TW201026927A - Composition and print medium - Google Patents

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TW201026927A
TW201026927A TW098131200A TW98131200A TW201026927A TW 201026927 A TW201026927 A TW 201026927A TW 098131200 A TW098131200 A TW 098131200A TW 98131200 A TW98131200 A TW 98131200A TW 201026927 A TW201026927 A TW 201026927A
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salt
paper
printing medium
sizing agent
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TW098131200A
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Xiaoqi Zhou
Hai Quang Tran
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Hewlett Packard Development Co
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Description

201026927 六、發明說明: 【發日月所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關於組成物及印刷媒體。 發明背景 數位印刷科技(例如:熱喷墨印刷)的發展已使得使用電
腦印表機為少花費且因此歧可·於所有電腦使用者。 現今可狀印表機係可產生辣及高精細影像。數位印刷 科技於家用及商業的廣泛應用已對產生影像於其上之傳統 印刷媒體產生挑戰性,特狀在·色素墨水時。現今之 印刷媒體,當和色素墨水合併使用時,常常苦於拙劣之黑 及心色光度、墨水滲染及模糊化、延遲之乾燥時間 以及影像穿透。 Ί 们兄服廷些問題,近來已添加二價金屬鹽(如.氣 4)至印刷媒體之表面上膠加卫過程作為—墨水固定劑以 達到經^之媒體雜H為了達成這樣的效用,需 睡吏用w農度的氣化辦,例如:每一嘲紙需自6至12公斤的 如此同負相含氯化合物促使用於生成該印刷媒體的 紙製造設備嚴重㈣敬鶴地驗㈣造設射接觸鹽 的部份的生命期’包括如上膠輥。 曰遍和使用氣化触有關之另外的缺點係由其在水中 產,、、、’合解所引起。當準備一大批的氯化妈鹽溶液時,會 生相虽大篁的熱’如同在商業紙製造方法中常見的情 3 201026927 形。溶液溫度可輕易地到達90°C或更高以上。由此加熱的 溶液中所生之含氯蒸汽可造成參與混合程序之工人嚴重的 健康及安全問題。 此外,氣化鈣是相當具溼氣吸收性的。因為將水吸收 至紙中,使用此類型之鹽可輕易地改變紙的堅硬度。此不 可避免地造成在印刷中和媒體適用性相關的問題。舉例來 說,這些問題可造成夾紙及/或由一紙匣帶出多張紙張。 基於前述,當使用色素墨水進行印刷時,在此技術領 域中需要具有經改良之印刷品質及印刷特性的紙或是印刷 媒體。 【發明内容3 發明概要 在以下敘述中,為了用於解釋,係提出許多特定的細 節以提供對於此處所揭露之一或多方面的徹底了解。然 而,明顯的是,此處所揭露之一或多方面係可利用較小程 度之這些特定細節而實行。 本揭露係相關於表面處理組成物以及含有該組成物於 其中之印刷媒體。該印刷媒體具有經改良之光學密度及色 彩範圍,較快速的乾燥時間以及減少的滲染。在該說明書 及申請專利範圍中之此處及他處,該範圍及比例限制係可 合併的。 如此處所用的,該用語「有效量」係指一物質及/或試 劑之最小量,其係足夠於達成一所欲及/或所需的效果。舉 例來說,一「鹽類混合物」之有效量係為了產生一具有與 201026927 其相關之所欲特性之表面處理級成物所需要之最小量。該 辭「不祕之」係、❹於此以表示做為-範例、實例或是 說明。此處所述做為「示範性之」任何方面歧設計並非 必然被解讀為優於其它方面或設t卜更確㈣說,使用該 辭「不祕之」係意於以具體的形樣來呈現概念。如同在 此申請案中所使㈣’該辭「或」係意於表示—涵蓋性的
或」*非排除性的「或」。此外,如同在此中請案及 所附申請專利範圍中所使用的,該冠詞「一」及「一」係 廣泛地被解讀為表示或多個」,除非另有特別指明或 是明顯由内文指定為一單一形式。 在-實施態樣中,該表面處理組成物係施用於一基材 或印刷媒體。「基材」、「紙材」、「基紙材料」或「印 刷媒體」係包括依據此處揭露内容之實施態樣之任何可被 處理的材料,包括但並*侷限於纖維素紙、薄膜基底基材、 聚合基材、傳賴紐、非木質紙、含木質紙、覆土紙、 半透明的玻璃紙、硬紙板、相紙等等。此外,在本發明的 實施態樣中,預上膠的基材,如聚合性經塗覆基材或是可 膨脹性媒體也可被塗覆。 在一實施態樣中,该紙基材或基材包含任何類型的纖. 維素纖維或是已知使用於造紙之纖維的組合。舉例來說, 該基材可以是由來自經製備為用於造紙纖維之硬木纖維、 軟木纖維,或是硬木及軟木纖維之組合的紙漿所製造,該 紙漿係藉由已知之消化、精製、漂白操作而獲得,例如: 那些習慣上應用於機械、熱機械、化學及半化學紙漿化或 5 201026927 是其它已知之紙聚化方法。對於某些應用,所有之或部^ 之紙聚纖維係由非木質草本植物所獲得,例如:洋麻、二 麻、黃麻、亞麻、西波爾麻及呂宋大麻。不論是經漂白或 是未經漂白的㈣纖維可被顧於製備—供印刷媒體用之 適當的紙基材。再利用的紙聚纖維也適於利用。在特定應 用中,該紙基材係藉由合併30%至約1〇〇%重量計之硬木纖 維以及約0%至約70%重量計之軟木纖維所製。 該基材也可包括其它慣用之添加物,例如··填充劑、 助留劑、㈣樹脂(内上膠)以及乾強樹脂(表面上膠),其可 在造紙過程中添加至該基材。在可使用之填充劑之中係無 機及有機填充劑,舉例來說:礦物料,如:碳酸約、硫酸 鋇、二氧化鈦、矽酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、氧化鋅、氧化 矽、非晶形二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、 氫氧化辞、雲母、高嶺土及滑石,以及聚合體顆粒,如聚 笨乙烯、聚甲基甲基丙烯酸乳膠及其共聚物。其它慣用之 添加劑包括,但不限制於,明礬、用於使該基材調色為所 欲之彩色色調之色素及染料。在一實施態樣中,該基材將 包含約5%至約35%重量計之填充劑。 一示範性之喷墨印刷媒體包含一如纖維素紙之基材以 及施用至該基材之單一側或是兩侧上之表面處理組成 物。該纖維素紙具有一在自約35_25〇g/m2之基本重量範 圍,以及約5至35%重量計之填充劑。該基材紙含有木質紙 漿,例如:磨碎之木料紙漿、熱機械製紙漿以及化學熱機 械製紙漿,且額外地或替代性地,含有非木質紙漿。 201026927 對於大部份的應用,在轉變為紙網材或是基材之前,至少 一渔強樹脂或是上膠劑可被添加至該紙漿懸浮液以提供該 基材之内上膠。該内上膠處理有助於在所產生之基材内產 生使用期間之抗液體性。在造紙過程之進一步階段期間, 該内上膠也避免任何後續所應用之表面上膠浸入該完成的 紙張’藉此使得該表面上膠可保持在其具有最高效能之表 面上。適合使用於此目的之内上膠劑包括任何那些普遍使 用於造紙機器之漫端,例如:松香、和明蓉一起沉殿之 松香(A12(S04)3)、松香酸及松香酸類似物,如:新樅酸 (neoabietic acid)及左旋海鬆酸(iev〇pjmaric acid);硬脂酸及 硬脂酸衍生物、碳酸鍅氨、矽氧烷及含矽氧烷之化合物、 具通式為CF3(CF2)nR之氟化物,其中R是陰離子性、陽 離子性或是另外的官能基、澱粉或澱粉衍生物、甲基纖維 素、羰基甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇、褐藻酸鹽、蠟、 蠟乳化物、烷基乙烯酮二聚物(AKD)、烯基乙烯酮二聚物 乳化物(AnKD)、烷基琥珀酸酐(asa)、ASA或AKD和陽離 子澱粉的乳化物、合併有明礬之ASA,以及其它已知之内 上膠劑及其等之組合。該内上膠劑係通常以造紙之技術領 域中具有通常知識者所知之濃度級次而被使用。舉例來 說’在一實施態樣中,内上膠劑之量係在約〇.3kg/T (公斤 /嘲)的基材紙原料至20 kg/T之範圍内。 内上膠的程度可利用該紙原料吸收多少的水性溶劑以 及該水性溶劑多快滲透穿過該紙原料而描述。克伯測試 (Cobb test)係被使用於測量液體吸收力,當該紙樣本之一表 7 201026927 面係在一所用之靜水壓頭之下曝露於水一特定的時間,例 如:60秒,以該樣本之環形區域為1〇〇cm2。在固定的6〇秒 時間之後’將水倒出且去除多餘的水。以每平方公尺所含 之克數(g/m2)來表示之所吸收的水係用於評估吸收能力。為 獲得示範性的印刷結果’該内上膠劑必須以產生克伯值之 量而被應用,在一實施態樣中,係在自約2〇至約5〇 g/m2的 範圍中。在另一實施態樣中,該内上膠劑可以產生自約25 至約40 g/m2的範圍中之克伯值之量而被應用。紙樣本之渗 透特性係藉由墨水吸收率而決定,該墨水吸收率係藉由 傷
Bristow轉輪動態吸收測試儀(Bristow wheel Dynamic
Sorption Tester)而測定,在自 l〇 ml/m2/秒至4〇 mi/m2/秒的 範圍内,以1.25 mm/秒的轉輪速度。 其它聚合性化合物也可使用於造紙之溼端,例如各種 澱粉、聚丙烯醯胺、尿素樹脂、三聚氰胺、樹脂、環氧樹 脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺、多元胺樹脂 '多元胺、聚乙烯 亞胺、植物膠、聚乙稀醇、乳膠、聚氧化乙稀、親水性交 聯聚合物顆粒分散液,以及其等之衍生物或經改質之產物。 參 明礬係用於助留及助排水的主要化學製品。在一實施 態樣中,使用之明礬添加劑包括硫酸鋁、氯化鋁、鋁酸鈉、 鹼性鋁化合物,例如:鹼性氣化鋁及鹼性鋁多氫氧化物、 水溶性鋁化合物’例如:易溶於水之膠體氧化鋁,以及多 價金屬化合物,例如:硫酸亞鐵及硫酸鐵、膠體二氧化石夕 等等。 此外’也可依據該目的而適當地包含内紙添加劑,如: 8 201026927 光增白劑、卿整材料、抗起泡劑、樹脂控制劑、 奴粘菌劑或是其類似物。 上膠#丨。實施態樣巾’該表面處理组成物包含至少一表面 w龄&一實施態樣中,該表面上膠劑包括一或多種藏 生物、縣甲基纖維素㈣〇、甲基纖維素、
:蠟、蠟乳化物、烷基乙烯酮二聚物(akd)、烷 ’拍酸奸(AS A)、烯基乙_二聚物乳化物(AnKD)、AS A 或細和陽離子搬粉之乳化物、合併有明釁之ASA,及/或 一或多種水紐或可水分散之聚合性㈣。水溶性及可水 分散性之聚合性材料包括例如:聚乙稀醇,如:聚乙婦醇、 完全皂化之聚乙鱗、部份皂化之聚乙騎、經幾基改質 之聚乙稀醇、财醇改質之聚乙_、經陽離子改質之聚 乙稀醇、末祕基化聚乙騎、丙烯·胺聚合物、丙稀酸 聚合物或是共聚物、乙酸乙醋乳膠、聚賴、二氯乙稀乳 膠、苯乙稀_丁二稀、丙稀腈丁二稀共聚物、笨乙稀丙稀酸 共聚物,明膠及纖維素以及纖維素魅物,如:減甲基 纖維素、鞋基甲基纖維素、甲基纖維素。這些係單獨使用 或是二者或多者合併使用。 在-實施態樣中,搬粉係使用為表面上膠劑。適用之 澱粉的範例是玉米殿粉、樹薯_、小纽粉、米殿粉、 西米歸及馬鈐_粉。這些聰種類可以是未⑽質之 澱粉 '經酵素改質之㈣、轉及熱_化學改f之澱粉以及 經化學改質之澱粉。經化學改f顿粉的_係經轉變之 殿粉,例如:酸她殿粉、氧化澱粉及焦糊精;衍生澱粉, 9 201026927 如:經基烧基化澱H基麟、陽離切粉醚、陰離 子澱粉、澱粉醚、澱粉接枝物以及疏水性掇粉。該表面上 膠劑係通常以造紙之技術領域中常用之濃度級次而被使 用。在另-實施態樣中,該表面上膠劑包括一澱粉以及可 擇之-合成上膠劑。在-實施態樣中,舉例來說,應用於 該基材表面之澱粉的量包含自約2至約25 kg/T的紙基材, 而在-實施態樣中,合成表面上膠綱量則增加至約6kg /T之紙基材。
除了表面上膠劑之外’該表面處理級成物包括一具有 至少二金屬鹽之鹽混合物。在一實施態樣中,該經混合之 鹽包含至少一單價以及至少_多價金屬鹽。在—實施態樣 中,該經混合之鹽包含-或多種水溶性單價或多價鹽。適 用之陽離子種類可包括一或多種第〗族金屬、第^族金屬、 第III族金屬或是過渡金屬,如:鈉、鉀、舞銅、鎳、辞
鎂、鋇、鐵、鋁及鉻離子。陰離子種類可包括一或多種』 化物、碘化物、溴化物、硝酸鹽、硫酸鹽亞硫酸鹽、石 酸鹽、氣酸鹽及醋酸鹽。在一實施態樣中,該鹽混:物 含一第II族或一第III族金屬之多價金屬鹽,以及一擇自筹 族金屬之單價金屬鹽。在—實施態樣中,該經混合之⑷ 含氣化鎂及氣化鈉。IUt鎂及lut鈉二麵比氣化詞表現 出較低之相對腐触率(由 National Association of Corrosion
Engineers Standard ΤΜ-01-69所測出之NaCn、MgCl2及CaCl2 之相對腐钱率分別為100、8〇、121,該數字越高,其腐蝕 傾向越強)。在另一實施態樣中,該經混合之鹽包含氣化鈣 10 201026927 及氯化鈉。在-另外的實施態樣中,該經混合之鹽包含氣 化紹及氯化鈉。經發現的是,t和單獨氣化触溶液在相 同遭度和曝糾間條件下相比㈣,鱗祕合之各個鹽 溶液在製備鹽溶液期間呈現較低之溫度增加,以及對於接 觸該鹽溶狀卿部件有降低之腐細有延長的時間期 間。 該表面處理組成物含有一「有效量」之可溶性金屬鹽 混合物和該基材之至少一表面接觸以提供該基材之經改良 印刷品質,包括如:墨水乾燥時間以及彩色及黑色光學密 度。在一實施態樣中,該表面處理組成物可含有每噸紙基 材有自約1 kg&愚至約15 kg之鹽混合物。在一實施態樣 中,在該鹽混合物中每一類型之金屬鹽的相對重量百分比 包含至少約20wt%,且在一實施態樣中,自約該鹽混合物 之30wt%及高至約70wt%。 可使用已知之習知技術來製備本發明之印刷媒體。例 如:該金屬鹽混合物可和一或多種澱粉混合,而一或多種 任擇之成份可以溶解或是分散於一適當之液體基質中(較 佳地是水)且可藉由任何適用之技術而被施用至該基材,例 如:一上膠壓製處理、浸泡塗覆、逆轉輥塗覆、押出塗覆 或其類似法。 該表面處理組成物可以習知慣用之具有垂直、水平或 斜向輥之上膠壓製設備而被施用至該基材’例如:一薄膜 上膠壓製或是一膠泥上膠壓製。該薄膜上膠壓製可包括一 計量器系統’如閘-輥計量器、刀狀計量器、梅爾桿狀計量 11 201026927 器或是狹孔計量器。在一實施態樣中’利用的是一具有短 暫保壓刀狀計量器系統之上膠壓製。該表面處理組成物被 施用至該基材之塗覆速度並未特定地限制,但對於辦公室 印刷紙而言’通常係自約6〇〇至約1200公尺/分鐘(m/min)。 藉由採用較高之塗覆速度,該表面處理組成物維持在該表 面之附近以增加印刷力之改良效果且改良表面平滑度。 在浸泡處理中,該表面處理組成物擬被施用至其上之 基材材料的網材係藉由一單一親以該經曝之部位係呈飽和 之方式被傳輸至該組成物之表面的下方,接著藉由擠壓輥 移除任何多餘的處理混合物且在一風乾乾燥器中於 120-200 C下乾燥。該基材表面處理方法使用一塗覆器造成 -帶有施用表面處理組成物之基材的連續片材,在一實施 I樣中先至—側且接著至此基材之第二側。在另一實施 態樣中’論成物係經細至該紐讀得該基材之兩侧 係同時被塗覆的,其巾備置有二塗覆站,在各側上有一個。 s 土材也可藉由狹縫擠壓方法而被處理,其中—平坦沖模 係位於-緊密靠近該擬被處理之基材㈣的沖模口,造成 該、、且成物之連續薄膜平坦地分佈穿過該片材的一表面。 在實把態樣中,不管將該表面處理組成物施用至該 土材的方丨豸組成物將被施用至該基材為了達到每基材 側為自約o.6g/m2至約8g/m2的總塗覆重量。在另一實施態 樣中2該總塗覆重量係每基材側為自約0.8 g/m2至約5 人在實知癌樣中’在施用至該基材之該組成物中總 混&鹽係自約2kg至約15kg/嘴之基材,且在一實施態樣中 12 201026927 為自約4kg至約10kg/噸之基材。為了達到示範性之印刷結 果,經混合鹽類之總含量係每一基材側至少約〇 16 g/m2。 在施用表面處理組成物至該基材上之後,該基材係接 受進一步的處理步驟。舉例來說,藉由通過一紅外線乾燥 器或熱空氣托燥器或疋一者之合併而乾燥該基材。此外, 該基材可被砑光進一步改良光澤或是平滑度以及其它紙的 特性。例如:該基材係被排定使該基材在室溫下通過—由 輪壓輥所形成之夾器。 該印刷媒體可藉由使用慣用之印刷方法及機械在該媒 體之一表面上產生影像而被印刷,如雷射、喷墨、平版印 刷及凸版印刷方法及機械。在一實施態樣中,該印刷媒體 係以裝配有色素墨水以及如桌面喷墨印刷及高速商業噴墨 網狀印刷之機械的噴墨印刷方法而被印刷。當墨滴被噴出 至該含有金屬鹽混合物之媒體上,該鹽由墨水溶液逼出該 色素分散液,且該陽離子和著色劑之陰離子相互作用,以 m 至於該色素著色劑停繼續停留在該媒體之最外表面層之 該所產生之經處理過的印刷媒體係合適地以任何使用 色素墨水之喷墨印表機應用於任何按需(dr〇p 〇n demand)或 是連續噴墨技術,例如:熱喷墨或是壓電噴墨技術。色素 喷墨墨水係該技術領域中所熟知的,且係典型地含有一液 態載劑、色素著色劑以及額外的成份,包括:一或多種染 料、溼潤劑、洗滌劑、聚合物、緩衝劑、防腐劑以及其它 成份。~色素或任何數目之色素混合物可被備置於該喷墨 13 201026927 墨水配方中以賦予色彩於所產生之墨水。該色素可以是任 何數目之所欲的色素分散遍佈該所產生的喷墨墨水。 圖式簡單說明 第1圖係依據此處之範例而說明各種氣化鈣/氣化鈉鹽 混合物對於色彩範圍之影響的圖。 第2圖係依據此處之範例而說明各種氣化鈣/氣化鈉鹽 混合物對於黑色線粗糙度之影響的圖。
第3圖係依據此處之範例而說明各種氯化鈣/氣化鈉鹽 混合物對於黑色光學密度之影響的圖。 I:實施方式:J 較佳實施例之詳細說明 以下之範例說明用於製備本發明之組成物的各種配 方。以下之範例不應被認為是此處之揭露内容的限制,而 僅是提供以教示如何依據現有的實驗數據來製造該組成物 及印刷媒體。
範例 範例1 一系列之喷墨印刷媒體係使用以下程序而製備: (A) 在本實驗中所使用之紙基材係由30%軟木及50% 硬木纖維及12%經沉澱之碳酸鈣所構成之纖維供料於造紙 機械上製造’且以烯基琥珀酸酐(ASA)内上膠。該基材紙之 基礎重量係約75 g/m2。 (B) 該表面上膠組成物係於實驗室中使用一55加侖具 外罩之不錄鋼處理器皿(A&B Processing System Corp, 14 201026927 — Stratford,WI)而製備。一具傳動比例5:1及速度為1500 rpm 之Lighthin攪拌器(Lighthin Ltd, Rochester NY)係使用於混 合該配方。一經化學改質之澱粉係首先在95〇C預煮2小時且 經冷至室溫。該經預煮之澱粉係添加至該混合容器中,接 著添加水,且接著添加其它的添加劑如合成上膠劑、螢光 增白劑(FWA)以及pH緩衝劑。該水溶性金屬鹽係經預溶解 且經過濾’而接著和該澱粉混合物在500-1000 rpm下混合在 一起。 ❹ 該表面處理組成物之典型的配方包括(為一非限制性 的範例): 鲁陽離子澱粉:12.5 kg/噸之紙基材; 鲁以不同比例混合之氣化鈣及氣化鈉,而該鹽混 合物之總使用量為7.3 kg/噸之紙基材; •螢光增白劑(FWA):約7.5kg/4員之紙基材; 鲁合成表面上膠劑:4.0 kg/噸之紙基材。 ❷ (C)藉由施用該所致之表面上膠組成物而利用一上膠 壓機製備該印刷媒體,不論是藉由使用一Mayer桿而人工繒 製或是帶有一用於計量之桿的連續實驗上膠壓機。藉由控 制該配方固體物、黏性、桿尺寸以及機械運轉速度,町達 至J每一側為約0.5 to 2.0 g/m2的裳載重量。該經處理之片讨 係在一熱空氣烘箱中以約80_2〇〇。〇:的溫度乾燥約丨〇 2〇分 鐘的期間。 範例2 如範例1中所述般製備的印刷媒體樣本係經測試以表 15 201026927 示樣本和不同混合鹽填充間之色彩範圍、黑色光學密度以 及線緣粗链度的差異。S亥等樣本係使用具有色素ϋ色及彩 色墨水的HP PhotoSmart® Pro Β9180印刷,由
Hewlett-Packard Co.所製造。記錄各個經印刷之影像的色彩 範圍,且該結果係提供如第1圖之柱狀圖,帶有該7轴規定 為CIEL*a*b*體積之增加量,有關色彩範圍的計量。該色 彩範圍計量係在第一色彩(青綠色、洋紅色及黃色)及第二色 彩(紅色、綠色及藍色)加上白色(未造像之片材)及黑色方塊 上而完成。L*a*b值係由該計量而獲得且之後被使用以計算 參 該8-像素點色彩範圍’其中越高值之色彩範圍象徵該印刷 表現出越豐富或是更飽和的色彩。 如第1圖中所示,該色彩範圍計量象徵在具有氣化鈣之 樣本中色彩範圍的增加,以一為7.3Kg/噸之乾紙原料之固 定混合鹽。這些結果顯示在改良色彩範圍方面氣化鈣比氣 化納具有更強之效果。當氣化妈之重量百分比降低至5〇% 或是更低時’該色彩範圍值係仍然優於市售辦公印刷紙 張,在相同印刷條件下,其正常是具有100,000至140 000 ® 之色彩範圍。 線緣粗糙度係前沿及後沿粗糙度之平均值且由一邊緣 之理想位置來測量其幾何失真的外觀。在此評估中,媒體 樣本係使用具有色素黑色及彩色墨水的HP PhotoSmart®
Pro B9180以黑線成像,由Hewlett-Packard Co.所製造。該 樣本係接著經風乾。黑至黃滲染的邊緣敏銳度係以QEA個 人影像分析系統(Quality Engineering Associates, Burlington, 16 201026927 μα)所計量。越小的值表示該經印刷影像有較佳的邊緣品 質。如第2圖所示,該y轴規定為線粗糙度的增加(以微米來 汁量)。在相同印刷條件下’該等含有在固定總裝量為7 3 kg/ 噸之乾紙原料下具有不同混合比例之氣化鈣及氣化鈉的樣 本明顯地比市售紙張(其正常表現出16_25微米之線粗糙度 值)顯示出較少的線粗糙度(較低之線粗糙度值)。此結果意 味著含有混合鹽組成物之媒體將產生一具有乾淨倒落影像 的印出物。發現到當氣化妈之重量比例超過4〇%時,該線 粗糙度將不再隨著氯化鈣量的增加而降低。降低氣化鈣用 1並不犧牲該影像品質,但減少和使用氣化鈣相關之缺點 的可能性,例如:腐蝕性和對環境的污染。 該黑色光學也、度(KOD)是對於辦公印刷最重要的屬性 之一,其大部份產生的文件係以黑白印刷的。所欲具有的 是一帶有和由雷射印表機所產生之印出物的KOD值相近的 印出物’例如’約1·2至1.3之KOD值。在本發明中,KOD 之計量係在如範例1所述般而製備之相同樣本上完成,使用 一X-Rite光密度計來測量經填充之區域的黑色度。該等結果 係提供在第3圖中,該y轴係規定反〇1)之增加量。不管氣化 鈣和氯化鈉在該表面處理組成物中之比例,該經表面處理 組成物鹽處理之印刷媒體(在產生一黑色粗體影像)具有在 黑色光學密度超過大部份市售辦公印刷媒體明顯的改良。 大部份市售辦公印刷媒體之平均反〇〇值是匕了至丨〇,而含有 該表面處理組成物之媒體具有自丨28至丨35範圍内之K〇D 值。相似於線粗縫度,氣化舞重量百分比的增加,高至 17 201026927 20%,改善了 K〇D,*ΚΟΕ>係較不依賴於氣化約百分比。 此結果提供了限制來自氣化鈣之缺點的可能性。 範例3 在此範例中,測量了經表面處理印刷媒體之樣本(由範 例1所述之方法製備)以及市售辦公印刷媒體的墨水乾燥時 間。墨水乾燥時間係和墨水用於乾燥以便不會模糊或是轉 移到另一表面所需之時間。墨水乾燥時間係藉由在一固定 的時間測試轉移到另一片材之墨水量而測定。一系列之黑 色方塊係使用裝配有黑色色素墨水的HP Ph〇t〇Smart@ Pr〇 參 B9180(由Hewlett-Packard Co.所製造)而印刷在上述媒體片 材上。 接續印刷等待10秒之後,該等樣本係以相同類型之紙 張覆蓋且以一4.5磅橡膠輥(型號HR-100,由
Chemlnstruments,Inc.所製造)輾軋。該等樣本接著經風乾。 · 该專轉移至該覆盖片材上之影像的光學密度(〇Dt)以及參 考物的光學密度(原始未轉移的,〇Dr)係以一X-Rite光密度 計測量,以測定在輾軋之前及轆軋之後的密度。一未經印 ® 刷之區域也經測量以獲得該紙背景值,ODb。接著使用以 下之方程式計算各種紙的經轉移墨水的百分比(% IT): %IT= 1- (ODr - (ODt -〇Db))/〇Dr x 100% %IT值越高,越多的墨水經轉移,其係較長墨水乾燥時 間以及較差墨水固定至媒體的象徵。在示範性測試結果 中,在市售印刷媒體中之經轉移墨水百分比(其係作為控制 組且係只含有一沒有鹽類混合物之澱粉類型表面組成物) 18 201026927 具有在15-30%範圍内之墨水轉移,然而使用喷墨墨水印 刷於3有本發明之表面處理組成物的媒體,該轉移係經降 低為2-10%。 範例4 一系列之喷墨印刷媒體係使用以下程序而製備: (A) 所使用之基礎原料係如範例i中所敘述的。 (B) 該表面上膠組成物係於實驗室中使用一55加侖具 ❹ 外罩之不錢鋼處理器皿(A&B Processing System Corp,
Stratford,WI)而製備。一具傳動比例5:1及速度為l5〇〇rpm 之Lighthin授拌器(Lighthin Ltd, Rochester NY)係使用於混 合該配方。一經化學改質之澱粉係首先在95cC預煮2小時且 經冷至室溫。該經預煮之澱粉係添加至該混合容器中,接 - 著添加水’且接著添加其它的添加劑如合成上膠劑、螢光 增白劑(FWA)以及pH緩衝劑。該水溶性金屬鹽係經預溶解 且經過滤,而接著和該殿粉混合物在500-1 〇〇〇 rpm下混合在 • 一起。 該表面處理組成物之典型的配方包括(為一非限制性 的範例): 參陽離子澱粉:12.5 kg/噸之紙基材; *以60:40重量比例混合之氣化鎂及氯化鈉,而該 鹽混合物之總使用量為7.5 kg/噸之紙基材; 籲螢光增白劑(FWA):約7.5 kg/噸之紙基材; 籲合成表面上膠劑:4.0 kg/噸之紙基材。 (C)藉由施用該所致之表面上膠組成物而利用一上膠 19 201026927 壓機製備該印刷媒體,不論是藉由使用一Mayer桿而人工缯 製或是帶有一用於計量之桿的連續實驗上膠壓機。藉由拎 制該配方固體物、桿尺寸或夾器壓力以及機械運轉迷度, 可達到每一側為約0.5 to 2.0 g/m2的裝載重量。該經處理之 片材係在一熱空氣烘箱中以約80-200°C的溫度乾燥約 10-20分鐘的期間。 使用於印刷測試及影像品質特性描述的測試方法係如 同範例2及範例3所提出。該等結果係總結在第1表中。 樣本 黑色光學 密度 色彩範圍 線粗糙度 (微米) (經轉移墨 水之百分 比) 範例4 (具有氣化 鎂/氣化納 鹽) 1.38 151200 7.24 ~6Α%~~~~ 控制組 (市售辦公 印刷紙, 75gsm) 0.96 102500 21.72 26.5% 如在第1表中所見,該等具有含有氣化鎂/氣化鈉鹽混 合物之表面處理組成物之樣本在所有影像品質測試項目具 有超過市售辦公印刷媒體之經改良的成果。該表面處理組 成物提供曝露於該鹽混合物之機械部件長期操作之後減少 腐餘發生率的進一步優勢。當相較於只使用氣化妈時,如 此之優勢甚至是更明顯的。 雖然該揭露内容已被表示及敘述為有關於一或多個實 施態樣及/或成品’當閱讀及瞭解本說明書時,等效之變更 20 201026927 及/或修改將會在該技術領域之具有通常知識者的心裡出 現》亥揭露係意於包括所有此類之修改及變更,且係僅被 讀的申請專利範圍之範圍所限制。此外,雖然一特定的 _ 特徵储揭露相關於數個實施n樣及/或私巾之最合適 的者,當對於任何所提供或是特定應用有需求及/或是有 益的時候,如此之特徵可和其它實施態樣及/或成品之一或 夕個其匕的特徵合併。此外,對於該等用詞「包括」、「具 Φ 有」、「帶有」或是其等之變化形之程度係使用於詳細敘 述或申請專利範圍,此類用詞係意於以相似於該詞「包含」 之方式表示「涵蓋性的」意義。 t @式簡單說明】 第1圖係依據此處之範例而說明各種氣化鈣/氣化鈉鹽 混合物對於色彩範圍之影響的圖。 第2圖係依據此處之範例而說明各種氣化鈣/氣化鈉鹽 混合物對於黑色線粗糙度之影響的圖。 魯 第3圖係依據此處之範例而說明各種氣化舞/氣化鈉鹽 混合物對於黑色光學密度之影響的圖。 【主要元件符號説明】 (無) 21

Claims (1)

  1. 201026927 七、申請專利範圍: 1. 一種印刷媒體,其包含: 一基材;以及 一施用至該基材之一表面上的表面處理組成物,該組 成物包含至少一種表面上膠劑以及一種至少一單價及至少 一多價金屬鹽的金屬鹽混合物,各類型之金屬鹽在該鹽混 合物中的相對重量百分比以重量計係至少約20%。 2. 如申請專利範圍第1項之印刷媒體,該基材包含纖 維素紙、薄膜基紙、聚合性基材、傳統紙張、無木質紙張、 含木質紙張、經黏土塗覆之紙張、半透明之玻璃紙、硬紙 板、相紙或是經預塗覆之基材中之一或多者。 3. 如申請專利範圍第2項之印刷媒體,該基材具有一 自約35 g/m2至約250 g/m2的基礎重量以及以重量計為約 5%至約35%之填充劑的填充劑含量。 4. 如申請專利範圍第1項之印刷媒體,該表面上膠劑 包含一或多種澱粉及澱粉衍生物,及/或一或多種水溶性或 水分散性之聚合性材料。 5. 如申請專利範圍第1項之印刷媒體,在該印刷媒體 中每一基材側之總混合鹽含量包含至少約0.16 g/cm2。 6. 如申請專利範圍第5項之印刷媒體,該單價鹽包含 一第I族金屬而該多價鹽包含一第II族或一第III族金屬。 7. 如申請專利範圍第6項之印刷媒體,該單價鹽包含 氣化鈉而該多價鹽包含氣化鋁、氣化鎂或氯化鈣。 8. 如申請專利範圍第1項之印刷媒體,其更包含一内 201026927 上膠劑。 9. 如申請專利範圍第8項之印刷媒體,該内上膠劑係 以可產生一自約20至約50 g/m2卡伯值(Cobb value)之量而 施用。 10. —種表面處理組成物,其包含: 至少一表面上膠劑;以及 一鹽混合物,該鹽混合物包含至少一單價及至少一多 價金屬鹽,各類型之金屬鹽在該鹽混合物中的相對重量百 分比以重量計係至少約20%。 11. 如申請專利範圍第10項之組成物,該表面上膠劑 係包含一或多種澱粉及澱粉衍生物,及/或一或多種水溶性 或水分散性之聚合性材料。 12. 如申請專利範圍第11項之組成物,該單價鹽包含 一第I族金屬而該多價鹽包含一第II族或一第III族金屬。 13. 如申請專利範圍第11項之組成物,該表面上膠劑 包含一為約2至約25 kg/噸之紙基材量的澱粉,以及一為高 至6kg/-頓之紙基材量的合成上勝劑。 14. 一種在一經表面處理之基材上形成色素染色之喷 墨影像的方法,其包含: 施用如申請專利範圍第10項之水性表面處理組成物至 該基材之至少一表面; 喷出一以色素為主之墨水至該經表面處理之基材上以 形成一影像於其上。 15. —種製造一印刷媒體之方法,其包含: 23 201026927 混合至少一表面上膠劑和一鹽混合物,該鹽混合物包 含至少一單價及至少一多價金屬鹽以形成一表面處理組成 物,各類型之金屬鹽在該鹽混合物中的相對重量百分比以 重量計係至少約20% ;以及 將該表面處理組成物施用至一基材之表面上。
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