专利名称：喷墨和电子照相记录纸的制作方法
技术领域：
本发明涉及可用于喷墨记录和电子照相记录两种方法的喷墨和电子记录纸。更具体地，它涉及喷墨和电子照相记录纸，该纸是在记录表面不带有额外涂层的所谓普通纸类型的记录纸，更具体地，在它上面用可溶于水的墨水通过喷墨记录方法记录的图象具有优良的耐水性，而且它在通过电子照相记录方法所进行的颜色记录方面，具有优良的调色剂可转移性和运行性。
背景技术：
根据喷墨记录方法，墨水直接喷射到记录纸上，因为此方法运作的成本低、噪音小、容易记录颜色，所以引人关注。在此记录方法中，从安全性和适印性方面考虑，使用可溶于水的墨水，而且该记录方法中所使用的记录纸需要具有下列性能，即墨水在记录纸上快速被吸收，当颜色不同的墨水在记录纸上彼此重叠，墨水不会一起流动，射到记录纸上的墨点适当地扩散，点的形状近似正圆，点的边缘明显，点的密度高，记录纸具有足够高的白度，以提高点的反差。
作为用于喷墨记录方法的记录纸，日本专利JP-A-59-35977和JP-A-1-135682提出专用于此方法的以满足上述要求的涂布纸。另一方面，在单色记录和商务色彩记录领域，需要低成本的和一般用途的记录纸，即通常用于电子照相记录方法的普通纸。
迄今，当用于电子照相记录仪中的记录纸用于喷墨记录方法时，存在这样的问题因为它们对墨水的吸收性差，如果施用大量的墨水，墨水会在纸上流动，而且即使对墨水的吸收性充分，墨水沿纸纤维的方向被吸收，也会导致墨点形状变得模糊(羽毛状)。
近来，对喷墨记录和电子照相记录两者有用的喷墨和电子照相记录纸投放市场，但尚未解决形成的图象的耐水性问题，它是喷墨记录方法中最严重的问题。
为了获得喷墨记录中图象的耐水性，记录纸中含有阳离子树脂可有效地使染料耐水，这是由于墨水染料的阴离子部位与树脂之间的反应所致。然而，由于为电解质的阳离子树脂的存在，记录纸的表面电阻率会下降，导致电子照相记录方法中的调色剂的可转移性能下降。对于记录纸的运行性能来说，表面电阻率的下降是较佳的，但这会极大地影响调色剂的可转移性，尤其是在全色类型的电子照相记录方法中。
如上所述，对于普通纸类型的喷墨和电子照相记录的上墨纸，尚未获得墨水的耐水性。本发明的目的是提供普通纸类型的喷墨和电子照相记录纸，在它上面由喷墨记录方法所记录的图象具有优良的耐水性，而且它由电子照相记录方法所进行的颜色记录具有优良的调色剂可转移性和运行性能。
发明的说明本发明人经过深入的研究，制成了喷墨和电子照相记录纸，在该纸上由喷墨记录方法所记录的图象具有优良耐水性，由电子照相记录方法所进行的颜色记录具有优良的调色剂可转移性和运行性能。
即，本发明涉及可用于喷墨和电子照相记录两种方法的喷墨和电子照相记录纸，它包含载体，而且该记录纸的表面电阻率为1.0×109-9.9×1013Ω，载体含有以0.5-2.0克/米2的干粘附量粘合其上的阳离子树脂。
由胶态滴定方法测量的阳离子树脂的阳离子当量数优选为3-8毫当量/克。
载体优选含有中性的松香施胶剂或作为内施胶剂的烯基琥珀酸酐。
另外，载体可以含有废纸浆。
发明的最佳实施方式下面详细说明本发明的喷墨记录纸。
为了改善由含有用于喷墨记录方法的直接染料或酸性染料的水溶性墨水所形成的图象的耐水性，显然，由染料的阴离子部位与阳离子材料之间反应所产生的染料的固定和耐水处理是有效的。
因此，在喷墨和电子照相记录纸中，也尝试通过加入阳离子树脂获得喷墨记录的图象的耐水性。然而，当大量的阳离子树脂包含于记录纸中时，在由电子照相记录方法记录颜色的情形下，会引起调色剂向记录纸的可转移性能下降，导致这样的问题例如图象中形成空白点和图象密度下降。
对上述现象的起因进行了研究，结果发现由于包含大量的作为电解质的阳离子树脂，记录纸的表面电阻率减小，导致调色剂向记录纸表面的可转移性下降。此现象在全色类型的电子照相记录中尤其显著，该效应对第一转移颜色调色剂很小，但第二和后继调色剂的可转移性大大下降。有人认为此现象的一个原因是如果记录纸的表面电阻率过小，那么第一转移调色剂就在记录纸上释放电荷，严重损害荷电率，后续的调色剂向记录纸的可转移性就下降。
发明人对上述问题进行了深入的研究，结果发现当阳离子树脂的干粘附量为0.5-2.0克/米2，能够获得喷墨记录中墨水的令人满意的耐水性，当表面电阻率为1.0×109-9.9×1013Ω时，能够获得在电子照相记录中调色剂可转移性和运行性能优良的记录纸。
如果阳离子树脂的干粘附量低于0.5克/米2，不能获得墨水的足够耐水性，而且如果它高于2.0克/米2，墨水的耐水性足够，但表面电阻率低于1.0×109Ω，引起调色剂的可转移性下降。
本发明中的表面电阻率(单位Ω)根据JIS K6911的计算式计算，具体地，能够通过采用4329A型高电阻仪和16008A型电阻率元件、根据仪器说明书在20℃和65％RH的环境中、在30秒的带电时间条件下(由Yokogawa Hewlett-Packard Co.制造)测量和计算得到。
用于本发明的阳离子树脂是与包含于水溶性墨水中的直接染料或酸性染料中的磺酸基团、羧基、氨基等反应生成不溶性盐的伯-叔胺或季胺盐的单体、低聚物或聚合物；其中优选低聚物和聚合物。其具体的例子二甲基胺·表氯醇缩聚物、丙烯酰胺·二烯丙胺共聚物、聚乙烯基胺共聚物、双氰胺、氯化二甲基二烯丙基铵等。阳离子树脂并不局限于这些例子。
另外，在本发明中，根据胶态滴定方法(采用聚乙烯基硫酸钾，甲苯胺蓝)，阳离子树脂的阳离子当量优选为3-8毫当量/克。当阳离子当量处于此范围时，能够获得干燥粘附量位于上述范围的令人满意的结果。在通过胶态滴定方法测量阳离子当量时，阳离子树脂用蒸馏水稀释至固体含量为0.1％，不调节pH值。
本发明中记录纸的表面电阻率是1.0×109-9.9×1013Ω，优选1.0×1010-9.9×1013Ω。如果表面电阻率低于1.0×109，荷电率增加，由此调色剂的可转移性下降；如果它高于9.9×1013，荷电率增加，引起调色剂的分散，或记录纸的运行性能不符合要求。
本发明记录纸的载体包括主要由木质纤维和片状材料构成的纸，例如主要由木质纤维或合成纤维构成的无纺布。用来造纸的木浆包括例如软木料漂白牛皮纸浆(NBKP)、硬的木料漂白牛皮纸浆(LBKP)、软木漂白亚硫酸盐纸浆(NBSP)、硬木漂白亚硫酸盐纸浆(LBSP)、磨木纸浆(GP)、热机械纸浆(TMP)，另外，还有废纸浆。根据需要，它们单独使用或组合使用。
在加入废纸浆的情形下，废纸浆在总纸浆中的比率优选为40％或以下，这是为了抑制电子照相记录之后可能发生的纸张起皱。
作为用于本发明中的废纸浆的构成材料，可以提到的是白色刨花纸(johaku)、白色方格纸(keihaku)、乳白色纸(cream johaku)、卡片、特殊白纸(tokuhaku)、媒体用白纸(chuhaku)、衬页刨花纸(mozou)、白纸(irojo)、Kent纸、艺术类白纸(shiro art)、极细的裁切纸(tokujogiri)、特殊裁切纸(betsujogiri)、报纸、杂志纸等，它们由废纸再生促进中心基金会所提供的废纸质量标准的标准表格示出。典型的例子是OA废纸，例如与信息产业有关的非涂覆计算机用纸如打印用纸；热敏性纸和压敏性纸；PPC纸和例如纸或板的废纸；涂覆纸例如艺术用纸、涂覆纸、轻微涂覆纸(bitoko纸)；消光纸；和非涂覆纸例如无木纸、着色无木纸、笔记本用纸、信纸、包装纸、彩色纸、含木纸、报纸、磨木纸、特别光洁的纸、衬页刨花纸、纯白色机器上光纸、牛奶盒纸；这些废纸是化学纸浆纸和得浆率高的纸，不管是印刷纸、复印纸或非印刷纸，它们都不受限制。
废纸浆通常由下面4个步骤的组合而制成。
(1)采用制浆机通过机械力和化学品处理废纸，使它们以纤维形式分散，从纤维上分离墨水；(2)脱除灰尘包含于废纸内的外来物质(例如塑料)和灰尘由丝网、清洁机等脱除；(3)脱除墨水用表面活性剂自纤维上分离的印刷墨水，通过飘浮或洗涤方法自体系中脱除；和(4)漂白通过氧化作用和还原作用提高纤维的白度。
用于载体的内部填料包括已知的颜料，例如白色颜料，它们能够单独使用或组合使用。填料的例子是白色无机颜料，例如沉淀碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、粘土、滑石、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、碳酸锌、缎光白、硅酸铝、硅藻土、硅酸钙、硅酸镁、合成的二氧化硅、氢氧化铝、氧化铝、立德粉、沸石、碳酸镁、氢氧化镁、有机颜料例如苯乙烯塑料颜料、丙烯酸类塑料颜料、聚乙烯、微胶囊、聚氨酯树脂和密胺树脂。
作为用来制造本发明载体的内施胶剂，可以使用的是用来制造中性纸的中性松香施胶剂、烯基琥珀酸酐(ASA)、烷基乙烯酮二聚体(AKD)、石油树脂施胶剂等，优选中性松香施胶剂和烯基琥珀酸酐。烷基乙烯酮二聚体由于它们的高上浆效果，能够少量使用，但它们使记录纸表面的摩擦系数下降，记录纸易于滑移，因此从电子照相记录的运行性能考虑，它们不是优选的。
作为将阳离子树脂粘合到载体上的方法，它能够由各种涂覆器例如常规的施胶机、框式滚动施胶机、膜转移施胶机、刮刀涂覆机、杆式涂覆机、气刀涂覆机和帘式淋涂机涂覆，但从成本的角度考虑，要求通过由造纸机内和机器上树脂的粘合涂饰所提供的常规的施胶机、框式滚动施胶机、膜转移施胶机等粘合阳离子树脂。
使用阳离子树脂过程中，通常同时使用粘合剂。作为粘合剂，可以使用一种或多种以下物质氧化淀粉、磷酸酯化淀粉、研磨转化的淀粉、例如热化学酶转化的淀粉、阳离子化淀粉或各种改性淀粉，聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、藻酸钠、羟甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯基醇或其衍生物。
另外，表面施胶剂能够任选地用来控制喷墨记录墨水的渗透。作为它们的例子，可以提到的是主要成分为苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯腈/乙烯基缩甲醛/丙烯酸酯共聚物、苯乙烯/马来酸共聚物、烯烃/马来酸共聚物、AKD或松香的施胶剂。优选阳离子表面施胶剂，它与阳离子树脂组合使用。
在本发明中，只要所要求的本发明效果不受损害，原料还可以含有添加剂，例如颜料分散剂、增稠剂、流动促进剂、消泡剂、泡沫抑制剂、防粘剂、发泡剂、渗透剂、着色染料、着色颜料、荧光增白剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、防腐剂、防霉剂、抗水剂、增湿剂和干燥剂。
作为用来制造本发明记录纸的造纸机，可以任选地使用已知的造纸机例如福德林尼尔造纸机、双线造纸机、组合造纸机、圆筒造纸机和扬基造纸机。
本发明将由下面实施例说明。不应当认为本发明受这些实施例的限制。在实施例中，“份”和“％”分别指“重量份数”和“重量百分率”，除非另有说明。
首先，根据下面配方制备载体1-4。
载体1的制备LBKP(打浆度450毫升加拿大标准打浆度) 100份沉淀的碳酸钙(商标TP-121，Okutama10份Kogyo Co.，Ltd生产)硫酸铝1.0份两性淀粉(商标Cato3210，日本NSC Co.，Ltd生产)1.0份中性松香施胶剂(商标NeuSize 0.3份M-10，Harima Kasei Co.，Ltd生产)产率提高剂(商标NR-11LS，Hymo Co.，Ltd生产) 0.02份上述组合物的0.3％浆液由福德林尼尔造纸机造纸，制成单位重量为79克/米2的载体。
载体2的制备LBKP(打浆度450毫升加拿大标准打浆度) 100份沉淀的碳酸钙(商标TP-121， 10份Okutama Kogyo Co.，Ltd生产)硫酸铝0.8份两性淀粉(商标Cato3210，日本NSC Co.，Ltd生产)1.0份ASA施胶剂(商标Colopearl Z-100， 0.1份Seiko Kagaku Kogyo Co.，Ltd生产)产率提高剂(商标NR-11LS，Hymo Co.，Ltd生产) 0.02份上述组合物的0.3％浆液由福德林尼尔造纸机造纸，制成单位重量为79克/米2的载体。
载体3的制备LBKP(打浆度450毫升加拿大标准打浆度) 100份沉淀的碳酸钙(商标TP-121，10份Okutama Kogyo Co.，Ltd生产)硫酸铝 0.8份两性淀粉(商标Cato3210，日本NSC Co.，Ltd生产) 1.0份AKD施胶剂(商标Sizepine K-903， 0.08份Arakawa Kagaku Kogyo Co.，Ltd生产)产率提高剂(商标NR-11LS，Hymo Co.，Ltd生产) 0.02份上述组合物的0.3％浆液由福德林尼尔造纸机造纸，制成单位重量为79克/米2的载体。
载体4的制备LBKP(打浆度450毫升加拿大标准打浆度) 60份衬页刨花纸(打浆度400毫升加拿大标准打浆度)40份沉淀的碳酸钙(商标TP-121，10份Okutama Kogyo Co.，Ltd生产)硫酸铝 1.0份两性淀粉(商标Cato3210，日本NSC Co.，Ltd生产) 1.0份中性松香施胶剂(商标NeuSize 0.3份M-10，Harima Kasei Co.，Ltd生产)产率提高剂(商标NR-11LS，Hymo Co.，Ltd生产) 0.02份上述组合物的0.3％浆液由福德林尼尔造纸机造纸，制成单位重量为79克/米2的载体。
然后，实施例和对比例的记录纸和由下述方法制备。
实施例1氧化淀粉(商标MS-3800，Nippon Shokuhin Kako Co.，Ltd生产)以1.2克/米2的干粘附量和阳离子树脂(商标Hymax SC-700，Hymo Co.，Ltd生产，阳离子的当量数为5.0毫当量/克)以0.5克/米2的干粘附量、采用施胶机粘合到上述制备的载体1上，接着，进行砑光机处理，制成实施例1的记录纸。
实施例2实施例2的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是1.2克/米2。
实施例3实施例3的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是2.0克/米2。
实施例4实施例4的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于所使用的阳离子树脂变成另一种阳离子树脂(商标Polyfix 601，Showa KobunshiCo.，Ltd生产，阳离子当量为7.1毫当量/克)。
实施例5实施例5的记录纸以与实施例4所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是1.2克/米2。
实施例6实施例6的记录纸以与实施例4所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是2.0克/米2。
实施例7实施例7的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于所使用的阳离子树脂变成另一种阳离子树脂(商标Sumiraise Resin 1001，Sumitomo Chemical Co.，Ltd生产，阳离子当量为3.7毫当量/克)。
实施例8实施例8的记录纸以与实施例7所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是1.2克/米2。
实施例9实施例9的记录纸以与实施例7所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是2.0克/米2。
实施例10实施例10的记录纸以与实施例4所述相同的方式制成，不同点在于使用载体2代替载体1。
实施例11实施例11的记录纸以与实施例5所述相同的方式制成，不同点在于使用载体2代替载体1。
实施例12实施例12的记录纸以与实施例6所述相同的方式制成，不同点在于使用载体2代替载体1。
实施例13实施例13的记录纸以与实施例4所述相同的方式制成，不同点在于使用载体3代替载体1。
实施例14实施例14的记录纸以与实施例5所述相同的方式制成，不同点在于使用载体3代替载体1。
实施例15实施例15的记录纸以与实施例6所述相同的方式制成，不同点在于使用载体3代替载体1。
实施例16实施例16的记录纸以与实施例4所述相同的方式制成，不同点在于使用载体4代替载体1。
实施例17实施例17的记录纸以与实施例5所述相同的方式制成，不同点在于使用载体4代替载体1。
实施例18实施例18的记录纸以与实施例6所述相同的方式制成，不同点在于使用载体4代替载体1。
实施例19由杆式涂覆器向作为载体的合成纸(商标Krisper，Toyobo Co.，Ltd生产)两面，以每面0.6克/米2的干粘附量粘合上氧化淀粉(商标MS-3800，Nippon Shokuhin Kako Co.，Ltd生产)，和以每面0.6克/米2的干粘附量粘合上阳离子树脂(商标Sumiraise Resin 1001，Sumitomo Chemical Co.，Ltd生产，阳离子当量为3.7毫当量/克)，接着，进行砑光处理，由此获得实施例19的记录纸。
对比例1对比例1的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是0.2克/米2。
对比例2对比例2的记录纸以与实施例1所述相同的方式制成，不同点在于阳离子树脂的干粘附量是3.0克/米2。
对比例3由杆式涂覆器向作为载体的合成纸(商标Krisper，Toyobo Co.，Ltd生产)两面，以每面0.6克/米2的干粘附量粘合上氧化淀粉(商标MS-3800，Nippon Shokuhin Kako Co.，Ltd生产)，和以每面0.1克/米2的干粘附量粘合上阳离子树脂(商标Sumiraise Resin 1001，Sumitomo Chemical Co.，Ltd生产，阳离子当量为3.7毫当量/克)，由此获得对比例3的记录纸。
对比例4可购买的喷墨记录和电子照相记录普通纸(商标PB，Canon Sales Co.，Ltd生产)用作对比例4的记录纸。
对比例5可购买的喷墨记录和电子照相记录纸(商标Multi-Ace，Fuji XeroxOffice Supply Co.，Ltd生产)用作对比例5的记录纸。
实施例1-19和对比例1-5的记录纸的特性由下面方法进行评价。
表面电阻率表面电阻率(单位Ω)采用4329A型高电阻仪和16008A型电阻率元件(由Yokogawa Hewlett-Packard Co.制造)在20℃和65％RH的环境中、30秒的带电时间条件下测试。
图象的耐水性要评价的图象采用Canon Inc.生产的BJC-420J喷墨彩色打印机进行打印。经过24小时之后，将一滴水滴落至纸的图象上，留置图象使之干燥，之后，目测评价图象的扩散度。评价标准如下所示。
A良好。
B实际上可接受程度的良好。
C实际上不可接受。
D差调色剂的可转移性要评价的图象采用Xerox Corporation生产的Acolor 935彩色复印机进行复印。目测评价调色剂的可转移性。评价标准如下所示。
A良好。
B实际上可接受程度的良好。
C实际上不可接受。
D差运行性能采用A4尺寸的记录纸由Xerox Corporation生产的Acolor 935彩色复印机进行连续复印，复印1000份之后，由因彼此粘结而发生堵塞或开机次数评价运行性能。评价标准如下所示。
A0，为良好。
B1-5，为实际上可接受。
C6-10，是在实际的不可接受程度上造成问题。
D11或更高，运行性能差。
调色剂的可转移性和运行性能的评价如表面电阻率的测试一样，在20℃和65％RH的环境中进行。
表1
表2
由上述结果可见，通过将阳离子当量为3-8毫当量/克(由胶态滴定方法测量)的0.5-2.0克/米2(干粘附量)阳离子树脂粘合到载体上，可获得了喷墨记录中的图象耐水性有所提高的记录纸，通过给予记录纸1.0×109-9.9×1013Ω、优选1.0×1010-9.9×1013Ω的表面电阻率，可获得电子照相记录中全色图象的调色剂可转移性优良和运行性能满意的记录纸。
当AKD施胶剂用作载体内的内施胶剂时，与使用中性松香施胶剂或ASA施胶剂相比，运行性能稍微下降。有人认为这是由于记录纸的表面摩擦系数下降，记录纸易于滑动所致。此外，当废纸浆用作载体时，能够认识到它对性能没有影响，而且所有的性能都良好。
如果阳离子树脂的干粘附量低于0.5克/米2，喷墨记录中图象的耐水性不够，如果它高于2.0克/米2，喷墨记录中图象的耐水性足够，但由于表面电阻率变得低于1.0×109，那么电子照相记录中全色图象的调色剂可转移性下降。另外，能够看出，如果表面电阻率高于9.9×1013，运行性能下降。
本发明的喷墨记录和电子照相记录普通纸，在喷墨记录中图象的耐水性优良，而且由于阳离子树脂的干粘附量为0.5-2.0克/米2、表面电阻率为1.0×109-9.9×1013Ω，所以在电子照相记录中具有良好的调色剂可转移性和优良的运行性能。
权利要求
1.喷墨和电子照相记录纸，它包含载体，载体上粘有干粘附量为0.5-2.0克/米2的阳离子树脂，记录纸的表面电阻率为1.0×109-9.9×1013Ω。
2.如权利要求1所述的喷墨和电子照相记录纸，其中所述的阳离子树脂由胶态滴定方法测量的阳离子当量为3-8毫当量/克。
3.如权利要求1所述的喷墨和电子照相记录纸，其中所述的载体含有中性松香施胶剂或烯基琥珀酸酐作为内施胶剂。
4.如权利要求1所述的喷墨和电子照相记录纸，其中所述的载体含有废纸浆。
全文摘要
本发明的目的是提供喷墨和电子照相记录用的普通纸类型的纸,它在喷墨记录中图象的耐水性优良,而且在电子照相记录中的调节剂可转移性和运行性能优异。根据本发明,提供喷墨和电子照相记录纸,其中阳离子树脂以0.5—2.0克/米
文档编号B41M5/00GK1273554SQ99801077
公开日2000年11月15日 申请日期1999年7月15日 优先权日1998年7月16日
发明者出井晃治, 日比野良彦 申请人:三菱制纸株式会社