Композиции, способы приготовления и применения дисперсий

Композиции, способы приготовления и применения дисперсий

Реферат

 

Изобретение относится к композициям и способам приготовления дисперсий, которые могут применяться в частности для струйной печати на бумаге. Композиция для проклейки бумаги включает агент и по меньшей мере один гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер, обладающий средневязкостной молекулярной массой примерно 20000 или меньше. Гидрофобная модификация полимера включает введение по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 8 углеродными атомами. Полимер представляет собой простой эфир целлюлозы, например метилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу. Способ обработки бумаги включает добавление в бумагу вышеуказанной композиции по месту или вблизи клеильного пресса. Бумага включает вышеуказанную композицию. Изобретение позволяет повысить эффективность сохранения однородности предварительно смешанных добавок для бумаги. Композиции предотвращают чрезмерное впитывание, капиллярное впитывание или растекание воды или краски. 3 с. и 83 з.п. ф-лы, 12 табл.

Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится к композициям и способам приготовления дисперсий.

Разработка новых способов печати, таких как струйная печать, привела к возникновению спроса на бумагу, обладающую особыми свойствами и одновременно приемлемую для применения со многими целями, такими как репрографическое копирование, лазерная печать, струйная печать и т.п. Для каждого типа применения создана специальная бумага, но, как показывает практика, существует потребность в бумаге многоцелевого назначения, приемлемой для применения со всеми такими целями. Так, в частности, для струйной печати необходимо, чтобы как краска, так и бумага обладали такими эксплуатационными свойствами, при которых обеспечиваются получение приемлемого отпечатка при печатании на предварительно увлажненной бумаге, и приемлемая скорость высыхания краски. Для придания бумаге некоторых свойств, необходимых для таких целей применения, как струйная печать, обычно используют добавки и другие средства, включая проклеивающие вещества.

Бумагу изготовляют с поверхностной обработкой проклеивающими веществами главным образом с целью предотвратить чрезмерное впитывание, капиллярное впитывание или растекание воды или краски. В бумажной промышленности хорошо известно множество нереакционноспособных и реакционноспособных проклеивающих веществ различных типов.

Проклеивающие вещества часто поставляют в форме водных дисперсий. Такие дисперсии могут включать одно или несколько проклеивающих веществ, одну или несколько солей и одно или несколько вспомогательных средств.

Во время применения или в процессе кратковременного хранения дисперсии, включающие проклеивающие вещества и соли, могут расслаиваться, в результате чего образуются верхний слой, содержащий проклеивающее вещество в концентрации, которая превышает среднюю, и нижний слой, содержащий соли в концентрации, которая превышает среднюю. Это является серьезным недостатком, поскольку для сохранения практически однородного состояния дисперсии может потребоваться частое или постоянное перемешивание.

Решению проблемы расслоения жидких канифольных клеев посвящен патент US 2873203, содержание которого в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки. Предлагаемый способ ингибирования расслаивания включает добавление в канифольный клей небольшого количества хлорида натрия, в частности до примерно 5% в пересчете на общую массу сухого вещества в клее. Однако данные показывают, что хотя расслаивание можно устранить на 2 дня добавлением до 5% хлорида натрия, добавление большего количества хлорида натрия может привести скорее к высаливанию хлорида натрия, чем к увеличению периода, в течение которого предотвращается расслаивание.

По настоящему изобретению предлагаются композиции и способы приготовления дисперсий, которые способны сохраняться практически однородными во время применения и/или хранения. Эти композиции и способы могут быть применимыми в отношении таких материалов, как проклеивающие вещества для бумаги.

Краткое изложение сущности изобретения Одним объектом настоящего изобретения является композиция, включающая агент для проклейки бумаги и по меньшей мере один гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер, обладающий средневязкостной молекулярной массой примерно 200000 или меньше. В предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера составляет примерно 100000 или меньше, более предпочтительно примерно 50000 или меньше. Также в предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера составляет по меньшей мере примерно 20000, более предпочтительно по меньшей мере примерно 30000. В некоторых высоко предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера равна от примерно 30000 до примерно 50000.

В одном варианте выполнения изобретения гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер представляет собой гидрофобно модифицированный простой эфир целлюлозы. В предпочтительных вариантах простой эфир целлюлозы является практически неионогенным. Предпочтительные простые эфиры целлюлозы включают метилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу и этилгидроксиэтилцеллюлозу.

Гидрофобной модификации водорастворимого полимера в композициях по настоящему изобретению можно добиться, например, с помощью боковых цепей. В предпочтительном варианте гидрофобная модификация водорастворимого полимера включает введение по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 8 углеродными атомами, еще более предпочтительно по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 10 углеродными атомами, а еще более предпочтительно по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 12 углеродными атомами. В некоторых высоко предпочтительных вариантах гидрофобная модификация водорастворимого полимера обеспечивается посредством по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 14 углеродными атомами, 15 углеродными атомами или 16 углеродными атомами. Обычно в предпочтительном варианте гидрофобная модификация полимера включает введение алкильных боковых цепей с не больше чем примерно 24 углеродными атомами, более предпочтительно с не больше чем примерно 22 углеродными атомами, еще более предпочтительно с не больше чем примерно 20 углеродными атомами, а еще предпочтительнее с не больше чем примерно 18 углеродными атомами.

В некоторых вариантах композиций по настоящему изобретению гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер представляет собой простой эфир целлюлозы, степень замещения которого составляет по меньшей мере примерно 2,0. В предпочтительных вариантах степень замещения простого эфира целлюлозы равна по меньшей мере примерно 3,0. В некоторых высоко предпочтительных вариантах степень замещения простого эфира целлюлозы равна от примерно 3,5 до примерно 3,6.

Проклеивающие вещества в соответствии с изобретением включают реакционноспособные проклеивающие вещества и нереакционноспособные проклеивающие вещества. К предпочтительным реакционноспособным проклеивающим веществам относятся алкилкетеновые димеры, алкенилянтарные ангидриды, алкенилкетеновые димеры и алкил- и алкенилкетеновые мультимеры. В предпочтительных вариантах при комнатной температуре реакционноспособные проклеивающие вещества находятся в жидком состоянии и в высоко предпочтительных вариантах реакционноспособные проклеивающие вещества представляют собой алкенилкетеновые димеры. К предпочтительным нереакционноспособным проклеивающим веществам относятся, например, полимерные эмульсионные проклеивающие вещества и канифольные проклеивающие вещества.

Другим объектом настоящего изобретения является практически однородная дисперсия, включающая агент для проклейки бумаги и по меньшей мере один гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер, обладающий средневязкостной молекулярной массой примерно 200000 или меньше. Это проклеивающее вещество может представлять собой, например, реакционноспособное проклеивающее вещество или нереакционноспособное проклеивающее вещество, или их сочетание. К предпочтительным в соответствии с изобретением реакционноспособным проклеивающим веществам относятся алкилкетеновые димеры, алкенилянтарные ангидриды, алкенилкетеновые димеры и алкил- и алкенилкетеновые мультимеры. В предпочтительных вариантах при комнатной температуре реакционноспособные проклеивающие вещества находятся в жидком состоянии и в высоко предпочтительных вариантах реакционноспособные проклеивающие вещества представляют собой алкенилкетеновые димеры. К предпочтительным нереакционноспособным проклеивающим веществам относятся, например, полимерные эмульсионные проклеивающие вещества и канифольные проклеивающие вещества.

Далее объектом настоящего изобретения является дисперсия, включающая агент для проклейки бумаги, гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер и соль. Примеры солей включают галогениды кальция, магния и бария. В предпочтительных вариантах соли выбирают из группы, включающей соли хлорида кальция, хлорида магния, бромида магния, бромида кальция, нитрата кальция, нитрата магния, ацетата кальция и ацетата магния.

Другим объектом настоящего изобретения является способ обработки бумаги, который включает добавление в бумагу по месту или вблизи клеильного пресса композиции, включающей агент для проклейки бумаги и гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер. В предпочтительных вариантах композиция включает также соль. Предпочтительные соли включают хлорид кальция, хлорид магния, бромид магния, бромид кальция, нитрат кальция, нитрат магния, ацетат кальция и ацетат магния. Для обработки бумаги в соответствии с изобретением предпочтителен гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер, средневязкостная молекулярная масса которого составляет примерно 100000 или меньше, более предпочтительно примерно 50000 или меньше. В также предпочтительном варианте средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера составляет по меньшей мере примерно 20000, более предпочтительно по меньшей мере примерно 30000. В некоторых высоко предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера равна от примерно 30000 до примерно 50000.

В предпочтительных вариантах используемый для обработки бумаги в соответствии с изобретением водорастворимый полимер представляет собой простой эфир целлюлозы. В предпочтительном варианте простой эфир целлюлозы обладает степенью замещения по меньшей мере примерно 2,0, более предпочтительно по меньшей мере примерно 3,0. В некоторых высоко предпочтительных вариантах степень замещения простого эфира целлюлозы равна от примерно 3,5 до примерно 3,6. Также в предпочтительном варианте гидрофобно модифицированный простой эфир целлюлозы является практически неионогенным. Предпочтительные практически неионогенные гидрофобно модифицированные водорастворимые полимеры включают метилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу и этилгидроксиэтилцеллюлозу.

В предпочтительных вариантах для обработки бумаги в соответствии с изобретением гидрофобную модификацию водорастворимого полимера сообщают введением в этот полимер по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 8 углеродными атомами. Предпочтительный водорастворимый полимер включает по меньшей мере одну алкильную боковую цепь с по крайней мере примерно 10 углеродными атомами, еще более предпочтительно с по крайней мере примерно 12 углеродными атомами, а еще предпочтительнее с по крайней мере примерно 14 углеродными атомами. В некоторых высоко предпочтительных вариантах гидрофобная модификация водорастворимого полимера обеспечивается посредством алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 15 или 16 углеродными атомами. Однако в предпочтительном варианте эта алкильная боковая цепь содержит не больше примерно 24 углеродных атомов, более предпочтительно не больше примерно 22 углеродных атома, еще более предпочтительно не больше примерно 20 углеродных атомов, а еще предпочтительнее не больше примерно 18 углеродных атомов.

Еще одним объектом настоящего изобретения является бумага, включающая гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер и агент для проклейки бумаги. Предпочтителен гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер, средневязкостная молекулярная масса которого составляет примерно 100000 или меньше, более предпочтительно примерно 50000 или меньше. В также предпочтительном варианте средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера составляет по меньшей мере примерно 20000, более предпочтительно по меньшей мере примерно 30000. В некоторых высоко предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированного водорастворимого полимера составляет от примерно 30000 до примерно 50000.

В предпочтительном варианте гидрофобно модифицированный водорастворимый полимер в бумаге в соответствии с изобретением представляет собой гидрофобно модифицированный простой эфир целлюлозы, а в еще более предпочтительном варианте этот простой эфир целлюлозы является практически неионогенным. Предпочтительные простые эфиры целлюлозы включают метилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу и этилгидроксиэтилцеллюлозу.

В предпочтительных вариантах в бумаге гидрофобную модификацию водорастворимого полимера сообщают введением в этот полимер по меньшей мере одной алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 8 углеродными атомами. Предпочтительный водорастворимый полимер включает по меньшей мере одну алкильную боковую цепь с по крайней мере примерно 10 углеродными атомами, еще более предпочтительно с по крайней мере примерно 12 углеродными атомами, а еще предпочтительнее с по крайней мере примерно 14 углеродными атомами. В некоторых высоко предпочтительных вариантах гидрофобная модификация водорастворимого полимера обеспечивается посредством алкильной боковой цепи с по крайней мере примерно 15 или 16 углеродными атомами. Однако в предпочтительном варианте эта алкильная боковая цепь содержит не больше примерно 24 углеродных атомов, более предпочтительно не больше примерно 22 углеродных атома, еще более предпочтительно не больше примерно 20 углеродных атомов, а еще предпочтительнее не больше примерно 18 углеродных атомов.

Эти и другие объекты изобретения для специалиста в данной области техники очевидны, принимая во внимание следующее описание и прилагаемую формулу изобретения.

Подробное описание изобретения Было установлено, что однородность и стабильность дисперсий при хранении можно повысить введением в дисперсии одного или нескольких полимерных материалов, обладающих особыми характеристиками.

Улучшение дисперсий в соответствии с настоящим изобретением включает сохранение практической однородности дисперсии. Используемое в настоящем описании понятие "практически однородный" означает, что композиция характеризуется минимальным или отсутствием определяемого варьирования в распределении компонентов по всему объему композиции. Так, например, практически однородной дисперсии свойственно минимальное варьирование концентрации ее компонентов по всему объему дисперсии. В предпочтительном варианте дисперсия практически однородного состава характеризуется варьированием концентрации каждого компонента во всей дисперсии меньше примерно 5% и отсутствием варьирования, которое можно обнаружить визуальным изучением. Так, например, в некоторых предпочтительных вариантах концентрация конкретного компонента в практически однородной дисперсии в различных точках во всем объеме композиции может варьироваться от примерно 10,0 до примерно 10,5%, и такое варьирование визуальным изучением обычно не обнаруживается.

Применение композиций и способов по настоящему изобретению позволяет также повышать стабильность дисперсий при хранении. Принимая во внимание цели настоящего описания, повышение стабильности дисперсии при хранении включает увеличение срока хранения и/или использования, в течение которого дисперсия остается практически однородной. Повышение стабильности дисперсии включает также увеличение срока хранения и/или использования, в течение которого, по данным визуального изучения, никакого расслоения не происходит.

Применение композиций и способов по настоящему изобретению особенно эффективно для повышения и сохранения однородности предварительно смешанных добавок для бумаги, которые как правило в течение некоторого времени хранят перед внесением в бумагу. Таким образом, композиции и способы по настоящему изобретению особенно применимы для дисперсий проклеивающих веществ. Композиции по настоящему изобретению могут также содержать пигменты, пеногасители, оптические отбеливатели и другие добавки, которые могут быть использованы для обработки бумаги.

Использованное в настоящем описании понятие "повышенная стабильность при хранении" означает, что расслоение замедляется, ослабляется или устраняется. Таким образом, повышенную стабильность при хранении можно определять измерением периода времени, прошедшего до начала расслаивания дисперсии в процессе хранения. В соответствии с применением композиций и способов по настоящему изобретению предполагается, что практически никакого расслаивания дисперсии визуальным изучением не обнаруживают после хранения в течение по меньшей мере примерно 7 дней, предпочтительно по меньшей мере примерно 14 дней, более предпочтительно по меньшей мере примерно 21 дня, а еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 28 дней. Отсутствие визуально определяемого расслоения дисперсий в течение указываемых периодов времени как правило применимо к комнатным температурам, таким, как температура по меньшей мере примерно 25^oС, предпочтительно по меньшей мере примерно 28^oС, более предпочтительно по меньшей мере примерно 30^oС, а еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 32^oС.

Период времени, в течение которого начала расслоения не наблюдают, с повышением концентрации гидрофобно модифицированного полимера обычно увеличивается. Верхний предел концентрации гидрофобно модифицированного полимера частично определяется влиянием полимера на некоторые свойства дисперсии и важностью каждого свойства для предусмотренной цели применения. Конкретные свойства, на которые влияет полимер, включают вязкость и гидрофобность. Вязкость может оказывать заметное влияние на удобство дисперсии в обращении. Как общее правило, практического верхнего предела количества полимера обычно достигают, когда доля гидрофобно модифицированного полимера в качестве сухого вещества в дисперсии составляет примерно 10 мас.%. Так, например, количество полимера может составлять от примерно 1 до примерно 10% в пересчете на общую массу сухого вещества, более типично от примерно 1 до примерно 5%. Предпочтительное количество гидрофобно модифицированного полимера в процентах от общей массы дисперсии составляет по меньшей мере примерно 0,2%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 0,4%, а еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 0,5%. Предпочтительное количество гидрофобно модифицированного полимера составляет примерно 3% или меньше, более предпочтительно примерно 2% или меньше, а еще более предпочтительно примерно 1,5% или меньше. Практический верхний предел количества гидрофобно модифицированного полимера частично определяется приемлемым верхним пределом вязкости дисперсии для предусмотренной цели ее применения. Другие факторы, которые способны влиять на практический верхний предел содержания полимера, включают влияние повышенного содержания полимера на свойства, необходимые для практического целевого применения, такие как печатные свойства бумаги.

Некоторые полимеры, обладающие указанными в настоящем описании свойствами, благодаря которым они могут быть использованы в композициях и способах по настоящему изобретению, специалистам в данной области техники известны как "ассоциативные загустители". Обычно ассоциативные загустители включают гидрофильную главную цепь и гидрофобные остатки, которые обычно содержатся в качестве боковых групп. Гидрофобные остатки могут находиться в определенном месте или могут быть диспергированы вдоль главной цепи. Примерами гидрофобных остатков служат длинноцепочечные алкильные группы, такие как додецил, гексадецил и октадецил, и алкиларильные группы, такие как октилфенил и нонилфенил. Примеры ассоциативных загустителей представлены в патенте US 5425806, содержание которого в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки. Хотя ассоциативные загустители обладают физическими свойствами, благодаря которым они могут быть использованы в композициях и способах по настоящему изобретению, для специалиста в данной области техники, принимая во внимание настоящее описание, очевидно отсутствие необходимости в том, чтобы полимеры, которые обеспечивают повышенные однородность и/или стабильность дисперсий в соответствии с настоящим изобретением, влияли на вязкостные свойства дисперсий.

Полимеры, которые можно применять в композициях и способах по настоящему изобретению, представляют собой гидрофобно модифицированные водорастворимые или диспергируемые в воде полимеры. Полимеры, которые могут быть использованы в композициях и способах по настоящему изобретению, включают, например, гидрофобно модифицированные полиакрилаты, гидрофобно модифицированные полиуретаны, гидрофобно модифицированные простые полиэфиры, гидрофобно модифицированные щелочерастворимые эмульсии, гидрофобно модифицированные целлюлозные полимеры, включая неионогенные простые эфиры целлюлозы, простые полиэфирполиолы и гидрофобно модифицированные полиакриламиды.

Гидрофобную модификацию водорастворимых полимеров можно осуществить введением в полимеры гидрофобных остатков. Предпочтительными гидрофобными остатками являются алкильные группы, которые содержатся на главной полимерной цепи как алкильные боковые цепи. Предпочтительными алкильными боковыми цепями являются алкильные группы, включающие углеводородную цепь с по меньшей мере примерно 8 углеродными атомами, которые в настоящем описании обозначены как алкильные С₈группы. Более предпочтительны алкильные группы, содержащие в цепях по меньшей мере примерно по 12 углеродных атомов, а еще более предпочтительны алкильные группы, содержащие по меньшей мере примерно по 14 углеродных атомов. Предпочтительны алкильные группы, содержащие примерно по 24 или меньше углеродных атомов, более предпочтительно примерно по 20 или меньше углеродных атомов, а еще более предпочтительно примерно по 18 или меньше углеродных атомов. Особенно предпочтительны алкильные С₁₅- и С₁₆группы.

В предпочтительном варианте гидрофобные остатки содержатся в полимерах в количестве от примерно 1 до 2 мас.%, более предпочтительно от примерно 1,3 до 1,8 мас.%, еще более предпочтительно от примерно 1,4 до 1,7 мас.%, а еще предпочтительнее от примерно 1,5 до 1,6 мас.%, в пересчете на общую массу полимера. Когда гидрофобным остатком является алкильная С₁₆группа, особенно предпочтительно наличие примерно 1,6 мас.% алкильных групп в пересчете на общую массу полимера. В предпочтительном варианте после такой гидрофобной модификации растворимость в воде гидрофобно модифицированных полимеров составляет по меньшей мере примерно 1 мас.%.

Подходящие полимеры включают гидрофобно модифицированные простые эфиры целлюлозы, такие как представленные в патенте US 4228277, содержание которого включено в настоящее описании в качестве ссылки. Предпочтительные гидрофобно модифицированные полимеры представляют собой простые эфиры целлюлозы, которые являются практически неионогенными. В связи с простыми эфирами целлюлозы понятие "неионогенный" указывает на отсутствие чистого ионного заряда у полимерного повторяющегося звена даже несмотря на то, что полимер может содержать одну или несколько ионогенных групп. Неионогенный характер простого эфира целлюлозы отчасти обусловлен природой замещающих групп у ангидроглюкозных колец целлюлозы. Неионогенные заместители, придающие целлюлозному полимеру практически неионогенный характер, включают алкильные группы, например, такие как метил, этил, гидроксиэтил и гидроксипропил. В предпочтительном для применения по настоящему изобретению варианте степень неионогенного замещения простых эфиров целлюлозы составляет по меньшей мере примерно 2,0, более предпочтительно по меньшей мере примерно 3,0, причем верхний предел степени замещения таков, при котором водорастворимость полимера составляет по меньшей мере примерно 1%. Степень замещения указывает на число замещенных участков у ангидроглюкозного кольца. В предпочтительном варианте такие неионогенные заместители содержатся в форме группы, выбранной из метила, гидроксиэтила и гидроксипропила. Предпочтительная степень неионогенного замещения таким заместителем, как гидроксиэтил, составляет от примерно 3,5 до 3,6. Высоко предпочтительны гидрофобно модифицированные гидроксиалкилцеллюлозные полимеры, такие как гидрофобно модифицированная метилцеллюлоза, гидрофобно модифицированная гидроксипропилцеллюлоза, гидрофобно модифицированная гидроксипропилметилцеллюлоза, гидрофобно модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза, гидрофобно модифицированная этилгидроксиэтилцеллюлоза и др., описанные в US 4228277, причем особенно предпочтительна гидрофобно модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза.

Средневязкостная молекулярная масса предпочтительных для использования по настоящему изобретению гидрофобно модифицированных водорастворимых полимеров составляет примерно 200000 или меньше, более предпочтительно примерно 100000 или меньше, а еще более предпочтительно примерно 50000 или меньше. Средневязкостная молекулярная масса предпочтительных гидрофобно модифицированных водорастворимых полимеров составляет по меньшей мере примерно 20000, более предпочтительно по меньшей мере примерно 30000. В некоторых высоко предпочтительных вариантах средневязкостная молекулярная масса гидрофобно модифицированных водорастворимых полимеров равна от примерно 30000 до примерно 50000.

Количество полимера, необходимого для достижения целевого повышения однородности, на что указывает уменьшение или замедление расслоения после начала расслоения, в дисперсиях, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением, частично определяется составом дисперсии. В случае дисперсий, содержащих примерно 30% сухого вещества, из которых примерно 12% сухого вещества приходятся на долю проклеивающего вещества и примерно 18% - на долю соли, количество гидрофобно модифицированного полимера в дисперсии составляет по меньшей мере примерно 0,3 мас.%. Предпочтительное количество полимера равно по меньшей мере примерно 0,5 мас.%, а более предпочтительно по меньшей мере примерно 0,7 мас.%. Также предпочтительное количество полимера составляет примерно 2,0 мас.% или меньше, более предпочтительно примерно 1,5 мас.% или меньше, еще более предпочтительно примерно 1,3 мас.% или меньше. В некоторых высоко предпочтительных вариантах количество полимера составляет от примерно 0,7 до примерно 1,3 мас.%.

Способы по настоящему изобретению можно применять для приготовления дисперсий самых разнообразных материалов в водных средах. Способы по настоящему изобретению особенно эффективны при приготовлении дисперсий агентов, используемых для обработки целлюлозных волокон. К таким агентам относятся те, которые применяют при обработке тканей, ковровых волокон и бумаги. Используемое в настоящем описании понятие "бумага" охватывает листы и полотна из волокнистых материалов, состоящих главным образом из целлюлозных волокон. Такие листы и полотна могут быть относительно тонкими или могут представлять собой более толстые материалы наподобие картона, такие как обычный картон, тонкий картон и т.п. Целлюлозные волокна, из которых изготавливают бумагу, могут быть получены из разнообразных источников, включая хвойную древесину, древесину лиственных пород, солому, папирус, лен, джут и др. Несмотря на возможность присутствия также синтетических волокон, принимая во внимание цели настоящего изобретения, предпочтительная бумага, которую необходимо обработать диспергированными агентами, практически полностью изготовлена из несинтетических целлюлозных волокон.

Способы и композиции по настоящему изобретению можно применять, в частности, в отношении дисперсий, включающих проклеивающие вещества. Предпочтительные дисперсии, включающие проклеивающие вещества, предназначенные для использования в соответствии с настоящим изобретением, содержат по меньшей мере примерно 5% одного или нескольких проклеивающих веществ, более предпочтительно по меньшей мере примерно 8%, а еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 10%. В предпочтительных вариантах максимальное количество проклеивающего вещества составляет примерно 20% или меньше, более предпочтительно примерно 15% или меньше. Все количества, выраженные в настоящем описании в процентах, во всех случаях, если не указано иное, являются массовыми в пересчете соответственно на общую массу раствора, смеси, композиции или бумаги.

Различные типы проклеивающих веществ, которые могут быть использованы для бумаги, частично определяются условиями, в которых бумагу изготавливают. Так, например, композиции, используемые для обработки бумаги, могут содержать нереакционноспособные проклеивающие вещества, включая диспергированные канифольные проклеивающие вещества, реакционноспособные проклеивающие вещества и сочетания или смеси проклеивающих веществ. Для процессов изготовления бумаги, проводимых в технологических условиях щелочных значений рН, предпочтительны проклеивающие вещества на основе алкилкетеновых димеров (АКД), алкенилянтарные ангидридные (АЯА) проклеивающие вещества и проклеивающие вещества на основе алкенилкетеновых димеров или мультимеров. Подходящие реакционноспособные и нереакционноспособные проклеивающие вещества специалистам в данной области техники известны и представлены в заявке на патент US 09/126643, содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Примеры нереакционноспособных проклеивающих веществ включают полимерные эмульсионные проклеивающие вещества, такие, как, например, продукты BASOPLAST 335D, нереакционноспособная полимерная эмульсия для поверхностной проклейки фирмы BASF Corporation (Маунт-Олайв, шт. Нью-Джерси), FLEXBOND 325, эмульсия сополимера винилацетата и бутилакрилата фирмы Air Products and Chemicals, Inc. (Трекслертаун, шт. Пенсильвания) и PENTAPRINT, нереакционноспособные проклеивающие вещества фирмы Hercules Incorporated (Уилмингтон, шт. Делавэр).

Реакционноспособные проклеивающие вещества включают кетеновые димеры и мультимеры, которые при комнатной температуре находятся в жидком состоянии, такие как алкенилкетеновые димеры и мультимеры. Реакционноспособные проклеивающие вещества содержат реакционноспособные функциональные группы, которые способны ковалентно связываться с целлюлозным волокном бумаги, и гидрофобные хвостовые части, которые ориентированы от волокна и сообщают волокну репеллентность в отношении воды. В композициях и способах по настоящему изобретению предпочтительные реакционноспособные проклеивающие вещества при комнатной температуре находятся в жидком состоянии, т.е. композиции по настоящему изобретению в составе дисперсии могут содержать жидкие реакционноспособные проклеивающие вещества.

Кетеновые димеры хорошо известны как используемые в качестве агентов для проклейки бумаги. АКД, которые содержат по одному -лактоновому кольцу, как правило готовят димеризацией алкилкетенов, полученных из хлорангидридов двух жирных кислот. Технически доступные алкилкетеновые димерные проклеивающие вещества, полученные из пальмитиновой и/или стеариновой кислот, включают, например, проклеивающие вещества Hercon и Aquapel (оба фирмы Hercules Incorporated, Уилмингтон, шт. Делавэр, США). АКД проклеивающие вещества и их применение представлены, например, в патенте US 4017431, содержание которого в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки. Применение бумаги, изготовленной в щелочных условиях, представлено в патенте US 5766417, содержание которого в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Технически доступные алкенилкетеновые димерные проклеивающие вещества включают, например, проклеивающие вещества Precis (фирма Hercules Incorporated, Уилмингтон, шт. Делавэр). Аналогичным образом в качестве агентов для проклейки бумаги могут быть использованы кетеновые мультимеры, которые содержат больше чем по одному -лактоновому кольцу. Кетеновые мультимеры, полученные из смеси моно- и дикарбоновых кислот, представлены как агенты для проклейки бумаги в патенте US 5725731, в заявках на патенты US серийные номера 08/601113 и 08/996855 и в заявке на патент РСТ 96/12172, содержание которых в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылок. Смеси алкилкетеновых димеров и мультимеров в качестве проклеивающих веществ для бумаги, применяемой в высокоскоростных бумагоперерабатывающих и копировально-множительных машинах, представлены в ЕР А1-0629741. Предлагаемые алкилкетеновые мультимеры готовят реакцией молярного избытка монокарбоновой кислоты, как правило жирной кислоты, с дикарбоновой кислотой, причем при 25^oС они являются твердыми веществами. Другие щелочные проклеивающие вещества представлены в патенте US 5685815, содержание которого в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Бумагу, которая как правило изготовлена в процессе изготовления бумаги в кислотных условиях, называемая кислотной бумагой, обычно проклеивают хорошо известными проклеивающими веществами, дериватизированными из канифоли (также называемыми в настоящем описании "диспергированными канифольными проклеивающими веществами"), которые являются нереакционноспособными проклеивающими веществами. Диспергированными канифольными проклеивающими веществами можно проклеивать бумагу некоторых сортов, изготовленную в процессах изготовления бумаги в нейтральных и щелочных условиях. Диспергированные канифольные проклеивающие вещества специалистам в бумажной промышленности известны хорошо. Канифоли, которые могут быть использованы в качестве диспергированных канифольных проклеивающих веществ, включают неусиленную канифоль, усиленную канифоль и канифоль с наполнителем, а также эфиры кислотных компонентов канифоли, их смеси и сочетания. Таким образом, понятие "канифоль" в настоящем описании использовано как охватывающее все формы диспергированной канифоли, которые применимы в проклеивающем веществе. Приемлемые канифольные проклеивающие вещества включают вещества, описанные в патентах US 3966654 и 4263182, содержание которых в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылок. К усиленным канифолям относятся продукты реакций присоединения кислотных компонентов канифоли и кислотного соединения, содержащего ,