未涂布的记录介质的制作方法
【专利说明】未涂布的记录介质
【背景技术】
[0001] 用于激光印刷和喷墨印刷的介质通常具有约75 g/m2(gsm)至约90 g/m2(gsm)的 重量。在该重量范围内的介质对于激光印刷而言可能是合意的，至少一部分是因为该介质 所表现出的不透明度特性，以及由该介质在减少或消除起皱和卡纸方面实现的印刷性能。 具有上文提供的重量范围内的重量的介质对于喷墨印刷而言也可能是合乎需要的，至少一 部分是因为使透背（即，透印（strikethrough))减至最少或消除。
【附图说明】
[0002] 通过参照下文的详细描述和附图将使得本公开的实施例的特征和优点变得显而 易见。
[0003] 图1是示出了实施例2的样品1至样品7(表2)的实际平均不透明度对预测平均 不透明度的曲线图。
[0004] 图2是示出了实施例2的样品1至样品7 (表2)的通过打印机的纸张和几何平均 刚度对热磨机械浆（TMP) %和纸张定量的曲线图； 图3是示出了实施例2的样品1至样品7 (表2)的油墨透印百分数对平均不透明度的 曲线图；和 图4是示出了本公开的方法的实施例的流程图。
[0005] 具体描述 本公开总体上涉及未涂布的记录介质。本文所公开的未涂布的记录介质的实例是轻量 定度纸（cut size paper)，其具有约45 g/m2(gsm)至约70 g/m2(gsm)的纸张定量。在某 些情况下，所述重量为约50 gsm至约63 gsm。当移动至较低的纸张定量使打印机中保留送 纸可靠性，同时保持良好的不透明度以避免图像透背时，通常会遇到一些困难。本公开的实 例有利地包括表现出可靠的送纸和期望的不透明度的轻量定度纸。
[0006] 在本文所公开的介质实例中，纤维量（和纤维的类型）与填料类型和填料量之间 的平衡已经被确定，以使得填料量减少而不会不利地影响期望的质量，例如重量、刚度、不 透明度和亮度。事实上，本文所公开的介质实例的刚度有助于使轻量定度纸在多种印刷系 统（包括激光打印机和喷墨打印机）中可靠地工作。据信本文所公开的轻量定度纸的走纸 能力（runability)得到增强。例如，当与其它可商购的轻量定度纸相比较时，据信本文所 公开的轻量定度纸的实例将表现出减少或消除卡纸和起皱。本文所公开的未涂布的记录介 质的一些实例还尤其适用于喷墨印刷系统。所述轻量定度纸的这些实例能够使喷墨着色剂 保持在表面上并由此表现出期望的最小的透背（透印）。
[0007] 本文所公开的未涂布的记录介质的实例可以比其它可商购的纸薄且轻约20%(例 如，相比于75 gsm为60 gsm)。本文所公开的薄且轻量的实例提供了许多优点。例如，使用 较少的原材料来制造轻量定度纸，并且较轻重量的纸可能会导致纸本身和由所述纸制成的 小册子或其它产品的较低的运输成本。此外，较薄的纸比较厚的纸需要更少的在储柜、打印 机纸托盘、公文包等中的存储空间。另外，在较薄的纸上，激光打印机可使用较少的电力来 定影（fusing)墨粉。
[0008] 未涂布的记录介质（即，轻量定度纸）的实例包括硬木纤维和软木纤维以及通过 热磨机械制浆（TMP)形成的纤维（在本文中称为"TMP纤维"）的共混物的纸浆（例如，化 学纸浆）。合适的硬木纤维的实例包括源自落叶树（被子植物）例如桦树、白杨、橡树、山毛 榉、楓树和桉树的纸浆纤维。合适的软木纤维的实例包括源自针叶树（裸子植物）例如不 同品种的冷杉、云杉和松树（例如，火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、香脂冷杉和花旗松）的 纸浆纤维。合适的TMP纤维的实例包括上面列出的硬木纤维和软木纤维（例如，白杨和楓 树是常见的TMP纤维，并且松树软木也可以用于TMP纤维）。
[0009] 在一个实例中，未涂布的记录介质包含漂白化学美国北部硬木纤维、漂白化学美 国南部软木纤维和 Tembec Inc. (Temiscamingue，QC，Canada) Tempcel 白杨 TMP 纤维的共 混物。在根据本公开的介质的实例中，所使用的硬木纤维对软木纤维对TMP纤维的比率可 以为约70:20:10至约30:30:40。在另一实例中，硬木纤维对软木纤维对TMP纤维的比率为 约 50:30:20。
[0010] 所述未涂布的记录介质具有所述未涂布的记录介质的总wt%的至少约80wt%的总 纤维含量。如本文所用的"wt%"是指基于所述未涂布的记录介质的总干重的干重百分数。 总纤维含量等于100 wt%减去总填料wt%减去任意其它成分（包括，例如施胶剂、淀粉和 盐）的wt%。在一个实例中，所述总纤维含量为约85 wt%至约95 wt%。
[0011] 在本公开的介质的实例中，所述硬木纤维以相对于总纤维含量的约20 wt%至约70 wt%的量存在，所述软木纤维以相对于总纤维含量的约20 wt%至约50 wt%的量存在，并且 所述TMP纤维以相对于总纤维含量的约10 wt%至约40 wt%的量存在。
[0012] 可以经由任何已知的制浆方法制备硬木纤维和软木纤维的共混物，例如举例来说 化学制浆方法。在一个实例中，硬木纤维和软木纤维为化学制浆纤维。两种合适的化学制 浆方法包括硫酸盐（kraft)法和亚硫酸盐法。在另一实例中，硬木纤维和软木纤维中的一 部分为化学制浆纤维，且硬木纤维和软木纤维中的一部分为机械制浆纤维。在后一实例中， 化学制浆纤维的量为总纤维含量的至少60 wt%，且机械制浆纤维的量为总纤维含量的至多 40 wt%〇
[0013] 如本文所使用的，"TMP"意在包括两个过程。在一个过程中，通过使用热量以软化 肩片来物理研磨木肩或原木以制备TMP纤维（热磨机械浆）。在另一过程中，加入CTMP(化 学热磨机械浆）或BCTMP (漂白化学热磨机械浆）、化学物质以帮助软化木肩，但相比于化学 纸浆使用较低的化学和暴露时间水平。
[0014] 要理解的是，本文所公开的实例中使用的硬木纤维、软木纤维和TMP纤维不是膨 胀纤维，并且所述未涂布的记录介质不包含任何膨胀纤维。膨胀纤维为已经过使纤维膨胀 的处理工艺的硬木纤维和/或软木纤维。膨胀纤维显示出类似凝胶的抗沉降性。形成膨胀 纤维的处理工艺的一个实例使用具有1.5升的原纤化区（fibrillating zone)体积和五个 叶轮的卧式精磨机（horizontal fine media mill)。可加入膨胀纤维以增加所得介质的强 度；然而，本文所公开的轻量定度纸在不包含膨胀纤维下显示出期望的刚度。
[0015] 所述未涂布的记录介质还包含填料。如上所述，已选择纤维对填料的比率以得到 本文所公开的轻量定度纸的实例，其具有期望的刚度和不透明度。总体而言，已经增加了纤 维的量，并且已经减少了填料的量。在一个实例中，未涂布的记录介质中所包含的填料的量 为所述未涂布的记录介质的总wt%的约3 wt%至约14 wt%。在本文所公开的一些实例中， 所述未涂布的记录介质可包含每短吨（2000 lbs)纤维约65 Ibs的填料至每短吨纤维约 122 Ibs的填料（即，每公吨（1000 kg)纤维约33 kg的填料至每公吨纤维约61 kg的填 料）。
[0016] 在一个实例中，所述未涂布的记录介质可以包含具有约40%硬木纤维、约30%软木 纤维和约30%TMP纤维的纤维共混物以及约9 wt%的填料（约6 wt%碳酸钙和约3 wt%二 氧化钛），以获得轻量的（约52 gsm纸张定量）、具有期望的不透明度（约83)，并具有期望 的刚度（即，在打印机上显示出期望的走纸能力）的薄纸。
[0017] 合适的填料的实例包括二氧化钛（TiO2)、沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙、滑石、粘土（例 如，煅烧粘土、高岭土或其它层状硅酸盐）、硫酸钙或其组合。合适的填料组合的一个实例是 碳酸钙（沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙或其组合）与二氧化钛。合适的填料组合的另一实例是沉 淀碳酸1丐与二氧化钛。这些组合可以包含（未涂布记录介质的总wt%的）约0.7 wt%至约 5 wt%的二氧化钛和（未涂布记录介质的总wt%的）约2 wt%至约9 wt%的碳酸|丐（沉淀 碳酸钙、研磨碳酸钙或其组合）。在另一实例中，碳酸钙和二氧化钛的组合包含约2.2 wt% 至约5 wt%的碳酸|丐（沉淀碳酸|丐、研磨碳酸|丐或其组合）和约I wt%至约2. 7 wt%的二氧 化钛。在一个实例中，填料是一种或多种碳酸钙和二氧化钛的组合，并且不包含其它填料。 填料组合的另一实例包含高岭土和滑石与二氧化钛，含有或不含其它填料。在一个实例中， 高岭土 /滑石对二氧化钛的比率为约10:1至约1:5 ;或约3:1至约1:1。
[0018] 在本文所公开的实例中，碳酸钙和二氧化钛的组合对于部分地实现期望的不透明 度和期望的亮度（二者均在下文中进一步讨论）而言可以是合意的。在美国出售的许多目 前可获得的办公用纸（在常规重量75 gsm之内或之上）使用大量的碳酸钙以获得不透明 度和亮度。作为一个实例，使用X-射线荧光分析器对在美国出售的定度办公用纸的40个