具有高光澤度的可變印刷介質和記錄方法

2023-12-03 07:43:26

專利名稱：具有高光澤度的可變印刷介質和記錄方法
技術領域：
本發明涉及可通過噴墨法以低成本實現與滷化銀相片一樣優異的高品質圖像和高品質色調，並可進一步用於膠印和電子照相法的記錄介質；油墨介質組；和使用這些的噴墨記錄方法；以及油墨記錄物。
背景技術：
噴墨(IJ)記錄技術已經遭遇了普通技術的發展，從而實現了可優於目前滷化銀相片的高品質圖像，並形成IJ印刷技術，所述普通技術包括各種外圍技術；例如硬體如噴墨頭和印刷機系統；補給如油墨介質；和控制圖像處理的控制方法以及其它系統。如特別是在專利文獻(PTL) 1和2中公開的，使用水性油墨和多孔介質的IJ印刷技術由於其操作便捷性而在普通消費者中廣泛使用，並且近年來該技術的應用使得滷化銀照相法可能為IJ 印刷技術所取代。從而，這些IJ技術越來越多地應用於印刷工業領域中。目前，在印刷工業中通常存在兩種IJ技術的應用。一種應用是在普通消費者中廣泛使用的所謂「水平展開」技術。這是一種在IJ介質、普通紙(regular paper)等上印刷少量高品質圖像的應用，該應用以使用寬幅印刷機的打樣機的使用和用於形成標牌為代表。IJ印刷技術在該應用方面已經獲得了巨大成功，並且對於該應用已經形成了非常大的市場。近來尤其吸引關注的另一種應用是儘管不需要上機印版，但仍然能夠以非常高的速率印刷的所謂可變印刷中的應用。迄今為止，如在例如PTL 3和4中公開的，IJ印刷技術在這樣的可變印刷中的應用在很久以前就已經進行了研究和投入了實際應用，並且迄今為止大部分是在不需要較高圖像品質的領域中，例如主要印刷字符和線的領域中，例如用於費用明細、開具收據(issued invoice)和地址印刷的應用。換言之，例如，PTL 3公開了一種在原紙的一面上具有膠印層且在另一面上具有噴墨記錄塗層的噴墨記錄紙張，其中，用施膠液對所述原紙實施表面塗布和施膠處理，所述施膠液包含主要組分0. 5g/m2-3. Og/m2水性聚合物樹脂(下述的陽離子樹脂或能夠防止水性多價金屬鹽洗脫的基於正常澱粉的施膠劑)、0. lg/m2-2. Og/m2陽離子樹脂(用於改進染料油墨的耐水性和顏料油墨的印刷密度)和0. lg/m2-2. Og/m2水性多價金屬鹽螯合劑(用於改進油墨吸收性和防止不同顏色的相鄰油墨點滲墨(bleeding)和重疊)；從而在一面上進行噴墨記錄時改進油墨吸收性，同時保持原紙的施膠度低；並從而防止在背面上膠印時因過度吸收潤溼水而引起的抗粘汙性(print resistance)下降，同時防止使用鋼筆或水性油墨筆在背面上書寫時油墨滲出，和防止在原紙背面上印刷時膠印或抗粘汙性下降，所述下降是由於在膠印中用於改進染料油墨的耐水性或改進顏料油墨的印刷密度的陽離子材料的洗脫而引起的。然而，該原紙不具有通過鑄塗法生產的油墨吸收層，從而不能獲得有光澤的噴墨記錄。另外，該發明具有兩種印刷表面，即各自在紙張一面上的膠印表面和噴墨記錄表面，且該發明沒有記載在電子照相法中的應用。PTL 4公開了在原紙的一個表面上具有由1. 0g/m2-2. Og/m2陽離子材料(烷基胺/氨水/表氯醇縮聚物，分子量20，000或更小，能夠與包含直接染料或酸性染料的噴墨水性油墨的油墨的陰離子位點反應)構成的第一塗層，和用塗布液在第一塗層上製備的第二塗層的印刷塗布紙，所述塗布液包含SBR膠乳粘合劑，其不含水性樹脂，但包含20質量％或更多的丙烯腈組分部分，和30質量％或更多的作為顏料的輕質碳酸鈣，其中對所述塗層進行超級壓光，使得能夠根據需要在膠印部分的空白區域上形成按需(on-demand)噴墨印刷部分。然而，該塗布紙同樣不含使用鑄塗法製備的油墨吸收層，從而不能實現有光澤的噴墨記錄。另外，該專利申請沒有提及在電子照相法中的應用。PTL 5公開了一種具有在基材上的正常底塗層，和通過鑄塗法(用加熱的鏡面鼓製備的塗布表面的強光澤裝飾)在底塗層上製備的油墨吸收層的噴墨記錄介質，其中油墨吸收層用塗布液形成，和塗布液包含沉澱的二氧化矽，所述沉澱的二氧化矽具有相對低的 BET比表面積(81m2/g-200m7g)、相對低的吸油量(lMml/100g-200ml/100g)、和不過度小的粒徑(粒徑1. 3 μ m-2. 3 μ m)，並選自具有強於其它體質顏料的遮蓋力、具有透明外觀、 高BET比表面積和大吸油量的二氧化矽顏料，從而具有優異的油墨吸收性和顯色能力，其中沉澱的二氧化矽以底塗層的60質量％-80質量％的量添加至塗布液中；並且塗布液包含粘結劑，所述粘結劑在製備後立即在半溼狀態下，以基於100質量份全部顏料3質量％ -50 質量％的量結合至塗布液中，由此所述粘結劑防止了因其在塗布液中的高活性而導致的二次團聚，和避免了塗布液的粘性過高，以及其中由此使得油墨吸收層均勻。然而，該噴墨記錄介質具有底塗層，並使用二氧化矽體質顏料間接地實現高油墨吸收性，這使其難以生產通過使油墨沿深度方向充分滲透至油墨塗層中而生產的具有深色調顏色的彩色圖像。這些均源於IJ技術固有的弱點。除上述專利文獻外，PTL 6也公開了具有根據鑄型法(casting method)使用水性塗布液鑄型的塗層的膠印紙，所述塗布液在製備該塗布液時包含3質量％ -30質量％根據 JISK-5101測量不具有高吸油量(其吸油量70ml/100g-280ml/100g)的體質顏料作為分散性優異的顏料(例如白炭黑、硅藻土、煅燒硅藻土、煅燒粘土、熱鹼處理的硅藻土、微粒無水氫氧化鋁、微粒氧化鈦、微粒無水二氧化矽、碳酸鎂)；和3質量％ -30質量％苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物膠乳，該膠乳通過使甲基丙烯酸甲酯組分在特徵為優異的附著強度和膜硬度的苯乙烯-丁二烯共聚物中共聚而生產的，甲基丙烯酸甲酯組分與苯乙烯-丁二烯共聚物部分的質量比為10質量％ -40質量％。根據該專利文獻，由於在油墨吸收層中存在甲基丙烯酸甲酯組分，從而該技術可防止使用多色印刷系統輪轉膠印時的堆墨 (用第一幹線(trunk)的橡皮布沉積在紙表面上的油墨反向轉移至第二或更後面幹線的橡皮布上，從而以相應的方式降低印刷物的圖像密度，或在嚴重的情況下，使油墨堆積和使反向轉移的油墨轉移至印刷物上造成汙染的現象)。在該技術中沒有考慮使用噴墨印刷方法， 以及在該專利申請中沒有描述本專利申請的發明中的電子照相應用。大部分現在的IJ技術均為將低固含量的油墨滴從頭中噴出，將其在液態下附著於介質上，然後按照某些方法乾燥和固化。用於普通消費者的IJ技術或寬幅IJ技術取決於介質對於大部分油墨乾燥而言的油墨吸收性。在不使用IJ介質或常規紙的情況下，以均衡的方式實現油墨乾燥和高速印刷兩者是非常困難的。尤其是在這些工業領域中的可變印刷領域中，對於普通消費者用途或對於部分打
4樣機用途而言優選的昂貴IJ紙由於生產性和印刷成本因素對這種產品設置的非常嚴格的限制而尚未廣泛使用。因此，作為使油墨乾燥能力和成本最優先的結果，迄今為止在可變印刷領域，僅常規紙是可行的。尤其是對於期望高品質光澤圖像的印刷，例如對於印刷高級目錄、裝璜用盒、雜誌封面或直接郵寄廣告而言，使用高速噴墨印刷的唯一現實的措施是使用非常昂貴的介質。另一方面，當使用廉價常規紙時，由於油墨點在紙張上鋪展，和油墨嚴重滲透紙張導致無法再現高密度圖像，從而難以生產高品質圖像。當使用所謂的「普通消費者用IJ印刷機」和高速印刷圖像時，無法以低成本再現高品質印刷物，例如在IJ光澤紙上印刷的那些。雖然出於工業目的在小型實驗室中開始部分使用IJ法和IJ光澤紙，從難以使用的觀點來看，上述介質的實際用途是用於消費者可購買印刷在上述介質上的印刷物的DPE， 儘管目前單位印刷成本由於上述介質仍然高的價格而較高。因此，目前，為了在工業領域實際使用這些IJ影印法，需要以某種方式降低上述介質的成本。主要用於期望的照相用途的IJ介質，例如上述的那些，目前主要分為通過在作為原紙的樹脂塗布(RC)紙上層壓吸收層生產的RC光澤紙，和使用表面層根據鑄塗法鏡面化的高品質紙或塗布紙作為原紙的IJ鑄塗紙。所述IJ鑄塗紙使用與RC光澤紙相比更廉價的原紙並實現了更高的生產效率，其可以在某種程度上低於RC光澤紙的成本生產，然而需要具備使用IJ鑄塗紙用原料的油墨吸收層，以實現優異的油墨吸收性和高光澤度兩者，從而由於其仍然高的成本，不足以用於普通商業印刷。另外，已知當對這些IJ介質實施膠印或電子照相印刷時，會發生多種問題。在膠印情況下，眾所周知，包含在IJ介質中的酸組分不利地導致印版汙染和油墨定影不良。在電子照相印刷情況下，眾所周知，介質在配置為使調色劑定影的加熱器中熔合，從而導致機器失效。由於對可用於油墨吸收層的材料的限制，常規IJ介質本身還會在介質切割時導致粉末掉落，和在裝訂中折頁時導致塗膜開裂，從而它們可被認為是難以用於工業領域的介質。因此，目前IJ光澤紙很少大量用於工業目的。另一方面，上述鑄塗紙是大量用於印刷工業和普通膠印等的代表性高光澤紙。然而，與用於IJ印刷的鑄塗紙不同，上述用於膠印的鑄塗紙不具有用於吸收油墨的吸收層， 並且不能用於IJ印刷應用。當在正常商業印刷塗布紙上噴墨印刷圖像時，得到的印刷物的油墨吸收性和潤溼性降低，圖像鋪展且印刷物變得難以乾燥，使得將正常商業印刷塗布紙用於噴墨印刷不且實際。在可變印刷中期望可以用於每種印刷方法的印刷介質。當使用可變印刷時，其變得有可能以低成本大量膠印不需要膠印的頁面中的基本區域，並按照電子照相法或噴墨法中至少之一印刷頁面中的其它區域。而且從降低由介質製造商針對貨物使用的不同印刷方法而生產的類似種類的貨物的選擇不足的生產/經濟風險的觀點來看，期望可用於多種印刷方法的優異介質。然而，除常規紙以外，尚不存在可以用於所有電子照相法、膠印和噴墨印刷的介質。特別地，已經認為在技術上非常難以低成本生產可用於所有印刷方法和可產生高光澤表面(glazed surface)的介質。由於這樣的介質的實現將顯著拓寬可變印刷的應用範圍，因此強烈地期望這樣的介質。本發明人試驗了可以低成本地再現類似於滷化銀相片的記錄物質地的噴墨記錄方法，以將使用水性顏料的噴墨記錄方法用於商業印刷，特別是期望高品質圖像的照片圖像品質印刷中。本發明公開了將具有高滲透能力的顏料油墨，例如PTL 7中所述的那些，與和常規介質相反的具有低油墨吸收性的介質組合使用，以實現可低成本地在商業印刷紙等上使用的圖像形成方法的例子。通過該方法，變得有可能甚至在如被認為不適於噴墨印刷的商業印刷紙或出版印刷紙的低油墨吸收性紙上實施噴墨印刷。然而，即使在使用該方法時，也難以在可變印刷中以實用速率印刷具有高光澤表面的品質相片。在許多種商業印刷紙中，鑄塗紙油墨吸收性過差，當高速印刷圖像時，圖像滲出，產生在再現高品質相片圖像時無法忽視的圖像劣化，使得鑄塗紙的使用不切實際。此外，關於原紙上的塗層，本發明人迄今為止已經提出了至少包括用水性油墨在記錄介質上印刷的噴墨記錄方法(PTL 8)，其中所述記錄介質由包含纖維素紙漿作為主要組分的載體構成，和在載體的至少一面上沉積一層或多層塗層，所述塗層包含顏料和粘合齊U，在塗層形成材料的總量中，陽離子添加劑的量為0. 1質量％或更少，如JIS-ZS-8741定義的記錄介質最外層的60°光澤度為13或更小，和記錄介質最外層的切斷值(cut off value)為0.8 μ m，其中水性油墨至少包含粒狀色料、樹脂乳液、水和潤溼劑，水性油墨的固含量為3質量％或更多。然而，除塗層外，還需要研究塗層與承載塗層的原紙的相容性。引文列表專利文獻PTL 1 日本專利申請公開(JP-A)No. 2005-212327PTL2JP--ANo.11-078225
PTL3JP--ANo.2005-271522
PTL4JP--ANo.2004-84141
PTL--5JP--ANo.2005-288700
PTL--6JP--ANo.05-239799
PTL--7JP--ANo.2007-144975
PTL--8JP--ANo.2009-220529

發明內容
鑑於以上提議，為實現以下目的，實施了本發明。本發明的一個目的在於根據本發明所示的記錄方法、鑄塗介質和油墨，以高速率容易地提供廉價的印刷物，所述印刷物具有有利的印刷品質、類似於普通噴墨紙的操作性和與滷化銀相片相當的光澤度。進一步地，另一個目的在於提供一種用於水性顏料油墨的理想噴墨介質，該噴墨介質由於可用於膠印和電子照相法，從而其自身可用作商業印刷紙；一種為用於所述介質而優化的水性顏料油墨；和一種噴墨記錄方法。上述目的通過以下措施實現。 一種至少包括原紙和塗層的印刷介質，其中所述塗層使用塗布液通過鑄塗法
6在原紙上直接形成，其包含高嶺土和非晶二氧化矽，並以3質量％-20質量％的量包含所述非晶二氧化矽。所述鑄塗法可包括作為鼓轉印法的直接法、聚集法和再潤溼法以及膜轉印法。所有這些鑄塗法均可用於鑄塗，然而，基於生產率的觀點，優選再潤溼法。根據的記錄介質，其中所述非晶二氧化矽使得具有5質量％所述非晶二氧化矽的分散體具有6或更高的pH值。 一種噴墨記錄方法，其至少包括使用包含氟表面活性劑並具有15mN/m-30mN/ m表面張力的油墨，在根據和之一的印刷介質上印刷圖像。
權利要求
1.印刷介質，包含 原紙，和塗層，其中，所述塗層使用塗布液通過鑄塗法在原紙上直接形成，所述塗布液含有高嶺土和非晶二氧化矽，並以3質量％ -20質量％的量含有所述非晶二氧化矽。
2.根據權利要求1的印刷介質，其中所述非晶二氧化矽使得具有5質量％的該非晶二氧化矽的分散體具有6或更高的pH。
3.噴墨記錄方法，包括在根據權利要求1和2之一的印刷介質上，用含有氟表面活性劑並具有15mN/m-30mN/ m表面張力的油墨印刷圖像。
4.根據權利要求3的噴墨記錄方法，其中所述氟表面活性劑由以下結構式(1)表示
5.根據權利要求4的噴墨記錄方法，其中所述油墨含有水分散性樹脂。
6.圖像形成方法，包括在根據權利要求1的印刷介質上，通過使用膠印法和電子照相印刷法中的至少一種與噴墨印刷法組合形成圖像。
全文摘要
至少包括原紙和塗層的印刷介質，其中所述塗層使用塗布液通過鑄塗法在原紙上直接形成，所述塗布液包含高嶺土和非晶二氧化矽，並且以3質量％-20質量％的量包含所述非晶二氧化矽。
文檔編號C09D11/00GK102427950SQ20108002173
公開日2012年4月25日 申請日期2010年3月17日 優先權日2009年3月18日
發明者南場通彥, 坂爪久登, 大島享, 小熊修一, 永井希世文, 長谷川篤 申請人:北越紀州製紙株式會社, 株式會社理光