[发明专利]表面处理的纸张

说明书

背景技术

随着数字打印技术例如高速卷筒纸轮转喷墨打印技术的快速发展，作为喷墨打印媒介的传统打印纸张受到巨大的挑战。在传统的喷墨打印系统中，墨汁从喷嘴中高速喷向打印媒介，如纸张，进而在媒介上产生图像。喷墨墨汁通常包括着色剂，如染料或颜料，以及大量的溶剂。溶剂或载液，一般由水，或如一元醇的有机溶剂，或其混合物制成。除了好的图片质量和低成本，现在打印媒介通常被期望能够速干并能避免图象洇纸(feathering)和图象透墨，特别是在纸张双面打印的情况下。

喷墨打印的图象质量，包括墨汁的光学密度(OD)、色域和墨汁变干的时间在内，通常很大程度上决定于墨汁与纸张的相互作用，特别是纸张对于墨汁的吸收能力。纸张吸收墨汁中水性溶剂的能力和速度是制造用以接收喷墨墨汁的媒介时主要考虑的问题。

详细描述

由纤维素纤维制作的打印纸通常在纸张制作过程中由采用各种施胶剂，以名为“施胶”的工序进行处理。纸张施胶包括内部施胶和表面施胶。内部施胶包括在纸张制造过程的湿部加入施胶剂，也就是在纸页形成之前给纸浆加入施胶剂。表面施胶通常通过对已经成型纸页表面施加施胶剂来完成。施胶剂的作用是为了提高纤维的粘结和控制墨汁载体中液体特别是水在最终干燥的纸张上的渗透性。

当向纤维素纸张施加这种表面施胶剂，施胶剂覆盖纤维素纤维并在其上形成一层薄膜。表面施胶提高了纸张表面的表面强度、印刷适性和耐水性。当纸张用于接触打印如胶印时，由表面施胶控制的纸张的表面强度是打印质量的关键因素。为了使得纸张的表面强度足够抵抗接触打印过程中外界的牵引力，纸张纤维的强粘结力就特别重要，这种粘结力来自成膜性表面施胶剂形成的粘合作用。对于如喷墨打印这种不接触的打印技术，纸张的表面强度不像接触打印，并不是控制打印质量的主导因素。事实上，在纸张的表面最外层聚合物阻挡层薄膜的形成抑制喷墨墨汁的液体载体向纸张基层的快速渗透，因此，使得变干的时间增长和出现如色斑和聚结一类的图像缺陷。术语“色斑”所指的是实体(solid)打印区域中打印光学密度的不均匀性。术语“聚结”所指的实体充填区域内墨汁的和泥现象(puddling)。

普遍使用的表面施胶剂包括原淀粉，变性或化学改性淀粉，水胶体样明胶，水溶性聚合物比如聚乙烯醇，和合成聚合物分散体例如胶乳。当前应用的多数传统的表面施胶剂是成膜性的，天然的或合成的聚合物。当包含成膜材料的传统表面施胶剂通过施胶压榨机施加于纸幅上，施胶剂在纸幅的表面形成薄膜。所述的薄膜将纸张的表面密封并降低表面的孔隙率。另一方面，所述薄膜有助墨汁维持(holdout)在纸张的表面进而提高墨汁着色剂的饱和度。然而，成膜造成的缺陷是，由于大量的墨汁维持在纸张的表面，墨汁变干的时间变长成为了问题。由于大量墨汁维持在纸张上，墨汁涂污也成了问题。第二点，当成膜性表面施胶剂渗入纸张的内部，不利地影响了纸张的透明性。另外，这种渗透对最终纸张的折叠和撕裂都有不利影响。另一方面，如果在没有表面施胶或很少的表面施胶的纸张上完成喷墨打印，水性墨汁会深入地渗入纸张深层，导致降低墨汁的光密度，另外，墨汁会沿着纤维溢色(bleed)，导致打印的图象出现洇纸。挑战就在于提供一种用于喷墨媒介的表面施胶组合物克服上述问题。

本申请提供了一种改进的喷墨打印纸，其包括具有至少一如下表面的原纸，该表面通过一种新的表面施胶组合物处理，所述表面施胶组合物包括至少一种金属盐和非成膜性聚合物胶体；及其制造方法。已发现本申请公开的表面施胶组合物通过减少洇纸、墨汁溢色和色斑，提高图象的打印质量，并且不对墨汁变干的时间产生不利影响。根据本申请公开的表面处理(即表面施胶)后的纸适于各种打印方法，但是其特别适合高速卷筒纸轮转喷墨打印，这种打印要求墨汁快速变干。

传统的表面施胶处理通常是成膜性表面施胶。施胶剂可以是水溶性的天然或合成聚合物，或者是水分散性胶乳。水性聚合物胶乳的成膜是一种物理变化，其中，随着胶乳乳液中的液体成分的蒸发胶乳粒子聚集，然后，胶乳粒子变形和聚结并在干燥后形成完整的薄膜。与水性聚合物胶乳的成膜稍有不同，由水溶性的聚合物质例如淀粉和聚乙烯醇的成膜在于随着溶剂的蒸发，高分子形成缠结并形成连续的薄膜。在上述两种情况下，薄膜均形成连续的非多孔结构，其结构使得液体例如喷墨墨汁中的液体载体不能快速渗透。