未涂布的記錄介質的制作方法
【專利說明】未涂布的記錄介質
【背景技術】
[0001] 用于激光印刷和噴墨印刷的介質通常具有約75 g/m2(gsm)至約90 g/m2(gsm)的 重量。在該重量范圍內的介質對于激光印刷而言可能是合意的，至少一部分是因為該介質 所表現出的不透明度特性，以及由該介質在減少或消除起皺和卡紙方面實現的印刷性能。 具有上文提供的重量范圍內的重量的介質對于噴墨印刷而言也可能是合乎需要的，至少一 部分是因為使透背（即，透印（strikethrough))減至最少或消除。
【附圖說明】
[0002] 通過參照下文的詳細描述和附圖將使得本公開的實施例的特征和優點變得顯而 易見。
[0003] 圖1是示出了實施例2的樣品1至樣品7(表2)的實際平均不透明度對預測平均 不透明度的曲線圖。
[0004] 圖2是示出了實施例2的樣品1至樣品7 (表2)的通過打印機的紙張和幾何平均 剛度對熱磨機械漿（TMP) %和紙張定量的曲線圖； 圖3是示出了實施例2的樣品1至樣品7 (表2)的油墨透印百分數對平均不透明度的 曲線圖；和 圖4是示出了本公開的方法的實施例的流程圖。
[0005] 具體描述 本公開總體上涉及未涂布的記錄介質。本文所公開的未涂布的記錄介質的實例是輕量 定度紙（cut size paper)，其具有約45 g/m2(gsm)至約70 g/m2(gsm)的紙張定量。在某 些情況下，所述重量為約50 gsm至約63 gsm。當移動至較低的紙張定量使打印機中保留送 紙可靠性，同時保持良好的不透明度以避免圖像透背時，通常會遇到一些困難。本公開的實 例有利地包括表現出可靠的送紙和期望的不透明度的輕量定度紙。
[0006] 在本文所公開的介質實例中，纖維量（和纖維的類型）與填料類型和填料量之間 的平衡已經被確定，以使得填料量減少而不會不利地影響期望的質量，例如重量、剛度、不 透明度和亮度。事實上，本文所公開的介質實例的剛度有助于使輕量定度紙在多種印刷系 統（包括激光打印機和噴墨打印機）中可靠地工作。據信本文所公開的輕量定度紙的走紙 能力（runability)得到增強。例如，當與其它可商購的輕量定度紙相比較時，據信本文所 公開的輕量定度紙的實例將表現出減少或消除卡紙和起皺。本文所公開的未涂布的記錄介 質的一些實例還尤其適用于噴墨印刷系統。所述輕量定度紙的這些實例能夠使噴墨著色劑 保持在表面上并由此表現出期望的最小的透背（透印）。
[0007] 本文所公開的未涂布的記錄介質的實例可以比其它可商購的紙薄且輕約20%(例 如，相比于75 gsm為60 gsm)。本文所公開的薄且輕量的實例提供了許多優點。例如，使用 較少的原材料來制造輕量定度紙，并且較輕重量的紙可能會導致紙本身和由所述紙制成的 小冊子或其它產品的較低的運輸成本。此外，較薄的紙比較厚的紙需要更少的在儲柜、打印 機紙托盤、公文包等中的存儲空間。另外，在較薄的紙上，激光打印機可使用較少的電力來 定影（fusing)墨粉。
[0008] 未涂布的記錄介質（即，輕量定度紙）的實例包括硬木纖維和軟木纖維以及通過 熱磨機械制漿（TMP)形成的纖維（在本文中稱為"TMP纖維"）的共混物的紙漿（例如，化 學紙漿）。合適的硬木纖維的實例包括源自落葉樹（被子植物）例如樺樹、白楊、橡樹、山毛 櫸、楓樹和桉樹的紙漿纖維。合適的軟木纖維的實例包括源自針葉樹（裸子植物）例如不 同品種的冷杉、云杉和松樹（例如，火炬松、濕地松、科羅拉多云杉、香脂冷杉和花旗松）的 紙漿纖維。合適的TMP纖維的實例包括上面列出的硬木纖維和軟木纖維（例如，白楊和楓 樹是常見的TMP纖維，并且松樹軟木也可以用于TMP纖維）。
[0009] 在一個實例中，未涂布的記錄介質包含漂白化學美國北部硬木纖維、漂白化學美 國南部軟木纖維和 Tembec Inc. (Temiscamingue，QC，Canada) Tempcel 白楊 TMP 纖維的共 混物。在根據本公開的介質的實例中，所使用的硬木纖維對軟木纖維對TMP纖維的比率可 以為約70:20:10至約30:30:40。在另一實例中，硬木纖維對軟木纖維對TMP纖維的比率為 約 50:30:20。
[0010] 所述未涂布的記錄介質具有所述未涂布的記錄介質的總wt%的至少約80wt%的總 纖維含量。如本文所用的"wt%"是指基于所述未涂布的記錄介質的總干重的干重百分數。 總纖維含量等于100 wt%減去總填料wt%減去任意其它成分（包括，例如施膠劑、淀粉和 鹽）的wt%。在一個實例中，所述總纖維含量為約85 wt%至約95 wt%。
[0011] 在本公開的介質的實例中，所述硬木纖維以相對于總纖維含量的約20 wt%至約70 wt%的量存在，所述軟木纖維以相對于總纖維含量的約20 wt%至約50 wt%的量存在，并且 所述TMP纖維以相對于總纖維含量的約10 wt%至約40 wt%的量存在。
[0012] 可以經由任何已知的制漿方法制備硬木纖維和軟木纖維的共混物，例如舉例來說 化學制漿方法。在一個實例中，硬木纖維和軟木纖維為化學制漿纖維。兩種合適的化學制 漿方法包括硫酸鹽（kraft)法和亞硫酸鹽法。在另一實例中，硬木纖維和軟木纖維中的一 部分為化學制漿纖維，且硬木纖維和軟木纖維中的一部分為機械制漿纖維。在后一實例中， 化學制漿纖維的量為總纖維含量的至少60 wt%，且機械制漿纖維的量為總纖維含量的至多 40 wt%〇
[0013] 如本文所使用的，"TMP"意在包括兩個過程。在一個過程中，通過使用熱量以軟化 肩片來物理研磨木肩或原木以制備TMP纖維（熱磨機械漿）。在另一過程中，加入CTMP(化 學熱磨機械漿）或BCTMP (漂白化學熱磨機械漿）、化學物質以幫助軟化木肩，但相比于化學 紙漿使用較低的化學和暴露時間水平。
[0014] 要理解的是，本文所公開的實例中使用的硬木纖維、軟木纖維和TMP纖維不是膨 脹纖維，并且所述未涂布的記錄介質不包含任何膨脹纖維。膨脹纖維為已經過使纖維膨脹 的處理工藝的硬木纖維和/或軟木纖維。膨脹纖維顯示出類似凝膠的抗沉降性。形成膨脹 纖維的處理工藝的一個實例使用具有1.5升的原纖化區（fibrillating zone)體積和五個 葉輪的臥式精磨機（horizontal fine media mill)。可加入膨脹纖維以增加所得介質的強 度；然而，本文所公開的輕量定度紙在不包含膨脹纖維下顯示出期望的剛度。
[0015] 所述未涂布的記錄介質還包含填料。如上所述，已選擇纖維對填料的比率以得到 本文所公開的輕量定度紙的實例，其具有期望的剛度和不透明度。總體而言，已經增加了纖 維的量，并且已經減少了填料的量。在一個實例中，未涂布的記錄介質中所包含的填料的量 為所述未涂布的記錄介質的總wt%的約3 wt%至約14 wt%。在本文所公開的一些實例中， 所述未涂布的記錄介質可包含每短噸（2000 lbs)纖維約65 Ibs的填料至每短噸纖維約 122 Ibs的填料（即，每公噸（1000 kg)纖維約33 kg的填料至每公噸纖維約61 kg的填 料）。
[0016] 在一個實例中，所述未涂布的記錄介質可以包含具有約40%硬木纖維、約30%軟木 纖維和約30%TMP纖維的纖維共混物以及約9 wt%的填料（約6 wt%碳酸鈣和約3 wt%二 氧化鈦），以獲得輕量的（約52 gsm紙張定量）、具有期望的不透明度（約83)，并具有期望 的剛度（即，在打印機上顯示出期望的走紙能力）的薄紙。
[0017] 合適的填料的實例包括二氧化鈦（TiO2)、沉淀碳酸鈣、研磨碳酸鈣、滑石、粘土（例 如，煅燒粘土、高嶺土或其它層狀硅酸鹽）、硫酸鈣或其組合。合適的填料組合的一個實例是 碳酸鈣（沉淀碳酸鈣、研磨碳酸鈣或其組合）與二氧化鈦。合適的填料組合的另一實例是沉 淀碳酸1丐與二氧化鈦。這些組合可以包含（未涂布記錄介質的總wt%的）約0.7 wt%至約 5 wt%的二氧化鈦和（未涂布記錄介質的總wt%的）約2 wt%至約9 wt%的碳酸|丐（沉淀 碳酸鈣、研磨碳酸鈣或其組合）。在另一實例中，碳酸鈣和二氧化鈦的組合包含約2.2 wt% 至約5 wt%的碳酸|丐（沉淀碳酸|丐、研磨碳酸|丐或其組合）和約I wt%至約2. 7 wt%的二氧 化鈦。在一個實例中，填料是一種或多種碳酸鈣和二氧化鈦的組合，并且不包含其它填料。 填料組合的另一實例包含高嶺土和滑石與二氧化鈦，含有或不含其它填料。在一個實例中， 高嶺土 /滑石對二氧化鈦的比率為約10:1至約1:5 ;或約3:1至約1:1。
[0018] 在本文所公開的實例中，碳酸鈣和二氧化鈦的組合對于部分地實現期望的不透明 度和期望的亮度（二者均在下文中進一步討論）而言可以是合意的。在美國出售的許多目 前可獲得的辦公用紙（在常規重量75 gsm之內或之上）使用大量的碳酸鈣以獲得不透明 度和亮度。作為一個實例，使用X-射線熒光分析器對在美國出售的定度辦公用紙的40個