Способ улучшения характеристик струйной печати и композиция для его осуществления

Способ улучшения характеристик струйной печати и композиция для его осуществления

Реферат

 

Техническое решение относится к композициям для поверхностной обработки подложек, таких как бумага и полимерный пластичный материал, применяемых для струйной печати. Данная композиция включает по существу соль двухвалентного металла, причем эта соль растворима или солюбилизирована в водной среде проклеивающего вещества при рН от примерно 7 до примерно 9. При этом водная среда проклеивающего вещества включает также крахмал и проклеивающее вещество, а соль выбирают из хлорида кальция, хлорида магния, бромида кальция, бромида магния, нитрата кальция, нитрата магния, ацетата кальция или ацетата магния. Использование таких композиций при поверхностной обработке подложки для струйной печати позволяет повысить качество струйной печати. 5 с. и 12 з.п. ф-лы, 7 табл.

Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится к композициям для поверхностной обработки подложек, таких как бумага и полимерный пластический материал, применяемых для струйной печати, а также к способам изготовления подложек для печати, к самой обработанной подложке для печати, к способам улучшения струйной печати и к подложкам, запечатанным струйной печатью.

В современной коммерческой, предпринимательской деятельности, в офисах и в домашних условиях бумага обычно находит применение для самых различных целей, таких как репрографическое копирование, лазерная печать, струйная печать и т.п. Для каждой области применения была разработана специализированная бумага, но на практике требуется многоцелевая бумага, которая пригодна для применения со всеми этими целями. Из всех вышеуказанных областей применения наиболее жесткие требования, вероятно, предъявляются к струйной печати, поскольку печать осуществляют мокрой краской, которая должна обеспечивать высокое качество печати и быстро высыхать, т.е. обладать свойствами, которые одновременно трудно достижимы.

Значительное количество бумаги, предназначенной для струйной печати, покрывают специальными покрытиями различных типов, обычно слоем водорастворимого полимера, а также диоксидом кремния и другими нерастворимыми наполнителями, благодаря которым бумага становится очень дорогой, если прежде всего принять во внимание потребность и тенденцию к применению бумаги для других обычных офисных целей, таких как копирование и лазерная печать. Типичная цена каждого листа такой бумаги составляет около 0,10 доллара. Для сравнения, бумагу без покрытия, такую как копировальная бумага, обычно продают по цене менее 0,01 доллара за лист.

Струйная печать нашла промышленное применение только в последние годы. Еще позднее были разработаны настольные устройства струйной печати. Большинство красок для струйной печати, т.е. и черная краска, и цветные краски, представляют собой краски на основе красителей. Применение содержащих пигменты черных красок в настольном устройстве для струйной печати является относительно новым и датируется созданием на фирме Hewlett-Packard струйного принтера DeskJet 660C в 1994 г. Настольное устройство для струйной печати с применением содержащих пигменты красок, отличных от черных, например цветных красок на пигментной основе, коммерчески доступным пока еще не стало, но предполагается, что оно найдет широкое промышленное распространение в ближайшем будущем.

Бумагу изготавливают с обработанной поверхностью или ее поверхность обрабатывают проклеивающими веществами главным образом для того, чтобы предотвратить чрезмерное пропитывание, капиллярное впитывание или растекание воды или краски. В бумажной промышленности хорошо известны нереакционноспособные и реакционноспособные проклеивающие вещества многих различных типов. Бумагу, как правило, изготовленную проведением процесса в кислых условиях и называемую поэтому кислотной бумагой, обычно проклеивают с использованием хорошо известных проклеивающих веществ на основе производных канифоли (которые в настоящем описании названы "диспергированными канифольными проклеивающими веществами"), являющихся нереакционноспособными проклеивающими веществами. С помощью диспергированных канифольных проклеивающих веществ можно проклеивать также бумагу некоторых сортов, изготовленную проведением процесса в нейтральных или щелочных условиях. Самыми распространенными проклеивающими веществами для высокосортной бумаги, изготовливаемой в ходе проведения процесса в щелочных условиях и называемой поэтому щелочной бумагой, являются алкенилянтарный ангидрид (АЯА) и алкилкетеновый димер (АКД). Проклеивающие вещества другого класса, которые могут быть использованы для проклейки высокосортной бумаги, включают кетеновые димеры и мультимеры, при комнатной температуре находящиеся в жидком состоянии, такие как алкенилкетеновые димеры и мультимеры. Они представляют собой реакционноспособные проклеивающие вещества, поскольку содержат реакционноспособные функциональные группы, которые в бумаге ковалентно связываются с целлюлозным волокном, и гидрофобные хвосты, которые ориентированы в противоположном от волокна направлении. Природа и ориентация этих гидрофобных хвостов придает волокну способность отталкивать воду.

Следствием растущей популярности струйных принтеров является необходимость уделять особое внимание требованиям, предъявляемым к проклеивающим веществам для бумаги, предназначенной для данной области применения.

Производители струйных принтеров рассматривают как имеющие важное значение для высококачественной струйной печати приведенные ниже характеристики струйной печати, которые имеют отношение к качеству печати и многие из которых зависят от типа и обработки бумаги или другой подложки, на которую наносят краску.

ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ: интенсивность цвета, которую оценивают по изменению отражательной способности [ОП=log₁₀(И_Х/И_О), где И_Х и И_О обозначают соответственно характеристическую интенсивность и интенсивность отраженного света], когда требуется высокая оптическая плотность.

ПРОСТУПАНИЕ: интенсивность цвета изображения, которая наблюдается с обратной стороны листа и которая может служить мерой оптической плотности.

ПРОСТУПАНИЕ ПЯТЕН: с тыльной стороны отпечатка часто наблюдается проявление пятен, так как краска проходит насквозь через проколы или дефектные участки формирования бумажного листа.

ПРИРАЩЕНИЕ ЧЕРНОЙ ЛИНИИ (РАСТЕКАНИЕ) (РАСПЛЫВАНИЕ): конечные размерные характеристики отпечатка в сравнении с начальными размерами отпечатка, которое можно рассматривать как снижение разрешающей способности. Это может происходить как при однокрасочной печати, так и когда печать осуществляют с последовательным нанесением красок или с их нанесением друг на друга.

НЕРОВНОСТЬ КОНТУРА (ИНОГДА НАЗЫВАЕМАЯ РВАНЫМ КРАЕМ ИЗОБРАЖЕНИЯ): неровность в сравнении с четкостью изображения кромок вследствие неравномерного растекания краски от запечатанного участка. Это может происходить как при однокрасочной печати, так и когда печать осуществляют с последовательным нанесением красок или с их нанесением друг на друга.

КАПИЛЛЯРНОЕ ВПИТЫВАНИЕ: проявляется в виде длинных пиков краски, выступающих за пределы запечатанных участков, когда краска продвигается вдоль единственного волокна на поверхности бумаги.

ПЯТНИСТОСТЬ: неравномерность оптической плотности отпечатка на сплошь запечатанном участке.

БРОНЗИРОВАНИЕ: появление бронзового блеска (красноватого оттенка) на черных запечатанных участках.

ЦВЕТОВОЙ ИНДЕКС: оттенок или тон наносимых красок или сочетаний красок. Кроме того, в случае совмещенного черного отпечатка (полученного с помощью голубой, пурпурной и желтой красок) часто наблюдается зеленоватый оттенок.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СУШКИ: время, которое требуется для такого высыхания краски, при котором она не смазывается или не переходит на другие поверхности.

СВОБОДНЫЙ СБРОС: линии с низкой плотностью печати, которые возникают между проходами печатающей головки, которые обычно наблюдаются на некоторых бумагах очень большого размера.

НЕДОСТАТОЧНОЕ РАСТЕКАНИЕ ТОЧЕК: дефект, аналогичный свободному сбросу, но проявляющийся в виде белых зон, видимых вокруг точек краски на сплошь запечатанном участке вследствие недостаточного растекания. Это явление обусловливает пониженную оптическую плотность.

ПЫЛЕНИЕ: очень мелкие точки, которые видны вокруг кромок запечатанных участков и наличие которых объясняется очень мелкими капельками (туманом) краски, распыляемыми за пределы основных капель краски, образующей печатное изображение.

Известно нанесение покрытия на бумагу, применяемую в качестве бумаги для фотокопирования, с использованием материалов, которые повышают ее проводимость, например путем обработки бумаги таким образом, чтобы бумага включала гигроскопическую неорганическую соль, распределенную по всей ее структуре, как это описано в патенте US 3116147 на имя Uber и др., получением покрытий с использованием сочетания неорганическая соль-полимер, как это изложено в патенте US 3615403 на имя Cheng, поверхностной обработкой связующим материалом, подобным крахмалу, и сульфатной солью, как это описано в патенте US 3884685 на имя Green, Jr. и др., или поверхностной обработкой микроинкапсулированными солями, как это изложено в патенте US 4020210 на имя Geer.

В качестве диспергированного наполнителя в бумагу часто добавляют карбонат кальция. Недостаток карбоната кальция заключается в том, что он представляет собой относительно нерастворимое порошкообразное твердое вещество, которое требует диспергирования в водных системах. Наличие наполнителей, таких как карбонат кальция, может привести к повышенному износу деталей оборудования в процессе изготовления бумаги и при ее целевом применении.

В бумагу в высокой концентрации относительно содержания проклеивающего вещества добавляют хлорид кальция, который служит материалом первого из двух покрытий, второе из которых включает карбонат кальция, силикат калия и карбоксиметилцеллюлозу, с целью регулирования характеристик горения, в частности в сигаретах, как это изложено в патенте US 5170807 на имя Kasbo и др., но такая бумага непригодна для струйной печати, а столь высокая концентрация хлорида кальция неприемлема для изготовления бумаги, применяемой для печати.

В качестве обычной добавки для бумагоделательной машины используют сульфат алюминия (квасцы), которые вводят в мокрую часть бумагоделательной машины. В процессе изготовления бумаги в дисперсии канифольных проклеивающих веществ, используемых в качестве клеящего вещества для проклейки в массе, добавляют квасцы, причем содержание квасцов в дисперсии канифольного проклеивающего вещества может достигать 66% в пересчете на сухое вещество. Для придания алюминиевым компонентам катионной активности квасцы растворяют при низких значениях рН, поскольку при типичном значении рН в клеильном прессе, равном 8, квасцы катионоактивных компонентов не образуют.

В бумагу, используемую при изготовлении картонных упаковок для молока, добавляют хлорид кальция. Такая бумага имеет плотность (из расчета на 1 м²), которая примерно в 3-5 раз выше, чем у обычной бумаги, и покрыта воском.

Проклеивающие композиции, в особенности для проклейки бумаги, используемой в изделиях с улучшенной способностью хранить жидкости и содержащей щелочные металлы или алюминий, включают соли металлов, выбранные из солей циркония, гафния, титана и их смесей, как это изложено в патенте US 5472485 на имя Pandian и др.

Проклеивающие дисперсии, содержащие такие количества водорастворимых неорганических солей щелочных металлов или алюминия, которые придают стойкость при хранении, описаны в заявке WO 96/35841 на имя фирмы Eka Chemicals AB, и они могут быть использованы в качестве клеящих веществ для проклейки в массе или поверхностной проклейки бумаги, картона и плотной бумаги.

Бумагу обрабатывают расплывающейся солью в относительно высокой концентрации, составляющей 0,5-5%, вследствие чего у бумаги, которую применяют в качестве основного материала при изготовлении ламината с полимерным покрытием, отсутствуют волнообразные деформации вблизи кромок, когда эта бумага покрыта синтетическими полимерными пленками с обеих сторон, как это изложено в патенте US 4110155 на имя Minagawa и др.

Бумага, пригодная для струйной печати красками на основе красителей, описана в патенте US 5522968 на имя Kuroyama и др., в патенте US 5620793 на имя Suzuki и др. и в патентах US 5266383 и US 5182175 на имя Sakaki и др.

В опубликованной заявке на патент JP 59-096988 описано применение разнообразных солей металлов в составе композиций, используемых при обработке бумажных изделий для струйной печати. Однако такие композиции включают в относительно высокой концентрации нерастворимые неорганические наполнители, которые обычно используют при изготовлении бумажных изделий с покрытиями.

Способ струйной печати с использованием краски на пигментной основе и устройство для его осуществления описаны в патенте US 5640187 на имя Kashiwazaki и др. Из приведенного у Kashiwazaki и др. описания очевидно, что существует необходимость в достижении характеристик качественной струйной печати без применения бумаги со специализированным покрытием.

Содержание всех патентов, опубликованных заявок и других публикаций, которые упомянуты, включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Краткое изложение сущности изобретения Одним объектом настоящего изобретения является композиция, которая может быть использована при поверхностной обработке подложки для струйной печати, причем эта композиция включает соль двухвалентного металла, способную растворяться в водной среде проклеивающего вещества при рН от примерно 7 до примерно 9, и эта водная среда проклеивающего вещества включает также материал-носитель и проклеивающее вещество.

Другой объект настоящего изобретения относится к композиции, которая может быть использована при поверхностной обработке подложки для струйной печати с использованием краски на пигментной основе, причем эта композиция содержит материал-носитель, проклеивающее вещество и соль, выбранную из группы, включающей хлорид кальция, хлорид магния, бромид кальция, бромид магния, нитрат кальция, нитрат магния, ацетат кальция и ацетат магния.

Еще один объект настоящего изобретения относится к способу изготовления подложки для струйной печати, способной сохранять знаки, формируемые струйной печатью с использованием краски на пигментной основе, который включает: (а) поверхностную обработку подложки композицией, содержащей соль двухвалентного металла, причем эта соль растворима в водной среде проклеивающего вещества при рН от примерно 7 до примерно 9, а водная среда проклеивающего вещества включает также проклеивающее вещество; (б) сушку обработанной подложки.

Еще один объект настоящего изобретения относится к способу повышения качества печати знаков, формируемых струйной печатью с использованием краски на пигментной основе, на подложке с обработанной поверхностью, который включает поверхностную обработку подложки с использованием композиции с солью двухвалентного металла или с применением способа по настоящему изобретению, сушку обработанной подложки и печать с использованием краски на пигментной основе на высушенной обработанной подложке по методу струйной печати с формированием знаков.

Кроме того, объектом изобретения является печать на подложке, изготовленной с использованием композиции с солью двухвалентного металла или с применением способа по настоящему изобретению, причем такая запечатанная подложка способна нести знаки, сформированные краской на пигментной основе на этой высушенной обработанной подложке таким образом, что знаки обладают по меньшей мере одной улучшенной характеристикой струйной печати в сравнении с запечатанной подложкой, обработанной с использованием такой же композиции или с применением способа, аналогичного способу по настоящему изобретению, но без помощи соли.

Подробное описание изобретения Было установлено, что качество струйной печати на бумаге с проклеенной поверхностью или другой подложке с обработанной поверхностью можно повысить, если поверхность подложки обработать водной средой проклеивающего вещества, содержащей соль двухвалентного металла, которая в ней растворима, при рН от примерно 7 до примерно 9. Соль двухвалентного металла предварительно смешивают с водной средой проклеивающего вещества, которая содержит проклеивающее вещество и, что предпочтительно, материал-носитель, с получением композиции, предлагаемой в соответствии с настоящим изобретением.

Соли двухвалентных металлов, используемые по изобретению, в процессе струйной печати на бумаге, обработанной таким образом, неожиданно позволяют улучшить в этом процессе по меньшей мере одной, а предпочтительно нескольких характеристик качества струйной печати, в частности повысить оптическую плотность, понизить проступание краски с обратной стороны бумаги и повысить качество печати с уменьшенными неровностью контура и приращением черной линии. Эти преимущества проявляются при применении красок на пигментной основе, используемых для струйной печати. Преимущества настоящего изобретения можно продемонстрировать на образцах печати с помощью струйного печатающего устройства DeskJet 660C фирмы Hewlett-Packard (далее принтер "НР660С"), в котором используют черную краску на пигментной основе. Тех же самых преимуществ не демонстрируют ни принтер DeskJet 560C фирмы Hewlett-Packard, ни принтер Epson 720 Stylus, когда в обоих устройствах используют черную краску не на пигментной основе, а на основе красителя. Таких улучшений не наблюдали в случае цветных красок на основе красителей, в отличие от случая с черной краской на пигментной основе, которую использовали в принтере НР660С. Используемым в настоящем описании понятием "краска на пигментной основе" обозначают краску, содержащийся в которой черный или цветной компонент нерастворим в рецептуре печатной краски, а понятием "краска на основе красителя" обозначают краску, содержащийся в которой черный или цветной компонент в рецептуре печатной краски растворим.

Краска, в отношении которой применение настоящего изобретения особенно эффективно, представляет собой краску, которая включает пигмент с анионным зарядом и которая не содержит красителя на основе азота или вспомогательного средства для растворения такого красителя, т.е. соединения азота, которое во время или в результате печати на подложке выделяет аммиак или ион аммония, из-за чего подложка должна содержать материал для поглощения аммиака или иона аммония.

Встречающиеся в литературе сообщения подтверждают, что промышленность красок для струйной печати все больше ориентируется на применение красок на пигментной основе [см. American Ink Maker, 75(6): 60 (июнь 1997 г.)]. Постоянно возрастающий в этой отрасли промышленности интерес к краскам для струйной печати на пигментной основе охватывает и цветные краски, хотя цветные краски на пигментной основе в настольном устройстве струйной печати коммерческого применения еще не нашли. В полиграфической промышленности общепризнанным фактом является то, что краски на пигментной основе обладают улучшенными рабочими характеристиками и придают улучшенные эксплуатационные свойства печатным материалам, подвергающимся воздействию внешней среды, таким как печатные реклама и объявления на досках для афиш и объявлений и других вывесках, на автобусных остановках, наружных стендах и прочих местах вне помещений. Настоящее изобретение является исключительно эффективным, поскольку его осуществление позволяет значительно улучшить характеристики струйной печати на бумаге без покрытия и, таким образом, устранить необходимость использования дорогих специальных бумажных изделий для качественной струйной печати.

В настоящее время для улучшения характеристик струйной печати на бумаге необходимо, чтобы бумага была покрыта слоем водорастворимого полимера, а также диоксидом кремния и другими нерастворимыми наполнителями. Типичная цена каждого листа такой бумаги составляет около 0,10 доллара. Для сравнения, бумагу без покрытия, такую как копировальная бумага, обычно продают по цене менее 0,01 доллара за лист. Такую бумагу без покрытия обычно проклеивают в массе или обрабатывают в клеильном прессе бумагоделательной машины с использованием типичного проклеивающего вещества совместно с обычными добавками, включая эмульгаторы, удерживающие добавки, оптические отбеливатели и другие добавки.

В настоящем изобретении предлагаются композиция, содержащая помимо воды растворимую соль двухвалентного металла, предлагаемую по изобретению, проклеивающее вещество и, что предпочтительно, материал-носитель, причем эти компоненты не вызывают осаждения или коагуляции, и способ поверхностной обработки бумаги или другой подложки водной средой проклеивающего вещества, содержащей водорастворимую соль двухвалентного металла. Объем изобретения включает также пригодную для струйной печати и запечатанную бумагу и другие подложки, равно как и усовершенствованный способ струйной печати. Кроме того, изобретение применимо для улучшения струйной печати на прозрачных пленках и нецеллюлозных листовых подложках.

Соль металла, применяемая по изобретению, представляет собой соль двухвалентного металла, растворимую в том количестве, в котором ее используют в водной среде проклеивающего вещества при рН от примерно 7 до примерно 9. Эта водная среда проклеивающего вещества может находиться в форме водного раствора, эмульсии, дисперсии, латекса или коллоидной композиции, причем используемый в настоящем описании термин "эмульсия" служит, как это общепринято в данной области техники, для обозначения дисперсии либо типа "жидкость в жидкости", либо типа "твердое вещество в жидкости", что в равной степени можно сказать и в отношении латекса или коллоидной композиции. Предпочтительная соль металла по настоящему изобретению представляет собой соль минеральной или органической кислоты с двухвалентным металлическим ионом в качестве катиона. Эта соль должна быть водорастворимой при рН от примерно 7 до примерно 9, т. е. в диапазоне значений рН водной среды проклеивающего вещества, которую обычно используют в клеильном прессе. В предпочтительном варианте относительную массу двухвалентного металлического иона в качестве катиона в этой соли металла максимизируют относительно аниона в выбранной соли, что позволяет добиться повышенной эффективности в пересчете на общую массу используемой соли. Таким образом, по этой причине хлорид кальция предпочтительнее, например, бромида кальция.

Водорастворимые соли металлов могут включать галогенид кальция, магния, бария и т.п., причем особенно предпочтительны хлорид кальция и хлорид магния. Соли двухвалентных металлов, которые эффективны при выполнении настоящего изобретения, представляют собой без ограничений хлорид кальция, хлорид магния, бромид магния, бромид кальция, хлорид бария, нитрат кальция, нитрат магния, нитрат бария, ацетат кальция, ацетат магния и ацетат бария. Хлорид кальция и хлорид магния предпочтительны, поскольку они обеспечивают возможность наибольшего улучшения характеристик струйной печати и практически эффективны, принимая во внимание цены на них.

При осуществлении настоящего изобретения соли одновалентных металлов, такие как хлорид натрия и хлорид калия, не так эффективны в отношении улучшения качества печати с использованием красок на пигментной основе для струйной печати, как соли двухвалентных металлов. Причина этого не совсем ясна, но полагают, что это может быть обусловлено неэффективной плотностью заряда.

Соль двухвалентного металла можно смешивать с обычными проклеивающими веществами для изготовления бумаги, к которым относятся нереакционноспособные проклеивающие вещества и реакционноспособные проклеивающие вещества, равно как и сочетания или смеси проклеивающих веществ.

В данной области техники известно много нереакционноспособных проклеивающих веществ. В качестве примеров можно назвать (но не ограничиваясь только ими) нереакционноспособную полимерную эмульсию для поверхностной проклейки BASOPLAT 335D фирмы BASF Corporation (Маунт-Олайв, шт. Нью-Джерси), эмульсию сополимера винилацетата и бутилакрилата FLEXBOND 325 фирмы Air Products and Chemicals, Inc. (Трекслертаун, шт. Пенсильвания) и нереакционноспособные проклеивающие вещества PENTAPRINT (описанные, например, в заявке WO 97/45590, которая опубликована 4 декабря 1997 г. и которая соответствует заявке на патент US 08/861925, поданной 22 мая 1997 г. фирмой Hercules Incorporated, Уилмингтон, шт. Делавэр, от имени нескольких авторов).

Для процесса изготовления бумаги, проводимого в технологических условиях щелочных значений рН, предпочтительны проклеивающие вещества на основе алкилкетеновых димеров (АКД) либо алкенилкетеновых димеров или мультимеров и проклеивающие вещества на основе алкенилянтарного ангидрида (АЯА). Можно также использовать сочетания этих и других клеев для проклейки бумаги.

Кетеновые димеры в качестве клеев для проклейки бумаги хорошо известны. АКД, содержащие одно -лактоновое кольцо, как правило, получают димеризацией алкилкетенов, полученных из двух хлорангидридов жирных кислот. Промышленные алкилкетеновые димерные проклеивающие вещества часто получают из пальмитиновой и/или стеариновой жирных кислот, например проклеивающие вещества Hercon и Aquapel (оба фирмы Hercules Incorporated).

Также коммерчески доступны алкенилкетеновые димерные проклеивающие вещества, например проклеивающие вещества Precis (фирмы Hercules Incorporated).

Неограничивающим примером публикации, в которой описаны проклеивающие АКД-вещества с парафиновыми смесями и водорастворимыми катионоактивными смолами, является патент US 4017431.

В качестве клеев для проклейки бумаги можно также использовать кетеновые мультимеры, содержащие более одного -лактонового кольца.

Проклеивающие вещества, получаемые из смеси моно- и дикарбоновых кислот, описаны в качестве клеев для проклейки бумаги в выложенных заявках JP 168991/89 и 168992/89.

В ЕР 0629741 А1 в качестве клеев для проклейки бумаги, применяемой в высокоскоростных бумагоперерабатывающих и копировально-множительных машинах, описаны алкилкетеновые димерные и мультимерные смеси. Алкилкетеновые мультимеры получают реакцией молярного избытка монокарбоновой кислоты, как правило, жирной кислоты, с дикарбоновой кислотой. При 25^oС эти мультимерные соединения находятся в твердом состоянии.

В ЕР 0666368 А2 и в US 5685815 на имя Bottorff и др. описана бумага для высокоскоростных или копировально-множительных процессов, которая проклеена в массе алкил- или алкенилкетеновым димерным и/или мультимерным проклеивающим веществом. Предпочтительные 2-оксетаноновые мультимеры получают при соотношениях жирной кислоты и дикарбоновой кислоты в интервале от 1:1 до 3,5: 1.

Коммерчески доступные проклеивающие вещества на основе АЯА представляют собой дисперсии или эмульсии материалов, которые могут быть получены реакцией малеинового ангидрида с С₁₄-С₁₈ олефином.

Ангидриды гидрофобных кислот, которые могут быть использованы в качестве клеев для проклейки бумаги, включают: (I) ангидриды кислот канифоли (см., например, патент US 3582464); (II) ангидриды, отвечающие структурной формуле (I) в которой R₆ в каждом случае обозначает одинаковые или различные углеводородные радикалы, и (III) ангидриды циклических дикарбоновых кислот, предпочтительно отвечающие структурной формуле (II) в которой R₇ обозначает диметиленовый или триметиленовый радикал, a R₈ обозначает углеводородный радикал.

Конкретными примерами ангидридов формулы (I) являются миристоиловый ангидрид, пальмитоиловый ангидрид, олеиловый ангидрид и стеароиловый ангидрид.

Предпочтительные ангидриды замещенных циклических дикарбоновых кислот, отвечающие вышеприведенной формуле (II), представляют собой замещенные ангидриды янтарной и глутаровой кислот. Конкретными примерами ангидридов формулы (II) являются ангидриды изо- и н-октадеценилянтарных кислот, ангидриды изо- и н-гексадеценилянтарных кислот, ангидриды изо- и н-тетрадеценилянтарных кислот, ангидрид додецилянтарной кислоты, ангидрид деценилянтарной кислоты, ангидрид эктенилянтарной кислоты и ангидрид гептилглутаровой кислоты.

Нереакционноспособные проклеивающие вещества, которые могут быть использованы по настоящему изобретению, включают полимерные эмульсии, охватывающие эмульсии катионоактивных полимеров, эмульсии амфотерных полимеров и их смеси. Предпочтительными полимерными эмульсиями являются те, в которых полимер полимерной эмульсии получают с использованием по меньшей мере одного мономера, выбранного из группы, включающей стирол, -метилстирол, акрилат, содержащий сложноэфирный заместитель с 1-13 атомами углерода, метакрилат, содержащий сложноэфирный заместитель с 1-13 атомами углерода, акрилонитрил, метакрилонитрил, винилацетат, этилен и бутадиен и необязательно включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновый ангидрид, эфиры малеинового ангидрида и их смеси, а кислотное число составляет менее примерно 80. Из них более предпочтительны те, в которых полимер получают с использованием по меньшей мере одного мономера, выбранного из группы, включающей стирол, акрилат, содержащий сложноэфирный заместитель с 1-13 атомами углерода, метакрилат, содержащий сложноэфирный заместитель с 1-13 атомами углерода, акрилонитрил и метакрилонитрил. В предпочтительном варианте полимерную эмульсию стабилизируют стабилизатором, преимущественно включающим деструктированный крахмал, такой как описанный, например, в US 4835212, US 4855343 и US 5358998. Также в предпочтительном варианте температура стеклования полимера в эмульсии составляет от примерно -15 до примерно 50^oС.

Для традиционных условий кислых значений рН в процессе изготовления бумаги нереакционноспособные проклеивающие вещества, как правило, используют в форме диспергированных канифольных проклеивающих веществ. Диспергированные канифольные проклеивающие вещества хорошо известны специалистам в бумажной промышленности. Неограничивающие примеры канифольных проклеивающих веществ описаны во многих патентах, среди которых можно назвать US 3966654 и US 4263182, выданные на имя фирмы Aldrich.

Канифолью, пригодной для получения диспергированных канифольных проклеивающих веществ, используемых по настоящему изобретению, может служить любая модифицированная или немодифицированная, диспергируемая или эмульгируемая канифоль, пригодная для проклейки бумаги, включая неусиленную канифоль, усиленную канифоль и канифоль с наполнителем, а также эфиры кислотных компонентов канифоли, их смеси и сочетания. Применяемое в настоящем описании понятие "канифоль" служит для обозначения диспергированной канифоли в любой из этих форм, которая может быть использована в проклеивающем веществе.

Канифоль в диспергированной форме может представлять собой канифоль любых коммерчески доступных типов, таких как экстракционная канифоль, живичная канифоль, талловая канифоль и смеси любых двух или большего числа этих продуктов в их сыром или очищенном состоянии. Предпочтительны талловая канифоль и живичная канифоль. Можно также применять частично гидрогенизованные канифоли и полимеризованные канифоли, а также канифоли, которые обработаны с целью подавить кристаллизацию, такие как подвергнутые тепловой обработке или обработке взаимодействием с формальдегидом.

Усиленная канифоль, которую можно применять по настоящему изобретению, представляет собой продукт реакции присоединения компонентов канифоли и кислотного соединения, содержащего группу дериватизированный реакцией компонентов канифоли с этим кислотным соединением при повышенных температурах, от примерно 150 до примерно 210^oС.

Количество используемого кислотного соединения должно быть таким, при котором обычно обеспечивается получение усиленной канифоли, содержащей от примерно 1 до примерно 16 мас.% присоединенного кислотного соединения в пересчете на массу усиленной канифоли. Методы получения усиленной канифоли хорошо известны специалистам в данной области техники (см., например, способы, предлагаемые и описанные в US 2628918 и US 2684300).

Примеры кислотных соединений, которые содержат группы и которые могут быть использованы для получения усиленной канифоли, включают альфа-бета-ненасыщенные органические кислоты и их доступные ангидриды, к конкретным примерам которых относятся фумаровая кислота, малеиновая кислота, акриловая кислота, малеиновый ангидрид, итаконовая кислота, итаконовый ангидрид, цитраконовая кислота и цитраконовый ангидрид. При необходимости для получения усиленной канифоли могут быть использованы смеси кислот. Так, например, для получения диспергированных канифольных проклеивающих веществ по настоящему изобретению может быть использована смесь продукта реакции присоединения акриловой кислоты к компонентам канифоли и продукт присоединения фумаровой кислоты. Более того, можно использовать усиленную канифоль, которую практически полностью гидрогенизовали после образования продукта присоединения.

В диспергированных канифольных проклеивающих веществах по изобретению могут быть также использованы различные эфиры кислотных компонентов канифоли такого типа, который хорошо известен специалистам в данной области техники. Приемлемым примером эфиров кислотных компонентов канифоли может служить канифоль, этерифицированная по методу, описанному в US 4540635 (на имя Ronge и др.) и US 5201944 (на имя Nakata и др.).

При необходимости неусиленные и усиленные канифоли и эфиры кислотных компонентов канифоли можно наполнять с использованием известных наполнителей для них, таких как воски (в частности парафиновый воск и микрокристаллический воск), углеводородные смолы, включая те, которые получают из углеводородов и терпенов нефти, и т.п. С этой целью осуществляют смешение в расплаве или смешение в растворе канифоли или усиленной канифоли и от примерно 10 до примерно 100 мас.% наполнителя в пересчете на массу канифоли или усиленной канифоли.

Можно также использовать смеси усиленной канифоли и неусиленной канифоли и смеси усиленной канифоли, неусиленной канифоли, эфиров кислотных компонентов канифоли и наполнителя для канифоли. Смеси усиленной и неусиленной канифолей могут включать, в частности, от примерно 25 до 95% усиленной канифоли и от примерно 75 до 5% неусиленной канифоли. Смеси усиленной канифоли, неусиленной канифоли и наполнителя для канифоли могут включать, в частности, от примерно 5 до 45% усиленной канифоли, 0-50% канифоли и от примерно 5 до 90% наполнителя для канифоли.

Другой класс используемых в качестве клеев для проклейки бумаги соединений, которые хорошо известны в данной области техники и которые можно применять по настоящему изобретению, составляют гидрофобные органические изоцианаты, например алкилированные изоцианаты.

Другие обычные клеи для проклейки бумаги, которые можно применять по настоящему изобретению, включают алкилкарбамоилхлориды, алкилированные меламины, такие как стеарилированные меламины, и стиролакрилаты.

При выполнении настоящего изобретения могут быть использованы смеси реакционноспособных и нереакционноспособных проклеивающих веществ.

Проклеивающая композиция, включающая соль двухвалентного металла по изобретению, может дополнительно повышать оптичес