑度。用微勻度測試儀測量勻度指數,並採用由M/K Systems,Inc.生產的3-D紙張分析儀(M/K950),該分析儀的光圈設為直徑1.5mm。
對熱水提取物的性質的評估將各記錄紙切成面積為0.06m2的片。對該片進行8小時的100℃索氏提取。然後,乾燥該提取物並使其固化。測量該固體的重量、固體的羧基含量和固體的紅外吸收光譜。羧基含量的測量按如下方法進行。
根據MatissonLegendre的直接滴定法測量羧基含量。具體過程如下所述。將0.1N鹽酸加入0.15g用熱水提取得到的固體中,並將該混合物攪拌30分鐘。將混合物置於玻璃過濾器中,並用純水洗滌,直到氯離子從濾液中消失,其中,將硝酸銀溶液滴加到濾液中並檢查是否有白色沉澱產生,以此確證濾液中是否存在氯離子。將洗過的固體置於燒杯中,並分散在300ml的純水中,然後加熱並溶解。此後,用酚酞作為指示劑,用0.01N氫氧化鈉溶液滴定該溶液。根據下列等式計算羧基含量。羧基含量(毫摩爾/100克)=消耗的氫氧化鈉溶液的量(ml)×0.01(氫氧化鈉溶液的當量濃度,mol/l)×100/0.15熱水提取物性質的測量結果與用於製備記錄紙的處理液的組成列於表4和5。
根據下列標準,使用由富士施樂公司生產的電子照相記錄設備DOCUCENTRECOLOR 400CP來評估記錄紙列印後的捲曲和可轉印性。結果列於表4和5。
對列印後的捲曲的評估將各記錄紙(切成A4尺寸)放置於23℃、65%RH條件下8小時,以調節水分含量。僅使用黑色油墨,分別在各實施例或對比例的10張記錄紙上依次列印相同的具有5%圖像濃度的文本圖像。列印後立刻將記錄紙置於平坦的測量臺。然後,測量平臺和各記錄紙的四個頂點之間的垂直距離。確定40個頂點(4個頂點×10張紙)的最大垂直距離(測量精度為mm水平)。根據下列標準評估最大垂直距離,其中,只有等級A是實際可接受的。
等級A最大垂直距離小於25mm等級B最大垂直距離為26mm~35mm等級C最大垂直距離大於36mm評估可轉印性檢查上述得到的列印圖像,並確定由轉印缺陷產生的斑點的出現程度。評估標準如下所述,其中只有等級A是實際可接受的。
等級A觀察不到圖像濃度斑點等級A觀察到輕微的圖像濃度斑點等級C在圖像上到處都可以觀察到嚴重的圖像濃度斑點評估圖像光學濃度使用由富士施樂公司生產的噴墨記錄設備WORKCENTRE B900,根據下述標準評估圖像光學濃度。結果列於表4和5。列印時,條件是23℃、50%RH;噴嘴間距是800dpi(點每英寸);噴嘴數是256個;滴量大約是15pl;油墨和預處理液的最大噴射量是約15ml/m2;列印模式為單面間歇式列印;記錄頭的掃描速率是大約1100mm/秒。在噴墨記錄設備中,黑色油墨是顏料型油墨而彩色油墨是染料型油墨。評估標準解釋如下。
列印後第一天,使用X-RITE 369(由X-rite生產)測量黑色和品紅色實心色塊區域的圖像光學濃度,並計算其平均值(即求得黑色實心色塊區域的濃度與品紅色實心色塊區域的濃度的平均值)。評估標準如下,其中只有等級A和B是實際可接受的。
等級A平均值為1.5或1.5以上等級B平均值是1.0或1.0以上,但小於1.5等級C平均值小於1.0表4和表5中,L-BKP表示Laulholz漂白牛皮紙漿(闊葉樹漂白牛皮紙漿),N-BMP表示Nadelholz漂白機械漿(針葉樹漂白機械漿),N-BKP表示Nadelholz漂白牛皮紙漿(針葉樹漂白牛皮紙漿),L-BSP表示Laulholz漂白亞硫酸鹽紙漿(闊葉樹漂白亞硫酸鹽紙漿)。表4和表5中,由幹法氧化製備的氧化澱粉表示為「幹法氧化澱粉」。
表4
表5
*1油墨幾乎不能滲入記錄紙,因此在實心圖像的區域出現斑點。
從表4和表5可以清楚地看出,當在本發明的記錄紙上進行電子照相列印時,熱固定後的捲曲被抑制並且沒有出現轉印缺陷。當在本發明的記錄紙上進行噴墨列印時,可以獲得較高的彩色再現性。
如上所述,本發明可以提供一種記錄紙和使用該記錄紙的成像方法。該記錄紙可以用於電子照相記錄和噴墨記錄。當本發明的記錄紙用於電子照相記錄時,抑制了捲曲的出現,同時保持了與傳統的紙一樣高的可轉印性。當將本發明的記錄紙用於噴墨記錄時,可以獲得極好的彩色再現性。
此外,本發明還可以提供由使用澱粉作為表面施膠劑的方法得到的記錄紙。當該記錄紙用於電子照相式或噴墨式複印機和印表機時,可以抑制捲曲。本發明還提供了使用該記錄紙的圖像記錄方法。
權利要求
1.一種記錄紙,該記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的,其中,將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄紙的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60。
2.如權利要求1所述的記錄紙,其中,所述澱粉通過如下方法製備,該方法包括使澱粉和水混合以形成澱粉水溶液;加熱該澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
3.如權利要求1所述的記錄紙,其中,當對0.06m2的該記錄紙進行熱水提取時,提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
4.如權利要求3所述的記錄紙,其中,所述記錄紙還包含填料。
5.如權利要求1所述的記錄紙,其中,所述表面施膠劑包含二價或二價以上的金屬,並且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,所述表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且所述體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
6.如權利要求3所述的記錄紙,其中,所述表面施膠劑包含二價或二價以上的金屬,並且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,所述表面電阻率為1.0×109Ω-/sq~1.0×1011Ω/sq,且所述體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
7.一種生產記錄紙的方法,該方法包括使澱粉和水混合以形成澱粉水溶液;加熱該澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應,從而得到酶改性澱粉;製備以所述酶改性澱粉為主要成分的表面施膠劑;並且使用所述表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙。
8.一種電子照相圖像記錄方法,該方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行均勻充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用靜電顯影劑使該靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將所述調色劑圖像轉印至記錄紙的表面;並且將該調色劑圖像固定在該記錄紙的所述表面,其中,該記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的;而且,將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄紙的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60。
9.一種噴墨圖像記錄方法,該方法包括將墨滴施用於記錄紙的表面,以在該表面上形成圖像,其中,該記錄紙是採用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的;而且,將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,在該記錄紙的表面以10ml/m2的量提供聚維酮碘濃度為70mg/ml且有效碘含量為7mg/ml的聚維酮碘液體,然後將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時後,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小於等於0.60。
10.一種記錄紙,該記錄紙是採用包含澱粉的處理液塗布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而製得的,其中,當對0.06m2的所述記錄紙進行熱水提取時,提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
11.如權利要求10所述的記錄紙,其中,所述處理液包含二價或二價以上的金屬的鹽,並且在23℃、50%RH的條件下,該記錄紙的表面電阻率與體積電阻率的比率為0.1~1,所述表面電阻率為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,且所述體積電阻率為5.0×109Ω·cm~5.0×1011Ω·cm。
12.如權利要求10所述的記錄紙,其中,所述處理液中的澱粉的羧基含量為0~5毫摩爾/100克。
13.如權利要求10所述的記錄紙,其中,所述澱粉通過如下方法製備,該方法包括使澱粉和水混合以形成澱粉水溶液;加熱該澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
14.如權利要求11所述的記錄紙,其中,所述澱粉通過如下方法製備,該方法包括使澱粉和水混合以形成澱粉水溶液;加熱該澱粉水溶液,以使該澱粉水溶液凝膠化;然後在低於所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該澱粉水溶液熟化;然後通過在該澱粉水溶液中加入酶以對該澱粉進行酶改性;然後加熱該澱粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
15.一種電子照相圖像記錄的方法,該方法包括對靜電潛像保持部件的表面進行均勻充電;使該靜電潛像保持部件的表面曝光以形成靜電潛像;用靜電顯影劑使該靜電潛像顯影以形成調色劑圖像;將所述調色劑圖像轉印至記錄紙的表面;並且將該調色劑圖像固定在該記錄紙的所述表面,其中,該記錄紙是採用包含澱粉的處理液塗布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而製得的;而且,當對0.06m2的所述記錄紙進行熱水提取時,提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
16.一種噴墨圖像記錄方法,該方法包括將墨滴施用於記錄紙的表面,以在該表面上形成圖像,所述的墨滴包含著色劑以及選自水和水溶性溶劑的至少一種物質,其中,該記錄紙是採用包含澱粉的處理液塗布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而製得的;而且,當對0.06m2的所述記錄紙進行熱水提取時,提取物的固體量是0.01g~0.4g,而且該固體中羧基含量是0~5毫摩爾/100克。
全文摘要
本發明公開了一種記錄紙,該記錄紙是用以澱粉為主要成分的表面施膠劑塗布包含紙漿的基紙而得到的,其中,當向記錄紙提供聚維酮碘液體時,該記錄紙顯示出特定範圍內的反射濃度。本發明還公開了一種記錄紙,該記錄紙是採用包含澱粉的處理液塗布以紙漿纖維和填料為主要成分的基紙的表面而製得的,其中,當對0.06m
文檔編號B41M5/00GK1746038SQ2005100511
公開日2006年3月15日 申請日期2005年2月28日 優先權日2004年9月9日
發明者荻野孝, 細井清, 古賀千鶴, 松田司 申請人:富士施樂株式會社