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(fā)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復印機和激光打印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涂層的記錄紙。
噴墨記錄方法在辦公室中已經(jīng)變得普及,因為該方法能夠容易地著色,所用能量較少,所產(chǎn)生的記錄噪聲較少,并降低了打印機的生產(chǎn)費用。因此,辦公室中使用的所謂普通紙必須具有的特征是,這類普通紙可以用于電子照相記錄方法和噴墨記錄方法而不產(chǎn)生問題。
然而,在電子照相記錄方法中,當對已經(jīng)轉印到紙上的調色劑圖像進行熱固定時,紙張發(fā)生卷曲。這是因為在熱固定時僅加熱紙的單面,并且僅從加熱面除去紙的水分。因此,存在例如在出紙部分發(fā)生卡紙和在收集托盤上出現(xiàn)堆聚缺陷等問題。
為了解決打印后卷曲的問題已經(jīng)提出很多建議。其一個實例(公開于日本特開平5-341554)著眼于紙張內在的張力,其提出的方法包括在抄紙和干燥紙張時對轉印紙進行拉伸干燥的方法。其另一個實例包括控制包裝紙張時的濕度,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提出了在壓光處理后立即限定涂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(jù)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(chǎn)生差異。因此,難以用該方法抑制熱固定后的卷曲。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后吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對抑制熱固定后的卷曲作用很小。
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涂布的紙張在打開包裝時的水分含量。然而,盡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后的卷曲沒有產(chǎn)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,但打開包裝后紙張仍然會吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對熱固定后的卷曲的抑制作用很小。
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,熱固定后的卷曲是干燥狀態(tài)下的紙張的尺寸變化。因此,由于水中伸長度是極其潮濕狀態(tài)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后的卷曲。如上所述,即使降低了打開包裝時的水分含量,打開包裝后紙張仍然會吸收水分。因此,包裝中的低水分含量對熱固定后的卷曲的抑制作用很小。
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,還限定了處于28℃、85%RH(相對濕度)條件下的水分含量。該方法限定了高濕度環(huán)境中平衡水分含量和打開包裝時的水分含量之間的差異。該方法還著眼于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(chǎn)生的熱固定后的卷曲。還有一些其它方法公開于日本特開平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后的卷曲。
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,該方法著眼于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(chǎn)生的熱固定后的卷曲。
復印機和打印機的發(fā)展使得它們小型化并具有例如自動雙面復印和自動裝訂等多種功能。隨著復印機和打印機的發(fā)展,設備的機械結構和紙張通路變得復雜,熱固定輥的直徑變小,而且熱固定輥變得復雜。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,當在高濕度條件下使用該紙張時,紙張仍然會發(fā)生嚴重卷曲。當該紙張用于僅加熱紙張一面的小打印機的打印時,該卷曲特別明顯。由于發(fā)生卷曲,紙張的末端很可能接觸設備中的部件,因而易于導致卡紙。因此,用如上所述的傳統(tǒng)方法不能令人滿意地抑制熱固定后的卷曲。
采用噴墨記錄方法在普通紙上打印時也存在問題。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(tǒng)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于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打印,并使用快速干燥油墨例如用于高速打印機的油墨,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(huán)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打印機或電子照相復印機中調色劑的可轉印性產(chǎn)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(tǒng)方法不能抑制紙張熱固定后的卷曲。
傳統(tǒng)噴墨打印機中,通常,黑色油墨包含顏料并慢慢地滲入記錄紙,彩色油墨包含染料并很快地滲入記錄紙,從而可以改善黑色文字的品質,并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于打印具有高記錄密度的圖像,打印后紙張會立刻發(fā)生嚴重卷曲,從而使打印機中出現(xiàn)卡紙或圖像區(qū)域中出現(xiàn)刮痕。
此外,因為使打印后立刻卷曲的記錄紙舒展要花費時間或使油墨干燥要花費時間,所以在雙面打印情況下打印效率極低。當打印高記錄密度圖像時,風干后產(chǎn)生的卷曲很嚴重。因此,不能同時充分地滿足高品質和對卷曲的抑制方面的要求。
如上所述,記錄紙的卷曲在電子照相系統(tǒng)和噴墨系統(tǒng)中是一個大問題。
除上述方法之外,已經(jīng)提出了多種其它方法來抑制電子照相系統(tǒng)中記錄紙的卷曲。其實例包括日本特開平3-243953中公開的控制轉印紙的殘余曲率的方法;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,該方法著眼于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,但在高濕度條件下使用該紙張時,紙張仍然會發(fā)生嚴重卷曲。當將該紙張用于僅加熱紙張一面的小打印機的打印時,該卷曲特別明顯。由于發(fā)生卷曲,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(tǒng)中發(fā)生的卷曲,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卷曲的方法。然而,如果抄紙之前將抑制卷曲用材料與紙張材料混合,由于抑制卷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卷曲用材料,抑制卷曲用材料也會在被涂布前引發(fā)反應,使表面施膠液變粘并且絮凝。因此,減少了觸及紙張中的纖維素纖維的抑制卷曲用材料的量,從而不能得到足夠的卷曲抑制效果。
用噴墨記錄方法進行圖像記錄時,將多種淀粉例如酶改性淀粉和陽離子化淀粉用作旨在防止洇紙的表面施膠劑。
作為酶改性淀粉,已經(jīng)報道了多種經(jīng)淀粉酶處理的淀粉(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淀粉對于防止洇紙是有效的,但是不能充分有效地抑制卷曲。
日本特開2004-143612提出一種記錄紙,該記錄紙使用陽離子化淀粉作為用于抑制卷曲的表面施膠劑。然而,當陽離子化淀粉滲入紙張內部時,陽離子化淀粉增強了在纖維素纖維之間氫鍵的形成。因此,當該紙張用于高濕度條件下的電子照相圖像記錄時,使用陽離子化淀粉會使熱固定后的卷曲更加嚴重。當在使用大量水的噴墨記錄系統(tǒng)中使用紙張時也會發(fā)生卷曲,并且紙張邊緣接觸機器中的部件,從而容易產(chǎn)生卡紙等。
如上所述,根據(jù)傳統(tǒng)方法通過使用淀粉作為記錄紙中的表面施膠劑是不足以防止卷曲的。
發(fā)明內容
鑒于傳統(tǒng)技術的上述問題,已經(jīng)完成本發(fā)明。
本發(fā)明的一個方面是提供一種記錄紙。所述記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在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于等于0.60。
本發(fā)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,所述的記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂布包含紙漿的基紙而制得的。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小時后,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,然后將該記錄紙在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于等于0.60。
本發(fā)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?zhí)峁┯湍旱?,從而在該記錄紙表面上記錄圖像。該方法中,所述的記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂布包含紙漿的基紙而制得的。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小時后,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,然后將該記錄紙在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于等于0.60。
作為本發(fā)明的發(fā)明人深入研究熱固定后卷曲機理的結果,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果用包括淀粉的處理液涂布記錄紙表面,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后卷曲,并且可以在噴墨記錄方法中改善彩色再現(xiàn)性。
用于電子照相記錄方法的記錄紙包含導電劑。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),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(xiàn)性。具體地說本發(fā)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淀粉的處理液涂布以紙漿纖維和填料為主要成分的基紙的表面來制備的。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,并且在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。
所述處理液中的淀粉的羧基量可以為0~5毫摩爾/100克。
本發(fā)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(fā)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(fā)明的另一個方面是提供一種記錄紙,所述的記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時后,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小于等于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。
上述方面中使用的淀粉可以是通過下述方法制備的淀粉,該方法包括使淀粉和水混合以形成淀粉水溶液;加熱該淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于該凝膠化加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
圖1是用于解釋用來測量由h表示的卷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(fā)明。
第一實施方案記錄紙在第一實施方案中,本發(fā)明提供了一種記錄紙,所述的記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時后,具有所述聚維酮碘溶液的表面的反射濃度為小于等于0.60。
當通過電子照相式或噴墨式復印機或打印機使用第一實施方案的記錄紙進行圖像記錄時,可以抑制所述卷曲。
反射濃度是表示記錄紙表面上的以下區(qū)域的著色程度的指標,該區(qū)域是被碘和淀粉之間的顯色反應染色的區(qū)域。該著色程度受所述淀粉的形態(tài)的影響。已知的是,如果淀粉的葡萄糖鏈越短,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,由熟化造成的淀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,淀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卷曲。噴墨圖像記錄中,如果反射濃度較低,則打印后立即吸收的水較少,從而降低了以前滲入記錄紙然后在打印后的干燥工序中蒸發(fā)的水分的量,因此使得能夠比較容易地抑制打印后立即發(fā)生的卷曲和記錄紙風干后的卷曲。
因此,為了抑制卷曲,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于等于0.6,優(yōu)選小于等于0.57,更優(yōu)選小于等于0.55,再優(yōu)選小于等于0.53。本發(fā)明中反射濃度越低越優(yōu)選。
然而,必須向記錄紙?zhí)峁┲辽僖欢康牡矸垡苑乐箛娔蛴r的洇紙。所述淀粉可以與紙張的成分在抄紙之前混合,和/或在抄紙后施用于記錄紙。因此,反射濃度優(yōu)選是大于等于0.30,更優(yōu)選是大于等于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;然后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;然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時;之后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于碘-淀粉反應的碘來源,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??梢杂猛坎挤ɑ驀婌F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(chǎn)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-淀粉反應染色的區(qū)域。
此處使用的術語″淀粉″的范圍包括淀粉和淀粉衍生物,例如已經(jīng)用酶處理過的酶改性淀粉。表面施膠劑中使用的淀粉和應用于淀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于等于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淀粉。
第一實施方案的記錄紙中使用的淀粉優(yōu)選是以往用作表面施膠劑的氧化淀粉,或比通常的淀粉具有更高疏水性的淀粉例如酶改性淀粉。該淀粉可以是由下列方法制備的酶改性淀粉。
優(yōu)選的酶改性淀粉(以下有時稱為″酶改性淀粉F″)是通過以下方法制得的加熱淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于上述凝膠化加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀粉水溶液以使該酶失活而停止反應。
另一方面,制備傳統(tǒng)的酶改性淀粉時,加熱淀粉水溶液,同時加入酶,然后冷卻。常規(guī)方法中,省略了本發(fā)明上述方法中的熟化工序,實際上,同時進行用于凝膠化淀粉水溶液的加熱和用于使酶失活的加熱。
當酶改性淀粉F用作表面施膠劑時,容易得到在上述測量中顯示出小于等于0.6的反射濃度的記錄紙。因此,酶改性淀粉F對于抑制和防止卷曲是非常有效的。這估計是因為酶改性淀粉F比傳統(tǒng)淀粉具有更高的疏水性。據(jù)認為,酶改性淀粉F疏水性高的理由應該是如下所述當在用于凝膠化淀粉水溶液的加熱之后進行熟化時,在用于凝膠化淀粉水溶液的加熱中溶解并膨脹的淀粉再度結晶,再結晶的淀粉的吸水得到了抑制,從而增強了得到的酶改性淀粉F的疏水性。優(yōu)選以下列條件進行酶改性淀粉F的制備。
-凝膠化制備中使用的淀粉沒有特別限制,可以是傳統(tǒng)淀粉例如玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉或米淀粉。
淀粉水溶液中淀粉的濃度優(yōu)選是8重量%~20重量%,更優(yōu)選10重量%~15重量%。加熱溫度(用于凝膠化淀粉水溶液的加熱溫度)優(yōu)選是90℃~120℃,更優(yōu)選95℃~100℃。處理時間優(yōu)選是20分鐘~60分鐘,更優(yōu)選30分鐘~45分鐘。
-熟化使凝膠化后的淀粉水溶液自然冷卻或用冰水等強制冷卻,然后在低溫進行熟化。熟化溫度優(yōu)選是20℃~50℃,更優(yōu)選25℃~40℃。處理時間優(yōu)選是60分鐘~180分鐘,更優(yōu)選60分鐘~120分鐘。
-改性通過加入酶對熟化后的淀粉水溶液進行酶改性。所述酶可以是例如α-淀粉酶、β-淀粉酶或葡糖淀粉酶。要使用的酶的量(酶濃度)優(yōu)選是淀粉量的0.01重量%~1.00重量%,更優(yōu)選是淀粉量的0.02重量%~0.5重量%。反應時間(添加酶與開始隨后的酶失活工序之間的時間長度)優(yōu)選為1分鐘~10分鐘,更優(yōu)選1分鐘~3分鐘。
-失活改性后,將淀粉溶液加熱至高溫,以使酶失活并停止酶改性反應。加熱溫度優(yōu)選為90℃~120℃,更優(yōu)選95℃~100℃。處理時間優(yōu)選為5分鐘~20分鐘,更優(yōu)選6分鐘~10分鐘。
制備酶改性淀粉F的一個具體實例描述如下。
將盛放180g含8重量%玉米淀粉的液體的容器放進熱水浴(高于等于95℃),并使玉米淀粉液煮沸30分鐘(凝膠化)。然后,通過將容器放入冰水浴等,經(jīng)過約30分鐘使玉米淀粉液冷卻至40℃。將玉米淀粉液放入小瓶子,并將瓶子在40℃的熱水浴中靜置30分鐘(熟化)。然后,向每個瓶子中加入預定量的酶(α-淀粉酶,產(chǎn)品名稱“KLEISTASE PA”),并將瓶子中的玉米淀粉液強烈攪拌約2分鐘(改性)。攪拌后,將瓶子放入煮沸的熱水浴(高于等于95℃),并靜置6分鐘,以便使酶失活(失活)。然后,將該淀粉液冷卻至室溫并用作表面施膠劑。
為了參考的目的,將傳統(tǒng)酶改性淀粉的制備方法描述如下。制備中,將盛放了包含20重量%~30重量%玉米淀粉的液體和預定量酶(α-淀粉酶,產(chǎn)品名稱″KLEISTASE PA″)的容器放入熱水浴(高于等于95℃),并使淀粉液沸騰30分鐘。然后,將該淀粉液冷卻至室溫并用作表面施膠劑。
可以通過適當?shù)卣{整每個工序中的條件例如通過調整淀粉改性時的酶濃度,來控制酶改性淀粉F的疏水性。
為了抑制卷曲,可以選擇所述的條件,使得由包含酶改性淀粉F的表面施膠液涂布基紙得到的記錄紙在用上述程序處理并測量時,顯示出小于等于0.6的反射濃度。優(yōu)選不僅考慮反射濃度而且考慮記錄紙的生產(chǎn)方法,來選擇所述條件。例如,如果該淀粉已經(jīng)用酶過度地改性,那么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(tǒng)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(tǒng)酶改性淀粉等來改善表面施膠劑滲入紙張的滲透性,并抑制可能導致雙面復印或打印中出現(xiàn)卡紙的卷曲。
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復印機或打印機以高濕度條件在傳統(tǒng)記錄紙上形成圖像時,雙面復印或雙面打印時很可能出現(xiàn)卡紙。這是因為紙張上受熱的一面的尺寸變化很可能大于另一面的尺寸變化,從而發(fā)生嚴重的卷曲。
另一方面,當具有較高疏水性的淀粉例如酶改性淀粉F用作表面施膠劑時,受熱一面的尺寸變化不會顯著大于另一面的尺寸變化。因此,可以抑制雙面復印或打印時的卡紙。
制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涂布基紙,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(yōu)選是5質量%~15質量%,更優(yōu)選8質量%~12質量%。
所述表面施膠劑特別優(yōu)選是酶改性淀粉F。此外可以使用其它表面施膠劑例如聚乙烯醇和傳統(tǒng)淀粉(例如傳統(tǒng)酶改性淀粉和氧化淀粉),只要能保持反射濃度為小于等于0.6即可。
附著于紙張的表面施膠劑的量優(yōu)選為0.1~5.0g/m2每單面,更優(yōu)選1.0~3.0g/m2每單面。
如果附著于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卷曲和起皺。如果附著于每一個表面的表面施膠劑的量低于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于基紙表面。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(chǎn)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(yōu)選10~50的勻度指數(shù),更優(yōu)選該勻度指數(shù)為15~40。如果勻度指數(shù)低于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(shù)高于50,必須將紙打漿至更高程度,以確保均勻性,從而會導致有時候卷曲增強。
此處使用的勻度指數(shù)是指用微勻度測試儀(MFTMicro FormationTester)和由M/K Systems,Inc.生產(chǎn)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并朝向光源的光電探測器,根據(jù)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),并對該變化作A/D(模擬/數(shù)字)轉換,然后分為64個光學測量的重量等級。每一個掃描操作進行1000000次測量,并根據(jù)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(shù)量,再用得到的值(商)除以100。最終得到的值為所述勻度指數(shù)。勻度指數(shù)越高表明紙張形態(tài)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,當在記錄紙的制備中使用可能影響電特性的芒硝或陽離子化物質時,根據(jù)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(xiàn)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(yōu)選是1.0×109Ω/sq至1.0×1011Ω/sq。記錄紙的體積電阻率優(yōu)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范圍,電子照相法中可能出現(xiàn)圖像轉印的不均勻。記錄紙的另一面可以具有上述范圍的表面電阻率。
表面電阻率更優(yōu)選為5.0×109Ω/sq至7.0×1010Ω/sq,再優(yōu)選5.0×109Ω/sq至2.0×1010Ω/sq。體積電阻率更優(yōu)選為1.3×1010Ω·cm至1.6×1011Ω·cm,更優(yōu)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小時后測量的值。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?;埧梢赃x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(chǎn)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(chǎn)的紙漿。
還可以使用例如由對木材或木屑進行機械制漿得到的磨木漿、用化學溶液浸透木材或木屑后對這些木材或木屑進行機械制漿得到的化學機械漿、或蒸煮木屑直至這些木屑變軟隨后用精磨機制漿得到的熱機械紙漿。這些要使用的紙漿可以僅由原生漿制成,或根據(jù)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(yōu)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(chǎn)生的或作為裝訂廠、印刷廠和切邊廠中的損紙產(chǎn)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,例如打印過或復印過的高級紙和高級涂布紙;用例如油墨或鉛筆書寫過的廢紙;包括廣告?zhèn)鲉蔚膹U報紙,例如印刷過的高級紙、涂布高級紙、中質紙和涂布中質紙;廢紙,例如中質紙、涂布中質紙和木質紙。
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(yōu)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(yōu)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熒光染料的效果,過氧化氫處理具有防止由脫墨處理中所用的堿導致的泛黃的效果。已知結合上述兩種處理的處理不僅易于進行廢紙脫墨,而且可改善紙漿的白度。此外,所述的結合處理具有分解并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鹵素化合物的含量具有顯著作用。
此外,優(yōu)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。在特別需要降低鹵素量的情況下,優(yōu)選使用不包含鹵素的填料。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、硅酸鋁、硅酸鈣、硅酸鎂、合成二氧化硅、氫氧化鋁、氧化鋁、絹云母、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(yōu)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(chǎn)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(yōu)選是10秒或10秒以上但是小于60秒,以抑制陽離子樹脂向內部的滲透。
通過用包含淀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、輥式涂布機、刮條涂布機、氣刀涂布機、棒式刮刀涂布機(rod bladecoater)或刮刀涂布機將表面施膠用溶液施用于基紙以進行表面處理。經(jīng)過隨后的干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(yōu)選是60g/m2~128g/m2,更優(yōu)選是60g/m2~100g/m2,再優(yōu)選是60g/m2~90g/m2。定量越高對于抑制卷曲和起皺越有利。然而,如果定量超過128g/m2,紙張的挺度(剛性)過高,因此存在打印機中紙張運轉特性惡化的情況。另一方面,如果定量低于60g/m2,存在難以充分抑制卷曲和起皺的情況??紤]到油墨沾污,這樣的低定量也是不合需要的。
此外,當抄紙時,優(yōu)選調整纖維取向比率為1.0至1.55,更優(yōu)選1.0至1.45,再優(yōu)選1.0至1.35。當纖維取向比率在該范圍之內時,可以抑制用噴墨方式打印后記錄紙的卷曲。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(垂直于抄紙前進方向的方向)的超聲波傳播速度計算得到的值,并由下列等式(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(chǎn))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(yōu)選包含能夠使紙張形狀穩(wěn)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(wěn)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??紤]到安全性和成本,該物質優(yōu)選是多價有機酸。
第一實施方案的記錄紙的表面優(yōu)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(jīng)由所述陽離子聚合物或多價金屬鹽交聯(lián)。由于交聯(lián),油墨中的著色劑會很快凝集,可以得到高品質的打印圖像。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打印后立即出現(xiàn)的卷曲和起皺,以及風干后的卷曲和起皺。
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??梢詢H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(shù)的金屬鹽是優(yōu)選的。此外,如果多價金屬鹽的反荷離子是強酸,涂布后紙張會泛黃。因此,氯化鈣、甲酸鈣、氯化鎂、甲酸鎂等優(yōu)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淀粉;然而不同于這些物質的物質也包括在本發(fā)明范圍中。
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涂布溶液施用于基紙表面,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。在后一情況中,可以在水中溶解聚合物或金屬鹽,以形成涂布溶液,并直接將該涂布溶液施用于記錄紙(或紙張)來進行涂布。然而,通常所述涂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(yōu)選為0.1g/m2~2.0g/m2,更優(yōu)選0.5g/m2~1.0g/m2。
如果所述含量小于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,打印后立即出現(xiàn)的卷曲和起皺可能變得嚴重,風干后的卷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,并且可能損害高速打印時的油墨干燥性能。
(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(jù)第一實施方案的電子照相圖像記錄方法,可以抑制打印后立即出現(xiàn)的卷曲。
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(tǒng)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(huán)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(lián)式機器)等。
作為用于成像的調色劑,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,并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打印后立即出現(xiàn)的卷曲和風干后的卷曲。
可以用傳統(tǒng)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于具有用來在打印時、打印前或打印后加熱記錄紙的單元的系統(tǒng),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,將描述適于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(tǒng),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(tǒng),以下舉例說明所謂的熱噴墨系統(tǒng),該系統(tǒng)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(fā)泡,從而通過由發(fā)泡產(chǎn)生的壓力將油墨排出。還有一個系統(tǒng)是,向壓電元件供應能量以使該壓電元件發(fā)生物理變形,從而將由所述變形產(chǎn)生的力用于將油墨從噴嘴排出。
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,用于從噴嘴排出油墨的系統(tǒng)可以是上述的任一系統(tǒng),并且不限于這些系統(tǒng)。在本說明書全文中,該系統(tǒng)不受任何限制。
第二實施方案記錄紙第二實施方案中,本發(fā)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涂布層,并且該普通紙已經(jīng)涂布有包含淀粉的處理液。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,并且在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涂布層的普通紙。因此,所述處理液優(yōu)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于等于10重量%。
在下文中描述了第二實施方案中使用的淀粉的實例。淀粉是具有少量羧基的天然水溶性聚合物。在淀粉用于紙張的表面處理之前,通常對淀粉進行降低淀粉粘度的處理,以改善表面處理的效率。該用于降低粘度的處理通常是降低淀粉分子量的處理。例如氧化處理或酶改性處理。通過降低淀粉分子量的處理,有可能增加羧基的數(shù)量。
盡管原因不清楚,但是如果將羧基較少的淀粉用于記錄紙,則在電子照相記錄方法中會明顯抑制熱固定后的卷曲。類似地,當混合并使用具有不同羧基量的淀粉時,通過結合使用羧基量較少的淀粉,可抑制熱固定后的卷曲。
根據(jù)該觀察結果,本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如果由淀粉處理過的記錄紙經(jīng)熱水提取得到的固體中羧基含量為0~5毫摩爾/100克,則可以抑制熱固定后的卷曲。
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(qū)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(qū)域中產(chǎn)生不合需要的白點,并且該白點會降低彩色再現(xiàn)性。本發(fā)明人認為對于在紙張表面上使用的淀粉來說不優(yōu)選具有會導致圖像品質惡化的這種特性。
如果由淀粉處理過的記錄紙經(jīng)熱水提取得到的固體中羧基含量為0~5毫摩爾/100克,則在油墨中水合并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(xiàn)性。此外,本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),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,則在油墨中水合并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(xiàn)性變差。如果該組分的量太大,淀粉的分子量太小,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(xiàn)性。
由熱水提取得到的固體中羧基含量優(yōu)選為0~5毫摩爾/100克,更優(yōu)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后的卷曲,并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(xiàn)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(xiàn)性。然而,如果將大量陽離子多價金屬鹽用于表面處理,很可能惡化電子照相方法中調色劑的可轉印性。
因此,對于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(xiàn)性重要的是,施用于紙張表面的多價金屬鹽存留在該表面的附近。因此,本發(fā)明人已著眼于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(yōu)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(yōu)選為0.1~1,更優(yōu)選0.1~0.5。如果該比率低于0.1,則體積電阻率相對于表面電阻率過高;因此電子照相打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(xiàn)放電,從而產(chǎn)生圖像品質缺陷。如果該比率大于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(jīng)大量滲入紙張內部,而沒有存留在表面附近。在這種情況下,很難改善噴墨打印時的彩色再現(xiàn)性。此外,在電子照相方法中,電荷沒有保持在表面上,而是泄漏至背面從而導致轉印缺陷。
第二實施方案的記錄紙的打印面上的表面電阻率優(yōu)選為1.0×109Ω/sq~1.0×1011Ω/sq,更優(yōu)選5.0×109Ω/sq~7.0×1010Ω/sq,更加優(yōu)選5.0×109Ω/sq~2.0×1010Ω/sq。此處使用的術語“打印面”是指已經(jīng)用淀粉和多價金屬鹽處理過的那面。
體積電阻率優(yōu)選為1.0×1010Ω·cm~1.0×1012Ω·cm,更優(yōu)選1.3×1010Ω·cm~1.6×1011Ω·cm,更優(yōu)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范圍內,可以得到在電子照相記錄方法中不出現(xiàn)轉印問題并且在噴墨記錄方法中顯示出改善的彩色再現(xiàn)性的記錄紙。
用于制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?;瘜W漿的實例包括化學處理木材生產(chǎn)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(chǎn)的紙漿。
還可以使用例如由對木材或木屑進行機械制漿得到的磨木漿、用化學溶液浸透木材或木屑后對這些木材或木屑進行機械制漿得到的化學機械漿、或蒸煮木屑直至這些木屑變軟隨后用精磨機制漿得到的熱機械紙漿。熱機械紙漿可以是能夠以高產(chǎn)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制成,或根據(jù)需要可以在這些紙漿中混入廢紙。
特別地,所述原生漿優(yōu)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(chǎn)生的或作為裝訂廠、印刷廠和切邊廠中的損紙產(chǎn)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,例如打印過或復印過的高級紙和高級涂布紙;用例如油墨或鉛筆書寫過的廢紙;包括廣告?zhèn)鲉蔚膹U報紙,例如印刷過的高級紙、涂布高級紙、中質紙和涂布中質紙;廢紙,例如中質紙、涂布中質紙和木質紙。
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(yōu)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(yōu)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熒光染料的效果,過氧化氫處理具有防止由脫墨處理中所用的堿導致的泛黃的效果。已知結合上述兩種處理的處理不僅易于進行廢紙脫墨,而且可改善紙漿的白度。此外,所述的結合處理具有分解并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鹵素化合物的含量具有顯著作用。
此外,優(yōu)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。在特別需要降低鹵素量的情況下,優(yōu)選使用不包含鹵素的填料??捎玫奶盍系膶嵗ò咨珶o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、硅酸鋁、硅酸鈣、硅酸鎂、合成二氧化硅、氫氧化鋁、氧化鋁、絹云母、白炭黑、皂石、白云石、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、聚氨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。填料的量基于100質量份紙漿纖維優(yōu)選是1~80質量份,更優(yōu)選基于100質量份紙漿纖維為1~50質量份。
此外,當抄紙時,優(yōu)選調整纖維取向比率為1.0至1.55,更優(yōu)選1.0至1.45,再優(yōu)選1.0至1.35。當纖維取向比率在1.0至1.55的范圍之內時,可以同時在電子照相記錄方法和噴墨記錄方法中抑制打印后記錄紙的卷曲。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。
淀粉以下將說明第二實施方案中使用的淀粉。
第二實施方案中使用的淀粉的范圍包括從由植物經(jīng)過光合作用反應合成的多糖萃取的淀粉和通過處理衍生自天然來源的淀粉得到的產(chǎn)物。所述淀粉的實例包括未改性淀粉,例如木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、糯性谷物淀粉和甘蔗淀粉;改性淀粉,例如陽離子化淀粉、氧化淀粉、陰離子化淀粉、酶改性淀粉和引入疏水基團的淀粉。因為幾乎不產(chǎn)生羧基,用酶裂解α-糖苷鍵得到的酶改性淀粉是優(yōu)選的。在使用氧化淀粉的情況下,通過以通常用于氧化的次氯酸鈉進行濕式處理,會產(chǎn)生大量羧基;然而,當以干燥方式用高碘酸鹽等將粉末態(tài)淀粉氧化時,該氧化是溫和的,氧化部分以醛形式保留,從而產(chǎn)生雙醛淀粉等,其中,所述溫和氧化是優(yōu)選的,因為它抑制了羧基的產(chǎn)生。在濕法中,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淀粉。然而,即使在該情況下,濕法氧化的淀粉的羧基含量仍然比酶改性淀粉的羧基含量高,并且比干法氧化的淀粉的羧基含量高。因此,所述的幾乎沒有羧基的淀粉優(yōu)選為酶改性淀粉或由干氧化處理得到的淀粉。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,所述淀粉優(yōu)選為具有低羧基含量的淀粉。淀粉的羧基含量優(yōu)選為0~5毫摩爾/100克,更優(yōu)選為0~4毫摩爾/100克,更加優(yōu)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的淀粉獨有的吸收,并且可觀察到在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?yōu)殛栯x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(yōu)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(yōu)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。
記錄紙的制備及記錄紙的特性接著,將說明用于制備第二實施方案的記錄紙的方法和所述記錄紙的優(yōu)選特性。
用包含淀粉和金屬鹽的處理液涂布基紙表面的方法沒有特別限定。通常,將該處理液用作涂布液(施膠壓榨液),并優(yōu)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(yōu)選實質上不含顏料(這是指處理液中的顏料含量為小于等于10重量%)。換言之,已經(jīng)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涂布層的普通紙。該包含顏料的涂布層用于與第二實施方案的記錄紙不同的涂布紙。因為涂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涂布層的該涂布紙從第二實施方案的范圍內排除。
可以用普通施用裝置例如施膠壓榨機、墊片式施膠機、堰輥、輥式涂布機、刮條涂布機、氣刀涂布機、棒式刮刀涂布機或刮刀涂布機將涂布液涂布在基紙表面上。將涂布有包含淀粉和金屬鹽的處理液的基紙干燥,以制得第二實施方案的記錄紙。
當基紙表面涂布有包含淀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(yōu)選是0.5gg/m2~3g/m2。處理液中淀粉與金屬鹽的重量比優(yōu)選是1/5至5/0.1,更優(yōu)選2/3至5/1。
如果淀粉的固體量或金屬鹽的固體量小于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。如果固體量大于5g/m2,則記錄紙的質地不太可能適于普通紙。因此,施用至表面的淀粉和金屬鹽的總固體量優(yōu)選是0.6g/m2~5g/m2。
可以通過控制淀粉的量和種類、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(jié)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制備步驟中加入內用施膠劑以便在抄紙時控制施膠度。當希望記錄紙中鹵素的量較小時,不含鹵素的表面施膠劑和內用施膠劑是優(yōu)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淀粉??紤]到改善記錄紙的可儲存性,所述施膠劑優(yōu)選是中性施膠劑??梢杂檬┠z劑的添加量來控制施膠度。
所述記錄紙的stckigt施膠度優(yōu)選為10秒~60秒,更優(yōu)選為15秒~30秒。如果stckigt施膠度小于10秒,則在噴墨打印中,洇紙惡化并且小文字可能無法辨認;當噴墨打印條碼等時,條碼可能無法辨認。因此,低于10秒的stckigt施膠度可能損害實用性。
如果stckigt施膠度大于60秒,則電子照相打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(yè)標準;其公開內容此處引入作為參考)中定義的,并且在JIS P81111988(其公開內容此處引入作為參考)中規(guī)定的標準環(huán)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(yōu)選是20秒~100秒,更優(yōu)選70秒~100秒。如果平滑度低于20秒,顆粒性可能惡化。如果平滑度高于100秒,生產(chǎn)時需要在濕潤狀態(tài)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后發(fā)生嚴重的卷曲。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(guī)定的方法測得的值。
考慮到抑制電子照相成像中云狀斑點的產(chǎn)生,記錄紙的勻度指數(shù)優(yōu)選為大于等于20,更優(yōu)選大于等于30。如果勻度指數(shù)低于20,在電子照相記錄中,熱熔融時調色劑易于不均勻地滲入記錄紙,從而產(chǎn)生斑點,損害圖像品質。用于測量勻度指數(shù)的方法已在第一實施方案的說明中作過解釋。
當?shù)诙嵤┓桨傅挠涗浖堄米饔糜陔娮诱障嘈g、熱轉印或其組合的記錄介質時,優(yōu)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(yōu)選是不含鹵素的導電劑,以便降低記錄紙中鹵素的量。
導電劑的實例包括無機電解質,例如硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰、偏硅酸鈉、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(yōu)選使用二價或二價以上的金屬的鹽,并且該金屬鹽的使用可以改善噴墨打印中的彩色再現(xiàn)性。
用包含淀粉和金屬鹽的處理液涂布之前,紙張的透氣性優(yōu)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。當用包含淀粉和金屬鹽的處理液涂布基紙表面時,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,也會抑制噴墨打印中油墨的滲透性,由此可能出現(xiàn)色間洇紙(intercolor bleed)并且可能損害干燥性能。因此,優(yōu)選在考慮該問題的條件下調整透氣性。
通過對已經(jīng)干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(jù)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后出現(xiàn)的卷曲,同時保持了與傳統(tǒng)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(tǒng)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(huán)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(lián)式機器)等。
作為用于成像的調色劑,可以使用任何已知調色劑,沒有任何特殊限定??梢允褂美缇哂行×胶驼6确植嫉那蛐握{色劑以得到高度精確的圖像,并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(jié)約能源的角度來看是優(yōu)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,并可以選自公知油墨。該油墨優(yōu)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(jù)需要,溶劑可以包含添加劑例如表面活性劑。
當記錄紙用于噴墨打印時,從噴嘴噴射的油墨的量每一滴優(yōu)選是1~20pl(pl10-12升),更優(yōu)選3pl~18pl。
第二實施方案的噴墨記錄方法在用于任何已知噴墨設備的打印時,無論噴墨記錄的具體方式如何,均實現(xiàn)了極好的打印品質。噴墨記錄方法可以應用于具有用來在打印時、打印前或打印后加熱記錄紙的單元的系統(tǒng),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(tǒng),該系統(tǒng)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(fā)泡,從而通過由發(fā)泡產(chǎn)生的壓力將油墨排出。還有一個系統(tǒng)是,向壓電元件供應能量以使該壓電元件發(fā)生物理變形,從而將由所述變形產(chǎn)生的力用于將油墨從噴嘴排出。該系統(tǒng)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,用于從噴嘴排出油墨的系統(tǒng)可以是上述的任一系統(tǒng),但是不局限于這些系統(tǒng)。
盡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征可以自由地與其它實施方案的特征相結合。因此,本發(fā)明的范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(fā)明進行更加具體的說明。然而,不應把實施例視為對本發(fā)明的限制。
實施例1記錄紙的制備(記錄紙1)將由闊葉樹牛皮紙漿制備的干紙漿分離纖維,并進行精煉使得它的游離度變?yōu)?20ml。然后,制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(chǎn))和0.5質量份陽離子化淀粉(CATO-304,由Nippon NSC,Ltd.生產(chǎn))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(chǎn)的實驗用纖維取向紙機,在下述條件下以80目篩網(wǎng)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。
此后,通過由Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產(chǎn)的紙機用矩形壓榨機(rectangular press),在10kg/cm2的壓力下將該批產(chǎn)物壓榨3分鐘,并且用Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產(chǎn)的KRK旋轉型干燥機以0.5米/分鐘的條件在120℃進行干燥,以得到定量為68g/m2的基紙。
表面施膠液的制備如下。將盛放了含有8重量%玉米淀粉(玉米淀粉Y,由Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.生產(chǎn))的溶液的容器放入沸騰的熱水浴中,并放置30分鐘以使淀粉凝膠化。然后,將該容器放入40℃的水浴中,并放置1小時以熟化該溶液。然后,將用量為淀粉溶液中未改性淀粉的干重的0.3重量%的酶(由Daiwa Kasei K.K.生產(chǎn)的α-淀粉酶)加入淀粉溶液中,并攪拌該淀粉溶液1分鐘。隨后,將容器放入沸騰的熱水浴中,并放置10分鐘以使酶失活。然后,將該容器冷卻到23℃以得到淀粉A,其為酶改性淀粉F。
制備包含淀粉A和芒硝的8重量%水溶液(表面施膠液)。在該溶液中,淀粉A的固體量的重量是芒硝重量的10倍。將溶液加熱到50℃,并通過由Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產(chǎn)的試驗用施膠壓榨機將該溶液用于所得基紙的施膠壓榨,使得施用于基紙的固體量為2g/m2。然后,將該基紙用Kumagai Riki Kogyo Co.,Ltd.生產(chǎn)的KRK旋轉型干燥機以0.5米/分鐘的條件在120℃干燥,以得到定量為70g/m2的記錄紙(1)。
(記錄紙2)使用與制備淀粉A相同的方法獲得淀粉B即酶改性淀粉F,不同之處在于將酶的量改為未改性淀粉干重的0.10重量%。除了使用淀粉B來代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(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質量份干燥闊葉樹牛皮紙漿和7質量份中質廢紙制備的紙漿分離纖維,并進行精煉,使得游離度變?yōu)?50ml。然后,制備紙漿分散液,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,使用與制備記錄紙(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淀粉干重的0.03重量%之外,使用與制備淀粉A相同的方法獲得淀粉C,它是酶改性淀粉F。除了使用淀粉C來代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(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淀粉(HI-COASTER,由Sanwa Cornstarch Co.,Ltd.生產(chǎn))作為表面施膠劑用于代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(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淀粉(ACE A,由Oji Cornstarch Co.,Ltd.生產(chǎn))作為表面施膠劑用于代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(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)除了將未加工的淀粉(玉米淀粉Y,由Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.生產(chǎn))作為表面施膠劑用于代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(7),該未加工的淀粉為淀粉A的起始原料。記錄紙(7)的定量為70g/m2。
(記錄紙8)除了將干法氧化制備的氧化淀粉(由干法氧化制備的氧化淀粉,由OjiCornstarch Co.,Ltd.生產(chǎn))作為表面施膠劑按原樣用于代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(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)除了將淀粉原料由玉米淀粉改為小麥淀粉之外,使用與制備淀粉A相同的方法獲得淀粉D,它是酶改性淀粉F。除了將淀粉D用于代替淀粉A之外,使用與制備記錄紙(1)相同的方法獲得記錄紙(9)。記錄紙(9)的定量為70g/m2。
記錄紙的制備條件(組成)列于表1。記錄紙的性能,例如反射濃度列于表2。
表1
*淀粉A~D為酶改性淀粉,它們在通過本發(fā)明的實施方案的方法生產(chǎn)的酶改性淀粉F的范圍內。
表2
<評估>
將記錄紙用于電子照相成像和噴墨成像。評估成像之后的卷曲。以下述方式進行記錄紙的評估。評估結果示于表3。
(1)評估電子照相記錄中的卷曲將記錄紙(1)~(9)在23℃、65%RH的環(huán)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(chǎn)的DOCUPRINT 260用該記錄紙進行單面復印,然后評估卷曲的高度。
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復印的原始紙,將B5尺寸的記錄紙用于如上所述的單面復印。由于將白紙作為要復印的原始紙,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卷曲高度h。只有等級A和B是可接受的水平。
圖1中圖解說明了卷曲高度h。如圖1所示,卷曲高度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,該最長的線垂直于平面1,其中,記錄紙2為熱固定后的記錄紙,并且記錄紙2位于平面1上。
等級Ah<45mm等級B45mm≤h<55mm等級Ch≥55mm(2)評估噴墨記錄中的卷曲對打印后立即發(fā)生的卷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(chǎn))在每張明信片大小的各記錄紙(具有5mm的頁邊空白)的單面上打印品紅色100%實心圖像(所施用的油墨的量為10g/m2)。測量打印后在不同于打印面的另一面上立即出現(xiàn)的懸空卷曲程度,將測量值轉變?yōu)榍省J褂孟率鰳藴试u估該曲率。只有等級A和B是可接受的水平。
等級A小于35m-1等級B35m-1~50m-1
等級C大于50m-1對風干后的卷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(chǎn))在每張明信片大小的各記錄紙(具有5mm的頁邊空白)的單面上打印品紅色100%實心圖像(所施用的油墨的量10g/m2)。將記錄紙的打印表面向上平放,并將其靜置在23℃、50%RH的條件下。在將該紙放置在該條件下100小時后,測量懸空卷曲程度,并將測量值轉變?yōu)榍省J褂孟率鰳藴试u估該曲率。只有等級A和B是可接受的水平。
等級A小于30m-1等級B30m-1~75m-1等級C大于75m-1結果列于下列表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、堿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?yōu)?50ml。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,然后對混合物進行抄紙。
獨立地制備涂布液(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-淀粉酶處理可商購的玉米淀粉得到的酶改性淀粉。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的酶改性淀粉。
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、堿性提取、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?yōu)?50ml。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,然后對混合物進行抄紙。
獨立地制備涂布液(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質量份通過干法氧化制備的氧化淀粉。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的通過干法氧化制備的氧化淀粉。
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,然后進行精煉,使得游離度變?yōu)?50ml。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,然后將混合物進行抄紙。
獨立地制備涂布液(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-淀粉酶處理可商購的馬鈴薯淀粉得到的酶改性淀粉。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的酶改性淀粉。
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?yōu)?50ml。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,然后對混合物進行抄紙。
獨立地制備涂布液(作為表面施膠液),它包含90質量份水、5質量份實施例3中使用的氧化淀粉和5質量份氫氧化鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的氧化淀粉和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。獨立地制備涂布液(作為表面施膠液),它包含60質量份水、30質量份實施例3中使用的氧化淀粉和10質量份乳酸鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的氧化淀粉和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淀粉水性分散液與次氯酸鈉水溶液,并且在pH值為10的條件下放置2小時以得到氧化淀粉。制備涂布液(作為表面施膠液),它包含75質量份水、10質量份實施例2中使用的酶改性淀粉、5質量份上述得到的氧化淀粉和10質量份乳酸鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的酶改性淀粉、0.8g/m2的氧化淀粉和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?yōu)?50ml。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,并對該混合物進行抄紙。
另外,將可商購的玉米淀粉水性分散液與次氯酸鈉水溶液混合,然后在pH為8的條件下放置3小時以得到氧化淀粉。制備涂布液(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淀粉和20質量份氫氧化鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的氧化淀粉和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?yōu)?50ml。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,并對該混合物進行抄紙。
另外,制備涂布液(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涂布液的施膠壓榨,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?yōu)?50ml。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,并對該混合物進行抄紙。
另外,制備涂布液(作為表面施膠液),它包含92質量份水、5質量份如對比例1所述制備的氧化淀粉和3質量份硫氰酸鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的氧化淀粉。
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?yōu)?50ml?;旌?00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,并對該混合物進行抄紙。
另外,制備涂布液(作為表面施膠液),它包含40質量份水、30質量份實施例2中所用的酶改性淀粉和30質量份硫氰酸鈣。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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的酶改性淀粉。
對比例5
使用與實施例5中相同的方法進行抄紙。另外,制備涂布液(作為表面施膠液),它包含77質量份水、15質量份實施例2中所用的酶改性淀粉,5質量份可商購的氧化淀粉(ACE C,由Oji Comstarch Co.,Ltd.生產(chǎn))和3質量份硫酸鈉。對上述得到的紙進行用涂布液的施膠壓榨,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酶改性淀粉、0.7g/m2的氧化淀粉和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(jù)JIS-P-81221976在標準條件(23℃、50%RH)下測量Stckigt施膠度。根據(jù)JIS-K-6911在標準條件下測量表面電阻率和體積電阻率。根據(jù)JIS-P-81191998,用Ohken數(shù)字顯示透氣性平滑度測量設備EY型(由Asahi Seiko Co.,Ltd.生產(chǎn))測量平滑度。用微勻度測試儀測量勻度指數(shù),并采用由M/K Systems,Inc.生產(chǎn)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。然后,干燥該提取物并使其固化。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(jù)Matisson&Legendre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,并將該混合物攪拌30分鐘。將混合物置于玻璃過濾器中,并用純水洗滌,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并檢查是否有白色沉淀產(chǎn)生,以此確證濾液中是否存在氯離子。將洗過的固體置于燒杯中,并分散在300ml的純水中,然后加熱并溶解。此后,用酚酞作為指示劑,用0.01N氫氧化鈉溶液滴定該溶液。根據(jù)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于制備記錄紙的處理液的組成列于表4和5。
根據(jù)下列標準,使用由富士施樂公司生產(chǎn)的電子照相記錄設備DOCUCENTRECOLOR 400CP來評估記錄紙打印后的卷曲和可轉印性。結果列于表4和5。
對打印后的卷曲的評估將各記錄紙(切成A4尺寸)放置于23℃、65%RH條件下8小時,以調節(jié)水分含量。僅使用黑色油墨,分別在各實施例或對比例的10張記錄紙上依次打印相同的具有5%圖像濃度的文本圖像。打印后立刻將記錄紙置于平坦的測量臺。然后,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(jù)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最大垂直距離小于25mm等級B最大垂直距離為26mm~35mm等級C最大垂直距離大于36mm評估可轉印性檢查上述得到的打印圖像,并確定由轉印缺陷產(chǎn)生的斑點的出現(xiàn)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(chǎn)的噴墨記錄設備WORKCENTRE B900,根據(jù)下述標準評估圖像光學濃度。結果列于表4和5。打印時,條件是23℃、50%RH;噴嘴間距是800dpi(點每英寸);噴嘴數(shù)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;打印模式為單面間歇式打?。挥涗涱^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。
打印后第一天,使用X-RITE 369(由X-rite生產(chǎn))測量黑色和品紅色實心色塊區(qū)域的圖像光學濃度,并計算其平均值(即求得黑色實心色塊區(qū)域的濃度與品紅色實心色塊區(qū)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,但小于1.5等級C平均值小于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,由干法氧化制備的氧化淀粉表示為“干法氧化淀粉”。
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(qū)域出現(xiàn)斑點。
從表4和表5可以清楚地看出,當在本發(fā)明的記錄紙上進行電子照相打印時,熱固定后的卷曲被抑制并且沒有出現(xiàn)轉印缺陷。當在本發(fā)明的記錄紙上進行噴墨打印時,可以獲得較高的彩色再現(xiàn)性。
如上所述,本發(fā)明可以提供一種記錄紙和使用該記錄紙的成像方法。該記錄紙可以用于電子照相記錄和噴墨記錄。當本發(fā)明的記錄紙用于電子照相記錄時,抑制了卷曲的出現(xiàn),同時保持了與傳統(tǒng)的紙一樣高的可轉印性。當將本發(fā)明的記錄紙用于噴墨記錄時,可以獲得極好的彩色再現(xiàn)性。
此外,本發(fā)明還可以提供由使用淀粉作為表面施膠劑的方法得到的記錄紙。當該記錄紙用于電子照相式或噴墨式復印機和打印機時,可以抑制卷曲。本發(fā)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,該記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時后,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小于等于0.60。
2.如權利要求1所述的記錄紙,其中,所述淀粉通過如下方法制備,該方法包括使淀粉和水混合以形成淀粉水溶液;加熱該淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀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,并且在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,并且在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(chǎn)記錄紙的方法,該方法包括使淀粉和水混合以形成淀粉水溶液;加熱該淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀粉水溶液以使該酶失活而停止反應,從而得到酶改性淀粉;制備以所述酶改性淀粉為主要成分的表面施膠劑;并且使用所述表面施膠劑涂布包含紙漿的基紙。
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;并且將該調色劑圖像固定在該記錄紙的所述表面,其中,該記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時后,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小于等于0.60。
9.一種噴墨圖像記錄方法,該方法包括將墨滴施用于記錄紙的表面,以在該表面上形成圖像,其中,該記錄紙是采用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂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小時后,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,然后將該記錄紙在23℃、50%RH的條件下靜置5小時后,具有所述聚維酮碘液體的表面的反射濃度為小于等于0.60。
10.一種記錄紙,該記錄紙是采用包含淀粉的處理液涂布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而制得的,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,并且在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,所述處理液中的淀粉的羧基含量為0~5毫摩爾/100克。
13.如權利要求10所述的記錄紙,其中,所述淀粉通過如下方法制備,該方法包括使淀粉和水混合以形成淀粉水溶液;加熱該淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀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,所述淀粉通過如下方法制備,該方法包括使淀粉和水混合以形成淀粉水溶液;加熱該淀粉水溶液,以使該淀粉水溶液凝膠化;然后在低于所述凝膠化的加熱溫度的溫度下使該淀粉水溶液熟化;然后通過在該淀粉水溶液中加入酶以對該淀粉進行酶改性;然后加熱該淀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;并且將該調色劑圖像固定在該記錄紙的所述表面,其中,該記錄紙是采用包含淀粉的處理液涂布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而制得的;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于記錄紙的表面,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,該記錄紙是采用包含淀粉的處理液涂布以紙漿和填料為主要成分的基紙的表面而制得的;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(fā)明公開了一種記錄紙,該記錄紙是用以淀粉為主要成分的表面施膠劑涂布包含紙漿的基紙而得到的,其中,當向記錄紙?zhí)峁┚劬S酮碘液體時,該記錄紙顯示出特定范圍內的反射濃度。本發(fā)明還公開了一種記錄紙,該記錄紙是采用包含淀粉的處理液涂布以紙漿纖維和填料為主要成分的基紙的表面而制得的,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(yōu)先權日2004年9月9日
發(fā)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