具有雙組分陽離子記錄表面的噴墨記錄版的制作方法

專利名稱:具有雙組分陽離子記錄表面的噴墨記錄版的制作方法
本發明涉及適用于噴墨記錄的記錄版。
噴墨記錄方法已經作為一種高速電子印刷的最重要的技術而興起。隨著這種技術的興起，就需要具有特殊記錄性能的專用紙。
噴墨記錄的基本成像技術包括了使用一個或多個連接到墨源上的噴墨組件。每個噴墨組件含一個小噴組，它是根據需要由磁性調制、壓電熱或其他類似方式為電磁能源噴出均勻連續的墨流或單獨的墨滴，墨滴直接滴在移動的卷材表面，控制液滴以形成印刷特性。
噴墨記錄方法所得到的記錄質量與噴墨操作，墨和記錄紙的性能有極大的依賴關系。所用的墨必須是能在加壓下形成穩定的墨滴而且很容易在噴墨的噴嘴處噴出。已經發現，在含水溶性染料的墨水溶液以及用來防止墨汁在噴墨組件中干涸的潤濕劑是尤其需要的。然而，在記錄版吸收墨方面還存在一些問題，尤其在多色印刷領域，因二滴或多滴墨可能在記錄版表面上重迭。
為獲得好的圖象質量，記錄版吸收墨必須要迅速，而同時在記錄版的表面不溶解墨染料。前一性質減少了粘臟(即把墨從紙轉到版輸送輥或類似部件上去)的趨勢，而后一性質確保了獲得高光密度的圖像。遺憾的是這兩者彼此互相矛盾;有高度吸收能力的紙把墨深深地吸入到紙當中去了，結果在紙面上形成的圖像的光密度減小。他們也使圖像發生釉上琉花邊緣不清晰和透過紙背等現象。吸收能力差的紙，如高涂膠紙，由于墨保留在紙面上而使其光密度好，但因墨展色料并沒有被迅速吸收掉，因此粘臟的可能性就大。
已有記述，有幻膜的吸墨紙是理想的噴墨記錄版。吸墨紙迅速吸收油墨展色料而幻膜確保色料保留在光的吸收和反射性質最佳的紙版表面，如果色料深深地滲入到紙質中，則紙的吸收強度減小，紙質纖維使油墨向橫向滲開，結果圖像的輪廓就不分明了，而且透過紙背的現象也發生了。請參閱P.A麥克馬納(MCManus)等，“噴墨彩色圖像對紙的要求”(Paper Requiremenfor Color Imagines with Ink Jets)TAPPI第66卷第7期81-85頁(1983.7)。
發展噴墨記錄版的一些努力已轉向紙的基量，表現密度和填料含量以獲得吸附性質的改良(見日本公開74340/1977，Jujo造紙公司)。另一些努力是在壓膠機上把某些陽離子施膠劑，如陽離子石油樹脂加到紙上以達到更合需要的吸墨特性(見日本公開109，783/1981，Mitsuhishi造紙股份有限公司)。還有其他一些努力已提供了在記錄版表面含某些染料媒染劑的染料吸收層。
Sugiyama等的美國專利4，371，582記述了一種含陽離子聚合物膠乳的記錄版。這種膠乳是為噴墨記錄使用而設計的，它含水溶性染料以及引進其耐水性，其中的陽離子聚合物以不溶于水并含叔胺或季銨基團的單體和可共聚的烯類不飽和化合物的共聚物為好。把不溶的聚合物作為膠乳上到記錄版的一面而與含有很強媒染力的磺基的水溶性染料相互作用。
Swanson等的美國專利4，381，185揭示了一個用水溶性聚合物染料印在含陽離子基團的紙上的印刷工藝，可以通過加一有機添加劑(如陽離子聚胺)或無機添加劑(如二氯化鈣、乙酸鋇或硝酸鋁)而把陽離子基團引進紙中。
以前的這些采用上述各種特殊的噴墨記錄紙以改善圖像質量的努力并沒有滿意的解決高吸收與圖像質量之間的矛盾。現在仍然特別需要在墨染料迅速達到不溶解，耐水性和減少釉上琉花等方面加以改進。
本發明的主要目的是提供一種噴墨記錄版，它可提供有高密度和好耐水性的快固定，不透印的圖像。
根據本發明的一個實施例，記錄版包括有一含水溶性多價金屬鹽和陽離子聚合物的記錄表面的基質，陽離子聚合物中所含的陽離子可與陰離子染料發生離子間相互作用而并不溶解它，在一有吸水能力的版材(如紙)的表面施上上面所說的鹽和聚合物的水溶液就可形成記錄表面，也可將僅含聚合物與鹽的組合物或者它們與可在水中溶脹的粘合劑和其他添加劑之組合物的涂層加到基質(如紙或塑料膜)表面上而形成記錄表面。
本發明的噴墨記錄紙提供了在記錄表面上單用多價金屬鹽或單用陽離子聚合物時所沒有的記錄性質，結果獲得了更接近于模擬型固定圖像的質量較好的圖像。
在記錄表面上單用陽離子聚合物缺點之一是在聚合物使染料不溶解之前，油墨必須潤濕記錄表面;另一缺點是聚合物可能有潤濕延遲，因而就有防止墨滴被記錄版迅速吸收的趨勢。其結果是僅含陽離子聚合物的記錄表面粘臟的趨勢很大。染料殘留在記錄版表面的溶液中，印刷機中紙的處理方式使該染料沾染有足夠的時間。印刷之后，這些版從印刷機傳送之前，必須弄干或采取其他的手段以確保圖像在其后的工藝過程中不被沾污，這就減慢并限制了印刷工藝。
根據本發明，在記錄表面上把水溶性多價金屬鹽與陽離子聚合物結合起來使用的，加入鹽的結果是使油墨中所含的染料固定(不再溶解)更迅速，隨之是使其粘臟的可能性從根本上變小了。可以相信，鹽迅速溶解在噴到紙面的墨滴中，因而染料在不溶解之前，墨滴無需完全潤濕表面，因此，鹽在記錄表面上的貢獻是使其迅速固定。還發現本發明的記錄版在干燥時卷曲小，未處理過的記錄版常常卷曲，尤其在一塊較大面積上加有大量油墨的記錄版卷曲更為嚴重，這就有損于圖像的質量。
當記錄表面上單用鹽時，可以達到迅速固定，但圖像的耐水性不好而且會發生釉上琉花，這是因為染料-鹽絡合物與記錄版的粘結并不好。本發明中，陽離子聚合物提供了這種粘結作用。因為在基質與染料之間由聚合物架橋而形成網絡，從而改進了耐水性和減少了釉上琉花。因此，在審慎選擇的基質上，將鹽和聚合物一起涂布就可得到記錄版，它更接近于仿造的“有幻膜的吸墨紙”，而且改善了圖像密度，耐水性和清晰度。
在記錄表面上結合使用水溶性鹽和陽離子聚合物的更大之優點在于它能使造紙者。為使用特殊記錄油墨，來調整紙的記錄性質，從而使圖像質量最佳。尤其，某些市場上可以買到的記錄油墨含有比其他染料更加難以不溶的染料。在某些情況下，使用某一種鹽和陽離子聚合物的混合組分不能使染料迅速不溶，但改用另一種混合組分如含更高價鹽的混合組分，就可以有效的使這些染料不溶。因此，鹽和聚合物的結合使用提供給造紙者一種細調其產品記錄性質的方法，以改進記錄質量。
根據本發明的更好的實施例，陽離子聚合物是一種聚陽離子胺，比如氮含量超過3%的季胺或一種易質子化的叔銨;多價金屬鹽的陽離子選自B2+a、C2+a、A3+l、Z4+r和Z2+n等，而其陰離子則是PKa值大于2.0的酸根。
用于本發明的陽離子聚合物的特征是在記錄表面上，這類聚合物含有使染料不溶的陽離子基團，這些陽離子基團的平衡離子將與陰離子染料交換而使染料從墨水溶液中沉淀下來。
用于本發明的陽離子聚合物一般是以它的陽離子的官能度比在造紙工業中通常用作施膠劑的聚合物的官能度更大為特征的。施膠劑的陽離子官能度大體與紙中的陰離子官能度數相同或者更小，這些陽離子官能度用來把施膠劑粘到紙上以使其具有疏水性。如此，紙中通常的施膠劑不含有使染料不溶的陽離子基團。
在造紙工業中用作助留劑的某些陽離子聚合物有著更高的陽離子性質。若它們是在成片后加到紙中去的，那么就可用于本發明的記錄表面上。然而，當同樣的聚合物當作普通的助留劑時，它們是在造紙工藝的銅網部加入的，而且它們捕獲了平衡離子，使其不再與陰離子染料交換。因而，在那些用聚合物作助留劑的普通紙中，聚合物并不含有使染料不溶的陽離子基團。
根據本發給的一個較好的實施例，陽離子聚合物是聚合物的胺，比如聚合物的季銨或在酸性條件下轉變為季銨的胺類;由于在聚合物中氮一般是以陽離子季銨基形式所存在的，因此這些聚合物的陽離子特性可以用氮濃度來表示;本發明所使用的聚合物陽離子胺類可進一步用氮含量重量百分數表征要超過約0.1%，超過1.5%為好，而超過3%更好。
用于本發明的陽離子聚合物有許多是能在市場上買到的材料，本申請人不了解其確切的組成。然而，一般說來，當用在本發明的記錄表面時的聚合物，它們至少有約3%摩爾百分數的聚合物陽離子單體單元的陽離子基團可使染料不溶解，而以摩爾百分數至少約10%直至100%的單體單元的陽離子的聚合物為宜。
也可采用篩選試驗來決定可用于本發明的陽離子聚合物。試驗根據是含預定濃度聚合物的溶液對3%染料Direct Black 19溶液的絮凝能力。按此試驗，往準備好的含1克陽離子聚合物和20克去離子水的溶液中加入一滴預先配好的含3.0克Direct Black19和97.0克去離子水的溶液;濾去絮凝了染料的聚合物，試驗溶液變為基本上不含已溶解的染料的清液，這些聚合物在本發明中是有用的。絮凝染料較快以及染料再溶解趨勢最低的聚合物是合用的。
有用的一類陽離子聚合物是普通用于電攝影、電子刻版或靜電攝影的所謂導電聚合物。美國專利3，011，918、3，544，318、4，148，639、4171417、4316943和3813264記述了這類聚合物的例子。這些聚合物的特征是存在有高百分含量的陽離子基團，諸如叔胺和季銨陽離子基團，代表性的聚合物是陽離子單體如二烯丙基二烷基氯化銨(如二烯丙基二甲基氯化銨)，N-烷基氯化銨、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2-羥-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基甲磺酸銨、乙烯基芐基三甲基氯化銨和4-乙烯吡啶季銨鹽。
市場上可買到的用于本發明的陽離子聚合物的代表性例子有Warcofix 808(太陽化學公司的胍-甲醛樹脂)、Calgon 216 LV和Calgon 7091 R.V.(Calgon公司的聚二甲基二烯丙基氯化銨)Naleo 8674(Nalco公司的陽離子聚胺)和CAT FLOC C(Calgon公司的陽離子均聚物)。
水溶性陽離子聚合物和陽離子膠乳都可在本發明中使用。對于水溶性聚合物(即在23℃時溶于100毫升水中的聚合物數量大于20克)來說，配成水溶液在本發明中使用為好，因這樣可把聚合物均勻地上到紙纖維表面而不會因封住紙張的多孔網絡而干擾油墨的吸收。使用陽離子膠乳的實施例僅限于用涂料混合物涂于紙或塑料表面所形成的記錄表面上。膠乳中所存在的陽離子聚合物是不溶于水的顏料或熔珠。當涂料中含膠乳的重量足夠大時，確保了任何接觸到紙表面的墨滴將與膠乳熔珠相碰，這實際上減少了紙基質的吸收能力。當用膠乳量小時，墨滴將碰到聚合物熔珠之間的記錄版而不能很好的被吸收。膠乳的還有一個缺點是加入鹽會使它們不穩定。
用于本發明的多價金屬鹽是元素周期表的Ⅱ、Ⅲ族或過渡金屬的多價陽離子的水溶性鹽。典型情況是鹽在23℃時溶于100毫升水中的量大于5克;貨源最充分和價格最便宜的是Z1+n、A3+l、M2+g、C2+a、Z4+r和B2+a的鹽。那些使紙帶顏色的鹽，如F2+e、F2+e和C2+u的鹽只能有限量的使用或者完全不用。這些鹽中，以含前面所說的陽離子和PKa值大于2.0的弱酸陰離子的鹽為好，弱酸陰離子的PKa值大于3.0就更好;強酸陰離子鹽，如明礬，可使噴墨染料不溶，但一般不用它，因它的酸度高加速了紙的降解。因此，盡管氯化物，硫酸鹽、氯酸鹽和硝酸鹽是有用的，但最好的鹽是乙酸鹽、甲酸鹽、水合氯化物，丙二酸鹽、丁二酸鹽和其它有機弱酸鹽。
用于本發明的鹽的特例是明礬、甲酸鈣和水合氯化鋁;某些鋯鹽如氯氧化鋯、羥基氯化鋯也已相信是有用的。
對每100份陽離子聚合物來說，鹽的用量以約10至1000份為宜，25至200份更好;而75至125份最好;加到基質上的鹽和聚合物的數量不限，只要有效的使染料不溶解，典型的數量范圍為每面約0.1至15/米2(干重)。
本發明的記錄版可用紙、合成紙或塑料膜為基質來制得。把上述這些多孔的基質用含陽離子組分的水溶液噴涂或浸漬就可形成記錄表面;或者也可用涂布液形成銅板紙產品或透明紙來形成記錄表面。本發明的一個實施例是一面或二面吸收了陽離子聚合物或鹽的低涂膠紙或證卷紙。本發明的第二個實施例是一涂有包括在水中可溶脹或水可滲透的涂料混合物的紙，這涂料混合物包含陽離子聚合物和鹽的明膠-氧化鋇涂料。本發明還有一個實施例是帶有含陽離子聚合物、鹽和選擇性透水粘合劑的塑料片。
對用于本發明的紙的類型一般沒有限制。對大多數用途來說，紙張定量在每1300平方英尺重12至30磅，表觀密度0.3至1.2和填充料含量0至40%范圍的紙是有用的。手工水紙、低膠料紙(Bristow Ka＝77毫米/m2·秒
)，高膠料紙(Bristow Ka＝3毫米/m2·秒
)和證卷紙是有用的。對許多應用來說，手工紙和低膠料證卷紙是合宜的。本發明所用的紙基本上都可用市場上買來的紙漿來制取，而以能制造出的紙具有非常均勻吸收特性的紙漿為宜。
在造紙工藝中，紙張成型之后，即紙張能支撐自己本身重量之后，在張的一面或二面涂布陽離子聚合物和鹽水溶液而得到記錄紙，這是最方便和最經濟的，而在壓膠機上把鹽和聚合物加到紙版上去的方法尤為方便。但是，它可在紙已經脫水或離開金屬絲之后的任何時候(包括造紙工藝已基本完成之后)加入，而不能在造紙工藝的銅網部加入鹽和聚合物，因為聚合物將起到助留劑的作用，其陽離子基團將與紙漿配料中的微粉和纖維素相作用，結果就不能使染料不溶。在壓膠機中使用含重量百分數為1至30%的樹脂和重量百分數約1-30%的鹽的溶液為宜。
涂層紙產品可由把一水溶性多價金屬鹽和陽離子聚合物或膠乳摻入到普通的紙涂料混合物中并用普通的涂布技術把這些混合物涂到紙基上而制得。這類普通的涂料通常包括白色顏料，如粘土(如膨潤土)、硅藻土、氧化鋇和(或)碳酸鈣，和粘合劑比如明膠、醚化淀粉或聚乙烯醇。MuraKami等的美國專利4，425，405記述了含白色填料和聚乙烯吡咯烷酮的涂料混合物。另一個噴墨紙的例子是涂有收濕聚合物、陽離子樹脂和鹽的混合物的紙。用于本發明的收濕聚合物是日本公告57-173，194所描述的，包括如甲基丙烯酸淀粉共聚物之類聚合物，加到這些混合物中的鹽和陽離子聚合物的數量是每100份混合物約0.1至30份為好。
在本發明的另一實施例中，把鹽和聚合物水溶液涂布到上面講到的紙版的一面或二面(如在壓膠機上)并用水基粘合劑/白填料涂料混合物在版上再涂一層就制得了涂層紙產品。隨著后一種涂料的使用，聚合物和鹽從紙版轉移到涂料中去，在那里它們表現出所要求的噴墨記錄特征。
合成紙漿紙包括由合成紙漿和木紙漿制得的紙以及單用合成紙漿制得的紙。典型的合成紙漿是烯類單體，諸如乙烯、丙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯的均聚物和共聚物，以及聚酰胺、聚酯等以聚乙烯合成紙漿為好。在用全合成紙時，希望把紙處理一下，以增加聚合物和鹽的粘附力。比如把紙經電暈放電或把能在水中溶脹和能成膜的粘合劑或偶合劑加到記錄表面混合物中以使表面與基質粘合。
根據本發明的一個實施例，噴墨記錄版是在透明塑料基質上形成的，對基質的選擇并不是特別嚴格的;不過，為此目的一般使用熱塑性薄膜，可以使用的熱塑性薄膜的代表例包括聚對苯二甲酸二乙酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯和醋酸纖維素。
本發明的記錄表面可用常用的涂布技術加到合成紙或塑料膜上去。在這種情況下，希望在涂料混合物中含有水中可溶脹的粘合劑;醚化淀粉、明膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸羥乙酯、聚甲基丙烯酸羥乙酯，羧乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚乙烯吡咯烷酮、聚環氧乙烷等是水中可溶脹的粘合劑的代表。通常在每100份重量的陽離子聚合物和鹽中所用的粘合劑數量是約1至2000份重量。已可看到合成膜的紙的涂料的吸收液體能力可由在涂料中加入小量顏料而增加;在透明紙的情況下，顏料的數量必須要足夠紙，而不致于使載體不透明。
本發明的噴墨記錄版是通過水溶性陽離子染料與基質表面的離子鍵來工作的。對本發明來說，水溶性的酸性染料和直接染料是有用的;這類染料對于那些行家們是很熟悉的，而且可以在市場上買到。有用的染料的代表示例包括酸性染料，比如酒石黃(CI19140)、喹啉黃(CI47005)、曙紅(CI453380)、新品酸性紅(CI45430)、亮花青6B(CI42660)、酸性黑1(CI20470)、酸性黑36(CI27275)和酸性蘭黑10B(CI20470)、酸性蘭193(CI15707)、酸性蘭194(CI17941)、酸性蘭249(CI74220);以及直接染料、比如直接黑19、直接黑49、直接黑56、直接黑74、直接黑103、直接黑GW、Capemin黑ESA、深黑XA(CI直接黑154)、黑G(CI35255)、酞菁蘭(CI74180)、直接蘭78、直接蘭239、直接蘭120、直接蘭110、直接蘭19、直接猩紅4BS(CI29160)。上面所用的CI數是表示其在“色料索引”(the Color Index)第三版，染匠和著色師協會，Bradford Yorkshire(1971)中的標號。
配合本發明所使用的噴墨印像的水溶性油墨可用常用的方式而與不同的添加劑，如媒染劑、加溶劑、表面活性劑等等配制。
油墨的配方將影響本發明中所用的記錄版的記錄性質。象前面已提到的那樣，某些染料比其它染料更難不溶;在某些情況下可望用比如三價鹽來代替鈣鹽以增加不溶性。為了增加吸水性可望在記錄表面或基紙中摻入高吸收的顏料;這類顏料有例如碳酸鈣、粘土、硅酸鋁、尿醛填料及類似物。這些頗料可在壓膠機中加到鹽和聚合物溶液中去或者摻到涂料混合物當中。
由于在記錄表面中包含了陽離子或非離子表面活性劑，可以增加油墨潤濕表面的速度，因而使固定和吸收更加迅速。
下面的實例更詳細的解釋了本發明。除了專門說明的以外，所有的份量、百分數和數量均指重量，所用的商業產品是以從制造商那兒得到的品種來使用的。
下面敘述的試驗程序是用來比較和估價實例中所敘述的試驗版的。
噴霧試驗機噴霧試驗機是用來把均勻數量的油墨噴到試驗版上去。試驗機采用自動空氣霧化噴嘴(E.J.Pfaff公司的1/8JJAUJ-14型)和移動試驗版;噴嘴由0.25吋的有機玻璃管接到加壓墨源上，安裝在用于傳送紙的夾緊帶系統上面，并可調，版沿傳送帶移動，由電動或氣動控制的空氣霧化噴嘴把油墨噴到版上去。通過調整傳送速度，霧化空氣的壓力、液壓和噴嘴在紙上方的高度，可使噴墨速度在3至30克/米2范圍內變化。除了另有說明，試驗機的工作條件是傳送帶系統的速度為8吋/秒，固定液壓為6磅/平方英吋(表壓)和空氣壓力為30磅/平方英吋(表壓)。這樣，在試驗版上涂12克/米2的油墨，其油墨覆蓋面積約2 1/2 ×5 1/2 英寸。
透印透印測量了在記錄過程中，低運轉時，油墨粘臟的趨勢，以觀察不到透印的時間的長短來表示。透印是由在霧化噴嘴的紙道下游上放一個一英寸寬和一英寸直徑的橡膠透印輪，并在輪上施加一磅的壓力來測量的。當紙沿紙道傳輸時紙在輪下通過。如果油墨透印了，則在透印輪上，在版的對邊處留下一條痕跡。調整輪在紙道上的位置，如果需要的話則在某一預定時間停紙，就可測出未透印的時間。一般來說，未透印時間短的為好。
光密度用噴霧試驗機把12克/米2油墨層噴到金屬絲上或紙張的正面。干燥噴制的圖像用Mac Beth 512密度計在沾上墨的地方任意讀取10個數來測定圖像強度(光密度)，把讀數平均，記下所得的數作為試驗版該面的圖像強度。
釉上琉花把裝有Esterbrook 2668筆尖的自來水筆放與Bristow試驗機連上，與Bristow輪的切向成55°的夾角，在離Bristow流漿箱與紙通常接觸處4英寸(順時針方向)的地方;這個試驗機中不用流漿箱組合件。把筆平置于紙面上，因而筆的重量(10.2克)調了它與紙的接觸壓力。一個1×11英寸格令長紙條樣品與Bristow試驗機輪接觸，調節線性速度為0.606厘米/秒。隨紙在筆下通過，畫出了樣品長度線，在劃了線的紙上選擇代表性的2英寸長一段，放在1×3英寸玻璃顯微鏡片上，用Quantimet圖像分析儀測量自來水筆畫出的跡線的實際周長，考察10毫米或更長的跡線，測在跡線周長的增加百分數。
紙張之滲透度這是透過印刷紙版的油墨數量的量度，是用MacBeth512密度計讀出12克/米2印刷版背面的讀數來估價的。
耐水性用噴霧試驗機在試驗版上噴上12克/米2油墨，把這噴上了油墨的樣品切成兩半，一半用于測光密度，另一半放到一杯去離子水中，從噴墨到放進水中的時間間隔為1分鐘，在噴墨樣品已浸漬一分鐘后，在水中上下浸漬以確保除去所有已溶解的油墨，取出樣品并淌干。干后用MacBeth 512密度計讀出浸漬的一半和未浸漬的一半試驗樣品的圖像密度，這些密度計讀數的差值是耐水性值，記為浸漬一分鐘后光密度的損失值。
卷曲試驗用Bristow試驗機測量試驗版在先潤濕再弄干之后的卷畫程度。先把試驗版在相對濕度50%的房間內潮濕，然后把版切成51毫米寬，280毫米長的軸向紙條，把每張紙條縛到Bristow試驗機的輪上，輪內緣距流漿箱緣二毫米，在流漿箱中盛有40微升油墨，控制Bristow試驗機的速度，把約10克/米2油墨涂到紙條上。一旦涂好了，把紙條從輪上取下來，橫切成29毫米段，致使每個試條為51×29毫米，墨痕離一邊是2毫米，而另一邊是31毫米，試件(每跡線五條)在干后自由卷曲，約30分鐘后，在每試件距邊緣二毫米處放一重量，測其另一端比原先高多少，分別測二角取平均值，最大可能高度為42毫米。把卷曲紙條的五次平均讀數加以平均得出最后的卷曲高度，把這些測得之高度換算成曲率，以米-1為單位表示。
實例1在壓膠機中用1000份Nalco 8674樹脂(Nalco 公司產品)和1000份明礬溶于2500份重量去離子水的溶液處理Moistrite X-02干攝影和透印紙(Mead公司產品)。溶液涂到紙的兩面，總量按烘干計為8.6克/米2。用上面講過的方法來評價試驗版的記錄性質。下面的表1列出了試驗版與未經處理的原紙版的性能的比較。名稱(W)和(F)是分別指試驗版的金屬絲一側和正面一側。表1的結果表明，使用本發明的記錄表面使其光密度、耐水性、釉上琉花和卷曲都得到了改進。
實例2在實驗室用壓膠機上，用200份Nalco 8674樹脂、100份甲酸鈣溶于500份去離子水的溶液處理手工紙基版的二側，然后干燥。表2是已處理
的版和另一同樣的但未處理的版的記錄性能。這些結果表明吸收強的基版，比如手工紙，一般給出很差的圖像密度、紙張之滲透度和嚴重的釉上琉花，但可有效地用于本發明。
實例3在實驗室用壓膠機上，用由甲酸鈣和CAT FLOC C(Calgou公司產品)溶于去離子水而制得的水溶液處理未上膠的證卷紙版的二面(配料量見表3)。版的記錄性能作了比較。表3給出的結果可以看出，聯合使用鹽和陽離子樹脂所處理的試驗版的光密度高，釉上琉花減少，耐水性好，而且卷曲低。為比較起見，單用陽離子樹脂的記錄版，其耐水性好，釉上琉花少和卷曲小，但光密度較差;單用鹽處理的試驗版則耐水性減小，釉上琉花嚴重。
實例4在實驗室用壓膠機上，用下面表4的溶液處理未上膠的證卷紙版兩面并比較其記錄性能。記錄表面上單用鹽所制得的版的耐水性減小。釉上琉花差，鹽濃度低時光密度也不滿意;單用樹脂所得之記錄版其透印高而光密度較差。按本發明，把樹脂和鹽一起使用，其圖像強度和耐水性都很好，透印滿意，與單用鹽或樹脂相比，卷曲也減少到較低程度。
實例5由于用乙醇洗滌聚對苯二甲酸二乙酯透明版并經電暈放電制得了透明記錄版，然后涂上涂料(涂料組成是20份Nalco 8674導電樹脂，20份甲酸鈣和20份Witco 216樹脂(Witco化學公司產品)溶于水)，把版干燥并用上面講過的用于噴墨工藝，將油墨噴上，隨著干燥的進行，未處理版其墨汁變成珠狀，而已處理版并沒有這種情況。
實例6根據本發明的涂層紙是在內部施膠的證卷紙原料的一面涂上涂料，涂料是由7份重量的Warcofix 808陽離子聚合物(太陽化學公司產品)和3份重量水合氯化鋁加到100份明膠/氧化鋇(20/80)混合物中而組成的。該涂料用于制備含20%固體的水漿料，把此漿料涂在內施膠證卷紙原料上，涂層重量為8.2克/米2。為比較起見，用含20份明膠和80份氧化鋇而不含陽離子聚合物或水合氯化鋁的涂料混合物(配成含20%固體的水漿料)來制備涂層紙，涂層干重為7.9克/米2。每種紙都用油墨噴射工藝噴涂上直接黑染料，噴量為12克/米2。表5列出了兩種版的記錄特性。
表5的結果表明明膠/氧化鋇涂料提供了良好的噴墨記錄密度，陽離子聚合物和鹽并不損傷記錄性能并明顯地改善了耐水性。
實例7按本發明，在一內施膠證卷紙原料的一面涂上涂料;這涂料是把15份Wareofix 808、5份水合氯化鋁加到含10份聚乙烯醇(Elvanol 71-30杜邦公司產品)和90份氧化鋇的混合物中而制得的，涂料配成含20%固體的水漿來涂布的，其干涂料重量為11.7克/米2。為比較，把不含Warcofix 808和水合氯化鋁的同種涂料涂于證卷紙原料上，涂料重量為8.5克/米2。表6列出了兩種紙版的記錄性能。
表6的結果表明在聚乙烯醇-氧化鋇涂料中，陽離子聚合物和鹽改善了光密度和耐水性。與表5結果加以比較，表明陽離子聚合物和鹽可用來改善廉價涂料(如聚乙烯醇-氧化鋇)的記錄性能，達到接近于更昂貴的明膠-氧化鋇紙的記錄性能。
上面已詳細描述了本發明并列舉了特殊的實施例。這是很明顯的，還有許多并不偏離于由下述權項所規定的發明的精神和范圍的改性和變更的可能性。
權利要求
1.一種對噴墨記錄有用的記錄版，其特征是這種記錄版包含一個具有記錄表面的基質，這種記錄表面含有陽離子聚合物和水溶性的多價金屬鹽；所說的聚合物提供了所說的具有陽離子基團的表面，這種陽離子基團與陰離子染料發生離子間的相互作用，并使染料不溶。
2.權項1的記錄版，其中所說的陽離子聚合物是水溶性的。
3.權項2的記錄版，其中所說的聚合物是陽離子聚胺。
4.權項3的記錄版，其中所說的聚胺的氮含量按重量計超過1.5%。
5.權項2的記錄版，其中形成所說的陽離子聚合物的聚合物單元至少有10%摩爾是由陽離子單體衍生來的。
6.權項3的記錄版，其中所說的多價金屬鹽是選自C2+a、B2+a、Z2+n、Z4+r、A3+l、或M2+g的陽離子的鹽。
7.權項6的記錄版，其中所說的鹽是一種PKa值大于2.0的酸的鹽。
8.權項6的記錄版，其中所說的鹽是一種PKa值大于3.0的酸的鹽。
9.權項1的記錄版，其中所說的鹽是在所說的表面中，其含量約為每100份重量所說的陽離子聚合物中約含25至200份重量的鹽。
10.權項1的記錄版，其中所說的鹽和所說的陽離子聚合物存在于所說的表面中，其合計含量約為0.1至15克/米2。
11.權項1的記錄版，其中所說的基質選自紙、合成紙或塑料薄膜。
12.權項1的記錄版，其中所說的基質是紙。
13.權項12的記錄版，其中所說的記錄表面是由成形的紙版與所說的鹽和所說的聚合物的水溶液接觸而形成的。
14.權項12的記錄版，其中所說的記錄表面包含一層復于所說的紙的表面上的涂層。
15.權項14的記錄版，其中所說的涂層還包括一種可滲水或水中可溶脹的粘合劑。
16.權項15的記錄版，其中所說的涂層還包括一種白色填料。
17.權項13的記錄版，其中所說的溶液是在壓膠機中涂布到所說的紙上去的。
18.權項1的記錄版，其中所說的表面還包括一種能增加所說的表面被墨水濕潤的表面活性劑。
19.權項1的記錄版，其中所說的表面還包括一種高吸收性的顏料。
20.權項12的記錄版，其中所說的基質是低涂膠紙。
21.權項8的記錄版，其中所說的鹽是乙酸鹽、甲酸鹽、水合氯化物、丙二酸鹽或丁二酸鹽。
22.權項1的記錄版，其中所說的鹽是鋯鹽。
23.在包含將墨滴流噴射到基質表面的噴墨記錄方法中，改進的特點在于所說的基質至少在其一個主要表面上有一個含有水溶性多價金屬鹽和陽離子聚合物的記錄表面，所說的聚合物提供了所說的具有陽離子基團的表面，這種陽離子基團能與陰離子染料發生離子間的相互作用并使染料不溶。
24.權項23的方法，其中所說的陽離子聚合物是水溶性的。
25.權項24的方法，其中所說的陽離子聚合物是陽離子聚胺。
26.權項25的方法，其中所說的多價金屬鹽是選自C2+a、B2+a、Z2+n、A3+l、Z4+r或M2+g等陽離子的鹽。
27.權項26的方法，其中所說的鹽是一種PKa值大于2.0的酸的鹽。
28.權項27的方法，其中所說的鹽是乙酸鹽、甲酸鹽、水合氯化物、丙二酸鹽或丁二酸鹽。
專利摘要
一種具有一層記錄表面的噴墨記錄版，其記錄表面包括一種水溶性多價金屬鹽和一種陽離子聚合物的混合物，所說的聚合物具有陽離子基團，這種陽離子基團在記錄表面上使陰離子染料不溶。
文檔編號C09B69/00GK85104429SQ85104429
公開日1986年12月10日 申請日期1985年6月11日
發明者邁克爾·丁·卡曾, 拉里·O·希爾, 羅達·G·賈斯蒂斯 申請人:米德公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan