專利名稱：組合物和印刷介質(zhì)的制作方法
組合物和印刷介質(zhì)
背景技術(shù)：
數(shù)字印刷工藝例如熱噴墨印刷的發(fā)展已經(jīng)使得計算機印刷機的使用變得更廉價， 并因此廣泛的為全部的計算機用戶所使用。目前能夠使用的印刷機能夠產(chǎn)生全色和高精細圖像。數(shù)字印刷工藝在民用和商用環(huán)境中的廣泛使用已經(jīng)產(chǎn)生了對于在其上形成圖像的傳統(tǒng)印刷介質(zhì)的挑戰(zhàn)，特別是當使用有顏色的油墨時更是如此。目前的印刷介質(zhì)當與顏料油墨組合使用時，經(jīng)常遭受差的黑色和彩色光密度、油墨滲色和污點、延長的干燥時間和圖像透墨。為了克服這些問題，最近已經(jīng)將二價金屬鹽例如氯化鈣作為油墨定色劑加入到印刷介質(zhì)的表面施膠加工中，來實現(xiàn)改進的介質(zhì)性能。但是，為了實現(xiàn)這樣的效果，氯化鈣需要使用大的濃度，例如基于每噸(T)紙為6-12kg的鹽。這樣高添加量的含氯化合物加快了用于生產(chǎn)該印刷介質(zhì)的造紙裝置的急性腐蝕，并且明顯降低了造紙裝置的鹽接觸零件(包括例如施膠輥)的壽命期。與使用氯化鈣鹽有關(guān)的另外一種通常的缺點來自于它在水中的放熱溶解。如商業(yè)造紙方法中慣常的那樣，當制備大批次的氯化鈣鹽溶液時，產(chǎn)生了大量的熱。溶液溫度會很容易的達到90°C或者更高。來自這樣的加熱溶液的含氯化物的蒸氣會引起混合方法中所涉及的作業(yè)人員嚴重的健康和安全問題。此外，氯化鈣是強吸濕劑。使用這種類型的鹽會容易改變紙的剛度，這歸因于水被吸收到該紙中。這不可避免的造成了一些與介質(zhì)在印刷中的使用能力有關(guān)的問題。這些問題會引起例如紙阻塞和/或紙盤中的紙的多吸留(multi-picking)。由于前述的情況，本領(lǐng)域中需要一種紙或者印刷介質(zhì)，其當使用彩色油墨印刷時具有提高的印刷質(zhì)量和印刷性能。

發(fā)明內(nèi)容
在下面的說明書中，為了解釋，闡明了許多具體的細節(jié)來提供對于這里公開的一個或多個方面通透的理解。但是，很顯然這里所公開的一個或多個方面可以用較少程度的這些具體細節(jié)來實施。本發(fā)明涉及一種表面處理組合物和其中含有該組合物的印刷介質(zhì)。該印刷介質(zhì)具有改進的光密度和色域、更快的干燥時間、和降低的滲色。在這里和本說明書和權(quán)利要求的其他地方，范圍和比例的界限可以進行組合。作為此處使用的，措詞“有效量”指的是物質(zhì)和/或試劑的最小量，該量足以實現(xiàn)期望的和/或所需的效果。例如“鹽混合物”的有效量是為了產(chǎn)生具有與之相關(guān)的所期望的性能的表面處理組合物所需的最小量。這里所用的措詞“示例性”表示用作一個例子，情況或者說明。此處稱作“示例性”的任何方面或者設(shè)計不必解釋為優(yōu)于其他方面或者設(shè)計。 更確切的，使用措詞“示例性”目的是提出一種具體形式的概念。作為本申請中所用的，術(shù)語“或者”目的是表示一種包含性的“或者”，而非排他性的“或者”。另外，本申請和附加的權(quán)利要求中所用的“一個”和“一種”通常可以解釋為表示“一種或多種”，除非另有指示或者從上下文中明顯可以看出涉及到單數(shù)形式。在一種實施方案中，將該表面處理組合物施用到基底或者印刷介質(zhì)上。“基底”， “紙基”，“基本造紙原料”或者“印刷介質(zhì)”包括能夠用其中所公開的實施方案進行處理的任何材料，包括但不限于纖維素紙、片基(film base)基底、聚合物基底、普通紙基底、無木漿紙、含木漿紙、粘土涂覆的紙、玻璃紙、紙板、照片基基底等等。此外，預涂覆基底例如聚合物涂覆基底或者可溶脹介質(zhì)也可以在本發(fā)明的實施方案中涂覆。在一種實施方案中，紙基或者基底包含任何合適類型的纖維素纖維，或者已知的造紙所用的纖維的組合。例如，基底可以由源自于硬木纖維、軟木纖維、或者硬木和軟木纖維的組合的紙漿來制造，所述的紙漿通過已知的浸煮、精制、和漂白操作制備來用于造紙纖維，例如通常用于機械、熱機械、化學和半化學制漿或者其他公知的制漿方法中的這些。對于一些應用來說，全部或者一部分的紙漿纖維獲自非木的草本植物例如諸如洋麻、大麻、黃麻、亞麻、劍麻和馬尼拉麻。漂白的或者未漂白的紙漿纖維每一個都可以用于制備印刷介質(zhì)所用的合適的紙基。再循環(huán)的紙漿纖維也是適用的。在某些應用中，該紙基是通過將30-大約100重量％的硬木纖維和大約0-大約70重量％的軟木纖維合并來制造的。該基底也可以包括其他常規(guī)添加劑例如諸如填料、保持助劑、濕強樹脂(內(nèi)施膠) 和干強樹脂(表面施膠)，其可以在造紙方法過程中加入基底中。其中能夠使用的填料是無機和有機填料，例如作為舉例，是礦物質(zhì)例如碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦、硅酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、氧化鋅、氧化硅、無定形二氧化硅、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋅、云母、高嶺土和滑石，以及聚合物粒子例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯乳膠和它們的共聚物。其他常規(guī)添加劑包括但不限于明礬、顏料和染料，用于將基底著色成為期望的色調(diào)。在一種實施方案中，該基底將包含大約5-大約35重量％的填料。一種示例性噴墨印刷介質(zhì)包含基底例如纖維素紙和施用到該基底的單面或者兩個面上的表面處理組合物。該纖維素紙的基重(basis weight)是大約35 - 250g/m2，具有大約5-35重量％的填料。該基紙包含木漿例如磨木漿、熱機械漿和化學熱機械漿，并且另外或者可選擇的，包含無木漿的紙漿。對于大部分應用來說，至少一種濕強樹脂或者膠粘劑可以在轉(zhuǎn)化成為紙網(wǎng)或者基底之前，加入到該紙漿懸浮液中來提供基底的內(nèi)施膠。該內(nèi)施膠處理有助于在所形成的基底中在使用中形成抗液性。在造紙方法的進一步的階段中，該內(nèi)施膠還防止了任何隨后施用的表面施膠浸透到最終的紙張中，由此使得表面施膠保持在表面上，在這里它具有最大的效用。適用于此目的的內(nèi)膠粘劑包括通常在造紙機的濕端所用的這些中的任何一種，例如松香；用明礬(Al2(SO4)3)沉淀的松香；松香酸和松香酸同系物例如新松香酸和左旋海松酸；硬脂酸和硬脂酸衍生物；碳酸銨鋯；有機硅和含硅化合物；通式結(jié)構(gòu)為CF3(CF2)nR的含氟化學品，其中R是陰離子、陽離子或者另外一種官能團；淀粉和淀粉衍生物；甲基纖維素； 羧甲基纖維素(CMC)；聚乙烯醇；藻酸鹽；蠟；蠟乳液；烷基烯酮二聚物(AKD)；鏈烯基烯酮二聚物乳液(AnKD)；烷基琥珀酸酐(ASA) ；ASA或者AKD與陽離子淀粉的乳液；混有明礬的 ASA ；和其他已知的內(nèi)膠粘劑及其組合。該內(nèi)膠粘劑通常的使用濃度水平是造紙領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，在一種實施方案中，內(nèi)膠粘劑的量是基礎(chǔ)造紙原料的大約0. 3kg/T(公斤每噸)-20kg /Τ。內(nèi)施膠程度可以如下來表征造紙原料吸收了多少含水溶劑和該含水溶劑多快透過該造紙原料。使用CcAb試驗來測量液體吸收，在這里將紙樣品的一個表面在給定的靜水壓頭下曝露于水中規(guī)定的時間(即，60s)，并且該樣品的圓形面積是100cm2。在60s的固定時間之后，將水輕輕倒出，將多余的水吸掉。使用每平方米的吸水克數(shù)(g/m2)來評價吸收能力。為了獲得示例性印刷結(jié)果，該內(nèi)膠粘劑應當以這樣的量使用，即，在一種實施方案中產(chǎn)生了大約20-大約50g/m2的CcAb值。在另外一種實施方案中，該內(nèi)膠粘劑可以以產(chǎn)生大約 25-大約40g/m2的CcAb值的量使用。紙樣品的滲透性能是通過油墨吸收速率來確定的，其通過Bristow Wheel動態(tài)吸附測試機測量為10ml/m2/s-40ml/m2/s，并且輪速是1. 25mm/s。其他聚合物化合物也可以用于造紙濕端，例如各種淀粉、聚丙烯酰胺、脲樹脂、蜜胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰胺、多胺樹脂、多胺、聚乙烯亞胺、植物膠、聚乙烯醇、乳膠、聚環(huán)氧乙烯、親水交聯(lián)的聚合物粒子分散體及其衍生物或者改性產(chǎn)物。明礬是用于保持助劑和排出助劑的中心化學品。在一種實施方案中，所用的明礬添加劑包括硫酸鋁、氯化鋁、鋁酸鈉；堿式鋁化合物例如堿式氯化鋁和堿式聚氫氧化鋁 (basic aluminium polyhydroxide)；水溶性鋁化合物例如易溶于水的膠體氧化鋁；以及多價金屬化合物例如硫酸亞鐵和硫酸鐵；膠體二氧化硅等等。另外，合適的，取決于目的，還可以包含內(nèi)部紙?zhí)砑觿├缛玖希瑹晒庠霭讋?，pH 調(diào)節(jié)材料，消泡劑，傾斜控制劑(Pitch control agents)，粘度控制劑(slime control agent)等等。該表面處理組合物在一種實施方案中包含至少一種表面膠粘劑(surface sizing agent)。該表面膠粘劑在一種實施方案中包括一種或多種淀粉和淀粉衍生物；羧甲基纖維素(CMC)；甲基纖維素；藻酸鹽；蠟；蠟乳液；烷基烯酮二聚物(AKD)；烷基琥珀酸酐(ASA)； 鏈烯基烯酮二聚物乳液(AnKD) ；ASA或者AKD與陽離子淀粉的乳液；混有明礬的ASA ；和/ 或一種或多種水溶性或者水分散性聚合物材料。水溶性和水分散性聚合物材料包括例如聚乙烯醇例如聚乙烯醇、完全皂化的聚乙烯醇、部分皂化的聚乙烯醇、羧基改性的聚乙烯醇、硅醇改性的聚乙烯醇、陽離子改性的聚乙烯醇、端烷基化的聚乙烯醇、丙烯酰胺聚合物、 丙烯酸聚合物或者共聚物、乙酸乙烯酯乳膠、聚酯、偏氯乙烯乳膠、苯乙烯-丁二烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物；凝膠；和纖維素和纖維素衍生物例如羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素。它們是單獨使用或者兩種或多種組合使用的。在一種實施方案中，將淀粉用作該表面膠粘劑。合適的淀粉的例子是玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、西米淀粉和馬鈴薯淀粉。這些淀粉物質(zhì)可以是未改性的淀粉、 酶改性的淀粉、熱和熱-化學改性的淀粉和化學改性的淀粉?；瘜W改性淀粉的例子是轉(zhuǎn)化的淀粉例如酸流度淀粉、氧化淀粉和焦糊精；衍生的淀粉例如羥烷基化的淀粉、氰乙基化的淀粉、陽離子淀粉醚、陰離子淀粉、淀粉酯、支化淀粉和疏水淀粉。該表面膠粘劑通常是以造紙領(lǐng)域常規(guī)的濃度水平來使用的。在另外一種實施方案中，該表面膠粘劑包括淀粉和任選的合成膠粘劑二者。例如，施用到基底表面上的淀粉量在一種實施方案中占紙基底的大約 2-大約25kg/T，并且合成表面膠粘劑的量在一種實施方案中占紙基底的最高大約f^kg/T。除了表面膠粘劑之外，該表面處理組合物包括具有至少兩種金屬鹽的鹽混合物。 在一種實施方案中，該混合的鹽包含至少一種單價和至少一種多價金屬鹽。在一種實施方案中，該混合的鹽包含一種或多種水溶性單價或者多價鹽。合適的陽離子物質(zhì)可以包括一種或多種I族金屬、II族金屬、III族金屬或者過渡金屬，例如鈉、鉀、鈣、銅、鎳、鋅、鎂、鋇、鐵、鋁和鉻離子。陰離子物質(zhì)可以包括一種或多種氯化物、碘化物、溴化物、硝酸鹽、硫酸鹽、 亞硫酸鹽、磷酸鹽、氯酸鹽和醋酸鹽。在一種實施方案中，該鹽混合物包含II族或者III族金屬的多價金屬鹽和I族金屬的單價金屬鹽。在一種實施方案中，該混合的鹽包含氯化鎂和氯化鈉。氯化鎂和氯化鈉都表現(xiàn)出比氯化鈣更低的相對腐蝕速率(該相對腐蝕速率是通過National Association of Corrosion Engineers Standard TM-01-69來測量的，NaCl、 MgCl2和CaCl2分別是100、80、121，在這里數(shù)字越高，腐蝕傾向越強)。在另外一種實施方案中，該混合的鹽包含氯化鈣和氯化鈉。在另外一種實施方案中，該混合的鹽包含氯化鋁和氯化鈉。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與處于相同濃度和曝露時間的單個氯化鈣鹽溶液相比，每種混合鹽溶液都表現(xiàn)出在鹽溶液制備過程中較低的溫度升高，以及降低了與該鹽溶液長時間接觸的機器零件的腐蝕。該表面處理組合物包含與基底的至少一個表面接觸的“有效量”的可溶性金屬鹽混合物，來為基底提供改進的印刷質(zhì)量，包括例如油墨干燥時間，和彩色和黑色光密度。在一種實施方案中，該表面處理組合物可以包含大約1 kg到最高大約15 kg的鹽混合物，基于每噸的紙基底。該鹽混合物中的每種類型的金屬鹽的相對重量百分比在一種實施方案中占該鹽混合物的至少大約20wt%，和在一種實施方案中為大約30wt%至最高大約70wt%。本發(fā)明的印刷介質(zhì)可以使用已知的常規(guī)技術(shù)來制備。例如，金屬鹽混合物可以與一種或多種淀粉混合，并且一種或多種任選的組分可以溶解或者分散到適當?shù)囊后w介質(zhì)， 優(yōu)選水中，并且可以通過任何合適的技術(shù)施用到基底上，例如施膠壓榨處理、浸涂、反轉(zhuǎn)輥涂覆、擠出涂覆等等。該表面處理組合物可以用常規(guī)的施膠壓榨裝置來施用到基底上，例如薄膜施膠壓榨或者膠泥壓榨，其具有垂直的、水平的或者傾斜的輥子。薄膜施膠壓榨可以包括計量系統(tǒng)，例如柵輥計量、刀片計量、密爾棒計量或者狹縫計量。在一種實施方案中，使用帶有短駐留刀片計量系統(tǒng)的施膠壓榨。對于將表面處理組合物施用到基底上的涂覆速度沒有具體的限制，但是對于辦公印刷紙來說通常是大約600-大約1200米每分鐘(m/min)。通過采用較高的涂覆速度，該表面處理組合物保持在表面附近來提高印刷改進效果和提高表面光滑度。在浸漬處理中，通過單輥將表面處理組合物打算施用到其上的基底材料網(wǎng)以這樣的方式傳送至該組合物的表面下，即，使得曝露位置浸透，隨后通過擠壓輥除去任何多余的處理混合物，并且在空氣干燥機中在120-200°C干燥。該使用涂覆機來表面處理基底的方法產(chǎn)生了基底連續(xù)的片，并且表面處理組合物在一種實施方案中首先施用到該基底的一個面上，然后施用到第二個面上。在另外一種實施方案中，該組合物是這樣施用到基底上的，即， 基底的兩個面是同時涂覆的，這里提供了兩個涂覆位置，每個面上一個。基底也可以通過狹縫擠出方法來處理，其中一個平坦?？谔幱谶@樣的位置，即，?？诙瞬孔罱咏诖幚淼幕拙W(wǎng)，產(chǎn)生了連續(xù)的組合物膜，其均勻的沿著基底片的一個表面分布。不管將表面處理組合物施用到基底上的方法如何，該組合物將施用到基底上，來達到在一種實施方案中每個基底面上為大約0. 6g/m2-大約8g/m2的總涂覆重量。在另外一種實施方案中，該總涂覆重量可以是每個基底面上為大約0. 8g/m2-大約5g/m2。在施用到基底上的組合物中，總的混合鹽在一種實施方案中可以是基底的大約2 kg-大約15 kg/T， 和在一種實施方案中是基底的大約4 kg-大約10kg/T。為了達到示例性的印刷結(jié)果，混合鹽的總含量是每個基底面上至少大約0. 16g/m2。在將該表面處理組合物施用到基底上之后，該基底可以進行進一步的加工步驟。 例如，該基底可以通過紅外干燥機或者熱空氣干燥機或者二者的組合來進行干燥。此外，該基底可以壓延來進一步提高光澤或者光滑度和紙的其他性能。例如，將基底如下來壓延使得該基底在室溫通過由壓延機輥子所形成的隙縫。該印刷介質(zhì)可以如下來印刷使用常規(guī)印刷方法和設(shè)備例如激光噴射、噴墨、平板印刷和柔性印刷方法和設(shè)備，來在該介質(zhì)表面上產(chǎn)生圖像。該印刷介質(zhì)在一種實施方案中是用裝備有有顏色的油墨的噴墨印刷方法和設(shè)備來印刷的，例如諸如，臺頂噴墨印刷和高速商業(yè)噴墨網(wǎng)印刷。當墨滴噴射到含有金屬鹽混合物的介質(zhì)上時，該鹽將顏料分散體從油墨溶液中碰出，并且陽離子與著色劑的陰離子粒子相互作用，這樣有顏色的著色劑將處于介質(zhì)的最外面的表面層上。所形成的處理的印刷介質(zhì)適于用任何的噴墨印刷機，使用任何有顏色的油墨滴， 通過所需的或者連續(xù)的噴墨工藝，例如熱噴墨或者壓電噴墨工藝來使用。有顏色的噴墨油墨是本領(lǐng)域公知的，并且典型的包含液體載色體、顏料著色劑、和另外的成分，包括一種或多種染料、保濕劑、清潔劑、聚合物、緩沖液、防腐劑和其他成分。顏料或者任何數(shù)目的顏料混合物可以提供到噴墨油墨配方中，來為所形成的油墨賦色。該顏料可以是分散到所形成的噴墨油墨整個中的任何數(shù)目的期望的顏料。下面的實施例說明了用于制備本發(fā)明的組合物的不同的配方。下面的實施例不應當被認為是對本發(fā)明的限制，而僅僅是提供來教導如何基于目前的試驗數(shù)據(jù)來制造組合物和印刷介質(zhì)。
實施例實施例1
使用下面的方法制備了一系列噴墨印刷介質(zhì)
(A)這個試驗中所用的紙基底是在造紙機上，由纖維配料來制造的，該纖維配料的組成為30%的軟木和50%的硬木纖維和12%的沉淀碳酸鈣，具有鏈烯基琥珀酸酐(ASA)內(nèi)施膠。 該基底紙的基重是大約75g/m2。(B)表面施膠組合物是在實驗室中，使用55加侖的帶包套的不銹鋼加工容器(A&B Processing System Corp, Stratford，WI)來制備的。使用 Lighthin 混合器(Lighthin Ltd, Rochester NY，齒輪齒數(shù)比為5 1，速度是1500 rpm)來混合該配料。將化學改性的淀粉首先在95°C預煮2h，并且冷卻到室溫。將該預煮的淀粉加入到混合容器中，隨后加入水， 然后加入其他添加劑例如合成膠粘劑；熒光增白劑(FWA)和pH緩沖液。將水溶性金屬鹽預先溶解和過濾，然后與淀粉混合物一起以500-1000 rpm混合。一種典型的表面處理組合物的配方可以包括(作為非限定性實施例) 陽離子淀粉占紙基底的12. 5 kg/T ；
不同比例混合的氯化鈣和氯化鈉，并且鹽混合物的總使用量是占紙基底的7. 3 kg/
T ；
熒光增白劑(FffA)占紙基底的大約7. 5 kg/T； 合成表面膠粘劑占紙基底的4.0 kg/T。
(C)印刷介質(zhì)是如下來制備的使用施膠壓榨，通過將所形成的表面施膠組合物進行施用，該施用是通過用密爾棒手工涂覆的，或者是通過帶有計量棒的連續(xù)實驗室施膠壓榨機來涂覆的。通過控制配方固含量、粘度、棒尺寸和機器運行速度，實現(xiàn)了每個面上大約0. 5-2.0g/m2的吸留(pick-up)重量。將處理過的片在大約80_200°C溫度的熱空氣爐中干燥大約10-20min的時間。實施例2
測試如實施例1所述制備的印刷介質(zhì)樣品，來展示在具有不同的混合鹽添加量的樣品之間的色域、黑色光密度和線毛糙度(raggedness)方面的差異。樣品是使用由 Hewlett-Packard Co.所制造的HP PhotoSmart Pro B9180，用有顏色的黑色和彩色油墨來印刷的。記錄每個印刷圖像的色域，并且將該結(jié)果作為條線圖提供在

圖1中，y軸測量了 CIE L*a*b*體積的增量，這是色域的一種度量。該色域測量是在主要顏色(青色、洋紅和黃色)和次要顏色(紅色、綠色和藍色)加上白色(未成圖的片)和黑色的方塊上進行的。 從該測量獲得了 L*a*b*值，其后用于計算8點色域，在這里較高的色域值表示印刷物表現(xiàn)出更豐富或者更飽滿的顏色。如圖1所示，該色域測量表明，在不變的基于干造紙原料為7. 3Kg/T的混合鹽時， 帶有氯化鈣的樣品的色域增加。這些結(jié)果表明，氯化鈣在提高色域方面具有比氯化鈉更強的效果。當氯化鈣的重量百分比降低到50%或者更低時，色域值仍然大于大部分的商業(yè)辦公印刷紙，其在同樣的印刷條件下通常表現(xiàn)出100000-140000的色域。線毛糙度是前沿和后沿毛糙度的平均值，并且測量了一個邊緣相對于它的理想位置的外觀幾何扭曲。在這個評價中，介質(zhì)樣品是使用由Hewlett-Packard Co.所制造的HP PhotoSmart Pro B9180，用有顏色的黑色和彩色油墨來成圖為黑線。然后將該樣品進行空氣干燥。用 QEA 個人圖像分析系統(tǒng)(Quality Engineering Associates, Burlington, ΜΑ) 測量黑色到黃色滲色的邊緣銳度。較小的值表示了印刷圖像更好的邊緣質(zhì)量。如圖2所示， y軸測量了以微米為單位測量的線毛糙度的增量。樣品(在不變的基于干造紙原料的總添加量7. 3 kg/T時，其含有不同混合比例的氯化鈣和氯化鈉)清楚的表現(xiàn)出比市售紙(其通常在相同的印刷條件下具有16-25微米的線毛糙度值)更低的線毛糙度(較低的線毛糙度值)。這個結(jié)果意味著含有混合鹽組合物的介質(zhì)將產(chǎn)生明晰圖像的印出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當氯化鈣的重量百分比超過40%時，線毛糙度不再隨著氯化鈣量的增加而降低。氯化鈣用量的減少不犧牲圖像質(zhì)量，但是降低了與使用氯化鈣有關(guān)的這些缺點的可能性，例如腐蝕和對環(huán)境的污染。黑色光密度(KOD)對于辦公印刷(這里大部分所產(chǎn)生的文件是黑色和白色的)來說是最重要的品質(zhì)之一。令人期望的是具有這樣的印出，即，KOD值類似于由激光噴墨印刷機所產(chǎn)生的這些，例如KOD值為大約1. 2-1. 3。在本發(fā)明中，KOD的測量是在與實施例1所述制備的同樣的樣品上，通過使用X-Rite密度計測量填充區(qū)域的黑度來進行的。結(jié)果提供在圖3中，并且y軸測量了 KOD的增量。不管表面處理組合物中的氯化鈣和氯化鈉比例如何，用表面處理組合物鹽處理的印刷介質(zhì)具有比大部分市售辦公印刷介質(zhì)明顯改進的黑色光密度，這產(chǎn)生了更粗的黑色圖像。大部分市售辦公印刷介質(zhì)的平均KOD值是0.7-1.0，這里含有表面處理組合物的介質(zhì)的KOD范圍是1. 28-1. 35。類似于線毛糙度，氯化鈣重量百分比的增加(最高20%)提高了 K0D，并且KOD不太依賴于氯化鈣百分比。這個結(jié)果提供了限制氯化鈣造成的缺點的可能性。實施例3
在這個實施例中，測量了通過實施例1所述的方法制造的表面處理的印刷介質(zhì)，以及市售辦公印刷介質(zhì)樣品的油墨干燥時間。油墨干燥時間指的是油墨干燥來使得它不會模糊(smear)或者轉(zhuǎn)移到其他表面上所花費的時間。油墨干燥時間是通過測試在恒定的時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一個片上的油墨量來測量的。將一系列的黑色方塊使用Hewlett-Packard Co.所制造的、裝備有黑色帶顏料的油墨的HP PhotoSmart Pro B9180印刷到上述介質(zhì)片上。在印刷后等待10s，用相同類型的紙覆蓋該樣品，并且用Chemhstruments，Inc.所制造的型號為HR-100的橡膠手推墨輥以4. 5 Ib進行輥壓。然后使得該樣品空氣干燥。用 X-Rite密度計來測量轉(zhuǎn)移到覆蓋紙上的圖像的光密度(ODt)以及參考物的光密度(原始非轉(zhuǎn)移的，0 )，來確定輥壓前后的密度。還測量了未印刷的面積，來獲得背景紙的值0Db。然后使用下面的等式，計算了不同的紙所轉(zhuǎn)移的油墨百分率(%IT) %IT=I-(ODr- (ODt -ODb))/ODr χ 100%
%ΙΤ值越高，轉(zhuǎn)移的油墨越多，這是油墨在介質(zhì)上更長的干燥時間和油墨更差的固定性的指示。在該示例性測試結(jié)果中，市售印刷介質(zhì)(其用作對照，并且僅僅包含淀粉類型的表面組合物，不具有鹽混合物)中所轉(zhuǎn)移的油墨的百分比具有15 - 30%的油墨轉(zhuǎn)移率，而使用噴墨油墨在含有本發(fā)明的表面處理組合物的介質(zhì)上的印刷的轉(zhuǎn)移率降低到2 - 10%。實施例4
使用下面的方法制備了一系列噴墨印刷介質(zhì) (A)所用的基本原料與實施例1所述相同。(B)表面施膠組合物是在實驗室中，使用55加侖的帶包套的不銹鋼加工容器(Α&Β Processing System Corp, Stratford，WI)來制備的。使用 Lighthin 混合器(Lighthin Ltd, Rochester NY，齒輪齒數(shù)比為5 1，速度是1500 rpm)來混合該配料。將化學改性的淀粉首先在95°C預煮2h，并且冷卻到室溫。將該預煮的淀粉加入到混合容器中，隨后加入水， 然后加入其他添加劑例如合成膠粘劑；熒光增白劑(FWA)和pH緩沖液。將水溶性金屬鹽預先溶解和過濾，然后與淀粉混合物一起以500-1000rpm混合。一種典型的表面處理組合物的配方可以包括(作為非限定性實施例) 陽離子淀粉占紙基底的12. 5 kg/T ；
混合重量比例為60 40的氯化鎂和氯化鈉，并且鹽混合物的總使用量是占紙基底的 7. 5kg/T ；
熒光增白劑(FffA)占紙基底的大約7. 5 kg/T； 合成表面膠粘劑占紙基底的4. 0 kg/T。(C)印刷介質(zhì)是如下來制備的使用施膠壓榨，通過將所形成的表面施膠組合物進行施用，該施用是通過用密爾棒手工涂覆的，或者是通過帶有計量棒的連續(xù)實驗室施膠壓榨機來涂覆的。通過控制配方固含量、棒尺寸或者隙縫壓力、和機器運行速度，實現(xiàn)了每個面上大約0. 5-2.0g/m2的吸留(pick-up)重量。將處理過的片在大約80_200°C溫度的熱空氣爐中干燥大約10-20min的時間。用于印刷試驗和用于圖像質(zhì)量表征的試驗方法與實施例2和實施例3所示相同。 結(jié)果匯總在表1中。
表 權(quán)利要求
1.一種印刷介質(zhì)，其包含 基底；和施用到該基底表面上的表面處理組合物，該組合物包含至少一種表面膠粘劑，和至少一種單價與至少一種多價金屬鹽的金屬鹽混合物，每種類型的金屬鹽在該鹽混合物中的相對重量百分比至少是大約20重量％。
2.權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，該基底包含一種或多種的纖維素紙、片基、聚合物基底、普通紙、無木漿紙、木漿紙、粘土涂覆的紙、玻璃紙、紙板、照片基紙、或者預涂覆的基底。
3.權(quán)利要求2的印刷介質(zhì)，該基底的基重是大約35g/m2-大約250g/m2，填料含量是大約5%-大約35重量％。
4.權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，該表面膠粘劑包含一種或多種淀粉和淀粉衍生物和/或一種或多種水溶性或者水分散性聚合物材料。
5.權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，該印刷介質(zhì)中總混合鹽含量是每個基底側(cè)至少大約0.16g/2cm 。
6.權(quán)利要求5的印刷介質(zhì)，該單價鹽包含I族金屬，該多價鹽包含II族或者III族金屬。
7.權(quán)利要求6的印刷介質(zhì)，該單價鹽包含氯化鈉，該多價鹽包含氯化鋁、氯化鎂或者氯化鈣。
8.權(quán)利要求1的印刷介質(zhì)，其進一步包含內(nèi)膠粘劑。
9.權(quán)利要求8的印刷介質(zhì)，該內(nèi)膠粘劑以一定的量施用，來產(chǎn)生大約20-大約50g/m2 的Cobb值。
10.一種表面處理組合物，其包含 至少一種表面膠粘劑；和鹽混合物，該混合物包含至少一種單價和至少一種多價金屬鹽，該鹽混合物中的每種類型金屬鹽的相對重量百分比至少是大約20重量％。
11.權(quán)利要求10的組合物，該表面膠粘劑包含一種或多種淀粉和淀粉衍生物和/或一種或多種水溶性或者水分散性聚合物材料。
12.權(quán)利要求11的組合物，該單價鹽包含I族金屬，該多價鹽包含II族或者III族金屬。
13.權(quán)利要求11的組合物，該表面膠粘劑包含占紙基底的大約2-大約25kg/T量的淀粉和占紙基底最高大約f^kg/T量的合成膠粘劑。
14.一種在表面處理的基底上形成有顏色的噴墨圖像的方法，其包含 將權(quán)利要求10的含水的表面處理組合物施用到基底的至少一個表面上； 將顏料基油墨噴射到該表面處理的基底上，來在其上形成圖像。
15.一種制造印刷介質(zhì)的方法，其包含將至少一種表面膠粘劑與鹽混合物混合來形成表面處理組合物，所述的鹽混合物包含至少一種單價和至少一種多價金屬鹽，該鹽混合物中的每種類型的金屬鹽的相對重量百分比至少是大約20重量％;和將該表面處理組合物施用到基底表面上。
全文摘要
公開了一種或多種表面處理組合物和印刷介質(zhì)。該表面處理組合物可以包含至少一種表面膠粘劑和至少一種單價與至少一種多價金屬鹽。還公開了生產(chǎn)該表面處理組合物和帶有該組合物的印刷介質(zhì)的方法。
文檔編號G03G7/00GK102186678SQ200880131584
公開日2011年9月14日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者Q. 特蘭 H., 周 X. 申請人:惠普開發(fā)有限公司