Способ и система использования крахмалов с низким содержанием жирных кислот в проклеивающей композиции для бумаги, чтобы ингибировать осаждение многовалентных солей жирных кислот

Способ и система использования крахмалов с низким содержанием жирных кислот в проклеивающей композиции для бумаги, чтобы ингибировать осаждение многовалентных солей жирных кислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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.