СПОСОБ И СИСТЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРАХМАЛОВ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ПРОКЛЕИВАЮЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ БУМАГИ, ЧТОБЫ ИНГИБИРОВАТЬ ОСАЖДЕНИЕ МНОГОВАЛЕНТНЫХ СОЛЕЙ ЖИРНЫХ КИСЛОТ Российский патент 2015 года по МПК D21H17/28 D21H21/16 D21H19/54 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в широком смысле относится к способу ингибирования осаждения многовалентных солей насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше в системе проклейки поверхности бумаги путем использования (полностью или частично) одного или нескольких проклеивающих поверхность крахмалов с низким содержанием жирных кислот в композиции для проклейки поверхности бумаги, включающей повышенные уровни содержания твердых веществ крахмалов для проклейки поверхности. Настоящее изобретение, кроме того, в широком смысле относится к системе для проклейки поверхности бумаги, предназначенной для осуществления указанного способа.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] При традиционном изготовлении каландрированной бумаги, используемой для печати, волокнистое полотно может быть изготовлено из водной смеси твердых веществ, которая может включать древесную массу и/или синтетические волокна вместе с разными добавками, такими как проклеивающие агенты, связующие, наполнители, пигменты и т.д. Проклеивающие агенты используют главным образом для предотвращения чрезмерного проникновения, растекания краски, сопротивления загрязнению водой или чернилами и особенно внутреннему впитыванию воды или чернил полученной основой бумаги. Проклеенная основа бумаги может обладать улучшенными свойствами в смысле, например, плотности печати, поскольку больше краски или пигмента, присутствующего в чернилах, остается на поверхности основы бумаги, а не впитывается внутри основой бумаги.

[0003] Существуют два основных способа проклейки основ бумаги: внутренняя проклейка и поверхностная проклейка. При внутренней проклейке бумаги внутренний проклеивающий агент включают, добавляют и т.д. в процессе изготовления бумаги перед формирование волокнистой основы бумаги. Эти внутренние проклеивающие агенты могут включать проклейки на основе канифолевого мыла, проклейки на основе канифолевой эмульсии, димеры алкилкетенов, алкенилянтарные ангидриды и т.д. Внутренние проклеивающие агенты также могут называться "реактивными проклеивающими агентами" из-за реакций этих внутренних проклеивающих агентов, которые происходят в процессе изготовления бумаги, чтобы позволить молекулам внутреннего проклеивающего агента удерживаться, закрепляться, включаться, ориентироваться и т.д. в основе бумаги.

[0004] При поверхностной проклейке бумаги агент для проклейки поверхности наносят на одну или больше, часто на обе поверхности уже сформированной основы бумаги, часто в форме проклеивающего раствора, включающего агент для проклейки поверхности. Наиболее обычным агентом для проклейки поверхности, используемым в таких растворах, является крахмал, который может быть в вареной или модифицированной форме (например, может быть окисленным или ферментативно преобразованным). Такой проклеивающий раствор с крахмалом может быть нанесен на поверхность(и) основы бумаги путем использования устройства, называемого клеильным прессом. Традиционный клеильный пресс включает два смежных и взаимодействующих вала-аппликатора, которые расположены достаточно близко друг к другу, чтобы определить зону контакта, и могут быть в вертикальной, горизонтальной, наклонной и т.д. конфигурации.

[0005] Во время работы клеильного пресса основа бумаги, которая должна быть проклеена, подается через зону контакта между двумя валами-аппликаторами клеильного пресса. Раствор для проклейки поверхности с крахмалом может распыляться в направлении зоны контакта клеильного пресса, чтобы создавать область заполнения проклеивающим раствором или "бассейн", которая затем наносится, впитывается и т.д. на поверхность(и) основы бумаги, когда основа бумаги проходит через зону контакта. В случае дозирующего клеильного пресса композиция для проклейки поверхности бумаги может передаваться из резервуаров для подачи композиции для проклейки поверхности бумаги приемными валами на валы-аппликаторы. Количество композиции для проклейки поверхности бумаги, передаваемое на валы-аппликаторы, можно регулировать дозирующим стержнем, который распространяет композицию для проклейки поверхности бумаги перед нанесением на поверхность(и) основы бумаги.

[0006] Помимо клеильных прессов раствор для проклейки поверхности с крахмалом также может быть нанесен на поверхность(и) основы бумаги другими способами или устройствами, такими как нанесение окунанием, щелевой экструзией и т.д. При нанесении окунанием основа бумаги может транспортироваться ниже поверхности проклеивающего раствора с крахмалом одним валом, чтобы пропитывать поверхность(и) основы бумаги, после чего лишний проклеивающий раствор с крахмалом удаляют, путем пропускания насыщенной основы бумаги через отжимные валы с последующей сушкой (например, воздушной сушилкой). При щелевой экструзии основу бумаги пропускают через близко расположенные кромки щелевой экструзионной головки, чтобы создать непрерывную пленку проклеивающего раствора с крахмалом, равномерно распределяемую по одной поверхности основы бумаги, с последующей сушкой (например, воздушной сушилкой), и затем операцию щелевой экструзии повторяют для обработки другой поверхности основы бумаги проклеивающим раствором с крахмалом.

[0007] В последние годы быстро возрастает использование струйных способов печати. Струйная печать является способом формирования чернильных изображений на основе бумаги из напыляемых капель чернил, содержащих красители или пигменты. Этот способ печати позволяет осуществлять быструю полноцветную печать. При струйной печати мелкие капли чернил распыляются или выходят струями из печатных сопел на высокой скорости, чтобы направлять капли чернил к основе бумаги и осаждать их на ней, чтобы получить печатные изображения на основе бумаги.

[0008] Чернила, используемые в струйной печати, содержат большое количество растворителя. В случае чернил, включающих пигменты, чернила также могут быть в форме эмульсии пигмента. Присутствие больших количеств растворителя в чернилах или использование эмульсий пигментов в чернилах может увеличивать время высыхания капель чернил, осажденных на поверхности основы бумаги, и таким образом может приводить, например, к размазыванию осажденных капель чернил. Время высыхания чернил, в частности, может увеличиваться, когда капли чернил осаждены на поверхность(и) основы бумаги, которая была обработана внутренним агентом для проклейки поверхности.

[0009] Для уменьшения времени высыхания основ бумаги с внутренней поверхностной проклейкой во время струйной печати основа бумаги может быть обработана сушильным агентом. Такие сушильные агенты могут включать сушильные соли одновалентных металлов (например, хлорид натрия и т.д.) или сушильные соли многовалентных металлов (например, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид алюминия и т.д.). Сушильный агент часто наносят на поверхность(и) основы бумаги одновременно с раствором для проклейки поверхности, но его также можно наносить после нанесения раствора для проклейки поверхности на поверхность(и) основы бумаги. Сушильный агент может быть включен в раствор для проклейки поверхности с крахмалом, который затем наносят на поверхность(и) основы бумаги (например, путем окунания в зоне контакта клеильного пресса), или он может быть нанесен на поверхность(и) основы бумаги отдельно от раствора для проклейки поверхности с крахмалом. Присутствие этих сушильных солей металлов на поверхности основы бумаги дестабилизирует эмульсию пигмента в каплях чернил, осажденных струйным принтером. Такая дестабилизация эмульсии пигмента вызывает осаждение частиц пигмента, что дает более короткое и улучшенное время высыхания.

РАСКРЫТИЕ

[0010] Согласно первому широкому аспекту настоящего изобретения предложен способ, включающий следующие этапы:

(a) предоставление приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги, включающей приблизительно больше 10% твердых веществ сваренного крахмала для проклейки поверхности и не более чем приблизительно 300 частей на миллион насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше, причем твердые вещества сваренного крахмала для проклейки поверхности включают от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и от приблизительно 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности; и

(b) обработка по меньшей мере одной поверхности основы бумаги приготовленной композицией для проклейки поверхности бумаги, чтобы посредством этого получить проклеивающее покрытие по меньшей мере на одной поверхности, причем эту по меньшей мере одну поверхность также обрабатывают источником многовалентных катионов на уровне по меньшей мере приблизительно 1000 частей на миллион.

[0011] Согласно второму широкому аспекту настоящего изобретения предложена система, включающая:

источник композиции для проклейки поверхности бумаги, включающей больше приблизительно 10% твердых веществ крахмала для проклейки поверхности, причем твердые вещества крахмала для проклейки поверхности включают от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и от приблизительно 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности;

стадию приготовления крахмала, на которой варят твердые вещества крахмала для проклейки поверхности в композиции для проклейки поверхности бумаги и таким образом высвобождают не более чем приблизительно 300 частей на миллион насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше;

стадию нейтрализации жирных кислот, на которой нейтрализуют и преобразуют высвобожденные совокупные жирные кислоты в приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги в одновалентные соли жирных кислот;

источник сушильной соли многовалентного металла; и

устройство для проклейки поверхности бумаги, в котором по меньшей мере одну поверхность основы бумаги обрабатывают нейтрализованной композицией для проклейки поверхности бумаги и сушильной солью многовалентного металла, причем сушильная соль многовалентного металла присутствует в количестве, которое обеспечивает многовалентные катионы на уровне по меньшей мере приблизительно 1000 частей на миллион.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ [0012] Изобретение будет описано в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0013] ФИГ. 1 - блок-схема, иллюстрирующая один вариант осуществления системы для проклейки поверхности бумаги;

[0014] ФИГ. 2 - схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги композицией для проклейки поверхности бумаги, включающего клеильный пресс с дозирующим стержнем;

[0015] ФИГ. 3 - схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги композицией для проклейки поверхности бумаги с использованием клеильного пресса с горизонтальной заполняемой зоной контакта; и

[0016] ФИГ. 4 - схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги композицией для проклейки поверхности бумаги с использованием клеильного пресса с вертикальной заполняемой зоной контакта.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0017] Перед описанием изобретения будет полезным дать определения нескольких терминов. При этом понимается, что следующие определения использованы во всей настоящей заявке.

Определения

[0018] Если определение какого-то термина расходится с общеиспользуемым значением этого термина, заявитель намерен использовать определения, представленные ниже, если конкретно не указано иное.

[0019] Для целей настоящего изобретения термины направлений, такие как "верх", "низ", "сторона", "передний", "фронтальный", "вперед", "задний", "назад", "обратно", "замыкающий", "выше", "ниже", "левый", "правый", "горизонтальный", "вертикальный", "вверх", "вниз" и т.д. используются просто для удобства при описании разных вариантов осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения, показанные, например, на ФИГ. 2-4, могут быть ориентированы разными способами.

[0020] Для целей настоящего изобретения термин "основа для печати" относится к любой основе бумаги, на которой можно печатать способом струйной печати, способом лазерной печати и т.д. Основы для печати могут включать полотна, листы, полосы и т.д. и могут быть в форме непрерывного рулона, отдельного листа и т.д.

[0021] Для целей настоящего изобретения термин "основа бумаги" относится к волокнистому полотну, которое может быть сформировано, создано, произведено и т.д. из смеси, композиции и т.д., включающей волокна бумаги, агенты для внутренней проклейки бумаги и т.д. плюс, по выбору, любые другие добавки, используемые в изготовлении бумаги, такие как, например, наполнители, агенты, придающие влагостойкость, агенты для оптического осветления (или агенты для флуоресцентного отбеливания) и т.д. Основа бумаги может быть в форме непрерывного рулона, отдельного листа и т.д.

[0022] Для целей настоящего изобретения термин "наполнитель бумаги" относится обычно к минеральным продуктам (например, карбонат кальция, каолиновая глина и т.д.), которые могут быть использованы при изготовлении бумаги для уменьшения стоимости материалов на единицу массы бумаги, повышения непрозрачности, повышения гладкости и т.д. Эти минеральные продукты могут быть тонко диспергированы, например, диапазон размеров составляет приблизительно от 0,5 до приблизительно 5 микрон.

[0023] Для целей настоящего изобретения термин "непроклеенная основа бумаги" относится к основе бумаги, которая имеет 0 или в сущности 0 нагрузки композиции для проклейки поверхности бумаги на одной или обеих сторонах или поверхностях основы бумаги.

[0024] Для целей настоящего изобретения термин "проклеенная на одной стороне основа бумаги" относится к основе бумаги, которая имеет нагрузку композиции для проклейки поверхности бумаги, присутствующую на одной, но не обеих, сторонах или поверхностях основы бумаги.

[0025] Для целей настоящего изобретения термин "проклеенная на двух сторонах основа бумаги" относится к основе бумаги, которая имеет нагрузку композиции для проклейки поверхности бумаги на обеих сторонах или поверхностях основы бумаги.

[0026] Для целей настоящего изобретения термин "каландрированная бумага" относится к основе бумаги, которая была подвергнута каландрированию для, например, разглаживания бумаги, чтобы позволить осуществлять печать и письмо на бумаге и чтобы увеличить глянец на поверхности бумаги. Например, каландрирование может включать способ применения давления для тиснения гладкой поверхности на еще шероховатой поверхности бумаги. Каландрирование бумаги может быть осуществлено на каландре, который может включать последовательность валов на конце бумагоделательной машины (на линии) или отдельно от бумагоделательной машины (вне линии).

[0027] Для целей настоящего изобретения термин "композиция для проклейки поверхности бумаги" относится к тем композициям, которые включают, как минимум, один или несколько крахмалов для проклейки поверхности. Такие композиции для проклейки поверхности бумаги также могут включать другие добавки по выбору, такие как, например, компонент пигмента карбоната кальция, пластиковые пигменты, связующие пигментов основы, агенты для проклейки поверхности бумаги, отличные от крахмала для проклейки поверхности, фиксирующие агенты на основе катионных красителей, растворители, разбавители, агенты, препятствующие царапанию и придающие стойкость к повреждениям, оптические осветлители, противопенные агенты, модификаторы реологии, диспергаторы, поверхностно-активные вещества и т.д. Композиция для проклейки поверхности бумаги может быть приготовлена как водный раствор, водная суспензия, коллоидная суспензия, жидкая смесь, тиксотропная смесь и т.д. К композиции для проклейки поверхности бумаги также могут быть добавлены одна или больше сушильных солей многовалентных металлов, например, перед обработкой одной или больше поверхностей основы бумаги композицией для проклейки поверхности бумаги.

[0028] Для целей настоящего изобретения термин "на основе твердых веществ" относится к массовому проценту каждого из соответственных твердых материалов (например, крахмала для проклейки поверхности(ей)); компоненту пигмента на основе карбоната кальция; фиксирующему агенту на основе катионного красителя; пластиковому пигменту, другому агенту для проклейки поверхности бумаги и т.д.), присутствующим в композиции для проклейки поверхности бумаги, проклеивающем покрытии на поверхности бумаги и т.д., в отсутствие жидкостей (например, воды). Если не указано иное, все проценты, приведенные в настоящем документе для твердых материалов, даны на основе твердых веществ.

[0029] Для целей настоящего изобретения термин "содержание твердых веществ" относится к проценту нелетучих, не жидких компонентов (по массе), которые присутствуют в композиции и т.д.

[0030] Для целей настоящего изобретения термин "пигмент основы" относится к материалам (например, тонко диспергированным частицам), которые могут использоваться или быть предназначенными для использования, чтобы повлиять на оптические свойства основы для печати.

[0031] Для целей настоящего изобретения термин "карбонат кальция" относится к разным карбонатам кальция, которые могут использоваться как пигменты основы, такие как осажденный карбонат кальция (ОКК), молотый карбонат кальция (МКК), модифицированный ОКК и/или МКК и т.д.

[0032] Для целей настоящего изобретения термин "осажденный карбонат кальция (ОKK)" относится к карбонату кальция, который может быть произведен путем реакции осаждения и который может быть использован как пигмент основы. ОКК может включать почти полностью форму кристаллов кальцита СаСО₃. Кристалл кальцита может иметь несколько разных макроскопических форм, в зависимости от условий производства. Осажденные карбонаты кальция могут быть изготовлены путем карбонизации газообразным диоксидом углерода (СO₂) водной суспензии гидроксида кальция ("известковое молоко"). Исходный материал для получения ОКК может включать известняк, но также может быть кальцинирован (т.е. нагрет для удаления СO₂) для получения негашеной извести, СaО. Вода может быть добавлена для гидратации извести с получением "известкового молока", суспензии Сa(ОН)₂, которую затем барботируют газообразным СO₂. Температуры охлаждения во время добавления СO₂ стремятся производить ромбоэдрические (бесформенные) частицы ОКК. Более высокие температуры во время добавления СO₂ стремятся производить скаленоэдрические (розеточной формы) частицы ОКК. В любом случае окончание реакции происходит при оптимальном рН, если известковое молоко эффективно преобразовано в СaСO₃, и до того, как концентрация СO₂ становится достаточно высокой, чтобы подкислить суспензию и вызвать повторное растворение некоторой ее части. В тех случаях, если ОKK постоянно не перемешивают или хранят в течение многих дней, может потребоваться добавить больше, чем следы таких анионных диспергаторов, как полифосфаты. Мокрый ОКК может иметь слабый катионный коллоидный заряд. Напротив, высушенный ОКК может быть подобен большинству молотых продуктов СaСО₃ по наличию отрицательного заряда, в зависимости от того, какие диспергаторы были использованы. Карбонат кальция может быть осажден из водного раствора в трех разных формах кристаллов: ватеритной форме, которая термодинамически нестабильна, кальцитной форме, которая наиболее стабильна и наиболее распространена в природе, и арагонитной форме, которая метастабильна в нормальных окружающих условиях температуры и давления, но которая может преобразовываться в кальцит при повышенных температурах. Арагонитная форма имеет ромбическую форму, которая кристаллизуется как длинные тонкие иглы, которые могут быть агрегированы или неагрегированы. Кальцитная форма может существовать в нескольких разных формах, из которых наиболее часто встречается ромбоэдрическая форма, имеющая кристаллы, которые могут быть агрегированы или неагрегированы, и скаленоэдрическую форму, имеющую кристаллы, которые обычно не агрегированы.

[0033] Для целей настоящего изобретения термин "площадь поверхности с низким уровнем частиц" в отношении пигмента карбоната кальция относится к BET удельной площади поверхности приблизительно 30 кв. м на грамм (далее "кв. м/г") или меньше, например, приблизительно от 5 до приблизительно 30 кв. м/г, более типично приблизительно от 8 до приблизительно 16 кв. м/г.

[0034] Для целей настоящего изобретения термин " площадь поверхности с высоким уровнем частиц" в отношении пигмента карбоната кальция относится к BET удельной площади поверхности приблизительно 30 кв. м на грамм (далее "кв. м/г") или больше, например, приблизительно от 30 до приблизительно 200 кв. м/г, более типично приблизительно от 50 до приблизительно 120 кв. м/г.

[0035] Для целей настоящего изобретения термин "связующее пигмента основы" относится к связующему агенту для основ бумаги, который может быть использован для улучшения силы связывания композиции для проклейки поверхности бумаги, покрытия и т.д. с пигментом основы. Связующие пигмента основы могут быть гидрофильными. Подходящие связующие пигмента основы могут включать синтетические или встречающиеся в природе полимеры (или сочетание разных полимеров), например, поливиниловый спирт, белковые клеи, такие как, например, казеин или соевый белок и т.д.; модифицированные целлюлозы, такие как метилцеллюлоза, этилцеллюлоза и т.д.; полимерные латексы, такие как латексы бутадиен-стирольных каучуков, латексы акриловых полимеров, латексы поливинилацетата, латексы сополимера стирола и акрила и т.д. или их сочетание. Связующее пигмента основы также может в сущности не содержать латексов в качестве связующих, чтобы улучшить время высыхания проклеенной поверхности основы для печати и улучшить обрабатываемость основы для печати во время проклейки поверхности бумаги.

[0036] Для целей настоящего изобретения термин "в сущности не содержит" относится к композиции для проклейки поверхности бумаги, проклеивающему покрытию на поверхности бумаги и т.д. меньше чем приблизительно с 0,1% мас. конкретного компонента композиции для проклейки поверхности бумаги, проклеивающего покрытия на поверхности бумаги и т.д.

[0037] Для целей настоящего изобретения термин "уровень проклейки бумаги", если не указано иное, может относиться к уровню проклейки бумаги в и/или на основе бумаги и может включать внутреннюю проклейку, проклейку поверхности или и внутреннюю проклейку, и проклейку поверхности.

[0038] Для целей настоящего изобретения термин "внутренняя проклейка" относится к проклейке бумаги, присутствующей в основе бумаги из-за внутренних проклеивающих агентов, которые включены, добавлены и т.д. в процессе изготовления бумаги до формирования волокнистой основы бумаги. Агенты для внутренней проклейки бумаги обычно повышают стойкость к проникновению воды или других жидкостей в основу бумаги, реагируя с основой бумаги, чтобы сделать основу бумаги более гидрофобной. Примеры агентов для внутренней проклейки бумаги могут включать, например, димеры алкилкетенов, алкенилянтарные ангидриды и т.д.

[0039] Для целей настоящего изобретения термин "проклейка поверхности" относится к проклейке бумаги, присутствующей на основе бумаги из-за агентов для проклейки поверхности, которые нанесены, добавлены и т.д. на поверхность сформированной волокнистой основы бумаги. Агенты для проклейки поверхности бумаги обычно повышают стойкость к проникновению воды или других жидкостей в основу бумаги, покрывая основу бумаги более гидрофобной пленкой. Примеры агентов для проклейки поверхности бумаги могут включать, например, один или больше крахмалов для проклейки поверхности, сополимеры стирола и малеинового ангидрида, акрилаты стирола и т.д.

[0040] Для целей настоящего изобретения термин "крахмал для проклейки поверхности" относится к агентам для проклейки поверхности основы бумаги, которые включают один или больше натуральных крахмалов (т.е. немодифицированных крахмалов, полученных из растительных источников, таких как маис (кукуруза), пшеница, рис, картофель, тапиока и т.д.), таких как крахмалы из злаковых (например, маисовый (кукурузный) крахмал, пшеничный крахмал, рисовый крахмал, картофельный крахмал, овсяный крахмал, ржаной крахмал, ячменный крахмал, просяно-сорговый крахмал и т.д.) и крахмалы не из злаковых (например, крахмал из тапиоки и т.д.), модифицированные натуральные крахмалы (например, этилированные крахмалы, окисленные крахмалы и т.д.) или их сочетания. Модифицированные крахмалы могут быть получены путем одной или нескольких химических обработок, известных в области крахмала для проклейки бумаги, например, путем окисления для преобразования нескольких групп -СН₂ОН в группы -СООН и т.д. В некоторых случаях модифицированный крахмал может иметь небольшую долю ацетильных групп. Альтернативно, крахмал может быть химически модифицирован для придания ему катионного (т.е. катионный крахмал) или амфотерного (т.е. амфотерный крахмал), или и катионный, и амфотерный заряды. Модифицированные крахмалы также могут включать крахмалы, преобразованные в крахмальный эфир или гидроксиалкилированный крахмал путем замещения нескольких групп -ОН группами, например, -ОСН₂СН₂ОН (т.е. гидроксиэтилированный крахмал), группами -ОСН2СН₃ (т.е. этилированный крахмал), группами -ОСН₂СН₂СН₂ОН (т.е. пропилированный крахмал), и т.д.

[0041] Для целей настоящего изобретения термин "крахмал с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности" относится к тем крахмалам для проклейки поверхности, который высвобождают значительные уровни жирных кислот, и особенно насыщенных жирных кислот, при приготовлении. Такие крахмалы с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности могут высвобождать (по совокупным твердым веществам крахмала), например, приблизительно до 1% совокупных жирных кислот (т.е. всех высвобожденных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот), например, приблизительно до 0,8% совокупных жирных кислот. Эти высвобожденные совокупные жирные кислоты (по совокупным твердым веществам крахмала) могут включать, например, приблизительно до 0,6% совокупных насыщенных жирных кислот (т.е. всех высвобожденных насыщенных жирных кислот), например, приблизительно до 0,5% совокупных насыщенных жирных кислот. Эти высвобожденные совокупные насыщенные жирные кислоты (по совокупным твердым веществам крахмала) могут включать, например, приблизительно до 0,4% насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше, например, приблизительно до 0,3% насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше. Примеры крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности могут включать невосковые зерновые крахмалы, такие как невосковой кукурузный крахмал, невосковой пшеничный крахмал, невосковой рисовый крахмал, невосковой картофельный крахмал, невосковой овсяный крахмал, невосковой ржаной крахмал, невосковой ячменный крахмал, невосковой просяно-сорговый крахмал, и т.д. Такие невосковые зерновые крахмалы включают твердые вещества крахмала, которые содержат значительные количества амилозы (например, по меньшей мере приблизительно 25% амилозы относительно совокупного количества амилозы и амилопектина), и высвобождают (относительно крахмалов с низким содержанием жирных кислот, таких как крахмалы из тапиоки или восковые зерновые крахмалы) значительные количества жирных кислот при приготовлении, особенно насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше.

[0042] Для целей настоящего изобретения термин "крахмал с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности" относится к тем крахмалам для проклейки поверхности, которые не высвобождают значительные уровни жирных кислот, и особенно насыщенных жирных кислот, при приготовлении. Например, при приготовлении, крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (по совокупным твердым веществам крахмала) стремятся высвобождать только приблизительно от 20 до 50% совокупных (например, насыщенных) жирных кислот, от высвобождаемых крахмалами с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности. Этот диапазон совокупных высвобождаемых (например, насыщенных) жирных кислот может изменяться в зависимости от конкретного крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, причем крахмалы для проклейки поверхности, такие как из тапиоки, воскового риса, воскового маиса и т.д., находятся на нижнем конце диапазона совокупных (насыщенных) жирных кислот, тогда как крахмалы для проклейки поверхности, такие как из воскового ячменя, крахмалы из воскового проса или сорго и т.д., стремятся находиться на высоком конце диапазона совокупных (например, насыщенных) жирных кислот. При приготовлении эти крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности могут высвобождать (по совокупным твердым веществам крахмала), например, не более чем приблизительно 0,5% совокупных жирных кислот, например, не более чем приблизительно 0,4% совокупных жирных кислот. При приготовлении, эти крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности также высвобождают (по совокупным твердым веществам крахмала), например, не более чем приблизительно 0,3% совокупных насыщенных жирных кислот (включая насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше), например, не более чем приблизительно 0,2% совокупных насыщенных жирных кислот. Примеры крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности могут включать незерновые крахмалы, такие как крахмал из тапиоки и т.д., крахмалы из воскового зерна, такие как крахмал из воскового маиса (кукурузы), крахмал из воскового риса, крахмал из воскового картофеля, крахмал из восковой пшеницы, крахмал из воскового овса, крахмал из восковой ржи, крахмал из воскового ячменя, крахмал из воскового проса - сорго и т.д. Незерновые крахмалы, такие как крахмал из тапиоки, а также крахмалы из восковых злаков, содержат твердые вещества крахмала, которые в основном содержат амилопектин и минимум амилозы (например, по меньшей мере приблизительно 80% амилопектина и меньше чем приблизительно 20% амилозы относительно совокупного количества амилопектина и амилозы), и высвобождают (относительно крахмалов с высоким содержанием жирных кислот, таких как невосковые зерновые крахмалы) при приготовлении значительно меньшие количества жирных кислот (например, меньше чем приблизительно 0,2% по совокупным твердым веществам крахмала), особенно насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше.

[0043] Для целей настоящего изобретения термин "насыщенная жирная кислота С₁₆ или выше" относится к жирным кислотам, имеющим 16 или больше атомов углерода. Эти насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше могут включать пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахидиновую кислоту, бехениевую кислоту и т.д., а также смеси таких насыщенных жирных кислот.

[0044] Для целей настоящего изобретения термин "одновалентные соли насыщенных жирных кислот" относится к солям, полученным путем реакции одновалентных гидроксидов с насыщенными жирными кислотами, включая насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше.

[0045] Для целей настоящего изобретения термин "одновалентный гидроксид" относится к гидроксидам, которые имеют одновалентный катион, например, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития, гидроксид аммония и т.д., а также их смеси.

[0046] Для целей настоящего изобретения термин "многовалентные соли насыщенных жирных кислот" относится к солям, полученным путем объединения, реакции и т.д. многовалентных катионов (например, из сушильных солей многовалентных металлов) с насыщенными жирными кислотами, включая насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше или соответственным одновалентным солям таких насыщенных жирных кислот.

[0047] Для целей настоящего изобретения термин "приготовление (варка) крахмала" относится к нагреванию крахмала (например, гранул крахмала) до температуры, достаточной для того, чтобы позволить воде проникнуть в гранулы крахмала и, таким образом, заставить эти гранулы набухать, чтобы образовать клейстеризованную пасту или раствор твердых веществ крахмала. Приготовление крахмала может быть осуществлено в периодическом или непрерывном режиме путем использования, например, прямого нагнетания пара, циркуляции в теплообменнике и т.д., чтобы нагревать крахмал до температуры в диапазоне, например, приблизительно от 85° до 100°С в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут, так как приблизительно от 88° до приблизительно 93°С в течение приблизительно от 20 до приблизительно 30 минут. Смотрите Г.А.Смук "Руководство для технологов целлюлозно-бумажной промышленности" (G. A. Smook, Handbook for Pulp и Paper Technologists) (2-е изд., 1992), стр.286-87, все содержание и раскрытие которого включено в настоящий документ путем ссылки для общего описания приготовления крахмала, которое может быть применимо в настоящем документе.

[0048] Для целей настоящего изобретения термин "нейтрализация жирных кислот" относится к добавлению одновалентного гидроксида к композиции для проклейки поверхности бумаги, содержащей жирные кислоты, высвобожденные из приготовленного крахмала, для нейтрализации этих высвобожденных жирных кислот путем подъема pН композиции для проклейки поверхности бумаги до pН приблизительно 9, например, pН в диапазоне приблизительно от 6 до приблизительно 9 (например, приблизительно от 6,5 до приблизительно 8). В результате нейтрализации эти высвобожденные жирные кислоты преобразуются полностью или по меньшей мере частично в одновалентные соли жирных кислот. Нейтрализация также может потребоваться, если кислые соединения, такие как персульфат аммония, используют для ускорения приготовления крахмала и для контроля вязкости.

[0049] Для целей настоящего изобретения термин "ингибирует осаждение многовалентных солей насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше" относится к ингибированию, минимизации, уменьшению, устранению, предотвращению и т.д. осаждения таких солей жирных кислот на оборудовании или устройстве для проклейки поверхности бумаги. Варианты осуществления способов и систем могут ингибировать такое осаждение так, что присутствие таких солей жирных кислот на оборудовании или устройстве для проклейки поверхности бумаги будет составлять, например, меньше чем приблизительно 400 частей на миллион (например, меньше чем приблизительно 300 частей на миллион).

[0050] Для целей настоящего изобретения термин "оборудование для проклейки поверхности бумаги" относится к любому оборудованию, используемому в системе для проклейки поверхности бумаги. Такое оборудование может включать устройства для проклейки поверхности бумаги, аппараты для варки крахмала, нейтрализаторы жирных кислот и т.д.

[0051] Для целей настоящего изобретения термин "устройство для проклейки поверхности бумаги" относится к тем устройствам, аппаратам, машинам и т.д., которые могут быть использованы для обработки, нанесения и т.д. композиций для проклейки поверхности бумаги на одну или больше сторон или поверхностей основы бумаги. Устройства для проклейки поверхности бумаги могут включать устройства с воздушным шабером для нанесения покрытий, устройства с дозирующим стержнем для нанесения покрытий, устройства с ракельным ножом для нанесения покрытий, клеильные прессы, устройства для нанесения покрытий окунанием, устройства для нанесения покрытий щелевой экструзией и т.д. Смотрите G.A.Smook, Handbook for Pulp и Paper Technologists (2-е изд., 1992), стр.283-94, все содержание и раскрытие которого включено в настоящий документ путем ссылки для общего описания клеильных прессов, устройств для нанесения покрытий и т.д., которое может быть применимо в настоящем документе. Клеильные прессы могут включать клеильный пресс с ванной, дозирующий клеильный пресс, и т.д. Смотрите G. A. Smook, Handbook for Pulp и Paper Technologists (2-е изд., 1992), стр.283-85, все содержание и раскрытие которого включено в настоящий документ путем ссылки для общего описания клеильных прессов, которое может быть применимо в настоящем документе.

[0052] Для целей настоящего изобретения термин "обработка" по отношению к композиции для проклейки поверхности бумаги может включать добавление, осаждение, нанесения, распыление, нанесения покрытия, обмазывание, распространение, удаление, отделку, окунание и т.д.

[0053] Для целей настоящего изобретения термин "охват поверхности основы бумаги" относится к количеству композиции для проклейки поверхности бумаги, присутствующему на данной стороне или поверхности обрабатываемой основы бумаги. Охват поверхности основы бумаги может быть определен в граммах композиции на квадратный метр основы бумаги (ниже "г/кв. м").

[0054] Для целей настоящего изобретения термин "остается главным образом на поверхности(ях) основы бумаги" относится к композиции для проклейки поверхности бумаги или покрытию, остающемуся главным образом на поверхности основы бумаги и не впитавшемуся внутрь основы бумаги.

[0055] Для целей настоящего изобретения термин "клеильный пресс с заполняемой зоной контакта" относится к клеильному прессу, имеющему заполняемую зону контакта (ванну), также называемому "клеильный пресс с ванной". Клеильные прессы с заполняемой зоной контакта могут включать вертикальные клеильные прессы, горизонтальные клеильные прессы и т.д.

[0056] Для целей настоящего изобретения термин "дозирующий клеильный пресс" относится к клеильному прессу, который включает компонент для распространения, дозирования и т.д., осажденной, нанесенной и т.д. композиции для проклейки поверхности бумаги стороне или поверхности основы бумаги. Дозирующие клеильные прессы могут включать дозирующий клеильный пресс со стержнем, дозирующий клеильный пресс с валом с заслонкой, дозирующий клеильный пресс с ракельным ножом и т.д.

[0057] Для целей настоящего изобретения термин " дозирующий клеильный пресс со стержнем" относится к дозирующему клеильному прессу, который использует стержень для распространения, дозирования и т.д. композиции для проклейки поверхности бумаги на поверхности основы бумаги. Стержень может быть неподвижным или подвижным относительно основы бумаги.

[0058] Для целей настоящего изобретения термин "дозирующий клеильный пресс с валом с заслонкой" относится к дозирующему клеильному прессу, который может использовать вал с заслонкой, передаточный вал, мягкий вал-аппликатор и т.д. Вал с заслонкой, передаточный вал, мягкий вал-аппликатор и т.д. может быть неподвижным относительно основы бумаги, может вращаться относительно основы бумаги и т.д.

[0059] Для целей настоящего изобретения термин "дозирующий клеильный пресс с ракельным ножом" относится к дозирующему прессу, который может использовать ракельный нож для распространения, дозирования и т.д. композиции для проклейки поверхности бумаги на поверхности основы бумаги.

[0060] Для целей настоящего изобретения термин "сушильная соль металла" относится к тем солям металлов, которые могут улучшить время высыхания чернил, осажденных или напечатанных на основах для печати способами струйной печати. Эти сушильные соли металлов включают одну или больше сушильных солей многовалентных металлов и могут, по выбору, кроме того, включать одну или больше одновалентных сушильных солей металлов. Контр-анионы для этих солей металлов могут включать, например, хлорид, бромид, ацетат, бикарбонат, сульфат, сульфит, нитрат, гидроксид, силикат, хлорогидрат и т.д. Сушильная соль металла может быть предоставлена как водный раствор, содержащий, например, приблизительно от 1 до приблизительно 60% (например, приблизительно от 10 до приблизительно 40%) сушильной соли многовалентного металла.

[0061] Для целей настоящего изобретения термин "сушильная соль многовалентного металла" относится к тем сушильным солям металлов, в которых катионной частью является многовалентный катион, имеющий положительный заряд два или больше (например, катион кальция, катион магния, катион алюминия и т.д.), таким как соли кальция, соли магния, соли алюминия и т.д., и которые растворимы в воде. Подходящие сушильные соли многовалентных металлов (например, двухвалентные соли, трехвалентные соли и т.д.) могут включать одну или больше из хлорида кальция, ацетата кальция, гидроксида кальция, нитрата кальция, сульфата кальция, сульфита кальция, хлорида магния, ацетата магния, нитрата магния, сульфата магния, сульфита магния, хлорида алюминия, нитрата алюминия, сульфата алюминия, хлоргидрата алюминия, сульфата натрия-алюминия, хлорида ванадия и т.д.

[0062] Для целей настоящего изобретения термин "одновалентная сушильная соль металла" относится к тем сушильным солям металлов, в которых катионной частью является одновалентный катион, имеющий положительный заряд один (например, катион натрия, катион калия, катион лития и т.д.), таким как соли натрия, соли калия, соли лития и т.д. Подходящие одновалентные сушильные соли металлов могут включать одну или больше из хлорида натрия, ацетата натрия, карбоната натрия, бикарбоната натрия, гидроксида натрия, силикатов натрия, сульфата натрия, сульфита натрия, нитрата натрия, бромида натрия, хлорида калия, ацетата калия, карбоната калия, бикарбоната калия, гидроксида калия, силикатов калия, сульфата калия, сульфита калия, нитрата калия, бромида калия, хлорида лития, ацетата лития, карбоната лития, бикарбоната лития, гидроксида лития, силикатов лития, сульфата лития, сульфита лития, нитрата лития, бромида лития и т.д.

[0063] Для целей настоящего изобретения термин "катионный агент для фиксации красителя" относится к тем катионным соединениям (например, азотсодержащим соединениям) или смесям таких соединений, которые могут способствовать фиксации, захвату и т.д. чернил, наносимых способами струйной печати, и которые могут придавать другие свойства, включая водостойкость. Эти катионные агенты для фиксации красителя могут включать соединения, олигомеры и полимеры, которые содержат одну или больше функциональных групп четвертичного аммония, и могут включать катионные водорастворимые полимеры, которые способны образовывать комплекс с анионными красителями. Такие функциональные группы могут изменяться в широких пределах и могут включать замещенные и незамещенные амины, имины, амиды, уретаны, группы четвертичного аммония, дициандиамиды, гуанадины, бигуананиды и т.д. Примерами таких соединений являются полиамины, полиэтиленимины, полимеры или сополимеры диаллилдиметиламмоний хлорида (DADMAC), сополимеры винилпирролидона (VP) с кватернизированным диэтиламиноэтилметакрилатом (DEAMEMA), полиамиды, полигексаметиленбигуанид (РНМВ), катионные латексы полиуретана, катионные поливиниловые спирты, сополимеры полиалкиламинов и дициандиамида, полиприсоединения аминглицидила, поли[оксиэтилен(диметилиминио) этилен (диметилиминио) этилен] дихлориды и т.д. или их сочетания. Эти катионные агенты для фиксации красителя могут включать низко- и среднемолекулярные катионные полимеры и олигомеры, имеющие молекулярную массу, равную или меньше чем 100000, например, равную или меньше чем приблизительно 50000, например, приблизительно от 10000 до приблизительно 50000. Примерами таких материалов являются сополимеры полиалкиламина дициандиамида, поли [оксиэтилен(диметилиминио) этилен(диметилиминиоэтилен] дихлориды и полиамины, имеющие молекулярную массу в желательном диапазоне. Катионные агенты для фиксации красителя, подходящие для настоящего документа, могут включать низкомолекулярные катионные полимеры, такие как сополимер полиалкиламина дициандиамида, поли[оксиэтилен (диметилиминио)этилен(диметилиминио)этилен] дихлорид, например, низкомолекулярные сополимеры полиалкиламина дициандиамида. Смотрите патент США №6,764,726 (Янг и др.), выданный 20 июля 2004 г., все раскрытие и содержание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

[0064] Для целей настоящего изобретения термин "непрозрачность" относится к способности бумаги скрывать объекты, такие как печатные изображения на последующих страницах или напечатанные на оборотной стороне, например, для минимизации, предотвращения и т.д. просвечивания и т.д. В том смысле, как она здесь используется, непрозрачность основы бумаги может быть измерена, например, как непрозрачность по TAPPI и просвечивание. Непрозрачность по TAPPI может быть измерена согласно стандарту Т425 от-91.

[0065] Для целей настоящего изобретения термин "гладкость бумаги" относится к степени, в которой поверхность бумаги отклоняется от плоской или в сущности плоской поверхности, на которую влияет толщина бумаги, ширина бумаги, величина отклонения от плоской поверхности и т.д. В том смысле, как она здесь используется, гладкость основы бумаги может быть измерена, например, как гладкость печати по Паркеру. Гладкость печати по Паркеру может быть измерена контрольным способом TAPPI Т 555 от-99.

[0066] Для целей настоящего изобретения термин "качество печати" относится к таким факторам, признакам, характеристикам и т.д., которые могут влиять, регулировать и т.д. внешний вид, форму и т.д. печатного изображения на основе для печати. Качество печати основы бумаги может быть измерено как, например, одно или больше из: (1) плотность печати; (2) контрастность печати; (3) время высыхания; (4) резкость краев; (5) цветовая гамма; (6) насыщенность цвета; (7) глянец печати; (8) наличие пятен при печати и (9) затекание цвета на цвет. Для целей настоящего изобретения, качество печати основы бумаги здесь главным образом определяется путем измерения плотности печати, времени высыхания и резкости краев основы бумаги.

[0067] Для целей настоящего изобретения термин "плотность печати" относится к оптической плотности, измеренной путем использования отражательного денситометра (X-Rite, Macbeth, и т.д.), который измеряет свойство поглощения света изображением, напечатанным на листе бумаги. Например, чем выше плотность печати, тем темнее может казаться печатное изображение. Повышенные плотности печати также дают повышенную контрастность, более четкое изображение для просмотра и т.д. Плотность печати здесь измеряется как плотность печати черного (т.е. плотность печати изображений, которые имеют черный цвет). Способ измерения плотности печати черного заключается в печати сплошного блока черного цвета на листе бумаги и последующего измерения оптической плотности. Принтером, используемым для печати сплошного блока черного цвета на листе бумаги, является HP Deskjet 6122, изготовленный компанией Hewlett -Packard, (или эквивалентный), в котором используется черный картридж #45 (номер продукта HP 51645А) (или эквивалентный). Установки по умолчанию немелованного типа бумаги и режима печати "Быстрый, нормального качества" используются для печати сплошного блока черного цвета на листе бумаги. Спектро-денситометр X-Rite модели 528 с апертурой 6 мм может быть использован для измерения оптической плотности сплошного блока черного цвета, напечатанного на листе бумаги, чтобы получить значения плотности печати черного. Установками для измерения плотности печати черного являются Визуальный цвет, статус Т и режим абсолютной плотности. В общем, приемлемые значения плотности печати черного ("OD_O") для черного пигмента составляют по меньшей мере приблизительно 1,45 при использовании стандартного режима печати (немелованная бумага, нормальное качество) для настольного струйного принтера HP и при использовании наиболее обычных чернил черного пигмента (эквивалентных картриджу №45 для струйной печати). Некоторые варианты осуществления основы бумаги настоящего изобретения могут иметь значения плотности печати черного (OD_O) по меньшей мере приблизительно 1,50, например, по меньшей мере приблизительно 1,60. Смотрите также заявку на патент США №2007/0087134 (Кениг и др.), опубликованную 19 апреля 2007 г., все раскрытие и содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки, и которая описывает как выполнить такую проверку плотности печати черного.

[0068] Для целей настоящего изобретения термин "контрастность печати" относится к разнице в плотности печати между областью печати и пустой областью.

[0069] Для целей настоящего изобретения термин "время высыхания" относится к времени, которое необходимо, чтобы осажденные чернила высохли на поверхности основы для печати. Если осажденные чернила высыхают недостаточно быстро, они могут переходить на другие листы основы для печати, что нежелательно. Процент перенесенных чернил ("IТ%") регистрируется как мера времени высыхания. Чем выше процент перенесенных чернил, тем больше (хуже) время высыхания. И наоборот, чем ниже процент перенесенных чернил, тем меньше (лучше) время высыхания. Варианты осуществления основы бумаги настоящего изобретения могут иметь процентное значение перенесенных чернил ("IТ%") равное или меньше чем приблизительно 65%. В некоторых вариантах осуществления основы бумаги настоящего изобретения, значение IТ% может быть равно или меньше чем приблизительно 50%, например, равно или меньше чем приблизительно 40% (например, равно или меньше чем приблизительно 30%).

[0070] Для целей настоящего изобретения термин "перенос чернил" относится к проверке для определения времени высыхания основы для печати, например, листов бумаги для печати. "Перенос чернил" здесь определен как величина оптической плотности, перенесенная после прокатки валиком, и выражается как процент оптической плотности, перенесенной на пустую часть основы для печати (например, листа бумаги) после прокатки валиком. Этот способ включает печать сплошных цветных блоков на бумаге, имеющей базовую массу 20 фунтов на 1300 кв. футов, выдержку в течение определенного времени, 5 секунд после печати, и затем складывание пополам, чтобы отпечатанная часть контактировала с пустой частью листа бумаги, и прокатка ручным валиком весом 4,5 фунта, как, например, валик номер HR-100 от компании Chem Instruments, Inc., Ментор, штат Огайо, США. Оптическую плотность измеряют на перенесенной (OD_T), не перенесенной (OD_O) частях блока и области без изображения (OD_B) отражательным денситометром (X-Rite, компания Macbeth, и т.д.). Процент переноса ("IТ%") определяют как IT%=[(ODT-ODB)/(OD_O-ODB)]×100. Смотрите также заявку на патент США №2007/0087134 (Кениг и др.), опубликованную 19 апреля 2007 г., все раскрытие и содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки и которая описывает как выполнить такую проверку переноса чернил.

[0071] Для целей настоящего изобретения термин "резкость края (ЕА)" относится к степени резкости (или неровности) края напечатанного изображения (например, напечатанной линии). Резкость краев (ЕА) может быть измерена прибором, таким как Система для анализа личных изображений QEA (компании Quality Engineering Associates, Берлингтон, штат Массачусетс), сканером QEA ScannerlAS или системой на основе камеры ImageXpert KDY. Все эти приборы получают увеличенное цифровое изображение образца и вычисляют значение ЕА путем анализа изображения. Значение ЕА (также называемое "неровность края") определено в способе ISO 13660. Этот способ включает печать сплошной линии длиной 1,27 мм или больше и выборку с разрешением по меньшей мере 600 точек на дюйм. Прибор вычисляет местонахождение края на основании темноты каждого пикселя рядом с краями линии. Порог края может быть определен как точка 60% перехода от коэффициента отражения основы (светлая область, Rmax) к коэффициенту отражения изображения (темная область, Rmax) с использованием уравнения R6o=Rmax-60% (Rmax-Rmm). Неровность края затем может быть определена как стандартное отклонение остатков от линии, подогнанной к порогу края линии, вычисляемое перпендикулярно подогнанной линии. Для некоторых вариантов осуществления основ бумаги настоящего изобретения значение ЕА может быть меньше чем приблизительно 15, например, меньше чем приблизительно 12, так как меньше чем приблизительно 10 (например, меньше чем приблизительно 8). Смотрите также заявку на патент США №2007/0087134 (Кениг и др.), опубликованную 19 апреля 2007 г., все раскрытие и содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки, и которая описывает как измерить значения резкости края (ЕА).

[0072] Для целей настоящего изобретения термин "цветовая гамма" относится к совокупному набору возможных цветов в любой системе воспроизведения цвета и может быть определена по полному подмножеству цветов. Более высокое значение цветовой гаммы указывает на качество печати с более ярким цветом. Цветовая гамма может быть получена путем измерения параметров CIE L*, а*, b* последовательности цветных блоков, включая белый (пустая область), циан, мадженту, желтый, красный, зеленый, синий и черный, и вычисление подходящей цветовой гаммы по этим измеренным значениям. Параметр CIE L* представляет белизну. Значение L* может находиться в диапазоне от нуля (представляющего черный) до 100 (представляющего белый или совершенно отражающий диффузор). Значение а* представляет степень зеленого/красного. Положительное значение а* представляет красный, а отрицательное значение а* представляет зеленый. Положительное значение b* представляет желтый, а отрицательное значение b* представляет синий. Значения параметров CIE L*, а* и b* могут быть измерены прибором X-Rite 528 с использованием источника света D65 и угла обзора 10 градусов.

[0073] Для целей настоящего изобретения термин "насыщенность цвета" относится к более яркому или насыщенному цвету печати при высокой плотности печати и высокими значениями цветовой гаммы.

[0074] Для целей настоящего изобретения термин "глянец" относится к способности бумаги отражать некоторую часть падающего света под зеркальным углом. Глянец может быть основан на измерении количества света, зеркально отраженного от поверхности образца бумаги под заданным углом, например, 75 градусов, так как в случае глянца 75 градусов (и согласно измерениям, описанным в контрольном способе TAPPI Т 480 ош-92).

[0075] Для целей настоящего изобретения термин "глянец печати" относится к измерению глянца, выполненному на основе бумаги с напечатанным изображением.

[0076] Для целей настоящего изобретения термин "наличие пятен при печати" относится к неоднородности печатного изображения, которая может иметь место из-за неравномерности в нанесении чернил, неравномерного впитывания чернил и т.д. на поверхности основы для печати. Наличие пятен при печати может быть измерено тестером пятен на основе сканера, например, способом проверки формирования и пятнистости СЗРАТХ03 с помощью сканера Agfa модели DUOSCAN. Тестируемый образец основы для печати (например, лист бумаги) сначала печатают на контрольном струйном принтере. Контрольный образец должен включать изображение блока сплошного черного (100%). Цветной блок является квадратом с размерами приблизительно 20-50 мм на 20-50 мм. После выдержки в течение 20 минут, или когда печатное изображение полностью высохло, образец печати располагают на сканере стороной печати вниз. Сканер устанавливают на разрешение 500 точек на дюйм. Программное обеспечение Verity (компании Verity IA LLC, 2114 Sunrise Drive, Эпплтон, штат Висконсин, США) может быть использовано для анализа данных со сканера. Устанавливают подходящий размер для проверки, исходя из размеров цветного блока. Могут быть измерены два показателя пятнистости: показатель микропятнистости и показатель макропятнистости. Показатель микропятнистости измеряет изменения в плотности на площади 0,1 кв. дюйм, и показатель макропятнистости измеряет изменения в плотности усредненных значений плотности каждого квадрата 0,1 кв. дюйма. Чем ниже значение показателя пятнистости, тем лучше качество печати.

[0077] Для целей настоящего изобретения термин "затекание цвета на цвет" относится к распространению чернил одного цвета в чернила другого цвета на бумаге, что может снижать разрешение цветного текста и строк на цветном фоне. Например, синие и черные полосы могут быть напечатаны на фоне желтого цвета. Зеленые и черные полосы могут быть напечатаны на фоне цвета маджента, и красные и черные полосы могут быть напечатаны на фоне цвета циан. Наименьшее расстояние в микрометрах между двумя цветными полосами без смыкания (или затекание цвета более чем наполовину на соседнюю цветную полосу) регистрируется как показатель затекания цвета на цвет. Другими словами, чем меньше значение затекания цвета на цвет, тем лучше качество печати. Расстояния, которые могут быть проверены, включают 50 мкм, 100 мкм, 150 мкм, 300 мкм и т.д. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проверенное расстояние может достигать 150 мкм или меньше перед тем, как произойдет смыкание (затекание), что можно считать "хорошим" свойством затекания цвета на цвет.

[0078] Для целей настоящего изобретения термин "цифровая печать" относится к воспроизведению, формированию, созданию, представлению и т.д. цифровых изображений на основе для печати, например, на бумаге. Цифровая печать может включать лазерную печать, струйную печать и т.д.

[0079] Для целей настоящего изобретения термин "лазерная печать" относится к технологии, способу, устройству и т.д. цифровой печати, в которых лазерный луч используется для создания, формирования, представления и т.д. латентного изображения на, например, фотокопировальном барабане. Свет лазерного луча затем может создавать заряд на барабане, который затем может захватывать тонер, который имеет противоположный заряд. Этот тонер затем может быть перенесен на бумагу, и созданное, сформированное, представленное и т.д. соединяется с основой для печати посредством, например, термофиксатора.

[0080] Для целей настоящего изобретения термин "процесс электрофотографической регистрации" относится к процессу, который регистрирует изображения на основе для печати, такой как бумага, путем ксерографии или электрофотографии. В электрофотографическом процессе изображение часто формируется на основе частицами тонера, которые осаждаются на одной поверхности или стороне основы для печати и затем прикрепляются тепловым способом к такой одной поверхности или стороне основы для печати, например, нагревом. При электрофотографической регистрации основа для печати может иметь две относительно гладкие или плоские стороны или поверхности или может иметь одну сторону или поверхность, которая текстурирована, неровная или не гладкая/не плоская, тогда как другая сторона или поверхность относительно гладкая или плоская.

[0081] Для целей настоящего изобретения термин "струйная печать" относится к технологии, способу, устройству и т.д. цифровой печати, которые могут формировать изображения на основе для печати, такой как основа бумаги, путем распыления, струйного нанесения и т.д. мельчайших капель жидких чернил на основу для печати через сопла принтера. Размер (например, меньший размер), точное нанесение и т.д. капель чернил может давать более качественные струйные отпечатки. Струйная печать может включать непрерывную струйную печать, струйную печать по запросу и т.д.

[0082] Для целей настоящего изобретения термин "жидкость" относится к негазообразной жидкостной композиции, соединению, материалу и т.д., которые являются легко текучими при температуре использования (например, при комнатной температуре) с небольшой тенденцией к дисперсии или без нее и с относительно высокой сжимаемостью.

[0083] Для целей настоящего изобретения термин "вязкость" в отношении композиций для проклейки поверхности бумаги относится к вязкости по Брукфильду. Вязкость по Брукфильду может быть измерена вискозиметром Брукфильда при температуре 150°F, используя шпиндель №5 при 100 об/мин.

[0084] Для целей настоящего изобретения термин "принтер" относится к любому устройству, которое печатает изображение на основе для печати, такой как лист бумаги, включая лазерные принтеры, струйные принтеры, электрофотографические регистрирующие устройства (например, копиры), сканеры, факс-машины и т.д.

[0085] Для целей настоящего изобретения термин "пигмент принтера" может относиться или к чернилам (которые используются, например, в струйном принтере и т.д.), или к тонеру (который используется, например, в лазерном принтере, электрографическом регистрирующем устройстве и т.д.).

[0086] Для целей настоящего изобретения термин "чернила" относится к пигменту принтера, который используется в струйных принтерах. Термин "чернила" может включать чернила на основе красителя и/или чернила на основе пигмента. Чернила на основе красителя содержат краситель, который может быть органической молекулой, которая растворима в среде чернил. Чернила на основе красителя могут классифицироваться по их использованию, так как кислые красители, основные красители или прямые красители, или по их химической структуре, так как азокрасители, которые основаны на азоструктуре -N=N-; диазониумовые красители, основанные на диазониумовых солях; хинониминовые красители, которые являются производными хинина, и т.д. Чернила на основе пигмента содержат пигмент, которым является твердая цветная частица, суспендированная в среде чернил. Такая частица может включать цветной минерал, осажденный краситель, осажденный краситель, который прикреплен к частице носителя и т.д. Чернила часто подаются, осаждаются, распыляются и т.д. на среду для печати в форме капель, которые затем высыхают на среде для печати, образуя печатное изображение.

[0087] Для целей настоящего изобретения термин "тонер" относится к пигменту принтера, который используется в лазерных принтерах. Тонер часто подается, осаждается и т.д. на среду для печати в форме частиц, и частицы затем закрепляются тепловым способом на печатной среде, формируя изображение.

[0088] Для целей настоящего изобретения термин "комнатная температура" относится к общепринятому значению комнатной температуры, т.е. температуры окружающей среды от 20°С до 25°С.

[0089] Для целей настоящего изобретения термин "тест проклейки Геркулес" или "HST" относится к проверке стойкости к проникновению, например, кислого водного раствора через бумагу. HST может быть измерен с использованием порядка, описанного в стандартном способе TAPPI 530 pm-89. Смотрите патент США №6,764,726 (Янг и др.), выданный 20 июля 2004 г., все раскрытие и содержание которого включено в настоящий документ путем ссылки. Значение HST измеряют согласно условиям, описанным в стандартном способе TAPPI Т-530 pm-89, используя 1% чернила на основе муравьиной кислоты и конечную точку отражения 80%. Измеренное значение HST отражает относительный уровень проклейки бумаги в и/или на основе бумаги. Например, более низкие значения HST (т.е. значения HST ниже приблизительно 50 секунд) отражают относительно низкий уровень проклейки бумаги в основе бумаги. И наоборот, более высокие значения HST (т.е. значения HST выше приблизительно 250 секунд) отражают относительно высокий уровень проклейки бумаги в и/или на основе бумаги. Для целей настоящего изобретения значение HST в диапазоне приблизительно от 50 до приблизительно 250 секунд считается промежуточным значением HST, отражающим промежуточный уровень проклейки бумаги в и/или на основе бумаги. Измеренное значение HST также отражает как уровень внутренней проклейки бумаги, так и уровень проклейки поверхности бумаги. Но при относительно низких уровнях агентов для проклейки бумаги, обычно используемых при изготовлении бумаги, (например, приблизительно от 1 до приблизительно 2 фунтов на тонну или приблизительно от 0,04 до приблизительно 0,08 г/м2 для бумаги, имеющей базовую массу 20 фунтов на 1300 кв. футов), значение HST основы бумаги в основном (если не исключительно) отражает вклад, вносимый агентами для внутренней проклейки бумаги (которые обычно значительно повышают значения HST даже при низких уровнях применения), а не агентов для проклейки поверхности бумаги (которые обычно повышают значения HST минимально при таких низких уровнях применения).

Описание

[0090] Варианты осуществления способа и системы настоящего изобретения относятся к ингибированию отложений на оборудовании, машинах, устройствах и т.д. для проклейки поверхности бумаги многовалентных солей жирных кислот и, в частности, многовалентных солей насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше, таких как пальмитат кальция, когда одну или больше поверхностей основы бумаги обрабатывают композицией для проклейки поверхности бумаги, а также источником многовалентных катионов (таким как сушильная соль многовалентного металлов) в количестве, достаточном для обеспечения уровня многовалентных катионов по меньшей мере приблизительно 0,1% (т.е. 1000 частей на миллион). В вариантах осуществления способа настоящего изобретения может быть предусмотрена приготовленная композиция для проклейки поверхности бумаги, которая включает больше приблизительно 10% твердых веществ сваренного крахмала для проклейки поверхности (например, больше приблизительно 12% твердых веществ крахмала), и не более чем приблизительно 300 частей на миллион (например, не более чем приблизительно 250 частей на миллион) насыщенных жирных кислот С₁₆ или выше, и в которой твердые вещества сваренного крахмала для проклейки поверхности содержат от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (например, от 0 до приблизительно 90% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 10 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности). Например, твердые вещества сваренного крахмала для проклейки поверхности могут включать приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (например, приблизительно от 30 до приблизительно 70% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 30 до 70% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности), т.е. смесей крахмала с высоким содержанием жирных кислот и крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

[0091] Варианты осуществления системы настоящего изобретения могут включать: источник композиции для проклейки поверхности бумаги, включающей больше приблизительно 10% твердых веществ крахмала для проклейки поверхности, в которой твердые вещества крахмала для проклейки поверхности содержат от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности; стадию приготовления крахмала, на которой варят твердые вещества крахмала для проклейки поверхности в композиции для проклейки поверхности бумаги и таким образом высвобождают жирные кислоты из твердых веществ сваренного крахмала для проклейки поверхности, причем высвобожденные жирные кислоты содержат не более чем приблизительно 300 частей на миллион (например, не более чем приблизительно 250 частей на миллион) насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше; стадию нейтрализации жирных кислот, на которой высвобожденные жирные кислоты в приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги нейтрализуют и преобразуют в одновалентные соли жирных кислот; источник сушильной соли многовалентного металла и устройство для проклейки поверхности бумаги, в котором по меньшей мере одну поверхность основы бумаги обрабатывают нейтрализованной композицией для проклейки поверхности бумаги и сушильной солью многовалентного металла.

[0092] Установлено, например, что крахмалы с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, такие как невосковые зерновые крахмалы (например, невосковой маисовый (кукурузный) крахмал или невосковой пшеничный крахмал), используемые в композициях для проклейки поверхности бумаги, при приготовлении могут высвобождать значительные количества жирных кислот и особенно насыщенных жирных кислот, таких как пальмитиновая кислота. Например, кукурузный крахмал и пшеничный крахмал могут включать приблизительно до 1% жирных кислот, которые могут быть высвобождены во время варки крахмала, из которых приблизительно до 35% этих жирных кислот включают пальмитиновую кислоту.

[0093] Поскольку крахмал обычно нерастворим в холодной воде, часто готовят водную суспензию из гранул крахмала и воды, которую затем нагревают (варят), чтобы позволить воде проникнуть в гранулы крахмала и, таким образом, заставить эти гранулы разбухать, чтобы получить клейстеризованную пасту или раствор твердых веществ крахмала. После варки крахмала с высоким содержанием жирных кислот этот приготовленный раствор твердых веществ крахмала содержит высвобожденные жирные кислоты, которые затем могут быть нейтрализованы одновалентным гидроксидом, таким как гидроксид натрия (например, 1N, чтобы нейтрализованный раствор имел pН, например, приблизительно до 7,5, чтобы регулировать pН приготовленного раствора крахмала. Этот нейтрализованный раствор крахмала содержит одновалентные жирные кислоты, включая одновалентные соли насыщенных жирных кислот, такие как пальмитат натрия.

[0094] Для обеспечения экономии энергии, повышенной прочности основы бумаги, повышенной эффективности добавок в композиции для проклейки поверхности бумаги и т.д., может быть желательно использовать приготовленный раствор крахмала, имеющий относительно высокий уровень твердых веществ крахмала для проклейки поверхности (т.е. больше приблизительно 10% твердых веществ крахмала). Когда уровень твердых веществ приготовленного крахмала с высоким содержанием жирных кислот относительно высокий, количество жирных кислот и, в частности, насыщенных жирных кислот, таких как пальмитиновая кислота, которые высвобождаются, также может быть относительно высоким. Например, при уровнях твердых веществ крахмала больше чем приблизительно 10% вычислено, что количество пальмитиновой кислоты, присутствующей в таких приготовленных растворах крахмала с высоким содержанием жирных кислот может составлять больше приблизительно 300 частей на миллион или даже больше приблизительно 400 частей на миллион. После нейтрализации таких приготовленных растворов крахмала с высоким содержанием жирных кислот полученный нейтрализованный раствор крахмала может также иметь относительно высокий уровень солей насыщенных жирных кислот, таких как пальмитат натрия.

[0095] После варки и нейтрализации эти нейтрализованные композиции для проклейки поверхности бумаги, содержащие повышенные количества, например, твердых веществ крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (и, таким образом, повышенные уровни солей насыщенных жирных кислот) могут быть нанесены на поверхность основы бумаги, например, в клеильном прессе. Когда источник многовалентных катионов, такой как хлорид кальция, используемый как сушильная соль металла, также вводят в клеильный пресс (например, на уровнях по меньшей мере приблизительно 0,1% (т.е. 1000 частей на миллион), например, в форме раствора хлорида кальция, могут сформироваться соли насыщенных жирных кислот, такие как пальмитат кальция. Эти многовалентные соли насыщенных жирных кислот, такие как пальмитат кальция, которые образовались при добавлении раствора сушильной соли многовалентного металла (например, хлорида кальция) в клеильном прессе, могут вызывать осаждение этих многовалентных солей насыщенных жирных кислот (например, пальмитата кальция), которые находятся на относительно высоких уровнях, из композиций для проклейки поверхности бумаги. Эти осажденные многовалентные соли насыщенных жирных кислот (например, пальмитат кальция) затем могут формировать нежелательные отложения многовалентных солей насыщенных жирных кислот на клеильном прессе или на другом оборудовании, устройствах и т.д. после клеильного пресса.

[0096] Для того чтобы избежать формирования этих отложений многовалентной соли насыщенной жирной кислоты (например, пальмитата кальция), невосковые зерновые крахмалы, которые высвобождают значительные уровни жирных кислот (крахмалы с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности), могут быть заменены (полностью или частично) одним или несколькими крахмалами, которые высвобождают более низкие уровни таких жирных кислот (т.е. крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности). Такие крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности могут включать, например, незерновые крахмалы, такие как крахмал из тапиоки, а также восковые зерновые крахмалы, такие как восковой крахмал из маиса (кукурузы), восковой рисовый крахмал и восковой картофельный крахмал. Установлено, что при приготовлении эти крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (которые содержат главным образом амилопектин) высвобождают более низкие уровни жирных кислот и, в частности, насыщенных жирных кислот, таких как пальмитиновая кислота и другие насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше, относительно крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, таких как невосковые зерновые крахмалы (которые содержат значительные уровни амилозы в дополнение к амилопектину). Соответственно, композиции для проклейки поверхности бумаги могут быть изготовлены только с такими крахмалами с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности или со смесями крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, чтобы количество высвобождаемых жирных кислот (включая высвобождаемые насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше) составляло не более чем приблизительно 300 частей на миллион, например, не более чем приблизительно 250 частей на миллион) в приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги (по совокупным твердым веществам крахмала).

[0097] Помимо избежания или минимизации отложений насыщенных солей жирных кислот, основы для печати с проклеенной поверхностью, полученные посредством вариантов осуществления способа и системы, настоящего изобретения, также могут давать другие выгоды, такие как улучшенное время высыхания (в смысле сниженного процента переноса чернил), приемлемая плотность печати (измеренная как значения плотности печати черного), резкость краев и т.д. Например, сушильная соль многовалентного металла может присутствовать в количествах достаточных для придания обработанным поверхностям таких основ бумаги улучшенного времени высыхания, измеренного по процентным значениям переноса чернил (IТ%), например, равного или меньше чем приблизительно 65%. В некоторых вариантах осуществления этих основ бумаги количество сушильной соли многовалентного металла может быть достаточно для придания значения IТ%, равного или меньше чем приблизительно 50%, например, равного или меньше чем приблизительно 40% (например, равного или меньше чем приблизительно 30%).

[0098] Присутствие этих сушильных солей многовалентных металлов на поверхности основы бумаги дестабилизирует эмульсию пигмента в каплях чернил, осаждаемых струйным принтером. Дестабилизация эмульсии пигмента вызывает осаждение частиц пигмента, что приводит к более короткому и улучшенному времени высыхания. Для вариантов осуществления этих основ бумаги покрытие одной или обеих поверхностей бумаги такой сушильной солью многовалентного металла в количестве, например, приблизительно от 0,2 до приблизительно 1,2 г/кв. м (например, приблизительно от 0,5 до приблизительно 1 г/кв. м) может придавать обработанной поверхности основы бумаги указанное выше время высыхания при максимальных значениях IТ%.

[0099] Это улучшенное время высыхания путем использования сушильной соли многовалентного металла может быть достигнуто с основами бумаги, которые могут иметь значения проклейки (измеренные тестом проклейки Геркулес или HST) в диапазоне приблизительно от 1 до приблизительно 400 секунд, такие как промежуточные значения HST в диапазоне приблизительно от 50 до приблизительно 250 секунд, например, значение HST приблизительно от 60 до приблизительно 200 секунд, так как приблизительно от 70 до приблизительно 160 секунд. При этих значениях HST, таких как промежуточные значения HST (т.е. приблизительно от 50 до приблизительно 250 секунд), использование сушильной соли многовалентного металла (например, хлорида кальция) может давать приемлемые и даже улучшенные плотности печати на основах бумаги. Например, варианты осуществления этих основ бумаги могут достигать плотности печати (в смысле значений плотности печати черного) по меньшей мере приблизительно 1,45 (например, по меньшей мере приблизительно 1,50).

[0100] В вариантах осуществления способа и системы настоящего изобретения могут быть использованы основы бумаги, обработанные агентом для внутренней проклейки бумаги. В вариантах осуществления способа и системы настоящего изобретения одну или обе поверхности этих проклеенных внутри основ бумаги далее обрабатывают композицией для проклейки поверхности бумаги, включающей твердые вещества (приготовленных) крахмалов для проклейки поверхности, включая крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (или смеси крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности) при более высоких уровнях содержания твердых веществ (т.е. при уровнях твердых веществ крахмала больше приблизительно 10%), а также сушильной солью многовалентного металла (и, по выбору, одновалентной сушильной солью металла) в количестве, достаточном для придания основам бумаги времени высыхания, которое указано выше, в смысле процентного значения переноса чернил ("IТ%") (например, равного или меньше чем приблизительно 65%). Покрытие одной или обеих поверхностей этих проклеенных внутри основ бумаги этими композициями для проклейки поверхности бумаги может быть достаточным для обеспечения покрытия на каждой из обработанных поверхностей, например, приблизительно от 2 до приблизительно 6 г твердых веществ крахмала / кв. м (например, приблизительно от 3 до приблизительно 5 г твердых веществ крахмала / кв. м), вместе с покрытием сушильной солью многовалентного металла на каждой из обработанных поверхностей, например, приблизительно от 0,2 до приблизительно 1,2 г/кв. м (например, приблизительно от 0,5 до приблизительно 1 г сушильной соли многовалентного металла / кв. м) для бумаги с базовой массой 20 фунтов на 1300 кв. футов.

[0101] Варианты осуществления композиций для проклейки поверхности бумаги, используемых в этих способах и системах, могут включать твердые вещества (приготовленного) крахмала для проклейки поверхности, включая крахмалы с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (или смеси крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности) в количестве больше приблизительно 10% по массе (например, больше приблизительно 12% по массе) и в количествах, например, до приблизительно 50% по массе, так как приблизительно 40% по массе (например, до приблизительно 30% по массе) композиции (на основе твердых веществ). В дополнение к крахмалу с высоким содержанием жирных кислот, варианты осуществления композиции для проклейки поверхности бумаги, используемые в этих способах и системах, также могут, по выбору, включать одно или больше из следующего: пигмент карбоната кальция в количестве до приблизительно 25% по массе (например, приблизительно от 10 до приблизительно 60% по массе) композиции (на основе твердых веществ); другой агент для проклейки поверхности бумаги в количестве до приблизительно 5% по массе (например, приблизительно от 0,5 до приблизительно 2% по массе) композиции (на основе твердых веществ); катионный агент для фиксации красителя в количестве до приблизительно 20% по массе (например, приблизительно от 5 до приблизительно 15% по массе) композиции (на основе твердых веществ); связующее пигмента в количестве до приблизительно 90% по массе (например, приблизительно от 5 до приблизительно 75% по массе) композиции (на основе твердых веществ); пластиковый пигмент в количестве до приблизительно 30% по массе (например, от 0 до приблизительно 20% по массе) композиции (на основе твердых веществ) и оптический осветляющий агент в количестве до приблизительно 30% по массе (например, приблизительно от 0 до приблизительно 10% по массе) композиции (на основе твердых веществ).

[0102] Композиция для проклейки поверхности бумаги может включать приблизительно от 10 до приблизительно 60% твердых веществ (например, приблизительно от 12 до приблизительно 50% твердых веществ). Количество твердых веществ, наносимых из композиции для проклейки поверхности бумаги на поверхности основы бумаги (также называется "сухой захват"), может, например, быть в диапазоне приблизительно от 50 до приблизительно 200 фунтов на тонну для основы бумаги с базовой массой 20 фунтов на 1300 кв. футов (например, приблизительно от 60 до приблизительно 150 фунтов на тонну). Этот сухой захват эквивалентен количеству в диапазоне приблизительно от 2 до приблизительно 6 граммов на кв. м (г/кв. м) для основы бумаги с базовой массой 20 фунтов на 1300 кв. футов (например, приблизительно от 70 до приблизительно 75 г/кв. м).

[0103] Один вариант осуществления системы для проклейки поверхности бумаги настоящего изобретения показан на ФИГ. 1 и в общем обозначен как 100. Со ссылкой на ФИГ. 1, система 100 включает источник раствора для проклейки поверхности бумаги, указанный как 102, который содержит воду и один или несколько крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (и, по выбору, один или несколько крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, чтобы не более чем приблизительно 300 частей на миллион насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше были высвобождены на последующей стадии приготовления крахмала) в количестве, достаточном для обеспечения более приблизительно 10% твердых веществ крахмала. Раствор для проклейки 102 направляют, передают, перекачивают по трубам и т.д., как показано стрелкой 104, на стадию приготовления крахмала, указанную как 106. На стадии приготовления крахмала 106 твердые вещества крахмала варят в растворе для проклейки 102, чтобы эти твердые вещества крахмала разбухли и клейстеризовались, а также, одновременно с этим, высвободили жирные кислоты, включая насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше.

[0104] Приготовленный раствор для проклейки со стадии варки 106 затем направляют, передают, перекачивают по трубам и т.д., как указано стрелкой 108, на стадию нейтрализации жирных кислот, указанную как 110. Источник одновалентного гидроксида (например, гидроксида натрия), указанный как 112, затем добавляют и т.д., как указано стрелкой 114, в приготовленный раствор для проклейки 108 на стадии нейтрализации 110, чтобы нейтрализовать и преобразовать (полностью или по меньшей мере частично) высвобожденные жирные кислоты, включая насыщенные жирные кислоты C₁₆ или выше, в соответственные одновалентные соли жирных кислот.

[0105] Как показано на ФИГ. 1, основу бумаги, указанную как 116, пропускают, передают, направляют и т.д., как указано стрелкой 118, в клеильный пресс, указанный как 120. Как указано стрелкой 122, нейтрализованный раствор для проклейки направляют, передают, перекачивают по трубам и т.д. в клеильный пресс 120 для обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги 116 нейтрализованным раствором для проклейки 122. Как также показано на ФИГ. 1, источник (например, раствор) сушильной соли многовалентного металла (например, водный раствор хлорида кальция), указанный как 124, направляют, передают, перекачивают по трубам и т.д., как указано стрелкой 126, в клеильный пресс 120 для обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги 116 непосредственно или как часть нейтрализованного раствора для проклейки 122. Как указано стрелкой 128, проклеенная основа бумаги, указанная как 130, выходит из клеильного пресса 120.

[0106] Один вариант осуществления способа настоящего изобретения для обработки одной или обеих поверхностей основы бумаги композицией для проклейки поверхности бумаги, включающей, например, воду и один или несколько крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности (и, по выбору, один или несколько крахмалов с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, чтобы высвободить не более чем приблизительно 300 частей на миллион (например, не более чем приблизительно 250 частей на миллион) насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше на последующей стадии приготовления крахмала) в количестве, достаточном для обеспечения больше приблизительно 10% твердых веществ крахмала, и сушильную соль многовалентного металла (например, хлорида кальция), которую добавляют в раствор после ПАВ, также показан на ФИГ. 2. Со ссылкой на ФИГ. 2, показан один вариант осуществления системы для осуществления одного варианта осуществления способа настоящего изобретения, которая может быть в форме, например, клеильного пресса с дозирующим стержнем, указанного в общем как 200. Клеильный пресс 200 может быть использован для нанесения покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги на основу бумаги, указанную в общем как 204. Основа 204 движется в направлении, указанном стрелкой 206, и имеет две противоположные стороны или поверхности, указанные, соответственно, как 208 и 212.

[0107] Клеильный пресс 200 включает первый узел, указанный в общем как 214, для нанесения композиции для проклейки поверхности бумаги на поверхность 208. Узел 214 включает первый резервуар, указанный в общем как 216, снабженный источником подачи композиции для проклейки поверхности бумаги, указанным в общем как 220. Первый приемный вал, указанный в общем как 224, который может вращаться в направлении против часовой стрелки, как показано изогнутой стрелкой 228, захватывает некоторое количество композиции для проклейки поверхности бумаги из источника подачи 220. Это количество композиции для проклейки поверхности бумаги, которое захвачено вращающимся валом 2 24, затем может быть перенесено на первый вал-аппликатор, указанный в общем как 232, который вращается в противоположном направлении по часовой стрелке, как указано изогнутой стрелкой 236. (Положение первого приемного вала 224, показанного на ФИГ. 2, просто иллюстративное, и вал 224 может быть расположен по-разному относительно первого вала-аппликатора 232, чтобы переносить композицию для проклейки поверхности бумаги на поверхность вала-аппликатора 232.) Количество композиции для проклейки поверхности бумаги, которое переносится на первый вал-аппликатор 232, можно регулировать дозирующим стержнем 244, который распространяет перенесенную композицию по поверхности вала-аппликатора 232, этим создавая относительно равномерную и постоянную толщину первого покрытия, указанного как 248, из композиции для проклейки поверхности бумаги при нанесении на первую поверхность 208 основы 204 валом-аппликатором 232.

[0108] Как показано на ФИГ. 2, клеильный пресс 100 также может быть снабжен вторым узлом, указанным в общем как 252, для нанесения композиции для проклейки поверхности бумаги на поверхность 212. Узел 252 включает второй резервуар, указанный в общем как 256, снабженный вторым источником подачи композиции для проклейки поверхности бумаги, указанным в общем как 260. Второй приемный вал, указанный в общем как 264, который может вращаться в направлении по часовой стрелке, как указано изогнутой стрелкой 268, захватывает некоторое количество композиция для проклейки поверхности бумаги из источника подачи 260. Это количество композиции для проклейки поверхности бумаги, которое захвачено вращающимся валом 264, затем может быть перенесено на второй приемный вал, указанный в общем как 272, который вращается в противоположном направлении против часовой стрелки, как показано изогнутой стрелкой 276. Как показано на ФИГ. 2 пунктирными рамкой и стрелкой 276, второй приемный вал 264 может быть расположен по-разному относительно второго вала-аппликатора 272, чтобы переносить композицию для проклейки поверхности бумаги на поверхность вала-аппликатора 272. Количество композиции для проклейки поверхности бумаги, которое переносится на второй вал-аппликатор 272, можно регулировать вторым дозирующим стержнем 284, который распространяет перенесенную композицию по поверхности вала-аппликатора 272, этим создавая относительно равномерную и постоянную толщину второго покрытия, указанного как 248, из композиции для проклейки поверхности бумаги при нанесении на вторую поверхность 212 основы 204 валом-аппликатором 272.

[0109] Со ссылкой на ФИГ. 3, показан еще один вариант осуществления системы для осуществления одного варианта осуществления способа настоящего изобретения, которая может быть в форме, например, горизонтального клеильного пресса с заполняемой зоной контакта, указанного в общем как 300. Горизонтальный клеильный пресс 300 может быть использован для нанесения покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги на бумажное полотно, указанное в общем как 304, (например, как описано для ФИГ. 2, выше). Полотно 304 движется в направлении, указанном стрелкой 306, и имеет две противоположные стороны или поверхности, указанные, соответственно, как 308 и 312.

[0110] Горизонтальный клеильный пресс 300 включает первый источник композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный в общем как сопло 316, которое распыляет поток композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный как 320, в общем вниз в направлении поверхности первого передаточного вала, указанного как 332, который вращается в направлении по часовой стрелке, как показано изогнутой стрелкой 336. Заполняемый резервуар или ванна, указанная в общем как 340, создается в зоне контакта между первым передаточным валом 332 и вторым передаточным валом 372 из-за стержня или перегородки (не показаны), расположенной ниже зоны контакта. Передаточный вал 332 передает относительно равномерную и постоянную толщину первого покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги, указанной как 348, на первую поверхность 308 полотна 304.

[0111] Второй источник композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный в общем как сопло 356, распыляет поток композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный как 360, в общем вниз в направлении поверхности второго передаточного вала, указанного как 372, который вращается в направлении против часовой стрелки, как показано изогнутой стрелкой 376. Передаточный вал 372 передает относительно равномерную и постоянную толщину второго покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги, указанной как 388, на вторую поверхность 312 полотна 304.

[0112] Со ссылкой на ФИГ. 4, показан еще один вариант осуществления системы для осуществления одного варианта осуществления способа настоящего изобретения, которая может быть в форме, например, вертикального клеильного пресса с заполняемой зоной контакта, указанного в общем как 400. Вертикальный клеильный пресс 400 может быть использован для нанесения покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги на бумажное полотно, указанное в общем как 404, (например, как описано для ФИГ. 2, выше). Полотно 404 движется в направлении, показанном стрелкой 406, и имеет две противоположные стороны или поверхности, указанные, соответственно, как 408 и 412.

[0113] Вертикальный клеильный пресс 400 включает первый источник композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный в общем как сопло 416, которое распыляет поток композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный как 420, в общем вверх и в направлении поверхности первого нижнего передаточного вала из группы валов, указанного как 432, который вращается в направлении по часовой стрелке, как показано изогнутой стрелкой 436. Заполняемый резервуар или ванна меньшего размера, указанная в общем как 440 (по сравнению с резервуаром или ванной 340 горизонтального клеильного пресса 300), создается в зоне контакта между нижним первым передаточным валом 432 и вторым верхним передаточным валом 472 из-за стержня или перегородки (не показаны), расположенной справа зоны контакта. Передаточный вал 432 передает относительно равномерную и постоянную толщину первого покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги, указанного как 448, на нижнюю первую поверхность 408 полотна 404.

[0114] Второй источник композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный в общем как сопло 456, распыляет поток композиции для проклейки поверхности бумаги, указанный как 460, в общем вниз и в направлении поверхности второго верхнего передаточного вала, указанного как 472, который вращается в направлении против часовой стрелки, как показано изогнутой стрелкой 476. Передаточный вал 472 передает относительно равномерную и постоянную толщину второго покрытия из композиции для проклейки поверхности бумаги, указанного как 488, на верхнюю вторую поверхность 412 полотна 404.

[0115] Все документы, патенты, журнальные статьи и другие материалы, упомянутые в настоящей заявке, включены в нее путем ссылки.

[0116] Хотя настоящее изобретение было полностью описано в связи с его несколькими вариантами осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, понимается, что специалистам в данной области могут быть очевидны различные изменения и модификации. Такие изменения и модификации должны пониматься как включенные в объем настоящего изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения, если только они не отступают от него.

Изобретение относится целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа и системы использования крахмалов с низким содержанием жирных кислот в проклеивающей композиции для бумаги, чтобы ингибировать осаждение многовалентных солей жирных кислот. Способ ингибирования осаждения многовалентных насыщенных жирных кислот на оборудовании и/или устройствах для проклейки бумаги заключается в использовании композиции для проклейки поверхности бумаги, содержащей повышенные уровни твердых веществ крахмалов для проклейки поверхности и источник многовалентных катионов, такой как сушильная соль многовалентного металла, путем включения (полностью или частично) одного или нескольких крахмалов с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности в композицию для проклейки поверхности бумаги. Изобретение обеспечивает создание проклеенной бумаги, обладающей улучшенными свойствами. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ проклейки поверхности бумаги, включающий следующие этапы:
(a) предоставление приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги, содержащей больше приблизительно 10% твердых частиц сваренного крахмала для проклейки поверхности и не более чем приблизительно 300 частей на миллион насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше, причем твердые частицы сваренного крахмала для проклейки поверхности включают от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, обеспечивающего высвобождение до 1% совокупных жирных кислот и приблизительно от 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, обеспечивающего высвобождение от 20 до 50% совокупных жирных кислот, высвобождаемых крахмалом с высоким содержанием жирных кислот; и
(b) обработка по меньшей мере одной поверхности основы бумаги приготовленной композицией для проклейки поверхности бумаги, чтобы этим создать проклеивающее покрытие по меньшей мере на одной поверхности, причем эту по меньшей мере одну поверхность также обрабатывают сушильной солью многовалентного металла в количестве по меньшей мере приблизительно 1000 частей на миллион.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердые частицы сваренного крахмала для проклейки поверхности этапа (а) включают от 0 до приблизительно 90% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 10 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердые частицы сваренного крахмала для проклейки поверхности этапа (а) включают приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что твердые частицы сваренного крахмала для проклейки поверхности этапа (а) включают приблизительно от 30 до приблизительно 70% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 30 до приблизительно 70% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

5. Способ по п.1, который включает дальнейший этап (с) добавления одновалентного гидроксида к приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги перед добавлением сушильной соли многовалентного металла, чтобы этим нейтрализовать и преобразовать совокупные жирные кислоты в одновалентные соли жирных кислот.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что крахмал с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности этапа (а) включает один или несколько невосковых зерновых крахмалов для проклейки поверхности.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что невосковые зерновые крахмалы этапа (а) включают один или больше из невоскового маисового (кукурузного) крахмала и невоскового пшеничного крахмала.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что крахмал с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности этапа (а) включает один или больше из крахмала из тапиоки и воскового зернового крахмала.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что крахмал с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности этапа (а) включает один или больше из воскового маисового (кукурузного) крахмала, воскового рисового крахмала и воскового картофельного крахмала.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовленная композиция для проклейки поверхности бумаги включает больше приблизительно 12% твердых частиц сваренного крахмала для проклейки поверхности.

11. Способ по п.1, который включает дальнейший этап (с) добавления одновалентного гидроксида к приготовленной композиции для проклейки поверхности бумаги перед введением сушильной соли многовалентного металла, чтобы этим нейтрализовать и преобразовать жирные кислоты, высвобожденные из твердых частиц сваренного крахмала для проклейки поверхности, в одновалентные соли насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что приготовленная композиция для проклейки поверхности бумаги поднята до рН приблизительно от 6 до приблизительно 9.

13. Система для проклейки поверхности бумаги, включающая:
композицию для проклейки поверхности бумаги, содержащую больше приблизительно 10% твердых частиц сваренного крахмала для проклейки поверхности и не более чем приблизительно 300 частей на миллион насыщенных жирных кислот C₁₆ или выше, причем твердые частицы сваренного крахмала для проклейки поверхности включают от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, обеспечивающего высвобождение до 1% совокупных жирных кислот, и приблизительно от 5 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности, обеспечивающего высвобождение от 20 до 50% совокупных жирных кислот, высвобождаемых крахмалом с высоким содержанием жирных кислот;
сушильную соль многовалентного металла; и
устройство для проклейки поверхности бумаги для обработки по меньшей мере одной поверхности основы бумаги нейтрализованной композицией для проклейки поверхности бумаги и сушильной солью многовалентного металла, и причем сушильная соль многовалентного металла присутствует в количестве, которое обеспечивает многовалентные катионы на уровне по меньшей мере приблизительно 1000 частей на миллион.

14. Система по п.13, отличающаяся тем, что твердые частицы крахмала для проклейки поверхности в композиции для проклейки поверхности бумаги включают от 0 до приблизительно 95% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 10 до 100% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

15. Система по п.13, отличающаяся тем, что твердые частицы крахмала для проклейки поверхности в композиции для проклейки поверхности бумаги включают приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 15 до приблизительно 85% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

16. Система по п.15, отличающаяся тем, что твердые частицы крахмала для проклейки поверхности в композиции для проклейки поверхности бумаги включают приблизительно от 30 до приблизительно 70% крахмала с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности и приблизительно от 30 до приблизительно 70% крахмала с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности.

17. Система по п.13, отличающаяся тем, что крахмалы с высоким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности твердых частиц включают один или несколько невосковых зерновых крахмалов для проклейки поверхности.

18. Система по п.17, отличающаяся тем, что невосковые зерновые крахмалы включают один или больше из невоскового маисового (кукурузного) крахмала и невоскового пшеничного крахмала.

19. Система по п.13, отличающаяся тем, что крахмал с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности включает один или больше из крахмала из тапиоки и воскового крахмала.

20. Система по п.19, отличающаяся тем, что крахмал с низким содержанием жирных кислот для проклейки поверхности включает один или больше из воскового маисового (кукурузного) крахмала, воскового рисового крахмала и воскового картофельного крахмала.

21. Система по п.13, отличающаяся тем, что композиция для проклейки поверхности бумаги включает больше приблизительно 12% твердых частиц крахмала для проклейки поверхности.

22. Система по п.13, отличающаяся тем, что сушильную соль многовалентного металла добавляют к композиции для проклейки поверхности бумаги перед обработкой по меньшей мере одной поверхности в устройстве для проклейки поверхности бумаги.

23. Система по п.13, отличающаяся тем, что основа бумаги имеет две поверхности, и отличающаяся тем, что каждую поверхность обрабатывают композицией для проклейки поверхности бумаги и сушильной солью многовалентного металла в устройстве для проклейки поверхности бумаги.

24. Система по п.13, отличающаяся тем, что устройство для проклейки поверхности бумаги включает клеильный пресс.