CN103790067B - 在低添加剂水平下具有改善的印刷质量的记录片材 - Google Patents
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Abstract
提供了记录片材，其包含：包含多条纤维素纤维的纸基材；以及包含水溶性二价金属盐的施胶剂；其中所述纸基材及施胶剂相配合以形成I型梁结构。还提供了制造和使用所述记录片材的方法。
Description
本申请是申请人为“国际纸业公司”、发明名称为“在低添加剂水平下具有改善的印刷质量的记录片材”、申请号为“200980111918.0”、申请日为“2009年3月31日”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及记录片材，例如，基于记录片材的纸，其具有改善的印刷质量。本发明还涉及制作及使用该记录片材的方法。在适于任何印刷工艺中的应用的同时，所述记录片材在喷墨印刷工艺中特别地有用。
背景技术
最近已经开发了具有称为“I型梁”(I-Beam)结构的纸基材，其被报道具有改善的松厚度硬度和/或高的尺寸稳定性。参见，例如，2004年4月8日公开的美国专利申请公开2004/0065423，其公开了三层的单层I型梁结构片材，所述片材具有纤维素中间层，和具有基于淀粉的施胶压榨涂层的顶层及底层。还参见2008年2月14日公开的美国专利申请公开2008/0035292，其公开了具有高尺寸稳定性和高的表面施胶及低的内部施胶的纸基材。
当前将氯化钙用于喷墨记录媒介以改善喷墨印刷的密度及干燥时间。参见，例如，2007年4月19日公开的美国专利申请公开2007/0087138，其公开了具有改善的图像干燥时间的记录片材，所述片材含有水溶性二价金属盐。其他的金属盐已经用于喷墨记录媒介。美国专利4,381,185公开了含有多价金属阳离子的纸料。美国专利4,554,181公开了具有包括水溶性多价金属盐的记录表面的喷墨记录片材。美国专利6,162,328公开了用于喷墨印刷基材的纸胶料，所述纸胶料包括多种阳离子金属盐。美国专利6,207,258公开用于喷墨印刷基材的表面处理组合物，其含有二价金属盐。美国专利6,880,928公开了喷墨记录原纸，其具有包括多价金属盐的涂层。
本发明人已发现，氯化钙的使用可以产生问题。高水平的氯化钙可能在造纸机中产生流动性的问题；氯化钙不期望地使诸如经常在施胶压榨时使用的基于芪的光学增白剂淬灭；并且氯化钙影响施胶压榨制剂的pH。在施胶压榨时使用的淀粉需要窄的pH范围以起效：过高的pH可能导致淀粉变黄；太低的pH可能导致淀粉沉淀和/或胶凝。氯化钙也可能与其他化学品相互作用，例如当纸破损或回收时用于湿部的那些化学品。
因此对这样的记录片材有需要：所述片材中保持改善的喷墨印刷密度和其他的优点，然而其避免和氯化钙有关的流动性和制剂问题。
发明内容
本发明解决上述及其他问题。相当出人意外地，本发明人已发现包括至少一种水溶性二价金属盐和I型梁结构的记录片材显示显著改进的色域容量(gamutvolume)、喷墨印刷密度及此处提到的多个其他优点。这些优点不可能已被预计。不愿意受理论的约束，据信水溶性二价金属盐的有效表面浓度由所述I型梁结构提高；而提高的有效表面浓度结合I型梁结构使得在不降低性能的前提下减少记录片材中添加剂的总量。还有其他的优点包括印刷后即时减少的墨水转移、改善的图像黑色密度以及当使用基于颜料的墨水印刷时改善的图像边缘清晰度。
本发明的一个实施方式在低得多的金属盐水平下，期望地实现了等同的或更好的印刷密度和干燥时间。本发明的一个实施方式实现了更低量的金属盐，如氯化钙；改善的造纸机流动性；以及与其他造纸化学品期望地减少的相互作用。本发明的其他优点为造纸机中添加剂的减少的量，其在不降低性能下增进造纸机的流动性并降低成本。
在另一个实施方式中，本发明人已发现了表面颜料如GCC(重质碳酸钙)、PCC(沉淀碳酸钙)及其他表面颜料的添加协同地改善色域容量和干燥时间。
附图说明
本发明的多种实施方式与所附的图一起描述，其中：
图1显示了在本发明的比较实施方式和示例实施方式中，淀粉渗透的光学显微镜评估结果。
图2显示了实例中示例实施方式的I型梁结构中淀粉渗透的光学显微镜评估结果。
图3为柱状图，其显示了示例的加颜料和未加颜料的实施方式在不同压区压强、颜料加载及二价金属盐加载下的色域结果。
图4为柱状图，其显示了实例中示例实施方式和比较实施方式的色域结果。
图5为显示了实例中比较实施方式和示例实施方式在y轴上色域平均值的图。
图6为显示了实例中比较实施方式和示例实施方式在y轴上色域平均值的图。
图7为曲线图，其显示了实例中比较实施方式和示例的未加颜料的实施方式在y轴上的色域平均值。
图8为显示了实例中比较实施方式和含颜料的示例实施方式在y轴上的色域平均值的图。
图9为显示了实例中比较实施方式和含颜料及不含颜料的示例实施方式在y轴上的黑色密度平均值的图。
图10为显示了实例中比较实施方式和含颜料及不含颜料的示例实施方式在y轴上的黑色密度平均值的图。
图11为显示了实例中比较实施方式和含颜料及不含颜料的示例实施方式在y轴上的黑色密度平均值的图。
图12为曲线图，其显示了实例中比较实施方式和含颜料的及不含颜料的示例实施方式在y轴上的色域平均值。
图13为曲线图，其显示了实例中比较实施方式和含颜料的及不含颜料的示例实施方式在y轴上的色域平均值。
图14为曲线图，其显示了实例中比较实施方式和含颜料的及不含颜料的示例实施方式在y轴上的黑色密度/喷墨印刷密度的平均值。
图15为曲线图，其显示了实例中比较实施方式和含颜料的及不含颜料的示例实施方式在y轴上的黑色密度/墨水密度的平均值。
具体实施方式
本发明人已发现了一种方法，其在低得多的添加剂水平下，在一些情况中在应用水平下(轧液率=磅/吨)实现相同或更优的印刷密度/干燥时间，所述应用水平为在施胶压榨时通常使用的那些水平的一半到三分之一。本发明人意外地发现可以通过将含有水溶性二价金属盐的胶料掺入到Ｉ形梁结构中，可以保持或增长所述盐的有效表面浓度，所述盐例如氯化钙。现还发现表面颜料，如GCC，PCC等等的进一步添加协同地改善色域容量及干燥时间。
Ｉ形梁结构的形成最好用计量的施胶压榨进行，所述计量的施胶压榨如棒-计量，通常使用高固体制剂、更低容积的棒以控制轧液率，以及用最优的压区压强来避免纸被压缩。以这种方式，施胶剂的放置被期望地控制，并保持了Ｉ形梁结构的完整性。
更高的固体、更低的轧液率或所述施胶压榨制剂的更高粘度有利地允许压区压强中有更大的变化，在造纸工艺中产生更小的影响。
记录片材可适当地含有“有效量”的二价水溶性金属盐，所述金属盐与基材的至少一个表面接触。如此处所使用的，“有效量”为这样的量：当考虑到附随的施胶剂或为了增加图像干燥时间时，该量足以形成Ｉ形梁结构。基材中二价水溶性金属盐的这一总量可以变化很大，条件是要保持或获得期望的Ｉ形梁结构。通常，该量为至少0.02g/m2，尽管可以使用更低或更高的量。水溶性二价金属盐的量优选地为约0.04g/m2到约3g/m2，该范围包括其间所有的值及子范围，包括0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5以及3g/m2或其任意组合，以及最优选地为约0.04g/m2到约2.0g/m2。在选择的实施方式中，二价水溶性金属盐的量优选地为约0.04g/m2到约1.0g/m2。
任何水溶性二价金属盐都可用于本发明的实践中。合适的二价水溶性金属盐包括但不限于含有二价钙、镁、钡、锌的化合物或这些化合物的任意组合。反离子(阴离子)可以为简单的或复合的及可以大不相同。该材料的例子为氯化钙、氯化镁及醋酸钙。用于本发明实践中的优选的二价水溶性金属盐为水溶性钙盐，尤其为氯化钙。
在一个实施方式中，所述二价金属盐可以为二价阳离子金属离子的矿物酸或有机酸的盐或其组合。在一个实施方式中，所述水溶性金属盐可以包括钙、镁、钡、锌(II)等或其组合的卤化物、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、醋酸盐、羧酸盐、氢氧化物、亚硝酸盐等或其组合。非出于限制，二价金属盐的一些实例包括氯化钙、氯化镁、溴化镁、溴化钙、氯化钡、硝酸钙、硝酸镁、硝酸钡、醋酸钙、醋酸镁、醋酸钡、醋酸钙镁、丙酸钙、丙酸镁、丙酸钡、甲酸钙、2-乙基丁酸钙、亚硝酸钙、氢氧化钙、氯化锌、醋酸锌及其组合。不同二价金属、不同阴离子的盐的混合物或组合物或其两者是合适的。如期望，可以最大化所述二价金属盐中的二价阳离子金属离子与所述盐中阴离子的相对重量，以提供基于所应用盐的总重量的改善的效果。因此，出于此原因，例如，氯化钙可能比溴化钙更优选。以摩尔基础表示，当二价金属盐中的等价剂量的二价金属阳离子存在于纸中时，期待在印刷性质中的等价性能。
在一个实施方式中，在用于含水施胶制剂的量中，所述二价金属盐是可溶的。在一个实施方式中，其在pH约为6到pH约为9时为可溶的。含水施胶媒介可以为水溶液、乳液、分散液或胶乳或胶体组合物的形式，术语“乳液”如现有技术中常规的在此使用，指液体包液体型或液体包固体型的分散液，以及胶乳或胶体组合物。
在一个实施方式中，所述二价金属盐的水溶性范围可以适当地从微溶到中等溶度到可溶，按照室温下二价金属盐的饱和含水溶液测量。水溶解度范围可以为0.01mol/L到更高。该范围包括其间所有数值和子范围，包括0.01、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2、5、7、10、15、20、25mol/L和更高。在一个实施方式中，所述二价金属盐的水溶解度为0.1mol/L或更大。
纸基材合适地包括多条纤维素纤维。纤维素纤维的类型并不严格，任何已知的或是用于造纸的该纤维都可以使用。例如，所述基材可以由来自硬木树、软木树或硬木和软木树的组合的浆粕纤维制成。所述纤维可以通过一种或多种已知的或合适的消化、精炼和/或漂白操作制备以用于纸料，所述操作例如，如已知的机械、热机械、化学和/或半化学的造浆和/或其他众所周知的造浆工艺。此处可能用到的术语“硬木浆粕”包括来自落叶乔木(被子植物)木质部的纤维浆粕，所述落叶乔木如桦树、橡树、山毛榉、枫树及桉树。此处可能使用的术语“软木浆粕”包括来自针叶树(裸子植物)的木质部的纤维浆粕，所述裸子植物如冷杉、云杉和松树的品种，例如火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、香脂冷杉及花旗松。在一些实施方式中，至少一部分所述浆粕纤维可以由非木质草本植物提供，所述草本植物包括但不限于洋麻、大麻、黄麻、亚麻、剑麻或蕉麻，尽管法律上的限制及其他的考虑可能使得大麻及其他纤维来源是不切实际的或不可能的。漂白或未漂白的浆粕纤维都可以使用。回收的浆粕纤维也适合使用。
所述纸基材可以合适地含有基于所述基材总重的1到99重量%的纤维素纤维。在一个实施方式中，所述纸基材可以含有基于所述基材总重的5到95%的纤维素纤维。这些范围包括其间任何和所有的值以及子范围，例如1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99重量%。
基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，所述纸基材可以可选地含有1到100重量%的软木品种产生的纤维素纤维。在一个实施方式中，基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，所述纸基材可以含有10到60重量%的软木品种产生的纤维素纤维。基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，这些范围包括1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100重量%，以及其中任意和所有的范围以及子范围。
在一个实施方式中，基于所述纸基材的总重，所述纸基材可以替代地或重叠地含有0.01到99重量%的来自软木品种的纤维。在另一个实施方式中，基于所述纸基材的总重，所述纸基材可以含有10到60重量%的来自软木品种的纤维。这些范围包括其中任意和所有的值以及子范围。例如，基于所述纸基材的总重，所述纸基材可以含有不超过0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99重量%的软木。
软木纤维的全部或部分可以可选地产生自具有300到750的加拿大标准游离度(CSF)的软木品种。在一个实施方式中，所述纸基材含有来自具有400到550的加拿大标准游离度(CSF)的软木品种的纤维。这些范围包括其间任意和所有的值以及子范围，例如，300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740及750CSF。加拿大标准游离度通过TAPPIT-227标准试验测量。
基于纸基材中纤维素纤维的总量，所述纸基材可以可选地含有1到100重量%的硬木品种产生的纤维素纤维。在一个实施方式中，基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，所述纸基材可以含有30到90重量%的硬木品种产生的纤维素纤维。基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，这些范围包括1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100重量%，以及其中任意和所有的值以及子范围。
在一个实施方式中，基于所述纸基材的总重，所述纸基材可以替代地或重叠地含有0.01到99重量%的来自硬木品种的纤维。在另一个实施方式中，基于所述纸基材的总重，所述纸基材可以替代地或重叠地含有60到90重量%的来自硬木品种的纤维。这些范围包括其间任意和所有的值以及子范围，基于所述纸基材的总重，包括不超过0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99重量%。
硬木纤维的全部或部分可以可选地产生自具有300到750的加拿大标准游离度的硬木品种。在一个实施方式中，所述纸基材可以含有来自具有400到550的CSF值的硬木品种的纤维。这些范围包括300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740及750CSF，以及其中任意和所有的范围以及子范围。
所述纸基材可以可选地含有较少精炼的纤维，例如，较少精炼的软木纤维、较少精炼的硬木或两者。较少精炼的和较多精炼的纤维的组合可行的。在一个实施方式中，所述纸基材含有比用于常规纸基材中的纤维至少2%较少精炼的纤维。该范围包括其间所有的值及子范围，包括至少2、5、10、15及20%。例如，如果常规的纸含有软木的和/或硬木的纤维，所述纤维具有350的加拿大标准游离度，则在一个实施方式中，所述纸基材可以含有具有385的CSF(即比常规的少精炼10%)的纤维，并且若不比常规的纸表现更好，仍然表现类似。下文讨论了所述纸基材的一些性能质量的非限制性实例。硬木和/或软木纤维的精炼的一些减少的实例包括但不限于：1)350到至少385CSF；2)350到至少400CSF；3)400到至少450CSF；4)450到至少500CSF。在一些实施方式中，与常规纸基材的那些纤维相比，纤维精炼中的减少可以为至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20及25%的减少。
当纸基材含有硬木纤维和软木纤维两种时，所述硬木/软木纤维重量比范围可以可选地为0.001到1000。在一个实施方式中，所述硬木/软木比范围可以为90/10到30/60。这些范围包括其间所有的值及子范围，包括0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400、500、600、700、800、900及1000。
这些软木纤维、硬木纤维或两者都可以可选地以物理和/或化学的方法进行改性。物理方法的实例包括但不限于电磁的和机械的方法。电改性的实例包括但不限于，涉及将纤维与诸如光和/或电流的电磁能量源接触的方法。机械改性的实例包括但不限于涉及将无生命物体与纤维接触的方法。该无生命物体的实例包括具有锋利和/或钝的边缘的那些物体。此类方法还包括，例如切割、捏合、敲击、穿刺等及其组合。
化学改性的非限制性实例包括常规的化学纤维方法，如在其上复合物的交联和/或沉淀。其他适合的纤维改性的实例包括可见于美国专利Nos.6,592,717、6,592,712、6,582,557、6,579,415、6,579,414、6,506,282、6,471,824、6,361,651、6,146,494、H1,704、5,731,080、5,698,688、5,698,074、5,667,637、5,662,773、5,531,728、5,443,899、5,360,420、5,266,250、5,209,953、5,160,789、5,049,235、4,986,882、4,496,427、4,431,481、4,174,417、4,166,894、4,075,136及4,022,965中的那些纤维改性，每个这些专利的全部内容在此独立地引入作为参考。其他的合适的纤维改性的实例可以在递交于2005年2月19日的美国申请No.60/654,712和递交于2006年2月21日的11/358,543中可见，其可以包括如此处所讨论的光学增白剂(即OBA类)的添加，其各个的全部内容在此独立地引入作为参考。
所述纸基材可以可选地包括“微粒”。“微粒”纤维通常为平均长度不超过约100μm的纤维。“微粒”的来源可以存在于SaveAll纤维、再循环流、滤去流、废纤维流及其组合。所述纸基材中存在的“微粒”的量可以例如通过调整流加入到造纸工艺中的速率来改变。在一个实施方式中，所述微粒的平均长度不大于约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100μm，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
如果使用，所述“微粒”纤维可以与硬木纤维、软木纤维或硬木及软木纤维二者共同存在于纸基材中。
基于纸基材的总重，所述纸基材可以可选地含有0.01到100重量%的微粒。在一个实施方式中，基于纸基材的总重，所述纸基材可以含有0.01到50重量%的微粒。这些范围包括其间所有的值及子范围，基于纸基材的总重，包括不超过0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100重量%的微粒。
在一个实施方式中，基于所述纸基材中纤维的总重，所述纸基材可以替代地或重叠地含有0.01到100重量%的微粒。此范围包括其间所有的值及子范围，基于所述纸基材中纤维的总重，包括不超过0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100重量%的微粒。
所述记录片材含有至少一种施胶剂，其与纸基材共同形成I型梁结构。所述施胶剂不特别地受限，只要其含有至少一种水溶性二价金属盐即可，并且任何常规的造纸施胶剂都可以使用。所述施胶剂可以是非反应性的、反应性的或非反应性的与反应性的组合。所述施胶剂可以可选地，和如果期望地，为纸基材赋予不同程度的防潮性或防水性。施胶剂的非限制性实例可见于G.A.Smook(1992)，AngusWildePublications的“HandbookforPulpandPaperTechnologists”中，其以全文方式结合于本文作为参考。优选地，所述施胶剂为表面施胶剂。优选的施胶剂的实例为淀粉、烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基烯酮二聚体(ALKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)、ASA/ALKD、苯乙烯丙烯酸乳液(SAE)、聚乙烯醇(PVOH)、聚乙烯胺、藻酸盐、羧甲基纤维素等。然而，任何施胶剂都可使用。参见，例如公开于美国专利No.6,207,258中的施胶剂，其全部内容在此结合作为参考。
多种非反应性施胶剂在现有技术中已知。非出于限制，仅举数例，实例包括来自BASFCorporation(Mt.Olive，N.J.)的335D非反应性聚合物表面施胶乳液，来自AirProductsandChemicals，Inc.(Trexlertown，Pa.)的325乳液，其为乙酸乙烯酯与丙烯酸丁酯的共聚物，以及来自HerculesIncorporated(Wilmington，Del.)的非反应性施胶剂(公开于例如公开与1997年12月4日的公开的国际专利申请公开No.WO97/45590，其对应于1997年5月22日递交的美国专利申请Ser.No.08/861,925，其全文在此结合作为参考)。
对于在碱性pH生产条件下进行的造纸，可以适宜地使用基于烷基烯酮二聚体(AKD)或烯基烯酮二聚体(ALKD)或多聚体的施胶剂及烯基琥珀酸酐(ASA)施胶剂。这些及其他施胶剂的组合也可以使用。
用作造纸施胶剂的烯酮二聚体是众所周知的。AKD，含有一个β-内酯环，通常通过烷基烯酮的二聚化制备，所述烷基烯酮由两个氯化脂肪酸形成。商业上的烷基烯酮二聚体施胶剂通常由棕榈脂肪酸和/或硬脂脂肪酸制备，例如，及施胶剂(均来自HerculesIncorporated)。
烯基烯酮二聚体施胶剂也是商业可购的，如施胶剂(HerculesIncorporated)。
美国专利No.4,017,431，其全部内容在此结合作为参考，该专利提供了带有蜡混合物及水溶性阳离子树脂的AKD施胶剂的非限制性的示例公开。
含有多于一个β-内酯环的烯酮多聚体也可以用作施胶剂。
由单羧酸和二羧酸的混合物制备的施胶剂已经作为纸施胶剂公开于日本公开No.168991/89及168992/89中。
欧洲专利申请公开No.0629741A1公开了烷基烯酮二聚体和多聚体混合物，其作为用于高速纸制品加工及复印机的纸中的施胶剂。所述烷基烯酮多聚体由摩尔过量的单羧酸与二羧酸的反应制成，所述单羧酸通常为脂肪酸。这些多聚体化合物在25℃下为固体。
欧洲专利申请公开No.0666368A2及Bottorff等人在美国专利No.5,685,815公开了用于高速或复印操作的纸，其使用烷基或烯基烯酮二聚体和/或多聚体施胶剂内在地进行施胶，其全部内容在此结合作为参考。优选的2-丙醇酸丙酯多聚体使用比率范围为1:1到3.5：1的脂肪酸与二酸制备。
商业上的基于ASA的施胶剂为材料的分散液或乳液，所述材料可以通过马来酸酐与烯烃(C14-C18)反应制备。
作为纸施胶剂有用的疏水酸酐的实例包括：
(i)松香酐(例如参见美国专利No.3,582,464，其全部内容在此结合作为参考)；
(ii)具有结构(I)的酸酐：
其中各个R为相同的或不同的碳氢基；以及
(iii)环状二羧酸酐，例如具有结构(II)的那些环状二羧酸酐：
其中R'代表二亚甲基或三亚甲基，以及其中R''为碳氢基团。
式(I)的酸酐的一些实例包括肉豆蔻酸酐；棕榈酸酐；油酸酐；以及硬脂酸酐。
落入上述式(II)中的取代的环状二羧酸酐的实例包括取代的丁二酸酐、戊二酸酐、i-和n-十八烯琥珀酸酐；i和n-十六烯琥珀酸酐；i-和n-十四烯琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐;癸烯基琥珀酸酐；辛烯基琥珀酸酐；以及庚基戊二酸酐。
其他非反应性的施胶剂的实例包括聚合物乳液、阳离子聚合物乳液、两性的聚合物乳液、其中至少一个单体选自以下的组的聚合物乳液以及其混合物，所述组包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、具有1到13个碳原子的酯取代基的丙烯酸、具有1到13个碳原子的酯取代基的甲基丙烯酸、丙烯腈、甲基丁烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯及丁二烯；及可选地包括丙烯酸、甲基丁烯酸、马来酸酐、马来酸酐的酯或其混合物，其中酸的数量少于约80。如期望，所述聚合物乳液可以由稳定剂稳定化，所述稳定剂主要包括降解淀粉，如公开于，例如美国专利No.4,835,212、4,855,343及5,358,998中的，其全部内容在此结合作为参考。如期望，可以使用其中的聚合物具有约-15℃到约50℃的玻璃化转变温度的聚合物乳液。
对于传统的酸性pH的造纸条件，以分散的松香施胶剂形式的非反应性施胶剂可以合适地使用。分散的松香施胶剂是众所周知的。松香施胶剂的非限制性实例公开于，例如，美国专利No.3,966,654及4,263,182中，其各个的全部内容在此结合作为参考。
所述松香可以为适用于纸施胶的改性的或未改性的、可分散的或可乳化的松香，包括未强化的松香、强化的松香及填充的松香，以及松香酯，及其混合物或共混物。如此处所用，术语“松香”意为任何在施胶剂中有用的分散松香的这些形式。
以分散形式的松香不加特别的限制，松香的任意商业可购的类型，例如木松香、脂松脂、浮油松香及任意两种或更多种的混合物，以其粗品或精炼的状态，都可以使用。在一个实施方式中，使用浮油松香及脂松脂。也可以使用部分氢化的松香及聚合松香，以及已经被处理以抑制结晶的松香，例如通过热处理或与甲醛反应。
强化松香不加特别的限制。该松香的一个实例包括松香与酸性化合物的加成反应产物，所述酸性化合物含有下述基团：
并通过使松香和所述酸性化合物在约150℃到约210℃的升高的温度下反应衍生。
所使用的酸性化合物的量为这样的量，即基于强化松香的重量，其将提供含有以重量计约1%到约16%的加成酸性化合物的强化松香。制备强化松香的方法为本领域技术人员熟知。例如参见，公开及描述于美国专利No.2,628,918及2,684,300中的方法，其各个的全部内容在此结合作为参考。
含有下述基团：
可用于制备强化松香的酸性化合物的实例包括α-β-不饱和有机酸及其可得的酐，其具体实例包括富马酸、马来酸、丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸及柠康酸酐。如期望，酸的混合物可用于制备强化松香。
因此，例如，松香的丙烯酸加成物和富马酸加成物的混合物可用于制备分散的松香施胶剂。同样，可以采用加成物形成后已经基本上完全氢化的强化松香。
松香酯也可以用于分散的松香施胶剂中。合适的示例的松香酯可以为如美国专利No.4,540,635(Ronge等人)或者美国专利No.5,201,944(Nakata等人)中所公开的酯化的松香，其各个的全文在此结合作为参考。
如期望，未强化的或强化的松香或松香酯可以使用已知的填料剂(extender)进行填料，所述填料剂如蜡(尤其是石蜡及微晶蜡)；碳氢树脂，包括得自石油烃及萜烯的那些碳氢树脂；等等。这可以通过和松香或强化的松香的熔融混合或溶液混合合适地完成，基于松香或强化松香的重量，填料剂为约10%到约100%。
可以使用强化松香及未强化的松香的共混物；强化松香、未强化的松香、松香酯及松香填料剂的共混物。强化的和未强化的松香的共混物可以包括，例如，约25%到95%的强化松香及约75%到5%的未强化的松香。强化松香、未强化的松香及松香填料剂的共混物可以包括，例如，约5%到45%的强化松香、0到50%的松香及约5%到90%松香填料剂。
疏水的有机异氰酸酯，例如烷基化的异氰酸酯，也可以用作施胶剂。
其他的常规纸施胶剂包括烷基氨基甲酰氯，例如硬脂基化三聚氰胺的烷基化的三聚氰胺以及苯乙烯丙烯酸酯。
施胶剂的混合物是可行的。
可以使用外部的施胶剂或内部及表面施胶剂两者。当两者都存在时，其可以以任意重量比存在并可以是相同和/或不同的。在一个实施方式中，所述表面施胶剂与内部施胶剂的重量比为50/50到100/0，更优选地为75/25到100/0的表面/内部施胶剂。该范围包括50/50、55/45、60/40、65/35、70/30、75/25、80/20、85/15、90/10、95/5及100/0，包括其任意及全部的范围和子范围。内部施胶剂的优选的实例为烯基琥珀酸酐(ASA)。
当淀粉用作施胶剂时，淀粉可以为改性的或未改性的。淀粉的实例可见于前面提到的G.A.Smook(1992)，AngusWildePublications，“HandbookforPulpandPaperTechnologists”。优选的改性淀粉包括，例如，氧化的、阳离子的、乙基化的、氢乙氧基化的等。除此之外，所述淀粉可以来自任何来源，优选地来自土豆和/或玉米。最优选地，所述淀粉来源为玉米。
在一个实施方式中，包含氯化钙和一种或多种淀粉的混合物与基材的至少一个表面接触。有用的淀粉的例子包括在玉米、木薯、土豆及其他植物中通过葡萄糖单元的聚合而合成的天然产生的碳水化合物。所有该类淀粉及其改性的形式都可使用，所述改性的形式如淀粉乙酸酯、淀粉酯、淀粉醚、淀粉磷酸酯、淀粉黄原酸酯、阴离子淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉等等，其可以通过使淀粉与合适的化学品或酶试剂反应而得。如期望，淀粉可以通过已知的技术制备，或从商业来源获得。例如，商业淀粉的一个实例包括来自A.E.Staley的Ethylex2035，来自PenfordProducts的PG-280，来自ADM、Cargill及Raisio的氧化玉米淀粉，以及酶转化的淀粉，如来自Amylum的Amyzet150。
可以使用改性淀粉。一类改性淀粉的非限制性的实例包括阳离子改性的化学地改性的淀粉，例如乙基化的淀粉、氧化的淀粉以及AP及酶转化的Pearl淀粉。最优选的为化学改性的淀粉如乙基化的淀粉，氧化的淀粉以及AP及酶转化的Pearl淀粉。
在一个实施方式中，水溶性金属盐，例如氯化钙，和Ethylex2035淀粉用于施胶制剂中，所述施胶制剂施加到纸片材的两面，并且当氯化钙与淀粉的重量比相等或大于约0.5到约20%时，获得了该片材的改进的干燥时间。该范围包括期间的所有值及子范围，包括0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20%，以及其任意组合。在一个实施方式中，氯化钙与淀粉的重量比范围可以为约0.5到约18%。在另一个实施方式中，所述重量比范围可以为约0.75到约17%。在另一个实施方式中，所述重量比范围可以为约1到约16%。如果淀粉/盐混合物仅施加于纸的一面，而无盐的淀粉施加于另一面，氯化钙与淀粉的重量比可以为那些宣称的一半。在这种情况下，只在纸含有盐的那面上可期待改进的印刷性质。
在基材中和/或基材上，二价水溶性金属盐和一种或多种淀粉的量可以有广泛的变化，任何常规的量都可以使用。然而，本发明的一个优点是，如期望，可以使用减少的施胶剂的量和/或水溶性二价金属盐的量。在一个实施方式中，所述水溶性二价金属盐在基材中和/或在基材上的量为记录片材的至少约0.2g/m2，尽管可以使用更高或更低的量。所述量优选地为至少约0.03g/m2，更优选地为至少约0.04g/m2，以及最优选地为约0.04g/m2到约3.0g/m2。这些优选的范围包括期间所有的值和子范围，包括约0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8和3.0g/m2，以及其任意组合。
当聚乙烯醇用作施胶剂时，其可以具有任意%的水解。优选的聚乙烯醇为具有100%到75%的%水解范围的那些聚乙烯醇。所述聚乙烯醇的%水解可以为75、76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98和100%水解，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
纸基材可以含有任意重量%的PVOH。优选地，当PVOH存在时，基于基材内和/或在基材上含有的施胶剂总重，其以0.001重量%到100重量%的量存在。基于基材中施胶剂的总重，该范围包括0.001、0.002、0.005、0.006、0.008、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100重量%，包括其中任意及所有的范围及子范围。
施胶剂还可以包括一种或多种可选的添加剂，例如粘合剂、颜料、增稠剂、消泡剂、表面活性剂、增滑剂、分散剂、光学增白剂、染料及防腐剂，所述添加剂为公知的。颜料的实例包括但不限于粘土、碳酸钙、半水合硫酸钙及无水硫酸钙、白垩、GCC、PCC等等。优选的颜料为碳酸钙，其优选的形式为沉淀的碳酸钙。粘合剂的实例包括但不限于聚乙烯醇、Amres(碱性熟化阳离子树脂型(KymeneType))、BayerParez、多氯化物乳液、改性的淀粉如羟乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、修饰的聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛/多元醇缩合物、聚酰胺、环氧氯丙烷、乙二醛(glyoxal)、乙二醛尿素、草酸醛(ethanedial)、脂肪族聚异氰酸酯、异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚酯、聚酯树脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯以及丙烯酸甲酯。其他可选的添加剂包括但不限于硅石，如胶体的或溶胶的。硅石的实例包括但不限于硅酸钠和/或硼硅酸盐。其他可用的添加剂包括一种或多种溶剂，如，例如水。添加剂的组合是可行的。
施胶剂总量的大部分优选地位于纸基材的外表面或表面(在施胶剂施加于两面的情况下)上或附近。本发明的纸基材含有施胶剂，而使得它们(基材和施胶剂)相配合以形成I型梁结构。在这点上，不要求施胶剂与基材的纤维素纤维相互渗透。然而，如果涂布层和纤维素纤维相互渗透，其将产生具有互相渗透层的纸基材，其在本发明的范围之内。
纸基材的相互渗透层确定了区域，在该区域中至少施胶溶液渗入到纤维素纤维中并位于所述纤维素纤维之间。该相互渗透层可以为纸基材至少一部分的1到99%的整个横截面，包括纸基材的1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99%，包括其中任意和所有的范围以及子范围。该实施方式可以实现，例如当施胶溶液在涂布方法之前加入纤维素纤维中，并且如需要，可以与随后的涂布方法相结合。例如加入点可以在施胶压榨时。
优选地，所述相互渗透层的横截面厚度是最小化的。替代地，或额外地，施胶剂的浓度优选地随着其从纸基材的内部向表面移动(在垂直于基材平面的z-轴向上)而提高。因此，在朝向基材的顶部和/或底部外表面的施胶剂的量优选地大于在朝向纸基材的内部中间的施胶剂存在的量。替代地，施胶剂的大部分比例可以优选地位于到基材外表面等于或少于25%基材总厚度的距离处，更优选地10%。这一方面也被称为Q总，其由已知的方法学测量，例如，列于美国专利公开No.2008/0035292中的方法学，其于2008年2月14日公开，其全部内容在此结合作为参考。如果Q总等于0.5，那么所述施胶剂近似地在整个纸基材中均匀分布。如果Q总大于0.5，那么比起朝向纸基材的表面或各表面，在朝向纸基材中心部分有更多的施胶剂(按照垂直于基材平面的z轴向测量)。如果Q总小于0.5，比起朝向纸基材的表面或各表面，在朝向纸基材中心部分有更少的施胶剂。根据上述内容，所述纸基材优选地具有小于0.5的Q总，优选地小于0.4，再优选地小于0.3，最优选地小于0.25。相应地，纸基材的Q总可以为0到小于0.5。该范围包括0、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45和0.49，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
如前文所记录的，Q的测定可以合适地根据美国专利公开2008/0035292中的步骤，其于2008年2月14日公开。
本质上，Q是施胶剂随其在横截面的视图中从片材的外部边缘朝中间前进时时对其量的测量。本文理解为此Q可以为任意的Q，以使得其代表改善的性能，以使施胶剂朝向片材横截面的外表面，并且Q可以选择(使用任意的测试)以提供任意一种或多种上述的和下面提到的纸基材的特征(例如内结合力、湿膨胀率、IGT拉毛和/或IGTVPP分层等)。
当然，还有其他方法测量Q的当量。在一个实施方式中，任意的Q的测量或者测量比率的类似方法都是可接受的，所述比率为施胶剂朝向基材的芯的量与施胶剂朝向基材的外表面或各表面的量之间的比值。在优选的实施方式中，该比率为这样的程度，即尽可能多的施胶剂位于朝向基材的外表面，从而达到相互渗透区最小化和/或使位于相互渗透层中的施胶剂的量最小化。同样优选地是施胶剂的这一分布甚至在基材内和/或到基材上的非常高的施胶剂加载水平下发生，优选为外部的施胶剂加载。因此，随着越来越多的外部施胶剂加载于其表面上，通过将施胶剂在此相互渗透层中的浓度最小化，或者通过减少相互渗透层自身的厚度来控制施胶剂位于相互渗透层中的量，这是期望的。在一个实施方式中，本发明的记录片材和/或纸基材的特征为可以由施胶剂的此控制可以实现的那些特征。尽管施胶剂的这种受控加载可以以任何方式进行，优选该施胶剂经施胶压榨加载或施加。
实施例10中可见测量施胶剂量的方式的另一个实例，所述量为从横截面的视图上，施胶剂从片材的外部边缘朝向中间前进时的量，所述测量方式通过分离纸片材并测量在所述片材的各分离部分中存在的施胶剂的量进行。
不论以哪种方式测量横截面角度上，施胶剂从片材的外部边缘朝向中间前进的量，一个实施方式为所述施胶剂为二价金属盐并且具有位于到所述基材的至少一个表面25%内的距离的有效浓度，以及至少绝大部分，优选地75%，最优选地100%的二价金属盐总浓度位于到所述基材至少一个表面的25%距离内，该二价金属盐的有效浓度产生至少1.15的黑色光学密度。在本实施方式中，二价金属盐的有效浓度可以为至少2,500ppm，优选地为至少6,000ppm，最优选地为至少12,000ppm.
所述二价金属盐的有效浓度可以位于到所述基材的至少一个表面的25%、20%、15%、10%及5%内，包括其间所有的范围及子范围。
至少51%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%和100%的二价金属盐总浓度位于到所述基材的至少一个表面的25%内的距离处，包括其中的任意和所有范围以及子范围。
二价金属离子的有效浓度为这样的程度，其提供至少至少1.0、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5和1.6的黑色光学密度(如前所述)，包括其间任意和所有的范围以及子范围。
有效浓度可以为二价金属离子的任意浓度，其包括2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、10500、11000、11500及12000ppm，包括其间任意和所有的范围及以子范围。
所述记录片材可以通过将施胶剂与纸基材的纤维素纤维接触制成。所述接触可以在所述施胶剂和/或其他添加剂的可接受的浓度水平下进行。
所述I型梁结构作为施胶剂在纸基材中和/或其上的选择性放置和位置严格受控的结果而产生。“I型梁”及其性能特征合适地描述于美国专利公开No.2004/0065423中，其于2004年4月8日公开，其在此以其全文结合作为参考。确定施胶剂和纸基材是否相配合以形成I型梁结构可以容易地由印刷领域普通技术人员在此示教下进行。例如，通过使记录纸用碘染色，然后使用光学显微镜查看横截面上该因此被染色的片材，能容易地确定是否获得了I型梁结构。
本申请的记录片材可以通过将基材与含有至少一种施胶剂的内部和/或表面施胶溶液或制剂接触而制成。所述接触可以在造纸工序的任何时间进行，包括但不限于湿部、流浆箱、施胶压榨、水箱和/或涂布器。其它加入点包括成浆池、调浆箱及冲浆泵的吸入。纤维素纤维、施胶剂和/或可选的成分可以按顺序地、连续地和/或同时地以任意组合相互接触。最优选地，所述纸基材在施胶压榨时与施胶压榨制剂接触。
所述纸基材可以通过施胶压榨，其中任何胶料意味着造纸领域中公知的都是可接受的，只要获得或保持I型梁结构即可。所述施胶压榨，例如，可以为池式施胶压榨(例如倾斜的、竖直的、水平的)或计量的施胶压榨(例如刮刀计量的、棒计量的)。优选地，所述施胶压榨为计量的施胶压榨。
为了制备施胶压榨制剂，可以将一种或多种二价水溶性金属盐与一种或多种施胶剂以及一种或多种可选的添加剂混合，所述施胶剂例如淀粉，所述添加剂能够溶解或分散于合适的液体媒介并能够施加到基材上，所述液体媒介优选地为水。
例如，所述施胶压榨制剂可以使用常规的施胶压榨设备施加，所述设备具有竖直的、水平的或倾斜的施胶压榨结构，该结构在纸制备中常规地使用，例如Symsizer(Valmet)型设备，通过浸渍涂布的KRK施胶压榨(KumagaiRikiKogyoCo.，Ltd.，Nerima，Tokyo，Japan)。所述KRK施胶压榨是模拟商业上施胶压榨的实验室的施胶压榨。该施胶压榨正常地供给片材，然而商业的施胶压榨通常使用连续的料幅。
水溶性二价金属盐的量不特别限定。在施胶剂存在于纸片材两面上的一个实施方式中，在基重等于75gsm的纸上，该量范围为约8到约165摩尔阳离子/吨纸，包括从约8到约33。该范围包括其间所有的值及子范围，包括约8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、35、37、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160和165摩尔阳离子/吨纸。该范围等同于在基重等于250gsm的纸上约2.5到约165摩尔阳离子/吨纸的范围，其包括约2.5到约33。该范围包括其间所有的值及子范围，包括约2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、35、37、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160和165摩尔阳离子/吨纸。在此，阳离子的摩尔数意为表示二价阳离子金属的摩尔数，无论以盐的形式、溶剂化的或其他的，或其组合。
在一个实施方式中，保证施胶剂和纸基材相配合以形成I型梁结构的条件被设计为使得在12-50%固体用于施胶压榨制剂时，干轧液率为30到150磅的淀粉/吨纸。在此，基于具有等于75gsm的基重的纸计算磅/吨。
前述的淀粉的范围包括其间所有的值及子范围，包括30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145及150磅/吨(lb/ton)。在此，基于具有等于75gsm的基重的纸计算磅/吨。
很显然磅/吨及摩尔/吨的量可以按照纸的基重，以已知的方式变化，本发明不仅限于具有75gsm的基重的纸。
在一个实施方式中，其中当氯化钙用作所述水溶性二价金属盐并且其中施胶剂存在于纸片材的两面时，在基重等于75gsm的纸上，其量范围为约2到约8磅的CaCl2/吨纸。该范围包括其间所有的值及子范围，包括约2、3、4、5、6、7及8磅CaCl2/吨纸。该范围等同于在具有等于250gsm的基重的纸上，约0.6到8磅的CaCl2/吨纸的范围。该范围包括其间所有的值及子范围，包括0.6、1、2、3、4、5、6、7及8磅的CaCl2/吨纸。
在一个实施方式中，施胶压榨制剂中的%固体范围可以合适地为至少12-50%。该范围包括其间所有的值及子范围，包括12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45及50%。
在一个实施方式中，所述施胶剂的干轧液率范围可以合适地为0.25到6gsm，该范围包括其间所有的值及子范围，例如0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5和6gsm以及其任意组合。
在一个实施方式中，调节湿膜厚度以提供合适的轧液率。例如，在一个实施方式中，所述湿膜厚度范围可以合适地为大于零到40mm。该范围包括其间所有的值及子范围，包括大于零、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16、17、18、19、20、25、30、35及40微米。在一个实施方式中，该湿膜厚度范围为从10到30微米。在一个实施方式中，该湿膜厚度范围为从15到25微米。
在一个实施方式中，施胶压榨(在施胶制剂中)时颜料的量的范围可以合适地为10到80磅/吨。该范围包括其间所有的值及子范围，包括10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、35、40、45、50、55、60、65、60、75及80磅/吨。在此，使用20#铜版纸的基重(75gsm)计算磅/吨。
在一个实施方式中，所述施胶压榨时的温度范围可以合适地为100-300°F。该范围包括其间所有的值及子范围，例如100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290及300°F。
在一个实施方式中，使用棒计量的施胶压榨。在该实施方式中，合适的棒容量范围可以为0.000864平方英寸/英寸(in2/in)到0.001637平方英寸/英寸。该范围包括其间所有的值及子范围，包括0.000865、0.00087、0.0009、0.0010、0.0015及0.001637平方英寸/英寸。
当所述纤维素纤维在施胶压榨时与施胶压榨制剂接触时，在使用Brookfield粘度计，2号转子，在100rpm及150°F下，施胶溶液的粘度为50到500厘泊是优选的。这些范围包括其间所有的值及子范围，使用Brookfield粘度计，2号转子，在100rpm及150°F下测量，包括50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、325、350、375、400、425及450厘泊，包括其中的任意和所有的范围以及子范围。在一个实施方式中，粘度范围为50到350厘泊。在另一个实施方式中，粘度范围为100到500厘泊。
所述纸基材可以在含有一个或多个压区的压榨部上压榨。在造纸领域中公知的任何压榨方式都可以使用。所述压区可以为但不限于单毡、双毡、辊及压榨中的扩展压区。当含有施胶剂的施胶溶液在施胶压榨时与纤维接触以制造纸基材时，有效压区压强不特别地限制，只要保持I型梁结构的完整性即可。例如，所述压区压强范围可以合适地为大于0到80kN/m。该范围包括其间全部的值和子范围，包括大于零、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70及80kN/m，包括其中任意和全部的范围以及子范围。在一个实施方式中，所述压区压强范围可以为30到80kN/m。
压区宽度不特别地限制，可以合适地为大于0到40mm的范围。该范围包括其间所有的值及子范围，包括大于0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16、17、18、19、20、25、30、35及40mm。在一个实施方式中，压区宽度范围为15到30mm。
施胶压榨的辊可以具有P&J硬度，优选为任意P&J硬度。由于有两个辊，第一辊可以具有第一硬度，而第二辊可以具有第二硬度。辊硬度范围可以合适地为0到30P&J硬度。该范围包括其间所有的值及子范围，包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25及30P&J硬度。如果使用两个辊，它们可以具有相同的或不同的硬度。第一硬度和第二硬度可以相同和/或彼此不同。例如，施胶压榨时的第一辊的P&J可以具有独立地为0到30P&J范围的第一硬度，而第二辊可以具有独立地为0到30P&J范围的第二硬度。
在一个实施方式中，施胶压榨时的条件为12-50%的固体，140-160°F的温度，50-350cP的粘度，施胶压榨制剂的干轧液率为0.25到10gsm，以及适于合适的轧液率的湿膜厚度。
在另一个实施方式中，施胶压榨时的条件为12-50%的固体，140-160°F的温度，100-500cP的粘度，施胶压榨制剂的干轧液率为0.25到10gsm，以及适于合适的轧液率的湿膜厚度。
纸基材可以在干燥部中干燥。在造纸领域中公知的任何干燥方式都可以使用。所述干燥部可以包括和含有烘筒、滚筒干燥、Condebelt干燥、IR或其他本领域已知的干燥方式或机制。纸基材可以被干燥以含有任意选择的量的水。优选地，该基材被干燥到含有少于或等于10%的水。
所述纸基材可以使用造纸工艺中任何公知的压光方式进行压光。更具体地，例如可以使用湿式压光、干式压光、钢压区压光、热软压光或扩展压区压光等。
所述纸基材可以根据造纸领域中任何公知的方法进行精密磨削。精密磨削通常涉及摩擦过程，以磨削纸基材的表面。纸基材可以在有或没有压光施加下精密磨削，所述压光连续地和/或同时地进行。精密磨削方法的实例可见于美国专利公开No.2004/0123966中，此处引用的全部参考文献以其全文在此结合作为参考。
在一个实施方式中，包含施胶剂的纸基材可以通过任何常规的涂层施加方式进一步涂布，所述方式包括浸渍方式。施加涂层的优选方法为使用具有一个或多个工作站的在线涂布。涂布站可以为造纸领域中任何公知的涂布方式，包括，例如刷、棒、气刀、喷雾、帘、刀、转移辊、反向辊和/或铸造涂布方式，以及其任意的组合。
进一步涂布的纸基材可以在干燥部中干燥。在造纸领域中公知的任何干燥方式和/或涂布都可以使用。所述干燥部可以包括和含有IR、空气冲击干燥器和/或蒸汽加热的烘筒，或者涂布领域已知的其它干燥方式和机制。
进一步涂布的基材可以根据造纸领域中任何公知的磨削方式进行磨削。此磨削方式的实例包括一个或多个磨削站，包括光泽压光机，软压区压光机和/或扩展压区压光机。
这些纸基材和/或记录片材可以被加入到任何常规造纸工艺中以及加工工艺中，包括研磨、砂纸打磨、纵切、压折、穿孔、上光、压光、片材磨削、转化、涂布、层压、印刷等。优选的常规工艺包括经修改以生产纸基材的那些工艺，所述纸基材能够用作涂布或非涂布的纸产品、板和/或基材。教科书如在G.A.Smook(1992)，AngusWildePublications的“HandbookforPulpandPaperTechnologists”中所描述的那些，其以全文方式结合于本文作为参考。
该记录片材和/或纸基材也可以包括一种或多种可选的物质，如保留酸、粘合剂、填料、增稠剂和防腐剂。填料的实例(其一些也可以作为前述定义的颜料起作用)包括但不限于粘土、碳酸钙、半水合硫酸钙及无水硫酸钙、白垩、GCC、PCC等等。粘合剂的实例包括但不限于聚乙烯醇、Amres(碱性熟化阳离子树脂型)、BayerParez、多氯化物乳液、改性的淀粉如羟乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、修饰的聚丙烯酸铵、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛(ethanedial)/多元醇缩合物、聚酰胺、环氧氯丙烷、乙二醛(glyoxal)、乙二醛尿素、乙二醛(ethanedial)、脂肪族聚异氰酸酯、异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚酯、聚酯树脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯以及丙烯酸甲酯。其他可选的物质包括但不限于硅石，如胶体的或溶胶的。硅石的实例包括但不限于硅酸钠和/或硼硅酸盐。另一个可选的物质的实例为溶剂，其包括但不限于如水的溶剂。可选物质的组合是可行的。
基于所述基材的总重，本发明的记录片材可以含有0.001到20重量%的可选物质，优选0.01到10重量%，最优选0.1到5.0重量%的各个至少一种可选物质。基于所述基材的总重，该范围包括0.001、0.002、0.005、0.006、0.008、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18及20重量%，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
其他可以存在的常规的添加剂包括但不限于湿强树脂、内施胶、干强树脂、明矾、填料、颜料及染料。所述基材可以包括膨松剂如可扩张的微球、浆粕纤维和/或二酰胺盐。
所述纸基材或施胶剂可以可选地含有任意量的膨松剂，如果其存在的话，当该膨松方式为添加剂时，其范围为0.25到50干磅每吨的经磨削的基材，优选地从5到20干磅每吨的经磨削的基材。该范围包括0.25、0.5、0.75、1.0、2.0、2.5、3.0、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45及50干磅每吨的经磨削的产品，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
膨松剂可以为可扩张的微球、组合物和/或用于蓬松纸件和基材的颗粒。然而，任何膨松剂都可以使用，尽管可扩张的微球、组合物、颗粒和/或之类的纸基材为优选的蓬松方式。其他替代的膨松剂包括但不限于表面活性剂、Reactopaque、预扩张球、BCTMP(漂白的化学热机械浆粕)、精细磨削以及多层构建，以在纸或纸板基材中产生I型梁效应。当该膨松剂掺入于或施加于纸基材时，其可以在无严格的压光条件下(即在每压光方式的单压区和/或更少压区的压强)，提供充分的印刷质量、厚度(caliper)、基重等，而产生具有单独的、一部分或组合的此处提到的物理规范和性能特征的纸基材。
在一个实施方式中，基于所述基材总重，所述纸基材可以含有0.001到10重量%的可扩张微球，优选地0.02到5重量%，更优选地0.025到2重量%，最优选地0.125到0.5重量%。
具有蓬松能力的可扩张微球的实例为那些可扩张微球，其描述于2005年3月11日递交的美国专利申请No.60/660,703中，及2006年3月13日递交的美国专利申请No.11/374,239，其也在此以其全部内容结合作为参考。进一步的实例包括可见于1999年5月19日递交的美国专利No.6,379,497和2004年6月1日递交的美国专利申请No.2006/0102307中的那些可扩张微球，其也在此以其全部内容结合作为参考。
一些蓬松纤维的实例包括但不限于机械纤维，如研磨的木质浆粕、BCTMP以及其他机械的和/或半机械浆粕。当加入此类浆粕时，采用的纤维总重的0.25到75重量%，优选地少于60重量%可以来自该蓬松纤维。
二酰胺盐的实例包括描述于美国专利公开No.2004/0065423中的那些二酰胺盐，其于2003年9月15日递交，其在此以其全文结合作为参考。该盐的非限制性实例包括氨基乙基乙醇胺的单-及二硬脂酰胺，其可商业地称为Reactopaque100(OmnovaSolutionsInc.，PerformanceChemicals，1476J.A.CochranBy-Pass，Chester，S.C.29706，USA，通过总部位于OndeoNalcoCenter，Naperville，Ill.60563，USA的OndeoNalcoCo.,上市和销售)或其化学等价物。当使用此类盐时，可以使用以二酰胺盐干燥质重量计的约0.025到约0.25重量%。
其他可选的组分包括含氮化合物。这些含氮化合物的非限制性实例包括含氮有机物质，例如含有一个或多个季胺官能团的寡聚物或聚合物。该官能团可以广泛变化，并包括，例如取代的和未取代的胺、亚胺、酰胺、聚氨酯(urethane)、季胺基团、双氰胺、胍等等。该材料的例子为聚酰胺、聚乙烯亚胺、氯化二烯丙基二甲基铵(DADMAC)的共聚物、乙烯吡咯烷酮(VP)与季铵化的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯(DEAMEMA)的共聚物、聚酰胺、阳离子聚氨酯(polyurethane)胶乳、阳离子的聚乙烯醇、聚烷基胺双氰胺共聚物、胺甘油加成聚合物、聚[氧乙烯(二甲基亚胺)乙烯(二甲基亚胺)乙烯]二氯、胍聚合物以及聚合双胍。这些含氮化合物的组合是可行的。这些化合物的一些实例描述于，例如，美国专利No.4,554,181、美国专利No.6,485,139、美国专利No.6,686,054、美国专利No.6,761,977及美国专利No.6,764,726中，其各个的全文在此结合作为参考。
可扩张的微球可以含有可扩张的壳，在其内部形成空隙。所述可扩张的壳可以包括含碳和/或杂原子的化合物。含碳和/或杂原子的化合物的实例可以为有机聚合物和/或共聚物。所述聚合物和/或共聚物可以为支化的和/或交联的。
可扩张的微球优选地为热可扩张的热塑性聚合的中空的球，其含有热可活化的扩张试剂。可扩张的微球组合物、其成分、生产方法及应用的实例可见于美国专利No.3,615,972；3,864,181；4,006,273；4,044,176；及6,617,364，其在此以全文形式结合作为参考。可进一步参考美国专利公开No.2001/0044477；2003/0008931；2003/0008932；及2004/0157057，其在此以其全部内容结合作为参考。可以从聚乙烯胺氯化物、聚丙烯腈、聚-甲基丙烯酸烷基酯、聚苯乙烯或氯乙烯制备微球。
微球可以含有Tg范围为-150到+180oC的聚合物和/或共聚物，优选地50到+150℃，最优选地75到125℃。
微球也可以含有至少一种起泡剂，经施加一定量的热能量时，其起作用以在微球的内壁上提供内在的压力，其作用以该压力使得球膨胀的方式进行。起泡剂可以为液体和/或气体。进一步地，起泡剂的实例可选自低沸点分子及其组合物。该起泡剂可选自低级烷烃，如新戊烷、新己烷、己烷、丙烷、丁烷、戊烷及其混合物和异构体。异丁烷对于聚偏二氯乙烯微球而言是优选的起泡剂。涂布的非扩张及扩张的微球实例公开于美国专利No.4,722,943及4,829,094中，其在此以其全部内容结合作为参考。
可扩张的微球可以在非扩张状态具有约0.5到200微米的直径范围，优选2到100微米，最优选5到40微米，以及具有平均直径的约1.5到10倍的最大扩张，优选2到10倍，最优选2到5倍。
在一个实施方式中，可扩张微球可以为中性的，带负电的或带正电的，优选为带负电的。
本发明的一个实施方式涉及用于印刷的记录片材，其包括由纤维素纤维形成的基材及具有在其上接触其至少一个表面的施胶剂，所述施胶剂包含至少一种水溶性二价金属盐，其中所述基材及施胶剂相配合以形成I型梁结构。本发明人已意外地发现了如果所述施胶剂与基材相配合以形成I型梁结构，基材的施胶水平可以合适地减少，。
色域的测量可以合适地通过已知的方法进行。
在一个实施方式中，所述记录片材期望地呈现改进的图像干燥时间，所述干燥时间由墨水转移的量确定，所述墨水转移的量为使用固定重量的辊轧制之后从所述纪录片材的印刷部分到未印刷的部分的墨水的量。所述“墨水转移”，其定义为使用辊轧制之后所转移的光学密度的量；其表示为在使用辊轧制之后，转移到所述记录片材的未印刷的部分的光学密度的百分比。该方法包括在纸上印刷实心的着色的块，等待固定长的时间，即印刷后5秒钟，随后对折以使该记录片材的印刷的部分与未印刷的部分接触，然后使用4.5磅的手辊轧制，例如来自ChemInstruments，Inc.，Mentor，OH，USA的货号为HR-100的辊。光学密度在块的转移的(ODT)、非转移的(ODO)部分以及未成像区域(ODB)通过反射系数显像密度计(X-Rite，Macbeth.Etc.)读取。转移的百分比(“IT%”)定义为IT%=[(ODT–ODB)/(ODO–ODB)]X100。
鉴于在此的示教，基材的Hercules施胶试验值(“HST”)及水溶性二价金属盐的量和/或种类可以合适地进行选择，以使得所述记录片材具有等于或小于约60的转移的墨水百分比(“IT%”)。优选地，所述IT%为0%到约50%。更优选地，所述IT%为0%到约40%。最优选地，所述IT%为0%到约30%。
除了改善的图像干燥时间，所述记录片材显示出良好的印刷质量。如此处使用的，印刷质量(PQ)通过两个重要参数测量：印刷密度及图像边缘清晰度。印刷密度使用反射系数成像密度计(X-Rite，Macbeth.Etc.)测量，单位为光学密度(“OD”)。该方法涉及在片材上印刷实心的色块，并测量光学密度。取决于使用的特定的打印机和选择的打印模式，以及成像密度计模式及颜色设定，OD有一些变化。打印机不特别地限制，并可以为，例如Hewlett-Packard生产的HPDeskjet6122，其使用#45(HP产品号51645A)黑色喷墨墨盒。打印模式由选择的纸的类型及印刷质量确定。可以合适地选择普通纸类型和快速正常印刷质量印刷模式的默认设置。合适的成像密度计可以为具有6mm光圈的X-Ritemodel528的分光密度计。密度测量设定可以合适地为视觉颜色、T状态和绝对密度模式。当纸表面上有充足量的二价水溶性金属盐时，通常可发现印刷密度的提高。总之，在HP桌面喷墨打印机的标准(普通纸，正常)打印模式中，颜料黑的目标光学密度(“ODO”)等于或大于1.10，所述打印机使用最普通的黑色颜料墨水(等于#45喷墨打印机墨盒)。优选地，所述ODO等于或大于约1.15。更优选地，所述ODO等于或大于约1.20。最优选地，所述OD等于或大于约1.50或甚至1.60。ODO可以等于或大于1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55以及甚至等于或大于1.6，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
所述记录片材显示良好的图像边缘清晰度(“EA”)。通过仪器测量图像边缘清晰度，所述仪器例如QEA个人图像分析系统(QualityEngineeringAssociates，Burlington，MA)、QEAScannerIAS或基于照相机的ImageXpertKDY系统。所有的这些仪器采集样品的放大的数码图像，并通过图像分析计算图像边缘清晰度。该值也称作边缘粗糙度，并定义于ISO方法13660中。该方法涉及印刷长度为1.27毫米或更长的实线，以至少600dpi的分辨率采样。该仪器计算基于靠近线边缘的每个像素暗度的边缘的位置。边缘临界值定义为从基材反射因子(光亮区域，Rmax)到图像反射因子(暗区域，Rmax)60%的转变的点，使用等式R60=Rmax–60%(Rmax-Rmin)。那么边缘粗糙度定义为来自线的残差的标准偏差，所述线拟合至线的边缘临界值，垂直于拟合的线进行计算。图像边缘清晰度的值优选地小于约15。优选地，所述EA小于约12。更优选地，所述EA小于约10。最优选地，所述EA小于约8。
记录片材优选地具有高的尺寸稳定性。具有高的尺寸稳定性的记录片材优选地具有减少的卷曲倾向。因此，与常规的记录片材相比，本发明优选的记录片材具有减少的卷曲倾向。
尺寸稳定性的一个有用的标志是湿膨胀率的物理测量，例如使用TAPPIUSEFULMETHOD549，通过电子监控的Neenah湿膨胀，以及使用干燥器和增湿器的相对湿度(RH)控制，而不是简单的盐浓度的相对湿度(RH)控制。周围环境的RH从50%到15%变化，随后到85%，引起纸样品的测量到的尺寸变化。例如，当按照上述地改变RH0.1到1.9%时，优选地0.7到1.2%，最优选0.8到1.0%，本发明的记录片材可以在CD方向上具有湿膨胀性。该范围包括0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8及1.9%，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
所述记录片材优选地具有10到350英尺-磅(ft-lb)x10-3/平方英寸的MD内结合力，优选75到120英尺-磅x10-3/平方英寸，更优选80到100英尺-磅x10-3/平方英寸，最优选90到100英尺-磅x10-3/平方英寸。该范围包括10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、160、165、170、175、180、185、190、195、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、及350英尺-磅x10-3/平方英寸，包括其中任意和所有的范围以及子范围。用TAPPIt-569试验测量，MD内结合力为Scott结合力。
记录纸幅优选地具有10到350英尺-磅x10-3/平方英寸的CD内结合力，优选75到120英尺-磅x10-3/平方英寸，更优选地80到100英尺-磅x10-3/平方英寸，最优选地90到100英尺-磅x10-3/平方英寸。该范围包括10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、160、165、170、175、180、185、190、195、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340及350英尺-磅x10-3/平方英寸，包括其中任意和所有的范围以及子范围。用TAPPIt-569试验测量，CD内结合力为Scott结合力。
上述通过Scott结合力试验TAPPIt-569测量的CD和MD内结合力也可以J/m2测量。英尺-磅x10-3/平方英寸到J/m2的换算系数为2。因此，为了换算100英尺-磅x10-3/平方英寸的内结合力至J/m2，简单地乘以2(即100英尺-磅x10-3/平方英寸X2J/m2/1英尺-磅x10-3/平方英寸=200J/m2。因此，那么所有的上述以英尺-磅x10-3/平方英寸的范围，可以包括以J/m2为单位的下列内结合力的相应范围。
记录片材优选地具有20到700J/m2的MD内结合力，优选150到240J/m2，更优选160到200J/m2，最优选180到200J/m2。该范围包括20、22、24、26、28、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、320、330、340、350、360、370、380、390、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、620、640、660、680和700J/m2，包括其中任意和所有的范围以及子范围。用TAPPIt-569试验测量，MD内结合力为Scott结合力。
记录片材优选地具有20到700J/m2的CD内结合力，优选150到240J/m2，更优选160到200J/m2，最优选180到200J/m2。该范围包括20、22、24、26、28、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、320、330、340、350、360、370、380、390、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、620、640、660、680及700J/m2，包括其中任意和所有的范围以及子范围。由TAPPIt-569试验测试，CD内结合力为Scott结合力。
记录片材可以具有任意的内结合力/施胶剂加载比。在一个实施方式中，所述基材含有大量的施胶剂和/或施胶剂加载，而同时具有低的内结合力。相应地，在一个实施方式中，内结合力/施胶剂加载比可以接近0。在另一个实施方式中，随着提高施胶含量和/或施胶加载，所述记录片材所具有的内结合力要么降低，要么保持不变，或最低限度地提高。在另一个实施方式中，随着施胶剂加载提高，记录片材的内结合力的变化为0、负值或小的正数。在不同程度的施胶剂重量%固体经施胶压榨施加到纤维时，使所述记录片材显示上文讨论的这一现象是期望的。在另外的实施方式中，使记录片材具有任何一种和/或所有上述提到的现象并同时还具有强的表面强度是期望的，所述表面强度由前面讨论的IGT拾取和/或蜡拾取试验测得。
所述记录片材可以具有任意的内结合力/施胶剂加载比。所述内结合力/施胶剂加载比可以为小于100，优选小于80，更优选小于60，最优选小于40J/m2/gsm。该内结合力/施胶剂加载比可以为小于100、95、90、85、80、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、38、35、32、30、28、25、22、20、18、15、12、10、7、5、4、3、2和1J/m2/gsm，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
所述纸基材优选地具有约5到100秒/100ml的Gurley透气度。该范围包括5、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70、75、80、90、95和100秒/100ml，包括其中任意和所有的范围以及子范围。该Gurley透气度由TAPPIt-460om-88试验测得。
纸基材优选地具有100到450mgf的CD格林挺度(Gurleystiffness)，优选150到450mgf，更优选200到350mgf。该范围包括100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、375、400、425和450mgf，包括其中任意和所有的范围以及子范围。所述CD格林挺度由TAPPIt-543试验测得。
纸基材优选地具有40到250mgf的MD格林挺度，更优选100到150mgf。该范围包括40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240和250mgf，包括其中任意和所有的范围以及子范围。所述MD格林挺度由TAPPIt-543试验测得。
纸基材优选地具有85到105%的不透明度，更优选90到97%。该范围包括85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104和105%，包括其中任意和所有的范围以及子范围。所述不透明度由TAPPIt-425试验测得。
本发明的记录片材可以具有任意的CIE白度，然而优选地具有大于70的CIE白度，更优选大于100，最优选大于125或者甚至大于150。CIE白度可以在125到200的范围，优选130到200，最优选150到200。该CIE白度范围可以为大于或等于70、80、90、100、110、120、125、130、135、140、145、150、155、160、65、170、175、180、185、190、195和200CIE白度点数，包括其中任意和全部的范围以及子范围。测量CIE白度和从造纸纤维中以及由其制成的纸中获得该白度的实例可见于，例如，美国专利6,893,473中，其在此以其全文结合作为参考。进一步地，测量CIE白度和从造纸纤维中以及由其制成的纸中获得该白度的实例可见于，例如，2005年2月19日提交的美国专利申请No.60/654,712，和2006年2月21日提交的美国专利申请No.11/358,543；于2006年6月2日提交的11/445809；以及2006年6月2日提交的11/446421，其在此以其全文结合作为参考。
本发明的记录片材可以具有任意的ISO亮度，但是优选大于80，更优选大于90，最优选大于95ISO亮度点数。所述ISO亮度可以优选地为80到100，更优选90到100，最优选95到100ISO亮度点数。该范围包括大于或等于80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99和100的ISO亮度点数，包括其中任意和所有的范围以及子范围。测量ISO亮度和从造纸纤维中以及由其制成的纸中获得该白度的实例可见于，例如，美国专利6,893,473中，其在此以其全文结合作为参考。进一步，测量ISO亮度和在造纸纤维中以及由其制成的纸中获得该亮度的实例存在于，例如在2005年2月19日提交的美国专利申请No.60/654,712中，和2006年2月21日提交的美国专利申请No.11/358,543中，其也在此以其全部内容结合作为参考。
记录片材具有改进的印刷性能和改进的可流动性(即印刷压榨性能)。仅举数例，印刷性能可以通过测定改进的墨水浓度、网点扩大、捕获、印字反衬比和/或印刷色彩测量。通常用于该性能测试的颜色包括黑色、蓝绿色、洋红色及黄色，但绝不限制于此。印刷性能可以通过印刷污染测定而测量，所述污染测定通过视觉观察印刷系统、毯、盘、墨水体系等进行。污染通常包括纤维污染、涂布或施胶污染、填料或粘合剂污染、堆积等。本发明的记录片材具有改进的印刷性能和/或可流动性，其由各个或任一前述的特性或其组合确定。
记录片材可以具有任意的表面强度。基材的表面强度的物理测试的实例为IGT拾取试验及蜡拾取试验，所述表面强度看起来也与基材的印刷性能紧密相关。进一步地，两种试验均为本领域已知与记录片材的强表面强度紧密相关。虽然这些实验任一种都可以使用，IGT拾取试验为优选的。IGT拾取试验为标准试验，其中性能由Tappi测试方法575测量，其对应于标准测试ISO3873。
所述记录片材可以具有至少一个表面，该表面具有由IGT拾取试验测定的至少约1m/s的表面强度，优选至少约1.2，更优选至少约1.4，最优选至少约1.8m/s。基材具有由IGT拾取试验测量的表面强度，其为至少至少2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1及1.0m/s,，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
另一已知的相关的试验为测量IGTVPP分层的试验，并在本领域内公知(以N/m测定)。本发明记录片材的IGTVPP分层可以为任何，但是优选大于150N/m，更优选大于190N/m，最优选大于210N/m。如果所述基材为摄制纸基材，则IGTVPP分层优选地为150到175N/m，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
纸基材可以具有任意的基重，其可以具有高的或低的基重，包括至少为10磅/3000平方英尺的基重，优选约20到500磅/3000平方英尺，更优选约40到325磅/3000平方英尺。基重可以为至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475及500磅/3000平方英尺，包括其中任意和所有的范围以及子范围。
根据本发明的纸基材可以具有任意的表观密度。所述表观密度范围可以为1到20，优选4到14，最优选5到10磅/3000sq.ft每0.001英寸厚度。该密度可以为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19及20磅/3000sq.ft每0.001英寸厚度，包括其中任意和全部的范围以和子范围。
根据本发明的纸基材可以具有任意的厚度。该厚度可以为2到35密耳(mil)，优选5到30密耳，更优选10到28密耳，最优选12到24密耳。所述厚度可以为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34和35密耳，包括其中任意和所有的范围及子范围。
记录片材可以合适地通过在记录片材上产生图像进行印刷，其使用常规的印刷步骤及设备，例如激光、喷墨、胶印及柔版印刷工艺及设备。在此方法中，本发明的记录片材被加入到印刷设备；并且图像在该片材的表面上形成。本发明的记录片材可以使用喷墨印刷工艺及设备进行印刷，例如，如桌面喷墨打印和高速商业喷墨打印。在一个实施方式中，涵盖了喷墨印刷工艺，其中将含水记录液体以成影像的式样施加到本发明的记录片材。在另一个实施方式中，涵盖了喷墨打印工艺，其包括(1)将本发明的记录片材加入到含有含水墨水的喷墨打印设备中，以及(2)使得墨水滴以成影像的式样喷到记录片材上，从而在记录片材上产生图像。喷墨印刷工艺是公知，并描述于例如美国专利No.4,601,777、美国专利No.4,251,824、美国专利No.4,410,899、美国专利No.4,412,224和美国专利No.4,532,530中。在一个实施方式中，所述喷墨印刷设备使用热喷墨工艺，其中喷嘴中的墨水被选择性地以成影像的式样加热，从而使得墨水滴以成影像的式样喷到记录片材上。本发明的记录片材也可以用于任何其他的印刷或成像工艺中，例如使用笔式绘图仪印刷，使用彩色激光打印机或复印机成像，使用墨水笔书写，胶印工艺等等，条件是所使用以形成图像的调色剂或墨水与记录片材的墨水接受层相容。在此处的示教结合本领域技术人员的普通技术，该可相容性的确定能容易地进行。
2006年1月17日提交的美国临时专利申请60/759,629；2006年10月24日提交的美国临时专利申请60/853,882；2006年1月17日提交的美国临时专利申请60/759,630；2003年9月15日提交的美国临时专利申请10/662,699，并于2004年4月8日以美国专利申请公开No.2004/0065423公开;2007年1月17日提交的美国专利申请11/655,004，并于2008年2月14日以美国专利申请公开2008/0035292公开，上述各文献的相关内容独立地结合于本文作为参考。
G.A.Smook(1992)AngusWildePublications的“HandbookforPulpandPaperTechnologists”的全部内容结合于本文作为参考。
在此引用的所有的文献以及它们引用的文献中涉及与本发明的主题及其全部实施例的相关部分，在此结合作为参考。
实例
参考随后的实例，本发明可以进一步详细地描述。这些实例意为说明性的，但不认为本发明被这些实例中列举的材料、条件或工艺参数限制。除非另行指出，所有的份数和百分比以单位重量计。
处理条件和涂布器：所述工艺条件和涂布器描述于下文及表1中。记录片材在造纸机或小型施胶压榨中制备：DT涂布器和池式(Puddle)施胶压榨。DT涂布器和池式施胶压榨均为小型中试规模的涂布机器，其能够涂布纸辊(而非独立的片材)到约12英寸宽和在约100ft/分下。所述DT涂布器为DT实验室涂布器，其由芬兰的DTPaperScience生产，并通过Novi，MI的KaltecScientific于美国可得。当涂布器达到速度并且涂布过程稳定时，进行涂布约1-2分钟。所述DT涂布器可以以棒计量或刀计量的施胶压榨模式运行。这些模式一次仅涂布片材的一面。出于在此的目的，DT涂布器通常以棒计量模式运行。不同尺寸的几个棒可以用于改变沉积于施加辊并随后到片材上的湿膜厚度。干轧液率(干lb/吨纸)可以合适地使用棒的选择和固体的%进行控制。该纸随后由红外线干燥器干燥，并随后通过鼓风烘箱(两者均为非接触干燥)干燥。DT涂布器每次涂布一面，另一面必须在第一面之前或之后涂布。出于在此的目的，纸通常地在第一面上涂布，并且在涂布第二面之前检查及确认在那一面的I型梁结构(涂布渗透入片材中的量)。第二面随后使用简单制剂进行涂布(仅有淀粉)。其背面使用与前面相同的条件涂布，以在纸的两面上保持I型梁结构条件。必需以相似的轧液率涂布纸的两面，以使得最终片材的卷曲最小，以便于印刷及减少干扰。
池式施胶压榨同时涂布纸的两面。纸在通过两个辊之间的压区之前用涂布流体饱和，所述压区限制轧液率。压区压强设定为获得大约25-35%的湿轧液率，其测量为片材干重的百分比。就此而言，如果干燥的纸在通过所述池和压区之前重1克，其在润湿后将重1.25到1.35克。该纸随后被四个蒸汽发生器干燥(接触干燥，如可见于多数造纸机上的)。
两种造纸机都具有棒计量的施胶压榨，其同时涂布纸的两面。纸随后由一系列蒸汽发生器(充以加压蒸汽的热不锈钢辊)干燥。
在上述表1中，条件A、E和F以及所产生的记录片材与本发明的实施方式一致；提供条件B、D和G以及所产生的片材用于比较。
实例1：I型梁的评估(图1)：两个不同地制备的样品，A和B，进行淀粉渗入。A样品无I型梁结构；B样品具有I型梁结构。所制备的样品在z方向通过光学显微镜检测淀粉渗入，以确定哪个样品显示I型梁结构。
使用刀片，用碘溶液染色并在约5分钟后成像，在样品横截面上进行淀粉渗入和测量。每个样品进行总计四次重复。每个样品展示一个图像，其最佳地代表淀粉渗入的全部特征。样品A完全地渗入淀粉(图1)。由片材两面上的淀粉和中心无淀粉的区域证明样品B显示I型梁结构(图1)。B样品的不正常颜色反应可以归因为Clinton442氧化淀粉的使用。
实例2：根据表1中的条件A，制备了两种施胶制剂和在DT涂布器中制备的记录片材：
淀粉+CaCl2(样品7)和淀粉+GCC+CaCl2(样品8)
四种盐的水平：0、3、5、8磅/吨
20#基重原纸
压区压强：3psi(样品7)和6psi(样品8)
碘染的样品在横截面上的光学显微显示两种压区压强都产生I型梁结构(图2)。3psi及6psi的两种压区压强，分别地，产生类似的印刷结果(图3)。CaCO3颜料和CaCl2的结合显示更高的平均色域(图3)。
实例3：在8.5”x11”纸上按照表1中的条件F制备记录片材。对照不含CaCl2。条件1和2含有7磅/吨的CaCl2(图4)。印刷了正视图(AFS)和侧缝图/后视图并评估平均色域。条件1及2的样品观察到了更高的色域。
实例4：(比较实施例)：按照表1中的条件B制备记录片材。
淀粉+CaCl2
淀粉+GCC+CaCl2
四种盐的水平：0、3、5、8磅/吨
20#基重原纸
使用HPB9180打印机印刷用于评估的图像。得自池式施胶压榨的比较实施例和结果示于图5(实施例2中使用DT涂布器得到的平均色域也示于图5)中。总之，在按照表1中条件A制备的示例记录片材中观察到更高的色域。在按照表1中条件B制备的比较记录片材中观察到更低的色域。
实例5：按照表1中条件G制备记录片材，并使用Kodak5300打印机印刷。评估色域，其结果示于图6。根据表1中的条件A、B及F制备的记录片材也进行评估，这些片材的结果也示于图6中。观察到按照条件A、F制造的示例记录片材比按照条件B和G制造的比较记录片材具有更高的色域。
实例6：图7显示了根据表1中条件A、B和G制备的不含颜料的样品的平均色域。甚至在不含颜料的情况下，按照条件A制造的示例记录片材比按照条件B和G制造的比较记录片材表现出更高的平均色域。
实例7：图8显示了根据表1中条件A、B和F制备的含颜料的记录片材的平均色域。可以看出颜料的存在增加两种示例记录片材的平均色域，所述记录片材为根据表1中的条件A及F制备。与按照条件B制造的比较记录片材相比，这些示例记录片材也显示更高的平均色域。
实例8：图9、10及11显示了使用三个不同打印机在示例纪录片材和比较记录片材上的黑色密度评估结果，所述打印机为HP6122、HPB9180及Kodak5300，所述示例纪录片材根据条件A和F制备，所述比较记录片材根据条件B、D和G制备。
不愿意受理论的限制，对于颜料型墨水的喷墨打印密度可能可以取决于在表面的盐浓度(vs.盐的轧液率(lb/吨))。令人意外地，所述I型梁结构看起来使喷墨打印密度和色域上升。施胶压榨时加入的颜料确实使得在更少的CaCl2加入下，能达到更好的印刷密度，其意味着费用的节约。
实例9：根据条件C和D制备记录片材。该数据未显示，然而对于使用条件C制得的记录片材，印刷结果有利有弊。碘染色样品的光学显微(未显示)显示了两种条件C(即有和没有GCC颜料)均未表现出I型梁结构。其一个原因可能为由于黑色的涂布在更高的温度下饱和了该片材。
实例10：按照表1中的条件A、B和E制备记录片材。平均色域和墨水密度在两个不同的打印机上评估，所述打印机为HPB9180和Kodak5300。结果示于图12-15。有颜料和无颜料记录片材(条件E)的印刷结果类似于根据条件A制成的那些片材。碘染色样品的光学显微(未显示)显示了有颜料和无颜料的条件E记录片材均表现出I型梁结构。
实例10：片材分割方法和二价金属盐分析
片材分割方法
(a)需要两个经磨边的玻璃板，其尺寸为为2’’宽，8’’长，1/4’’厚。取其中一片玻璃板，并切一片具有衬里的双面胶带。将衬里从胶带的一面除去并将该胶带粘到玻璃板上。胶带应该牢靠地及平滑地粘在玻璃板上，无气泡。将衬里从胶带的另一面除去，并修剪该胶带，以使得胶带不超过玻璃板的边缘。
(b)将胶带及玻璃板称重，并记录重量，精确到0.0001g。
(c)将一片待测的纸放在平的桌面上。将所述带有胶带的玻璃板(胶带面向下)按在纸上，使纸粘在胶带上。修剪该纸，使其不超过胶带的边缘。
(d)将玻璃板、胶带及纸称重，并记录重量，精确到0.0001g。
(e)从步骤(d)的重量中减去步骤(b)的重量，以确定待测纸的总重。
(f)在除去一片双面胶带一面的衬里后，将胶带平滑地放置于纸上。该胶带应该比纸长，以使其在纸的两边上超过1英寸左右。
(g)将胶带从一端拉，开始将纸厚度撕开，然而在到达片材的末端前停止。
(h)降低胶带以使片材回到一起，随后从胶带的背面去除衬里。将第二片玻璃板放置于胶带上，将玻璃粘到胶带上。将此组件压到一起，以确保第二片玻璃与胶带的良好的粘合。
(i)将两块玻璃板拉开，完成片材分割。从第二块玻璃板上修剪多余的胶带。
(j)将第一块玻璃板、胶带及纸称重，并记录重量，精确到0.0001g。
(k)从步骤(b)的重量中减去步骤(j)的重量，以确定留在第一块玻璃板上纸的重量。
(l)从步骤(d)的重量中减去步骤(j)的重量，以确定转移到第二块玻璃板上纸的重量。
(m)将一片单面胶带放置于仍保留在第一块玻璃板的纸上。将胶带撕去，并重新称重第一块玻璃板、胶带及保留的纸。
(n)从步骤(k)的重量中减去步骤(m)的重量，以确定所述单面胶带除去了多少纸。
(o)继续除去留在第一块玻璃板上的纸的部分，直到测试的纸初始重量的25%(如步骤(e)中测量的)保留在第一片玻璃上。
(p)收集这些单面胶带和纸样品、标记，并将其放入塑料袋中以进行后续分析。
(q)使用第二片玻璃板重复步骤(m)到(o)。
(r)将双面胶带从玻璃板上除去，并标记。
二价金属盐分析
全片材样品(8.5”x11”)的步骤：
(a)从进行分析的纸样品上切下2.2g要测试的纸片。
(b)将该纸片置于50ml的反渗透纯化的水(RO水)中，并浸泡两个小时。
(c)随后使用标准滤纸过滤该水溶液，并使用30ml额外的RO水洗涤。
(d)随后向滤液中加入更多的RO水，以使最终的体积到100ml。
(e)该溶液随后使用硝酸酸化，并稀释到500mL。其随后由ICP-MS分析，以测定二价金属盐的离子浓度，例如若盐为氯化钙，测定的离子为Ca、Cl。同时，由于基材可能含有一价金属盐，如氯化钠，NA离子的量应该被测定，以使得可以计算氯化钙的正确的量。
(f)纸中的二价金属盐的量由测得的离子浓度计算，所述离子浓度相对一价金属盐的存在而被校正，并基于二价金属盐和所获得的纸的重量的百万分之一(ppm)报告。
分离片材样品的改变的步骤：
(a)粘到胶带上的纸样品在30mlRO水中浸泡两个小时。
(b)随后使用标准滤纸过滤该水溶液，并使用20ml额外的RO水洗涤。
(c)随后向滤液中加入更多的RO水，以使最终的体积到50ml。
(d)该溶液随后使用硝酸酸化，并稀释到100mL。其随后由ICP-MS分析，以测定二价金属盐和一价金属盐的离子浓度(与上面类似)。
(e)纸中的二价金属盐的量如上所述由测得的离子浓度计算，并且相对一价金属盐的存在而被校正，并基于二价金属盐和所获得的纸的重量的百万分之一(ppm)报告(如片材分割方法中所给出的)。
(f)这些二价金属盐的浓度随后与由片材的整个片材分析而获得的结果比较，所述片材来自同一令的纸或试车条件，以确定完整片材的二价金属盐含量在分开的片材样品中如何分布。
片材分割方法和二价金属盐分析的应用
使用片材分割方法测试两种纸以确定氯化钙，该二价金属盐在整个片材中的分布。第一种纸(发明的样品)在试验的施胶压榨中制备，其用于棒计量模式，以向纸的一面施加含有淀粉和氯化钙的施胶组合物。第二种纸为商业可购得的纸，其由InternationalPaperCompany制造并销售，该纸含有含氯化钙和淀粉的组合物，该组合物在施胶压榨时施加。分离片材分析和完整片材分析示于表2。
表2：分离片材和完整片材氯化钙分析的总结。
该数据显示，商业可购的片材在整个片材中具有相当均一的氯化钙分布，与整个片材中的平均氯化钙浓度相比，其仅在表面上具有轻微地更高的氯化钙浓度。另一方面，与整个片材中的平均浓度相比，该发明的样品在片材的最外侧25%显示出高得多的氯化钙浓度。实际上，如果片材的外侧25%的浓度除以4，结果为1,575ppm，其非常接近整个片材中的平均浓度。这意味着几乎所有的氯化钙存在于片材的外侧25%中。
如一直所用地，范围用作速记，用于描述位于此范围内的各个和每个数值，包括其中的所有子范围。
本发明的众多的改变或变化按照上述示教都是可行的。因此，众所周知所附的权利要求的范围内，除了此处特别地描述的之外，本发明可以为可实践的。
Claims (29)
1.记录片材，所述记录片材包含纸基材，所述纸基材包含：
纤维素纤维的料幅；以及
包含施胶剂和二价金属盐的组合物，其中所述组合物施加到所述料幅的至少一个表面，以使得二价金属盐的有效浓度位于到所述基材的所述至少一个表面25％之内的距离处，并且至少所述二价金属盐总浓度的多数位于到所述基材的所述至少一个表面25％之内的距离处，其中所述基材具有至少10磅/3000平方英尺的基重。
2.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述基材具有至少20磅/3000平方英尺的基重。
3.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述基材具有至少40磅/3000平方英尺的基重。
4.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述纤维素纤维的料幅包含回收的纤维。
5.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述基材具有至少3密耳的厚度。
6.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述施胶剂包含至少一种颜料。
7.根据权利要求6所述的记录片材，其中，所述至少一种颜料是选自由粘土、碳酸钙、半水合硫酸钙、无水硫酸钙、白垩组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的记录片材，其中，所述碳酸钙是选自由重质碳酸钙和沉淀碳酸钙组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述施胶剂包含至少一种粘合剂。
10.根据权利要求9所述的记录片材，其中，所述至少一种粘合剂是选自由聚乙烯醇、碱性熟化阳离子树脂型Amres、BayerParez、多氯化物乳液、改性的淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、修饰的聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛/多元醇缩合物、聚酰胺、环氧氯丙烷、乙二醛、乙二醛尿素、草酸醛、异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯和丙烯酸酯组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的记录片材，其中，
所述改性的淀粉是羟乙基淀粉；
所述聚异氰酸酯是脂肪族聚异氰酸酯；
所述异氰酸酯是二异氰酸酯；
所述聚酯是聚酯树脂；
所述聚丙烯酸酯是聚丙烯酸酯树脂；和/或
所述丙烯酸酯是丙烯酸甲酯。
12.根据权利要求11所述的记录片材，其中，所述二异氰酸酯是1,6-六亚甲基二异氰酸酯。
13.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述记录片材具有由TAPPIt-425试验测得的85％至105％的不透明度。
14.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述记录片材具有至少130CIE白度点数的CIE白度。
15.根据权利要求1所述记录片材，其中，所述记录片材具有至少90ISO亮度点数的ISO亮度。
16.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述记录片材具有由TAPPIt-543试验测得的100至450mgf的CD格林挺度。
17.根据权利要求1所述的记录片材，其中，所述记录片材具有由TAPPIt-543试验测得的40到250mgf的MD格林挺度。
18.根据权利要求1所述的记录片材，其中选择所述二价金属盐的所述有效浓度以使得黑色密度为至少1.15。
19.根据权利要求1所述的记录片材，其中所述二价金属盐的所述有效浓度为至少6000ppm。
20.根据权利要求1所述的记录片材，所述记录片材上具有打印的图像，所述图像显示小于15的图像边缘清晰度。
21.根据权利要求1所述的记录片材，所述记录片材具有0.6到1.25％的使用TAPPIUSEFULMETHOD549通过电子监控测得的Neenah湿膨胀率。
22.根据权利要求1所述的记录片材，所述记录片材具有小于或等于60的墨水转移百分比。
23.根据权利要求1所述的记录片材，其中所述纸基材和施胶剂相配合以形成I型梁结构。
24.根据权利要求1所述的记录片材，其中所述盐以2.5-165摩尔阳离子/吨纸基材的量存在。
25.根据权利要求1所述的记录片材，其中，当所述记录片材上还包含打印的图像时，所述图像显示120,000或更大的平均色域。
26.根据权利要求1所述的记录片材，其中，当所述记录片材上还包含打印的图像时，所述图像显示1或更大的黑色密度。
27.根据权利要求1所述的记录片材，其中所述施胶剂在施胶压榨时施加。
28.用于制作根据权利要求1所述的记录片材的方法，所述方法包括：使包含多条纤维素纤维的纸基材与包含水溶性二价金属盐的所述组合物相接触，以制作记录片材，在所述记录片材中，所述纸基材和包含水溶性二价金属盐的施胶剂相配合以形成I型梁结构。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述接触在施胶压榨时进行。
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