CN101343849B - 记录纸 - Google Patents

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Abstract

一种具有含磁性材料的层的记录纸，该层包括产生高巴克豪森效应的磁性材料和填料，并且其布置于包含纸浆的纸浆层之间。

Description

记录纸
技术领域
本发明涉及一种记录纸。
背景技术
对于特殊文件，例如纸币和有价证券等，防止被伪造是极其重要的。用于防止这类特殊文件被伪造的常规技术包括将例如磁性材料的金属纤维编织或包埋入该特殊文件中，所述材料可以通过磁性装置检测(例如，参见JP 10-143708A以及JP 7-32778A)。
近年来，随着电脑和网络更广泛地普及，从大量信息中获得所需的信息，然后将所获得的信息印刷或复制已变得相对简单。因而，机密情报外泄的问题引起了高度的重视，而该问题源自通过非法复制或印刷高度机密情报而得到的印刷品。相应地，为了避免这种源自通过非法复制或印刷高度机密情报而获得的印刷品的机密情报外泄，已经提出了用于增强信息安全性的各种设备和方法。
例如，已经提出了通过使用含有磁性材料的印刷纸以及信息读取装置的组合来增强信息安全性的方法，其中所述磁性材料可以由独特的识别信息记录，并且所述信息读取装置能够读取这种识别信息并且判断印刷在印刷纸上的该信息的真实性(例如，参见JP 2004-284053A以及JP 2004-285524A)。
在上述用于防止伪造的特殊文件和印刷纸种类中，在纸中混入或包埋有例如产生高巴克豪森效应(Barkhausen effect)的磁性材料的金属纤维。
本发明提供了一种含有磁性材料的记录纸，该磁性材料能抑制当记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供了一种具有含磁性材料的层的记录纸，所述含磁性材料的层含有产生高巴克豪森效应的磁性材料和填料，并且其布置于含有纸浆的纸浆层之间。
此外，本发明的第二方面提供了一种根据第一方面的记录纸，其中含磁性材料的层中填料的形状因子不小于0.2并且不大于1.0。
此外，本发明的第三方面提供了一种同样根据第一方面的记录纸，相对于记录纸内纸浆固体部分，该记录纸含有不低于3质量％且不高于30质量％的填料，并且在记录纸内的全部填料中，含磁性材料的层中所含有的填料的比例不低于50％并且不高于90％。
此外，本发明的第四方面提供了一种根据第一方面的记录纸，其中如果将记录纸的总厚度视为1，则含磁性材料的层的厚度为0.2至0.8。
此外，本发明的第五方面提供了一种根据第四方面的记录纸，其中如果将记录纸的总厚度视为1，则含磁性材料的层的厚度为0.2至0.5。
此外，本发明的第六方面提供了一种根据第二方面的记录纸，其中相对于记录纸内的纸浆，记录纸包含不低于3质量％并且不高于30质量％的填料，并且在记录纸内的填料中，含磁性材料的层所含有的填料比例不低于50％并且不高于90％。
根据本发明的第一方面，提供了这样一种记录纸，与不具备该构造的记录纸相比，其能抑制当含有磁性材料的记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
根据本发明的第二方面，提供了这样一种记录纸，与填料的形状因子在该指定范围之外的记录纸相比，其能更好地抑制当含有磁性材料的记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
根据本发明的第三方面，提供了这样一种记录纸，与不具备该构造的记录纸相比，其能更好地抑制当含有磁性材料的记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
根据本发明的第四方面，提供了这样一种记录纸，与不具备该构造的记录纸相比，其能大大地抑制当该含有磁性材料的记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
根据本发明的第五方面，提供了这样一种记录纸，与不具备该构造的记录纸相比，其能抑制当含有磁性材料的记录纸皱缩时产生的、由高巴克豪森效应生成的脉冲信号的输出的降低，并且维持稳定的输出。
根据本发明的第六方面，提供了这样一种记录纸，与不具备该构造的记录纸相比，其能更好地抑制当含有磁性材料的记录纸皱缩时所产生的、由高巴克豪森效应所生成的脉冲信号的输出的降低。
附图说明
根据以下附图，将详细地描述本发明的示例性具体实施方案，其中：
图1是显示根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的一个实例的横截面示意图；
图2是显示根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的另一个实例的横截面示意图；
图3A、3B和3C是说明磁性材料高巴克豪森效应的图；
图4是描述用于测量根据本发明示例性具体实施方案的记录纸内填料的形状因子和粒径的区域的图。
图5是描述用于测量根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的含磁性材料的层内填料的比例的区域的图。
图6A、6B和6C是显示检测闸(detection gate)结构的示意图，该检测闸用于评价本发明实施例中记录纸的存在检测精度。
发明详述
以下描述了本发明的示例性具体实施方案。这些示例性具体实施方案仅仅表示用于实现本发明的实例，本发明不限于这些示例性具体实施方案。
图1是显示根据本发明示例性具体实施方案的记录纸构造的一个实例的横截面示意图，记录纸1包括纸浆层10和含磁性材料的层12。如图1所示，含有磁性材料14和填料16的含磁性材料的层12形成于两层纸浆层10之间。
此外，图2是显示根据本发明示例性具体实施方案的记录纸构造的另一个实例的横截面示意图。记录纸3包括纸浆层10以及含磁性材料的层12。如图2所示，含有磁性材料14、填料16以及纸浆18的含磁性材料的层12形成于两层纸浆层10之间。
以下给出了根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的结构材料、制备方式、以及物理性能的更详细的说明。
<磁性材料>
包含于根据本发明示例性具体实施方案的记录纸中的磁性材料14产生高巴克豪森效应。以下给出了高巴克豪森效应的简单解释。图3A-3C表示一系列说明高巴克豪森效应的图。高巴克豪森效应是指当把具有如图3A中所示的B-H(磁通密度-磁场)型特性(即，基本上为矩形的磁滞回线和相对较低的矫顽力(Hc))的材料(例如Co-Fe-Ni-B-Si的无定形磁性材料)置于交变磁场中时发生显著磁化反转的现象。因此，如果使交变电流穿过励磁线圈以产生交变磁场，并且将磁性材料置于该交变磁场中时，则一旦磁化反转，脉冲样电流就会流过放置在磁性材料附近的检测线圈。
例如，当由励磁线圈产生如图3B上部所示的交变磁场时，如图3B下部所示的脉冲电流流过检测线圈。
然而，流过检测线圈的电流还包括由交变磁场诱导的交变电流，因此检测到脉冲电流叠加在此交变电流上。此外，如果将包含多种磁性材料的物品置于交变磁场中，则多重脉冲电流也会叠加，意味着能检测到例如图3C中所示的电流。
包含于根据示例性具体实施方案的记录纸内部的磁性材料14的实例包括普通的永磁体，其包括稀土体系：例如包含钕(Nd)-铁(Fe)-硼(B)作为主要成分的材料以及包含钐(Sm)-钴(Co)作为主要成分的材料，铝镍钴磁钢体系：例如包含铝(Al)-镍(Ni)-钴(Co)作为主要成分的材料，包含钡(Ba)或锶(Sr)以及氧化铁(Fe2O3)作为主要成分的铁氧体体系，以及其它软磁材料、氧化物软磁材料、以及基本成分为Fe-Co-Si或Co-FeNi体系的无定形磁性材料。
以下是对纸基材的说明。对于用作纸基材主要成分的纸浆纤维没有特别的限制，纸浆纤维的实例包括硬木和/或软木牛皮纸浆纤维、亚硫酸盐纸浆纤维、半化学纸浆纤维、化学磨纸浆纤维、磨木纸浆纤维、精磨纸浆纤维、以及热机械纸浆纤维。此外，如果需要，也可以使用通过对上述纤维中的纤维素或半纤维素进行化学改性而获得的纤维。
此外，也可使用其它纤维，例如棉浆纤维、麻浆纤维、洋麻浆纤维、蔗渣浆纤维、粘胶人造丝纤维、再生纤维素纤维、铜-氨人造纤维、醋酸酯纤维素纤维、聚氯乙烯基纤维、聚丙烯腈基纤维、聚乙烯醇基纤维、聚偏氯乙烯基纤维、聚烯烃基纤维、聚氨酯基纤维、聚氯乙烯、聚乙烯醇共聚物、碳氟基纤维、玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、金属纤维、以及碳化硅纤维，并且这些纤维可以单独使用，或以含有多种纤维的组合来使用。
此外，如果必要，可以通过使用如下纤维来改善纤维的泰伯磨耗(Taberabrasion)和内部结合强度：该纤维通过用例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚酯的合成树脂浸渍或热封上述纸浆纤维而获得。
此外，也可以将高质量或中等质量的再循环纸浆混入上述的纸浆纤维中。可以根据预期用途、目的等来确定这种再循环纸浆的混合量，例如，在为了节约资源而加入再循环纸浆的情形中，对于纸浆纤维的总量，再循环纸浆的混合量通常为10质量％或更高，并且优选为30质量％或更高。
可以使用和用于上述纸基材中主要成分相同的纸浆纤维作为如图2中所示包含在含磁性材料的层12中的纸浆18。
为了调整纸张的不透明度、白度、以及表面性质，还可以在根据本发明示例性具体实施方案的记录纸所用的纸基材中加入填料。
可以加入到根据示例性具体实施方案的记录纸的纸浆层10和含磁性材料的层12中的填料种类没有特别的限制，只要该填料含有通常用作纸张填料的有机或无机颗粒，具体实例包括无机填料：其包括碳酸钙基填料，例如重质碳酸钙、轻质碳酸钙以及白垩；硅酸盐，例如高岭石、焙烧粘土、叶蜡石、绢云母和滑石；以及二氧化钛、硫酸钙、硫酸钡、氧化锌、硫化锌、碳酸锌、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、合成二氧化硅、氢氧化铝、氧化铝、白炭黑、皂石、白云石、钙蒙脱石、钠蒙脱石和膨润土；以及有机填料，其包括聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、丙烯酸塑性颜料、聚烯烃树脂颗粒，例如聚乙烯、壳聚糖颗粒、纤维素颗粒、聚氨基酸颗粒以及苯乙烯。
在用于制备根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的纸基材中，还可以内部地或者外部地加入各种化学品例如施胶剂。可以加入纸基材中的施胶剂种类的实例包括松香基施胶剂、合成施胶剂、石油树脂基施胶剂、以及中性施胶剂。还可以使用例如硫酸铝或阳离子化淀粉的施胶剂与固着剂的组合。
在上述施胶剂中，对于利用电子照相法的成象装置，就成像后记录纸的储藏稳定性而言，优选使用中性施胶剂，例如烯基琥珀酸酐施胶剂、烷基烯酮二聚体、烯基烯酮二聚体、中性松香、石油施胶剂、烯烃树脂或苯乙烯-丙烯酸树脂。此外，还可以使用表面施胶剂，例如氧化淀粉、酶改性淀粉、聚乙烯醇、纤维素衍生物如羧甲基纤维素、苯乙烯-丙烯酸胶乳、苯乙烯-马来酸胶乳以及丙烯酸胶乳，它们可以单独使用，也可以与其它施胶剂组合使用。
此外，在根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的纸基材中，也可以外部地或者内部地加入纸张增强剂。
纸张增强剂的实例包括淀粉、改性淀粉、植物胶、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、苯乙烯-马来酸酐共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯酸酯、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、二醛淀粉、聚乙烯亚胺、环氧化聚酰胺、聚酰胺-表氯醇树脂、羟甲基化聚酰胺以及壳聚糖衍生物，并且可以单独地使用这些材料，也可以使用两种或更多种不同材料的组合。
除了上述材料之外，还可以使用通常加入至纸介质中的其它助剂，例如染料及pH控制剂。
根据本发明示例性具体实施方案的记录纸可以通过例如以下所述的方法来制备：将含有磁性材料14和填料16的含磁性材料的层12，或者将含有磁性材料14、填料16和纸浆18的含磁性材料的层12夹于通过将纸基材的上述原材料和任意其它材料混合而制备的多片纸基材之间并且进行造纸，随后将各层粘合在一起，然后根据需要施加施胶压榨液体(size pressliquid)涂层或形成颜料涂层。此外，也可以通过将纸基材的上述原材料、组成纸基材的任意其它材料、以及上述磁性材料混合，对该混合物进行造纸或多层造纸，然后根据需要施加施胶压榨液体涂层或者形成颜料涂层。
造纸方法没有特别的限制。多层造纸法、长网造纸机器、圆网造纸机或夹网造纸系统(twin wire papermaking systems)都可以被使用。既可以使用酸性造纸法也可以使用中性造纸法。
多层造纸法的实例包括采用圆网造纸、长网造纸、长网-圆网组合造纸、多头盒式造纸、或短网(tanmo)-长网造纸系统的方法。例如，可以使用SaburoIshiguro所著的“The Latest Papermaking Technology-Theory and Practice”(Seishi-Kagaku Kenkyujo，1984)中所详细描述的任何一种方法；例如其可以是采用一系列堆叠圆网的圆网造纸系统。
考虑到例如改善表面强度的因素，可以向纸基材表面(或者在记录纸包含多层纸基材时，向最外层纸基材的表面)以不阻碍水基液体吸收的量加入施胶剂，例如松香基施胶剂、合成施胶剂、石油树脂基施胶剂、或中性施胶剂。也可以使用施胶剂(例如硫酸铝或阳离子化淀粉)和纤维间固着剂的组合。
可以向纸基材的表面(或者在记录纸包含多层纸基材时，向最外层纸基材的表面)施加例如以下所列的施胶压榨液体。
施胶压榨液体中所使用的粘合剂可以是未加工的淀粉，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉，或者可以是加工的淀粉，例如酶改性淀粉、磷酸酯酯化淀粉、阳离子化淀粉、或者乙酰化淀粉。此外，也可以使用其它水溶性聚合物，例如聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇、瓜尔胶、酪蛋白、凝胶多糖、或者它们的衍生物，它们可以单独使用，也可以作为混合物使用，然而本发明并不局限于以上所列的化合物。从生产成本的角度出发，通常使用较低成本的淀粉。
此外，也可以向根据示例性具体实施方案的记录纸中加入电阻控制剂，电阻控制剂的实例包括无机材料，例如氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸钠、氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化铝和氧化镁，以及有机材料，例如烷基磷酸酯盐、烷基硫酸酯盐、磺酸钠、以及季铵盐，它们既可以单独使用也可以作为混合物使用。将电阻控制剂加入至记录纸中的适当方法包括将所述无机或有机材料加入到上述施胶压榨液体中，然后将所得液体施加于纸基材的表面。
将施胶压榨液体施加于纸基材表面(或者在记录纸包含多层纸基材的情形中，施加于最外层纸基材表面)的方法的实例包括使用施胶机(size press)，或常用涂布设备，例如补偿施胶机(shim size)、闸辊、辊式涂布机、刮棒涂布机、气刀涂布机、杆式刮刀涂布机或刮刀涂布机。
也可以将主要含有粘合剂和颜料的涂布液体施加于根据示例性具体实施方案的记录纸的至少一个表面上，从而形成能使记录纸用作涂布纸的颜料涂层。
此外，也可以在该颜料涂层之上提供树脂层。用于该树脂层的树脂没有特别的限制，可以使用常规的热塑性树脂。这些树脂的实例包括含有酯键的树脂；聚氨酯树脂；聚酰胺树脂，如尿素树脂；聚砜树脂；聚氯乙烯树脂；聚偏二氯乙烯树脂；氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂；氯乙烯-丙酸乙烯酯共聚物树脂；多元醇树脂，例如聚乙烯醇缩丁醛；纤维素树脂，例如乙基纤维素树脂和醋酸纤维素树脂；聚己内酯树脂；苯乙烯-马来酸酐树脂；聚丙烯腈树脂；聚醚树脂；环氧树脂；酚醛树脂；聚烯烃树脂，例如聚乙烯树脂和聚丙烯树脂；烯烃(例如乙烯或丙烯)与其它乙烯基单体的共聚物树脂；以及丙烯酸树脂。
加入至用于形成颜料涂层的涂布液体(下文中称为颜料层涂布液体)中的粘合剂使用水溶性和/或水分散性聚合物，其实例包括淀粉，例如阳离子淀粉、两性淀粉、氧化淀粉、酶改性淀粉、热化学改性淀粉、酯化淀粉和醚化淀粉；纤维素衍生物，例如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素；天然或半合成高分子化合物，例如明胶、酪蛋白、大豆蛋白和天然橡胶；聚乙烯醇；聚二烯，例如异戊二烯、氯丁橡胶和聚丁二烯；聚烯烃，例如聚丁烯、聚异丁烯、聚丙烯和聚乙烯；乙烯基聚合物和共聚物，例如卤乙烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺和甲基乙烯基醚；合成橡胶胶乳，例如苯乙烯-丁二烯体系或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯体系；以及其它合成聚合化合物，例如聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、烯烃-马来酸酐树脂和三聚氰胺树脂。可以根据记录纸所需品质，适当地选择和使用一种、两种或更多种上述聚合物。
加入至颜料层涂层液体中的颜料的实例包括矿物颜料，例如重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、煅烧高岭土、结构性高岭土、分层高岭土、滑石、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、碳酸镁、氧化镁、二氧化硅、铝硅酸镁、微粒状硅酸钙、微粒状碳酸镁、微粒状轻质碳酸钙、白炭黑、膨润土、沸石、绢云母和蒙脱土；以及有机颜料，例如聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、偏二氯乙烯树脂、苯并胍胺树脂、以及它们的微细中空颗粒或通孔型颗粒。既可以使用一种颜料，也可以使用两种或更多种不同颜料的混合物。
相对于上述颜料层涂布液体中的颜料，每100质量份的颜料，粘合剂的混合比优选为5质量份或更高至不高于50质量份。如果相对于100质量份颜料，粘合剂的混合比小于5质量份，则会产生这样的问题：当将颜料层涂布液体施加于纸基材以在纸基材上形成颜料涂层，然后施加上述树脂层时，纸基材的表面可能受到树脂溶液的影响，从而不可能获得有利水平的白纸光泽度(white paper gloss)。相反，如果相对于100质量份颜料，粘合剂的混合比超过50质量份，则在将颜料层涂布液体施加至纸基材的过程中可能会出现发泡，导致颜料涂层表面粗糙，并且从而不可能获得有利水平的白纸光泽度。
根据需要，颜料层涂布液体也可以含有各种其它添加剂，包括表面活性剂、pH控制剂、粘度控制剂、软化剂、光泽赋予剂、分散剂、流动性调节剂、电导抑制剂、稳定剂、抗静电剂、交联剂、抗氧化剂、施胶剂、荧光增白剂、着色剂、UV吸收剂、消泡剂、防水剂、增塑剂、润滑剂、防腐剂以及芳香剂。
可以依据根据示例性具体实施方案的记录纸的预期用途来确定施加于上述纸张的颜料层涂布液体的量，然而通常，施加足够量的涂布液体，从而获得不低于2g/m2且不高于8g/m2的干重量。
用于将以上颜料层涂布液体施加于已经涂布有上述施胶压榨液体的纸基材表面的方法可以采用常规的涂布设备，例如刮刀涂布机、气刀涂布机、辊式涂布机、逆转辊式涂布机、刮棒涂布机、幕帘式涂布机、模涂布机、凹板式涂布机、champlex涂布机、毛刷涂布机、双辊或计量刮刀型施胶压榨涂布机、双面刮刀涂布机(bill blade coater)、短停留涂布机、或闸辊式涂布机。
设置在纸基材上的颜料涂层在纸的一面或两面上形成表层，并且该表层也可以具有通过提供单层中间层，或者如果需要，提供两层或更多层中间层而形成的多层结构。在纸两面上均设置有颜料涂层的情形中，或在表层具有多层结构的情形中，用于形成每一层的涂布液体量，以及每一涂布液体中所包含的材料的性质和量不必相同，可以根据所需品质水平来适当地调节这些因素，只要能满足上述指定范围即可。
在仅在纸的一个表面上设置颜料涂层的情形中，为了防止卷曲、改善可印刷性、以及改善进纸和出纸特性等等，可以在纸的另一表面上设置合成树脂层、包含粘合剂和颜料的涂层、或者抗静电层等等。
当然，也可以通过对纸的另一表面进行任意各种后加工处理来改善纸对各种用途的适应性，所述后加工处理例如用于改善诸如粘合性、磁性、阻燃性、抗热性、抗水性、耐油性、或防滑性等因素的处理。
在任选施加施胶剂、施胶压榨液体和颜料层涂布液体等之后，优选使用平滑处理设备，例如超级压光机、光泽压光机或软质压光机，对根据本发明示例性具体实施方案的记录纸进行平滑处理。此外，既可以以在机方式也可以以离机方式进行平滑处理，可以用和常规平滑装置相同的方法来适当调节加压设备构造、加压压区数量、以及加热程度。
在根据示例性具体实施方案的记录纸中，含磁性材料的层中填料的形状因子优选不小于0.3且不大于1.0，并且更优选为不小于0.4且不大于1.0。
通过确保含磁性材料的层中填料的形状因子在以上范围之内，可以更有效地防止由高巴克豪森效应产生的脉冲信号的输出的降低(其在含有磁性材料的记录纸皱缩时发生)。
记录纸的皱缩可以在例如固定利用电子照相方法形成的图像期间发生，或者可以在利用喷墨法印刷的油墨干燥期间发生，然而这并不是穷尽地列举。
在本说明书中，形状因子描述了颗粒短轴和长轴之间的比率(短轴/长轴)。根据记录纸横截面的扫描电子显微镜图像来测量记录纸中填料的形状因子。使用图像处理软件“Image-Pro”(由Nippon Roper Co.，Ltd.制造)，在图4中所示大约50μm宽度的区域A至D(从记录纸每一角沿对角线朝纸中心伸展大约50μm的区域)以及区域E(从记录纸中心沿一条对角线朝纸的对角在各自方向延伸大约25μm(即，总共约50μm)的区域)中分析记录纸横截面的电子显微镜图像，并且计算每一区域的形状因子平均值。本发明中填料的“形状因子”所引的值是指通过忽略形状因子平均值最大的区域以及形状因子平均值最小的区域，计算剩余三个区域形状因子的平均值而获得的值。
根据示例性具体实施方案的记录纸内的填料16包含这样的颗粒：这些颗粒的粒度优选不小于0.1μm且不大于50μm，更优选不小于0.5μm且不大于40μm，并且最优选不小于1μm且不大于30μm。
在本说明书中，相对于记录纸中的纸浆，填料的混合量是指根据JIS P8251所测得的值。此外，通过使用SEM-EDX(S-3400N，由Hitachi，Ltd.制造)的元素组成分析来测量含磁性材料的层中所含有的填料总量比例。该观测的条件包含使用二次电子图像，加速电压为约20kV，放大率为约500x，并且工作距离为约10mm，而所观测的区域为图5中所示的宽度约为250μm的5个区域，即，记录纸标记的区域a至d(从记录纸每一角朝纸中心沿对角线延伸约250μm的区域)，以及区域e(从记录纸中心沿一条对角线朝纸的对角在各自方向上延伸约125μm(即，总共约250μm)的区域)的横截面。分别确定这些区域中含磁性材料的层中填料的比例，并且本发明中“含磁性材料的层中填料的比例”所引的值是指通过忽略该比例最大的区域以及该比例最小的区域，并且计算剩余三个区域比例的平均值所获得的值。
根据记录纸横截面的扫描电子显微镜图像来测量记录纸内部填料16的粒度。使用图像处理软件“Image-Pro”(由Nippon Roper Co.，Ltd.制造)，在图4中所示大约50μm宽度的区域A至D(从记录纸每一角沿对角线朝纸中心伸展大约50μm的区域)以及区域E(从记录纸中心沿一条对角线朝纸的对角在各自方向延伸大约25μm(即，总共约50μm)的区域)中分析记录纸横截面的电子显微镜图像，并且计算每一区域的粒度平均值。本发明中填料“粒度”所引的值是指通过忽略粒度平均值最大的区域以及粒度平均值最小的区域，计算剩余三个区域粒度的平均值而获得的值。
通过确保粒度属于以上范围内，可以比在粒度小于0.1μm的情形中更好地抑制由高巴克豪森效应所产生的脉冲信号的输出的降低，并且比在粒度超过50μm的情形中更有效地维持记录纸的强度。
根据本发明示例性具体实施方案的记录纸内的磁性材料14的形状优选为长(线状)形，更优选丝状或带状，并且最优选丝状。
通过使用长形，可以更可靠地检测由高巴克豪森效应产生的脉冲信号。
在磁性材料14为丝状材料的情形中，丝的直径优选不小于10μm且不大于90μm，并且更优选不小于10μm且不大于80μm。
通过使用以上范围内的丝直径，与磁性材料14直径大于90μm的情形相比，可以降低磁性材料14从记录纸表面突出的可能性。此外，与磁性材料14的直径小于10μm的情形相比，可以更可靠地检测由高巴克豪森效应所产生的脉冲信号。
此外，磁性材料14的长度优选不低于10mm。此外，磁性材料14的最大长度优选不高于350mm，并且更优选不高于300mm。
通过使用以上范围内的长度，与磁性材料14的长度小于10mm的情形相比，可以更可靠地检测由高巴克豪森效应所产生的脉冲信号。此外，与长度超过350mm的情形相比，可以更好地维持记录纸的柔韧性。
磁性材料14的直径和长度表示磁性材料14内所加入的全部磁性材料14的平均值。可以通过从记录纸横截面或记录纸内部物理地除去磁性材料，然后使用光学显微镜或电子显微镜等测量直径来测定记录纸内部磁性材料14的直径。此外，可以通过从记录纸表面或记录纸内部物理地除去磁性材料，然后使用光学显微镜或电子显微镜等测量长度来测定磁性材料14的长度。
优选将根据示例性具体实施方案的记录纸的表面电阻率调节为不低于1×109Ω/平方且不高于5×1011Ω/平方的值，而优选将体电阻率调节为不低于1×1010Ω·cm且不高于1×1014Ω·cm的值。
在通过电子照相法形成图像的情形中，即使磁性材料表面不涂有包含树脂或金属氧化物等的绝缘层等，也不太可能具有在靠近记录纸内存在磁性材料的区域中的局部传递断层(localized transfer faults)。可以使用例如以上所描述的那些电阻控制剂来调节电阻。
根据本发明示例性具体实施方案的记录纸的克数(JIS P-8214)没有特别的限制，然而优选不低于60g/m2的值。
与克数低于60g/m2的情形相比，当使用利用电子照相法的成象装置时，使用上述克数的纸意味着在固定步骤期间(在该步骤中，已经转移到记录纸上的调色剂图像被固定到记录纸上)产生图象缺陷的可能性会降低，所述缺陷包括将纸卷绕到固定装置期间产生的缺陷或者与从固定装置不充分释放相关的缺陷。
此外，当在23℃和50％RH的环境中对根据示例性具体实施方案的记录纸进行不低于12小时的湿度调节时，纸水分含量优选不低于4.0质量％且不高于7.0质量％，并且更优选不低于4.5质量％且不高于7.0质量％。与水分含量低于4.0质量％或高于7.0质量％的情形相比，这保证了当使用电子照相法输出图像时，图像质量可以更加有利。
在根据本发明示例性具体实施方案的记录纸中，如果将记录纸总厚度视为1，则优选含磁性材料的层厚度为0.2至0.8，并且甚至更优选为0.2至0.5。
实施例
以下基于一系列实施例和比较实施例对本发明进行更详细地说明，然而本发明不限于以下给出的实施例。
<记录纸的制备>
(实施例1)
向含有100质量份LBKP(硬木漂白牛皮纸浆)的纸料浆液中，相对于100质量份的纸浆，加入0.13份的阳离子化淀粉(产品名称：MS4600，由NihonShokuhin Kako Co.，Ltd.制造)、0.04质量份的烯基琥珀酸酐(Fibran 81，由Oji National Co.，Ltd.制造)、以及10质量份的杆状碳酸钙(HPC-R8，由Hokkaido Cooperation Lime Corporation制造)。用白水稀释所得混合物，获得纸料(paper stock)浆液A。
使用如此获得的纸料浆液A(固体部分浓度：1.0质量％)，使用定向片材形成器(oriented sheet-former)(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)，在如下所述的条件下进行造纸，获得片材A和B。
[造纸条件]
鼓转速：1,000转/min
纸料脱模压力：9.807×104Pa(1.0kgf/cm2)
冲程重复(Stroke repetitions)：5
随后，向含有100质量份LBKP(硬木漂白牛皮纸浆)的纸料浆液中，相对于100质量份的纸浆，加入0.13份的阳离子化淀粉(产品名称：MS4460，由Nihon Shokuhin Kako Co.，Ltd.制造)以及0.04质量份的烯基琥珀酸酐(Fibran 81，由Oji National Co.，Ltd.制造)，然后相对于100质量份纸浆，分别加入5质量份和25质量份的磁性材料(组成：Fe-Si-B，直径：50μm，长度：50mm)和杆状碳酸钙填料(HPC-R8，由Hokkaido Cooperation LimeCorporation制造)。用白水稀释所得混合物，获得纸料浆液B。
使用由此获得的纸料浆液B(固体部分浓度：1.0质量％)，使用定向片材形成器(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)，在如下所述的条件下进行造纸，获得片材C。
[造纸条件]
鼓转速：1,000转/min
纸料脱模压力：9.807×104Pa(1.0kgf/cm2)
冲程重复(Stroke repetitions)：5
布置这三层制备的片材，使得片材C作为中间层被夹在片材A和B之间，使用方形板压力机(square sheet machine press)(由Kumagai Riki KogyoCo.，Ltd.制造)在9.807×105Pa(10kgf/cm2)的压力下压制该片材一分钟，然后使用KRK旋转式干燥器(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)在100℃的加热温度以及100cm/分钟的转速下进行干燥，从而获得克数为101g/m2的记录纸。
经由使用SEM-EDX的元素组成分析来观测Ca混合比，从而测定含磁性材料的层内所包含填料的比例。使用扫描电子显微镜(SEM)VE-7800(由KEYENCE制造)来测量记录纸和含磁性材料的层的厚度值。表1中详细显示了该纸的性能。
(实施例2)
除了用轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate，由Hayashi-Kasei Co.，Ltd.生产)代替实施例1中所使用的杆状碳酸钙以外，使用与实施例1相同的方法进行制备，获得克数为100g/m2的记录纸。
(实施例3)
除了用轻质碳酸钙(Neolight SP-300，由Takehara Kagaku Kogyo Co.，Ltd.生产)代替实施例1中所使用的杆状碳酸钙以外，使用与实施例1相同的方法进行制备，获得克数为102g/m2的记录纸。
(实施例4)
除了用轻质碳酸钙(Neolight SS，由Takehara Kagaku Kogyo Co.，Ltd.生产)代替实施例1中所使用的杆状碳酸钙，将用于制备纸料浆液A的轻质碳酸钙混合量设置为7质量份，并且将用于制备纸料浆液B的轻质碳酸钙混合量设置为10质量份以外，使用与实施例1中相同的方法进行制备，获得克数为102g/m2的记录纸。
(实施例5)
除了将实施例4中用于制备纸料浆液A的轻质碳酸钙混合量改变为12质量份，并且将用于制备纸料浆液B的轻质碳酸钙混合量改变为30质量份以外，使用实施例4中相同的方法进行制备，获得克数为103g/m2的记录纸。
(实施例6)
除了将实施例3中用于制备纸料浆液A的轻质碳酸钙混合量改变为12质量份，并且将用于制备纸料浆液B的轻质碳酸钙混合量改变为45质量份以外，使用实施例3中相同的方法进行制备，获得克数为104g/m2的记录纸。
(实施例7)
用4质量份硅胶(Mizukasil P-78D，由Mizusawct Industrial Chemicals，Ltd.生产)代替用于实施例1中所制备纸料浆液A的杆状碳酸钙，并且制备纸料浆液A′。使用由此获得的纸料浆液A′(固体部分浓度：1.2质量％)，使用定向片材形成器(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)，在如下所述的条件下进行造纸，获得片材A′和B′。
[造纸条件]
鼓转速：1,000转/min
纸料脱模压力：9.807×104Pa(1.0kgf/cm2)
冲程重复(Stroke repetitions)：7
随后，将磁性材料(组成：Fe-Si-B，直径：20μm，长度：340mm)置于片材A′的表面，将硅胶(Mizukasil P-78D，由Mizusawa Industrial Chemicals，Ltd.生产)以一定的量几乎均匀地分配于片材A′的整个表面，相对于纸料浆液A′内每100质量份的纸浆，该量足以提供30质量份的硅胶，然后将片材B′覆盖在片材A′的表面上。随后，使用方形板压力机(由Kumagai Riki KogyoCo.，Ltd.制造)在9.807×105Pa(10kgf/cm2)的压力下压制这些片材一分钟，然后使用KRK旋转式干燥器(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)在100℃的加热温度以及100cm/分钟的转速下进行干燥，从而获得克数为100g/m2的纸。经由使用SEM-EDX的元素组成分析来观测Si混合比，从而测定含磁性材料的层内所包含填料的比例。表1中详细显示了该纸的性能。
(实施例8)
除了将用于实施例7中的磁性材料改变为组成为Fe-Si-B的磁性材料(直径：85μm，长度：15mm)之外，使用与实施例7中相同的方法进行制备，获得克数为102g/m2的记录纸。
(比较实施例1)
除了将实施例1中所制备纸料浆液A中的填料的混合量改变为20质量份，并且将纸料浆液B中的填料的混合量变为0质量份以外，使用与实施例1中相同的方法进行制备，获得克数为103g/m2的记录纸。表1中详细显示了该纸的性能。
(比较实施例2)
按照实施例7的步骤，但是，将纸料浆液A′中的填料的混合量改变为20质量份，将磁性材料置于片材A′的表面而不分配填料，然后将片材B′覆盖在顶部。随后，使用方形板压力机(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)在9.807×105Pa(10kgf/cm2)的压力下压制这些片材一分钟，然后使用KRK旋转式干燥器(由Kumagai Riki Kogyo Co.，Ltd.制造)在100℃的加热温度以及100cm/分钟的转速下进行干燥，从而获得克数为102g/m2的记录纸。表1中详细显示了该纸的性能。
<评价>
为了评价记录纸的存在检测精度，使用图6A-6C中所示的检测闸(detection gate)(由Unipulse Corp.制造，磁线基产品观测系统，产品名称：SAS)来测量源自纸内所包含的磁性材料的脉冲信号。
用于该评价的检测闸包含一对相对的检测器以及检测线圈，所述检测器配备有产生交变磁场的励磁线圈，所述检测线圈检测纸100内磁力线的磁化反转。图6A-6C是显示用于评价实施例的检测闸结构的一系列示意图，其中图6A是检测闸的正视图，图6B是从一侧面观察(即，从图6A中所示箭头X的方向观察)检测闸内部一个检测器的侧视图，并且图6C是从上部观察(即，从图6A中所示箭头Y的方向观测)检测闸内部一个检测器的顶视图。在这些图中，数字100表示一张(A4大小的)纸，300表示检测闸，302表示第一检测器，304表示第二检测器，并且400表示底部表面(floorsurface)，而字母H表示从底部表面400至纸100的高度，并且字母E表示从第一检测器302的侧边(长侧)穿过纸100短侧至中心点的距离。
如图6A-6C所示，检测闸300包括位于底部表面400上位置相对的第一检测器302和第二检测器304，其中第一检测器302和第二检测器304具有相同的结构，高度约为1.5m。此外，两个检测器302和304之间的距离约为0.9m。在23℃和30％RH的环境下进行脉冲信号的测量，且如图6A-6C所示将纸100布置为与底部表面400平行，并且该测量在纸100的一个短边与第一检测器302面对第二检测器304的一侧静态接触的状态下进行。将从底部表面400至纸100的高度H设置为1,250mm，并且将从第一检测器302的侧边穿过纸100的短侧至中心点的距离E设置为200mm。此外，在测量期间，将第一检测器302与纸100接触的平面内的交变磁场的最大强度(在从底部表面起高度为H并且从第一检测器302的侧边起距离为E的位置)设置为9.2Oe的值。
由检测闸300检测到的脉冲信号被读入数字示波器(DL1540，由Yokogawa Electric Corporation制造)中，并且将脉冲峰值电压记录作为脉冲值。
对于实施例和比较实施例中制备的每一记录纸，分别测量固定前记录纸的脉冲值(起始脉冲值)，以及在用成像装置形成图像之后的脉冲值(固定后脉冲值)。这里，使用尚未接受成像测试，但是在23℃和50％RH的环境中经受过不低于12小时湿度调整的记录纸测量起始脉冲值。
此外，通过使用尚未接受成像测试，但是在23℃和50％RH的环境中经受过不低于12小时的湿度调整的记录纸，使用设置为普通纸A模式和全色模式的成像装置(DocuCentre Color f450，由Fuji Xerox Co.，Ltd.制造)将空白图像双面印刷在该纸上，在双面印刷完成之后，将该记录纸转移至检测闸300并且如图6A-6C中所示放置该纸，从而测量固定后脉冲值。这里，固定后脉冲值是指在记录纸双面印刷完成并且纸从成像装置中排出(第二次固定操作之后立即排出)的时间点之后30秒所测得的脉冲值。
使用起始脉冲值和固定后脉冲值，根据以下所示公式确定脉冲值变化T(％)。表1中显示了结果。
脉冲变化T＝(固定后脉冲值/起始脉冲值)×100
使用以下所示标准来评价由此获得的脉冲变化值T。表1中显示了结果。
G0：T＝不低于80，不高于100
G1：T＝不低于50，低于80
G2：T＝不低于30，低于50
G3：T＝低于30
Figure S2008100930170D00191
用这种方式，实施例1至8的记录纸能比比较实施例1和2的记录纸更好地抑制由高巴克豪森效应产生脉冲信号的输出降低。
以上出于例证和说明的目的，已经提供了本发明示例性具体实施方案的说明。然而，这并非试图穷举，或者将本发明限制于所公开的确切形式。显然，许多改变和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。选择并描述具体实施方案是为更好地说明本发明的原则及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够领会本发明的各种具体实施方案以及适于特定预期用途的各种改变。本发明的范围由权利要求及其等同物所限定。

Claims (4)

1.一种记录纸，其包括：含磁性材料的层，该层含有产生高巴克豪森效应的磁性材料和填料，并且其布置于含有纸浆的纸浆层之间，
其中相对于所述记录纸中的纸浆，所述记录纸含有不低于3质量％且不高于30质量％的填料，并且
在所述记录纸中的所有填料中，含磁性材料的层中所包含的填料的比例不低于50％且不大于90％。
2.根据权利要求1所述的记录纸，其中在含磁性材料的层中填料的形状因子不低于0.2且不高于1.0，形状因子表示颗粒短轴和长轴之间的比率短轴/长轴。
3.如权利要求1所述的记录纸，其中如果将所述记录纸的总厚度视为1，则含磁性材料的层的厚度为0.2至0.8。
4.如权利要求3所述的记录纸，其中如果将所述记录纸的总厚度视为1，则含磁性材料的层的厚度为0.2至0.5。
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