专利名称：纸张施胶组合物、施胶纸张和对纸张进行施胶的方法
技术领域：
本发明广泛地涉及可与未涂敷或单侧面涂敷的纸幅一起使用的纸张施胶组合物。本发明还广泛地涉及用纸张施胶组合物处理一个或两个侧面以赋予涉及一个或多个下列性能的优点的纸幅(1)亮度；(2)不透明度；(3)纸张光滑度；(4)印刷质量；(5)任选地，油墨干燥时间(如用于其中所述组合物具有可选项的喷墨印刷)；和(6)任选地，最小化或消除边缘熔接(如对于如用于表格印刷的纸幅)。本发明还广泛地涉及用纸张表面施胶组合物处理未涂敷或单侧面涂敷纸幅的一个或多个侧面的方法。
背景技术：
用于砑光纸的传统造纸方法包括使用例如移动的多孔输送载体在造纸机上形成纤维网，在该载体中，从沉积在所述载体上的稀释纤维浆料中排出水。使用例如压辊区完成了从所述网中除去另外的水，最后例如在所述造纸机的干燥区除去水。
在传统砑光造纸法中，来自压辊区的纤维网可包含约32-约45重量％的固体。这些固体可包括木浆和/或合成纤维以及多种添加剂如施胶剂、粘合剂、填料、颜料等。可通过用不同涂敷组合物涂敷所述纸张来改善该砑光纸的印刷质量以及所述纸张的其它性能，如亮度、不透明度、纸张光滑度等。涂敷纸是指其中在涂敷位置上向纸幅的至少一个表面上涂敷至少8克/平方米(gsm)的涂敷彩色固体的纸制品。用来提供这些彩色固体的所述涂敷组合物可包含如下物质的混合物(1)具有颜料的涂敷涂料，如粘土、碳酸钙、二氧化钛等；(2)一种或多种粘合剂如改性淀粉、丁苯橡胶、聚乙酸乙烯酯、乙烯基丙烯酸(酯)、聚乙烯醇等；和(3)多种功能添加剂如分散剂、粘度改性剂、交联剂、润滑剂等。可将所得混合物以例如约40重量％或更大的固体含量涂敷到所述纸幅上。
这些涂敷纸可用于大范围制品如包装、美术纸、手册、杂志、图书目录、传单等。该涂敷纸可提供多种合适的性质，包括亮度、不透明度、薄片光泽、印刷性能等。尽管这些铜版纸具有上述的所需纸张性能，但是相对于未涂敷纸张，经常以显著增大的成本获得这些性能。
相比之下，未涂敷纸张可定义为具有涂敷到所述纸幅一面或两面上的0-8克/平方米(gsm)淀粉或淀粉/颜料混合物固体的任何纸制品，但其未曾经受如上所述用于涂敷纸的随后表面涂敷。未涂敷纸也可以或可以不经受在施胶压榨机(size press)处的处理。如果在所述施胶压榨机处施加淀粉或淀粉-颜料混合物，则用于未涂敷纸的所述混合物的固体含量将小于用于涂敷纸的固体含量，如小于约40重量％。而与涂敷纸相比，未涂敷纸显著地更为价格低廉，未涂敷纸也可不具有在涂敷纸中要求的性能，如亮度、不透明度、纸张光滑度、印刷质量等。
因此，希望能够以小于涂敷纸典型成本的成本而提供在涂敷纸中的性能，如亮度、不透明度、纸张光滑度、印刷质量等。
发明内容
根据本发明的第一宽泛方面，提供了组合物，其包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4； 其中所述组合物具有约20-约500厘泊的布氏(Brookfield)粘度； 其中所述组合物具有至少约8％重量的固体含量。
根据本发明的第二宽泛方面，提供了制品，其包含 具有第一表面和第二表面的纸幅；和 在所述第一表面和第二表面中的至少一个表面上的纸张表面施胶涂层， 其中所述纸张表面施胶涂层在每个表面上提供纸张表面施胶载荷，的，在每个所述表面上所述表面施胶涂层的存在量为约0.5-约4gsm； 其中所述纸张表面施胶涂层包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4。
根据本发明的第三宽泛方面，提供了包含如下步骤的方法 (a)提供具有第一表面和第二表面的未涂敷或单侧面涂敷的纸幅；和 (b)提供液体纸张表面施胶组合物，其包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4； 其中所述组合物具有约20-约500厘泊的布氏粘度； 其中所述组合物具有至少约8％重量的固体含量； 和 (c)用步骤(b)的纸张表面施胶组合物处理步骤(a)的纸幅的第一表面和第二表面中的至少一个表面，其中在每个表面上存在所述纸张表面施胶涂层为约0.5-约4gsm的纸张表面施胶载荷。
结合附图来描述本发明，其中 图1是说明使用计量杆施胶压榨机，用根据本发明的纸张表面施胶组合物涂敷纸幅的方法的实施方式的示意图； 图2是说明使用水平浸压式(flooded nip)施胶压榨机，用根据本发明的纸张表面施胶组合物涂敷纸幅的方法的实施方式的示意图； 图3是说明使用垂直浸压式施胶压榨机，用根据本发明的纸张表面施胶组合物涂敷纸幅的方法的实施方式的示意图； 图4是说明使用栅辊(gated roll)施胶压榨机，用根据本发明的纸张表面施胶组合物涂敷纸幅的方法的实施方式的示意图。
具体实施例方式
在描述本发明前，有利地来定义多个术语。应该理解成以下的定义自始至终用于该申请。
定义 除非明确指出，申请人意欲使用下面提供的定义，其中对术语的定义脱离了所述术语的通常使用的含义。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸幅”是指可从混合物、原料等中，例如从纸张纤维原料以及其它任选造纸添加剂如填料、湿强度剂、光学增白剂(或荧光增白剂)等形成、产生、制备等的纤维网。纸幅可包括未涂敷纸幅、涂敷纸幅等。所述纸幅可为连续卷、离散片材等的形式。
对于本发明的所述目的，所述术语“低密度涂敷纸幅”是指在纸幅的一个或多个侧面或表面上存在表面施胶组合物的0或最小限度(如低于约8gsm，如低于约6gsm)的纸张表面施胶载荷的纸幅。在一个实施方式中，纸张表面施胶涂层在纸幅的一个或两个侧面或表面上的存在量为约0.5-约4gsm(如约0.75-约3gsm，更典型地为约1-约3gsm)。
对于本发明的所述目的，所述术语“未涂敷纸幅”是指在所述纸幅的一个或两个侧面或表面上存在表面施胶组合物的0或基本上为0表面施胶载荷的纸幅。
对于本发明的所述目的，所述术语“单侧面涂敷纸幅”是指在所述纸幅的一个而不是两个侧面或表面上存在表面施胶组合物的表面施胶载荷的纸幅。
对于本发明的所述目的，所述术语“双侧面涂敷纸幅”是指在所述纸幅的两个侧面或表面上存在表面施胶组合物的表面施胶载荷的纸幅。
对于本发明的所述目的，所述术语“砑光纸”是指已经进行砑光从而例如使纸张平滑纸幅以能够在纸张上进行印刷和记录，并增大纸张表面的光泽度的纸幅。例如，砑光可包含使用压力来在仍然粗糙的纸张表面上压轧光滑表面的方法。纸张的砑光可在砑光机上进行，所述砑光机在造纸机的末端包含多个辊(联机)，或与所述造纸机相分开(脱机)。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张填料”通常是指矿物质(如碳酸钙、高岭粘土等)，其可用于造纸中来降低纸张的单位质量的原料成本、增大不透明度、增大光滑度等。这些矿物质可被精细粉碎的，例如粒度范围为约0.5-约5微米。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张表面施胶组合物”是指可增大纸张对水或相关液体的抗渗透性的那些组合物、化合物等。这些纸张表面施胶组合物可用于纸张施胶工艺中和/或纸张施胶压榨机中，并可包括纸张淀粉粘合剂、颜料、纸张辅助粘合剂和其它任选的添加剂，包括例如光学增白剂(或荧光增白剂)、阳离子染料固定剂、表面电阻调节剂、抗静电剂、溶剂、稀释剂、抗刮和抗擦剂等。所述纸张施胶组合物可配制成包含所述施胶淀粉、颜料、辅助粘合剂、其它任选组分等的含水浆液。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张淀粉粘合剂”是指用于纸幅的包含淀粉、淀粉衍生物等或它们的组合的粘合剂。合适的淀粉粘合剂可来自天然淀粉，例如从已知植物来源如小麦、玉米、马铃薯、木薯等获得的天然淀粉。所述淀粉粘合剂通过在纸张淀粉粘合剂领域中已知的一种或多种化学处理来进行改性，例如通过氧化将一些-CH2OH基转化成-COOH基等。在一些情况中，所述淀粉粘合剂可具有小比例的乙酰基。或者，所述淀粉粘合剂可用化学方法来处理以赋予其阳离子性(即阳离子淀粉)或两性(即两性淀粉)，即具有阳离子电荷和阴离子电荷两者。所述淀粉粘合剂也可为转化成淀粉醚的淀粉，或为例如用-OCH2CH2OH基、-OCH2CH3基、-OCH2CH2CH2OH等取代一些-OH基的羟基烷基化淀粉。可使用的其它类化学处理淀粉粘合剂已知为磷酸淀粉。或者，可使用稀酸、酶等对生淀粉进行水解以制备为糊精型的胶状形式的淀粉粘合剂。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张颜料”是指可使用或打算使用来影响所述纸幅的光学性能的原料(如精细粉碎的颗粒物质)。
对于本发明的所述目的，所述术语“沉淀碳酸钙(PCC)”是指通过沉淀反应制得的可用作颜料的碳酸钙。PCC可包含CaCO3的几乎所有的方解石晶型。取决于制备条件，所述方解石晶体可具有多个不同的宏观形状。沉淀碳酸钙可使用氢氧化钙的水性浆液(“石灰乳”)与二氧化碳(CO2)气体的碳酸化作用而制得。用于获得PCC的起始原料可包含石灰石，但也可进行锻烧(即加热排出CO2)，如此生产了煅石灰CaO。可将水加入″熟化″所述石灰，所得的″石灰乳″-Ca(OH)2的悬浮液-然后暴露在CO2气泡中。加入CO2期间的较冷温度易于制得菱形(块状)的PCC颗粒。加入CO2期间的温暖温度则易于制得偏三角面体(莲座形)的PCC颗粒。在任何一种情况中，在其中石灰乳已有效转化成CaCO3的最佳pH下，并且在CO2浓度变得足够高以酸化所述悬浮液并导致一些CaCO3再次溶解之前，发生了终止反应。在其中PCC未被连续搅拌或储存多天的情况中，必需加入超过痕量的阴离子分散剂例如多磷酸盐。湿PCC可具有弱阳离子胶体电荷。形成对照，取决于是否使用分散剂，干燥PCC类似于大多数研磨的CaCO3产物也具有负电荷。所述碳酸钙可以三种不同晶型从水溶液中沉淀出来热力学不稳定的球文石晶型、最稳定和在自然中最丰富的方解石晶型，和在温度与压力的正常环境条件下亚稳的但可在高温下转化成方解石的霰石晶型。所述霰石晶型具有结晶为长细针的可聚集或不聚集的斜方晶形状。所述方解石形可以多种不同的形状存在，其中最常见的是具有聚集或不聚集的结晶的菱形形状，和具有通常不聚集的结晶的偏三角面体形状。
对于本发明的所述目的，所述术语“针状”是指碳酸钙晶体的形态，和例如可为杆状或针状结晶形态的簇群。
对于本发明的目的，所述术语“长宽比”是指碳酸钙晶体的长度相对于宽度的比率。
对于本发明的目的，所述术语“低微粒表面积”是指BET比表面积为约30平方米/克(以下为“msg”)或更低，如为约5-约30msg，更典型地为约8-约16。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张辅助粘合剂”是指用于纸幅的纸张粘合剂(除淀粉粘合剂外)，其可与淀粉粘合剂一起使用来改善所述纸张表面施胶组合物的粘合强度。合适的辅助粘合剂可包括合成或天然存在的聚合物(或不同聚合物的组合)，例如聚合物胶乳如丁苯橡胶胶乳、丙烯酸(酯)聚合物胶乳、聚乙酸乙烯酯胶乳、苯乙烯丙烯酸(酯)共聚物胶乳等；蛋白质粘合剂例如酪蛋白或大豆蛋白质等；聚乙烯醇(PVOH)等；或它们的组合。
对于本发明的所述目的，所述术语“阳离子染料固定剂”是指可与阴离子染料复合以形成凝聚物、复合物、聚集物等的阳离子盐。这些阳离子盐可包括金属盐如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铝、硫酸钠、硫酸铝、氯化钾、硫酸铝钠、氯化钒、硫酸镁、硅酸钠等。
对于本发明的所述目的，所述术语“表面电阻调节剂”是指非离子电荷减量剂。合适的表面电阻调节剂包括聚乙二醇M.W.(PEG 200)等。所述表面电阻调节剂在涂敷组合物中的存在量可为约0.5-约40％重量，更典型地为约0.5-约10％重量。
对于本发明的所述目的，所述术语“抗静电剂”是指降低表面和体积电阻率的导电材料。合适的“抗静电剂”可包括季盐型阳离子抗静电剂，如聚-(苯乙烯磺酸)的碱金属盐和铵盐、磺化苯乙烯/马来酸酐共聚物、聚(丙烯酸)、聚-(甲基丙烯酸)、聚(磷酸乙烯酯)和其游离酸、二甲基烯丙基氯化铵和双丙酮丙烯酰胺(季丙烯酸(酯))的共聚物、二甲基二烯丙基氯化铵和N-甲基丙烯酰胺的共聚物、聚(二甲基二烯丙基)氯化铵、季纤维素乙酸酯等。这些抗静电剂在所述涂敷组合物中的量为约0.5-约25％重量，更典型地该量为约1-约10％重量。
对于本发明的所述目的，所述术语“亮度”是指纸张例如在457nm平均光波长的漫反射系数。如这里所使用的，所述纸幅的亮度例如可根据GE亮度或ISO亮度来进行测量。
对于本发明的所述目的，所述术语“不透明度”是指纸张掩藏事物如在后面纸张上或印刷在背面的印刷图象以最小化、阻止等和/或透视等的能力。如这里所使用的，所述纸幅的不透明度例如可根据TAPPI不透明度和透视来进行测量。可根据T425om-91来测量TAPPI不透明度。
对于本发明的所述目的，所述术语“透视”是指透过纸张的一个侧面可以看到在同一纸张的另一个侧面上的印刷的程度。透视与所述纸张的不透明度、油墨渗透入所述纸张的程度等有关。透视值可通过透视测试法(Show-Through Test Methodology)来进行测量，其作为附录而附后且通过参考而全部并入进来。
为了本发明的所述目的，所述术语“纸张光滑度”是指所述纸张表面受纸张厚度、纸张宽度、偏离平面表面的数量等影响而偏离平面或基本上平面表面的程度。如这里所使用的，纸幅的纸张光滑度例如可根据Sheffield光滑度来进行测量。Sheffield光滑度可通过TAPPI测试方法T 538om-01以Sheffield单位(Sheffield Units(SU))来进行测量。
为了本发明的目的，所述术语“印刷质量”是指可改变、影响、控制等纸张上的印刷图象的外形、外观、形态等的那些因素、特征、性能等。如这里所使用的，纸幅的印刷质量例如可根据如下的一个或多个来进行测量(1)印刷密度/对比度(如BW/颜色/单色)；(2)色域或颜色丰富度(如用于数字印刷如喷墨印刷、激光印刷等)；(3)调色剂粘性(如用于激光印刷、靛青印刷等)；(4)印刷光泽度或印刷杂色；(5)等。例如黑色光学印刷密度可通过TAPPI方法1213sp-03来进行测量。印刷杂色可根据2006年3月23日公开的U.S.申请No.20060060317(Roding等)中公开的方法基于第二青色值(2nd cyanvalue)来进行测量，所述公开申请这里通过引用而全部并入进来。
对于本发明的所述目的，所述术语“光泽度”是指纸张在镜面角度反射部分入射光的能力。光泽度可基于在设定角度如75度时对从纸张样品表面镜面反射的光的数量的测量，例如在75度光泽度的情况中(通过TAPPI测试方法T 480om-92进行测量)。
对于本发明的所述目的，所述术语“印刷光泽度”是指在印刷纸张上进行的光泽度测量。
对于本发明的所述目的，所述术语“数字印刷”是指在印刷媒介如纸张上复制、形成、产生、提供等数字图像。数字印刷可包括激光印刷、喷墨印刷、干调色剂电子照相印刷、液体调色剂电子照相印刷等。
对于本发明的所述目的，所述术语“激光印刷”是指数字印刷技术、方法、装置等，其可使用激光束在例如光导鼓上产生、形成、制得等潜像。激光束的光随后可在所述鼓上产生电荷，所述电荷随后可收集带有相反电荷的调色剂。该调色剂然后被转移到纸张上且所得图像通过例如定影器(fuser)而产生、形成、制得等在所述纸张上。所述调色剂的转移和熔化过程对纸张性能来说是重要的。
对于本发明的所述目的，所述术语“电子照相记录媒介”是指能够在电子照相记录法中记录图像的媒介。电子照相记录媒介可为片材、幅、条、薄膜、方格、页、片等的形式，其可为用于随后细分成离散单元的连续形式(如幅)，或者其可为离散单元形式(如片材)。
对于本发明的所述目的，所述术语“电子照相记录法”是指通过静电印刷术或电子照相术在媒介上记录图像的方法。在电子照相法中，所述图像经常通过沉积在所述媒介的一个表面或侧面上并且然后例如通过加热而热固定和/或熔化在所述媒介的一个表面或侧面上的调色剂颗粒而形成在所述媒介上。所述电子照相记录媒介可具有两个相对光滑或平整的侧面或表面，或可具有质地粗糙、不平坦或不光滑/不平整的一个侧面或表面，而另一个侧面或表面相对光滑或平整。
对于本发明的所述目的，所述术语“喷墨印刷”是指数字印刷技术、方法、装置等，其可通过印刷机喷嘴将液体油墨的微小液滴喷雾、喷射等到纸张上而在纸张上形成图像。所述油墨液滴的尺寸(如更小的尺寸)精确布置可提供较高质量的喷墨印刷。
对于本发明的所述目的，所述术语“液体调色剂电子照相印刷”(即在现有技术中可以称作“靛青印刷”)是指电子照相印刷技术、方法、装置等，其可使用用于电子照相印刷的液体调色剂(代替干燥或固体调色剂)。在液体调色剂电子照相印刷中，可将所述调色剂颗粒从在液体介质中的分散体中施加到纸张上。
对于本发明的所述目的，所述术语“表格印刷”是指在形成特定形状的印刷媒介上的印刷，所述印刷媒介例如信封、商务表格、自定义表格等，并可进行进一步处理、操作等以提供最终产品。
对于本发明的所述目的，所述术语“胶版印刷”是指印刷技术、方法、装置等，其中在所述印刷板上的图像可转移到例如橡胶垫、辊等上，并然后转移到纸张上以提供印刷图像。在胶版印刷中，所述纸张并不直接接触所述印刷板。
对于本发明的所述目的，所述术语″印刷密度″是指作为印刷图像的光吸收性能的量度的光密度。其可表示为来自所测量印刷图像的反射系数的以10为底的负对数(logarithm of the reciprocal to the base 10 of the reflectance)。例如，印刷密度越高，则出现了越深色的印刷图像。较高的印刷密度提供了较高的对比度、用于视图的更清晰图像等。可使用X-Rite-418反射密度计来测量黑色光密度。
对于本发明的所述目的，所述术语“印刷对比度”是指印刷和未印刷面积在印刷密度上的差异。
对于本发明的所述目的，所述术语“色域”是指在任何颜色复制系统中的可能颜色的总汇集，并可用全部的子颜色来定义。更高的色域值指示更逼真的颜色印刷质量。色域可通过测量多个颜色块的CIE L*、a*、b*而获得，所述颜色块包括白色(未印刷区域)、青色、品红、黄色、红色、绿色、蓝色和黑色。所述CIE L*表示白色。L*的值可为0(代表黑色)-100(代表白色或完全反射扩散)。a*的值代表绿色/红色的程度。正a*为红色，而负a*为绿色。正b*为黄色，而负b*为蓝色。所述CIE L*、a*和b*值可通过使用D65光源和10-度视角的X-Rite 528来测量。
对于本发明的所述目的，所述术语“色丰富度”是指具有高印刷密度和高色域值的更逼真或更有活力的颜色印刷。
对于本发明的所述目的，所述术语“调色剂粘性”是指在施加标准剥离力后，根据保留的调色剂百分比来确定的调色剂可粘附到纸张上的牢固程度。
对于本发明的所述目的，所述术语“印刷杂色”是指由于纸张表面在油墨/调色剂铺展上的不均匀、油墨吸收性的不均匀等而导致的在印刷图像上的不均匀性。
对于本发明的所述目的，所述术语“液体”是指非气态流体组合物、化合物、材料等，其在所用温度(如室温)下是易于流动的，具有很小或没有分散倾向且具有比较高的压缩系数。
对于本发明的所述目的，针对纸张施胶组合物，所述术语“粘度”是指布氏粘度。布氏粘度可在150°F下通过布氏粘度计使用#2纺锤在50rpm下进行测量。
对于本发明的所述目的，所述术语“固体含量”是指在所述组合物、涂层等中存在的非挥发性、非液体组分的百分比(重量)。
对于本发明的所述目的，所述术语“纸张表面施胶载荷”是指经处理纸幅的给定侧面或表面上存在的纸张表面施胶组合物或涂层的量。纸张表面施胶载荷可根据每平方米纸幅的组合物克数(以下称为“gsm”)来进行定义。
对于本发明的所述目的，所述术语“施胶压榨机”是指装置、设备、机器等，其可将纸张施胶组合物处理、施加、涂布等到纸幅的一个或多个侧面或表面上，例如仅在所述纸幅干燥一次之后。施胶压榨机可包括槽式施胶压榨机(puddle size press)、计量施胶压榨机(metering size press)等。
对于本发明的所述目的，所述术语“浸压式施胶压榨机”是指具有浸压区(flooded nip)(池)的施胶压榨机，也称为“槽式施胶压榨机”。浸压式施胶压榨机可包括垂直施胶压榨机、水平施胶压榨机等。
对于本发明的所述目的，所述术语“计量施胶压榨机”是指包括用于将纸张表面施胶组合物或涂层铺展、计量等、沉淀、涂敷等到纸幅侧面或表面上的组件的施胶压榨机。计量施胶压榨机可包括杆计量施胶压榨机、栅辊计量施胶压榨机、刮刀施胶计量施胶压榨机等。
对于本发明的所述目的，所述术语“杆计量施胶压榨机”是指使用杆将涂层铺展、计量等到纸幅表面上的计量施胶压榨机。所述杆相对于所述纸幅可为静止的或活动的。
对于本发明的所述目的，所述术语“栅辊计量施胶压榨机”是指使用栅辊、转移辊、软涂敷辊等的计量施胶压榨机。所述栅辊、转移辊、软涂敷辊等相对于所述纸幅可为静止的，也可相对于所述纸幅转动，等等。
对于本发明的所述目的，所述术语“刮刀计量施胶压榨机”是指使用刮刀将涂层铺展、计量等到纸幅表面上的计量压榨机。
对于本发明的所述目的，所述术语“室温”是指室温的通常可接受的意义，即20℃-25℃的环境温度。
对于本发明的所述目的，所述术语“调色剂”是指例如用于打印机(如激光打印机)、复印机等的着色剂颗粒，当着色剂颗粒固定或熔化在电子照相记录媒介上时在其上形成文本和/或图像。调色剂颗粒可包含一种或多种着色剂颗粒(如黄色、品红、青色、黑色或它们的任何组合)以及热塑性聚合物颗粒的混合物、共混物、组合物等，所述热塑性聚合物颗粒被打印机、复印机等热熔化(如通过加热)从而将文本和/或图像固定或熔化在所述媒介上。所述热塑性聚合物颗粒可包含苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、聚酯树脂等。
对于本发明的所述目的，所述术语“表面电阻率”是指电子照相记录媒介的表面吸引调色剂颗粒到该表面的程度并且是该表面的导电率的量度。表面电阻率可使用具有Keithley Model 6105电阻适配器和Keithley Model 247高压电源的Keithley Model 617自变换量程皮可安培计来进行测量。见1999年11月23日公布的U.S.专利5,989,686(Song等)，其通过引用而全部并入进来。
对于本发明的所述目的，所述术语“涂层”是指从纸张施胶组合物形成、产生、制得等的主要保留在纸网表面上的一个或多个层、遮盖物、膜、外皮等。
对于本发明的所述目的，所述术语“主要保留在所述纸幅的表面上”是指纸张表面施胶组合物或涂层主要保留在纸幅的表面上，而不被纸幅吸收或吸收到纸幅内部。
对于本发明的所述目的，针对纸张表面施胶组合物的术语“处理”可包括沉积、施加、喷雾、涂布、涂抹、铺展、擦拭、轻涂、浸渍等。
描述 纸张施胶组合物、涂敷有这些纸张施胶组合物的纸幅和使用本发明的这些纸张施胶组合物来涂敷纸张的方法的实施方式可提供多个益处、优点等。这些益处、优点等可包括(1)亮度(如通过GE亮度所测量的)；(2)不透明度(如，通过TAPPI不透明度和透视所测量的)；(3)纸张光滑度(如通过Sheffield光滑度所测量的)；(4)印刷质量(如，通过用于BW/颜色/单色的印刷密度/对比度、用于数字印刷如喷墨印刷和激光印刷的色域/丰富度、用于激光/靛青印刷的调色剂粘性和根据例如印刷光泽度/杂色的印刷均匀性所测量的)；(5)任选地，油墨干燥时间(用于其中所述施胶组合物具有任选的阳离子多价盐的喷墨印刷)；和(6)任选地，减小或消除边缘熔接倾向(如用于信封/表格印刷)。
可通过本发明的组合物、施胶纸幅和涂敷方法的实施方式来改进纸张亮度。例如，可将所述施胶纸张的亮度增大0.5-1.3个点。本发明的施胶纸幅的实施方式可具有至少约80的亮度值，如约85-约100的亮度值，更典型地约90-约100的亮度值。
可通过本发明的组合物、施胶纸幅和涂敷方法的实施方式来改进纸张不透明度同时减小印刷透视。本发明的施胶纸张的实施方式可使所述施胶压榨机处理纸张的纸张不透明度增大，如增大0.5-1个点。纸张不透明度对减小印刷透视是重要的，并对双面印刷是特别有益的。本发明的施胶纸幅的实施方式可具有至少约85的不透明度值，例如约87-约105的不透明度值，更典型地约90-约97的不透明度值。本发明的施胶纸幅的实施方式还可具有约0.02或更小的透视值，例如约0.015或更小的透视值，更典型地约0.01或更小的透视值。
可通过有利于电子照相印刷的本发明的组合物、施胶纸幅和涂敷方法的实施方式来改善纸张光滑度。本发明的施胶纸张的实施方式还可提供被Sheffield光滑度值的减小所证实的更光滑的印刷表面。更光滑的印刷表面对电子照相印刷方法是有益的，因为更光滑的纸张提供了更均匀的印刷质量和更高的印刷光泽度。本发明的施胶纸幅的实施方式还具有约400或更小的Sheffield单位(SU)值，例如约300或更小的SU值，更典型地约200或更小的SU值。
可通过本发明的组合物、施胶纸幅和涂敷方法的实施方式来改善印刷质量。例如，与淀粉施胶压榨对照相比，本发明的施胶纸张的实施方式还可提供用于喷墨印刷的增大的色域。更高的色域值可提供更逼真的颜色印刷质量。本发明的施胶纸张的实施方式还可提供更高的黑色光学印刷密度。需要更高的印刷密度，因为其可给出用于视图的更高对比度或更清晰图像。例如，本发明的施胶纸张的实施方式可提供约0.25-约2的黑色光学印刷密度值，如约0.5-约1.8的黑色光学印刷密度值，更典型地约0.75-约1.5的黑色光学印刷密度值。本发明的施胶纸张的实施方式还可为使用液体调色剂印刷技术的靛青数字印刷提供更优异的调色剂粘性。本发明的施胶纸张的实施方式还可以为使用液体调色剂印刷技术的液体调色剂电子照相印刷(如靛青数字印刷)提供更优异的调色剂粘性。本发明的施胶纸张的实施方式还可以提供优秀的涂层粘性且当在四色胶版印刷上进行印刷时没有发现表层变白。还可改善在使用本发明的施胶纸张的实施方式进行的胶版印刷中的印刷密度，且由于纸张不透明度增大和具有包含精细霰石沉淀碳酸钙的颜料施胶压榨组合物的油墨收集机构更有效，因此可减小印刷透视。也可改善具有更少杂色的印刷均匀性。例如，本发明的施胶纸幅的实施方式可具有约6或更小的第二青色值，如约5或更小的第二青色值，更典型地约4或更小的第二青色值。本发明的施胶纸幅的实施方式还在彩色电子照相复印机上提供了改善的印刷光泽度。
本发明的施胶纸张的实施方式也提供了改善的喷墨干燥时间。干燥时间是油墨在纸张或印刷媒介上干燥花费的时间。如果所述油墨在印刷后不能很快地充分干燥，则所述油墨可转移到其它纸张上，这是不希望的。在干燥时间测量中，允许印刷油墨干燥3秒钟并在传送纸张上测量黑色光学密度，所述传送纸张安置在印刷区域的顶部并用5-lb辊子进行滚动以确保一致的接触压力。记录油墨的转移百分比作为干燥时间的量度。明显地，油墨转移百分比数值越高，干燥时间就越差。
本发明的施胶纸张的实施方式还可提供在格式纸张(form paper)上的改进，例如，通过减小信封转换器的边缘熔接倾向。“熔接”可在对多卷纸张(如8-10卷)进行冲切以形成信封的期间发生。该问题可导致所述平整信封的边缘互相粘结在一起，从而产生了错误进纸、卡纸以及其它处理问题。通常地，在信封转换车间中的熔接情况在热、潮湿环境中最经常出现，因此认为与纸张表面上的水溶性粘合剂如淀粉或聚乙烯醇的数量和位置有关。通过组合物的实施方式可大大减少或甚至消除熔接情况。本发明的施胶纸张的实施方式可有效地改变据信是熔接根本原因的水溶性聚合物的湿润性和伴随的软化。可通过测量在所述表面上的蒸馏水的动力接触角来跟踪在表面软化和熔接倾向的变化。
本发明的纸张表面施胶组合物的实施方式包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15(如约2-约12，更典型地约4-约10)的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％(如为约40-约95重量％，更典型地为约50-约95重量％)； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％(如为约5-约60重量％，更典型地为约5-约50重量％)； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4(如为约0.75-约3，更典型地为约1-约3)； 其中所述组合物具有约20-约500厘泊(例如为约30-约300厘泊)的布氏粘度；对于可用于例如杆计量施胶压榨机的更高粘度的组合物，这些布氏粘度可为约100-约450厘泊(如为150-约300厘泊)； 其中所述组合物具有至少约8重量％的固体含量(如至少为约12重量％)；对于可用于例如杆计量施胶压榨机的更高固体含量的组合物，这些固体含量可至少为约重量％(如至少为约10重量％)，最高至约35重量％(如最高为约25重量％，更典型地最高至约18重量％)。
本发明制品的实施方式可包含 具有第一表面和第二表面的纸幅；和 在所述第一表面和第二表面中的至少一个(例如一个或两个侧面或表面)上的纸张表面施胶涂层， 其中所述纸张表面施胶涂层在每个表面上提供纸张表面施胶载荷，在每个所述表面上所述纸张表面施胶涂层的存在量为约0.5gsm-约4gsm(如为约0.75-约3.5gsm，更典型地为约1-约3gsm)； 其中所述纸张表面施胶涂层包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15(如为约2-约12，更典型地为约4-约10)的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％(如为约40-约95重量％，更典型地为约50-约95重量％)； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％(如为约5-约60重量％，更典型地为约5-约50重量％)； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4(如为约0.75-约3，更典型地为约1-约3)。
本发明所述方法的实施方式可包含下列步骤 (a)提供未涂敷或单面涂敷的纸幅，该纸幅具有第一表面和第二表面；和 (b)提供液体纸张表面施胶组合物，其包含 针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15(如为约2-约12，更典型地为约4-约10)的长宽比和小的微粒表面积； 纸张淀粉粘合剂；和 纸张辅助粘合剂； 其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％(如为约40-约95重量％，更典型地为约50-约95重量％)； 其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％(如为约5-约60重量％，更典型地为约5-约50重量％)； 其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4(如为约0.75-约3，更典型地为约1-约3)； 其中所述组合物具有约20-约500厘泊(例如为约30-约300厘泊)的布氏粘度；对于可用于例如杆计量施胶压榨机的更高粘度的组合物，这些布氏粘度可为约100-约450厘泊(如为150-约300厘泊)； 其中所述组合物具有至少约8重量％的固体含量(如至少为约12重量％)；对于可用于例如杆计量施胶压榨机的更高固体含量的组合物，这些固体含量可至少为约重量％(如至少为约10重量％)，最高至约35重量％(如最高为约25重量％，更典型地最高至约18重量％)；和 (c)用步骤(b)的纸张表面施胶组合物来处理步骤(a)的纸幅的第一表面和第二表面中的至少一个，其中在每个表面上提供纸张表面施胶载荷，在每个所述表面上所述纸张表面施胶涂层的存在量为约0.5gsm-约4gsm(如为约0.75-约3.5gsm，更典型地为约1-约3gsm)。
本发明所述方法的实施方式在图1-4中进一步来说明，说明了用于实施本发明所述方法的实施方式的系统的实施方式，其例如可为通常表示为100的杆计量施胶压榨机。施胶压榨机100可用来涂敷通常表示为104的纸幅。纸幅104沿着箭头106的方向进行移动，该纸幅具有分别表示为108和112的一对相对的侧面或表面。
施胶压榨机100包括通常表示为116的第一储槽，该储槽设有通常表示为120的纸张施胶组合物的供应设备。可以如曲线箭头128所示的逆时针方向旋转的、通常表示为124的第一提取辊从供应设备120中提取一定量的所述纸张施胶组合物。然后可以将旋转辊124提取的该量纸张施胶组合物转移到通常表示为132的第一涂敷辊上，该涂敷辊以曲线箭头136指示的相反和顺时针方向进行旋转。(示于图1中的第一提取辊124的位置仅仅是说明性的，辊124可以相对于第一涂敷辊132以多种方式来定位使得所述纸张施胶组合物被转移到涂敷辊132的表面上)。转移到第一涂敷辊132上的纸张施胶组合物的量可通过计量杆144进行控制，所述计量杆144将转移的组合物铺展在涂敷辊132的表面上，从而当借助涂敷辊132施加到纸幅104的第一表面108上时，提供了表示为148的厚度相对均匀和一致的第一涂层。
如图1中所示，施胶压榨机100可设有通常表示为156的第二储槽，该储槽设有通常表示为160的纸张施胶组合物的第二供应设备。可以如曲线箭头168所示的顺时针方向旋转的、通常表示为164的第二提取辊从供应设备160中提取一定量的所述纸张施胶组合物。然后可以将旋转辊164提取的该量纸张施胶组合物转移到通常表示为172的第二涂敷辊上，该涂敷辊以曲线箭头176指示的相反和逆时针方向进行旋转。(尽管未示于图2中，第二提取辊164可以相对于第二涂敷辊172以多种方式来定位使得所述纸张施胶组合物被转移到涂敷辊172的表面上)。转移到第二涂敷辊172上的纸张施胶组合物的量可通过第二计量杆184进行控制，所述计量杆184将转移的组合物铺展在涂敷辊172的表面上，从而当借助涂敷辊172施加到纸幅104的所述第二表面112上时，提供了表示为188的厚度相对均匀和一致的第二涂层。
参考图2，说明了用于实施本发明所述方法的实施方式的系统的另一个实施方式，其例如可为通常表示为200的水平浸压式施胶压榨机的形式。水平施胶压榨机200可用来涂敷通常表示为204的纸幅。纸幅204沿着箭头206的方向进行移动，该纸幅具有分别表示为208和212的一对相对的侧面或表面。
水平施胶压榨机200包括通常表示为喷嘴216的纸张施胶组合物的第一来源，该喷嘴216通常向下朝向表示为232的第一转移辊喷射出表示为220的纸张施胶组合物的物流，所述第一转移辊232以曲线箭头236所示的顺时针方向进行旋转。由于棒或挡料圈(未显示)的安置位置低于第一转移辊232和第二转移辊272之间的压区，在所述压区上产生了通常表示为240的溢流池或槽(flooded pond or puddle)。转移辊232将表示为248的厚度相对均匀和一致的所述施胶组合物的第一涂层转移到纸幅204的第一表面208上。
通常表示为喷嘴256的纸张施胶组合物的第二来源通常向下朝向表示为272的第二转移辊的表面喷射表示为260的纸张施胶组合物的物流，所述第二转移辊272以曲线箭头276所示的逆时针方向进行旋转。转移辊272将表示为288的厚度相对均匀和一致的所述施胶组合物的第二涂层转移到纸幅204的第二表面212上。
参考图3，说明了用于实施本发明所述方法的实施方式的系统的另一个实施方式，其例如可为通常表示为300的垂直浸压式施胶压榨机。垂直施胶压榨机300可用来涂敷通常表示为304的纸幅。纸幅304沿着箭头306的方向进行移动，该纸幅具有分别表示为308和312的一对相对的侧面或表面。
垂直施胶压榨机300包括通常表示为喷嘴316的纸张施胶组合物的第一来源，该喷嘴316通常向上朝向表示为332的辊组(roll stack)的第一下部转移辊的表面喷射出表示为320的纸张施胶组合物的物流，所述第一下部转移辊332以曲线箭头336所示的顺时针方向进行旋转。由于棒或挡料圈(未显示)安置在下部第一转移辊232和第二上部转移辊272之间的压区的右边，在所述压区上产生了通常表示为340的较小溢流池或槽(与水平施胶压榨机200的池或槽240相比)。转移辊332将表示为348的厚度相对均匀和一致的施胶组合物的第一涂层转移到纸幅304的下部第一表面308上。
通常表示为喷嘴356的纸张施胶组合物的第二来源通常向下朝向表示为372的第二上部转移辊的表面喷射表示为360的纸张施胶组合物的物流，所述第二上部转移辊372以曲线箭头376所示的逆时针方向进行旋转。转移辊372将表示为388的厚度相对均匀和一致的施胶组合物的第二涂层转移到纸幅304的上部第二表面312上。
参考图4，说明了用于实施本发明所述方法的实施方式的系统的另一个实施方式，其例如可为通常表示为400的栅辊施胶压榨机的形式。施胶压榨机400可用来涂敷通常表示为404的纸幅。纸幅404沿着箭头406的方向进行移动，该纸幅具有分别表示为408和412的一对相对的侧面或表面。
栅辊施胶压榨机400包括通常表示为喷嘴416的纸张施胶组合物的第一来源，该喷嘴416通常向下朝向表示为422的第一栅辊的表面喷射出表示为420的纸张施胶组合物的物流，所述第一栅辊422以曲线箭头424所示的顺时针方向进行旋转。表示为426的第一转移辊以曲线箭头428所示的相反和逆时针方向进行旋转，在第一栅辊422的表面上提取施胶组合物。表示为432的第一涂敷辊从第一转移辊426的表面接收施胶组合物，并在纸幅404的第一表面408上施加表示为448的厚度相对均匀和一致的所述施胶组合物的第一涂层，所述第一涂敷辊432可具有硬表面或软表面，并以曲线箭头436所示的相反和顺时针方向相对于第一转移辊426进行旋转。
栅辊施胶压榨机400还可包含通常表示为喷嘴456的纸张施胶组合物的第二来源，所述喷嘴456通常向下朝向表示为462的第二栅辊的表面喷射表示为460的纸张施胶组合物的物流，所述第二栅辊462以曲线箭头464所示的逆时针方向进行旋转。表示为466的第二转移辊以曲线箭头468所示的相反和顺时针方向进行旋转，在第一栅辊462的表面上提取施胶组合物。表示为472的第二涂敷辊从第二转移辊466的表面接收施胶组合物，并在纸幅404的第一表面412上施加表示为488的厚度相对均匀和一致的施胶组合物的第一涂层，所述第二涂敷辊472可具有硬表面或软表面，并以曲线箭头476所示的相反和逆时针方向相对于第二转移辊466进行旋转。
应当理解，提供了在图1-4中说明的所述实施方式来说明本发明的教导。认为在图1-4实施方式的熟练技术中的改变或改进仍在本发明的范围内，只要以相同或类似方式、功能等来操作这些改变或改进即可。
实施例 实施例1 根据下面配方制备表面施胶组合物。
表1a施胶压榨涂层配方 霰石沉淀碳酸钙(1) 100份 淀粉 60份 乙酸乙烯酯乙烯共聚物(2)10份 氯化钠 30份 Leucophor T-100(3) 10份 (1)Mississippi Lime Company，Alton，Illinois，62002提供 (2)Air Products and Chemical，Inc，Allentown，PA 18195提供。可使用聚乙烯醇(PVOH)代替乙酸乙烯酯乙烯共聚物。
(3)Clariant Corporation，Charlotte，NC 28205提供 以16％固体含量制得了包含上述成分的表面施胶溶液。使用#2锭在150度F(华氏温度)100rpm下测量布氏粘度为40cps。使用杆计量施胶压榨涂敷机将所述表面施胶组合物涂敷到75-gsm生料(rawstock)上。对于所述纸张两面的目标涂层量是5.4gsm。在室温下以压区压力90psi在钢-钢试验砑光机上完成砑光。目标光滑度是130-180Sheffield光滑度。
所述表面施胶纸张的物理性能描述在下面表1b中 表1b物理性能的测试结果 *使用包含淀粉、OBA和氯化钠的表面施胶组合物来制得对比纸张样品，对于未涂敷纸张工厂来说这是普遍的。所述％固体为12％；布氏粘度使用锭#2和100rpm在150度F下为80cps。
实施例1的实施方式相比淀粉对比纸张样品提供了下列益处。在本发明中的所述施胶压榨机处理纸张的纸张不透明度增大了0.5-1个点。纸张不透明度对于降低印刷透视是重要的，对双面印刷是特别有益的。使用TAPPIT425om-02来测量不透明度。
本发明的施胶压榨机处理纸张的GE亮度增大了0.5-1.3个点。GE亮度是在可见光的蓝色区域中，特别是在457nm波长处的定向反射比的量度。所述GE亮度值越高，则所述纸张越亮和越白。使用TAPPI方法T452om-02来测量GE亮度。
实施例1的实施方式还提供了Sheffield光滑度值降低17-26％所证明的更光滑的印刷表面。更光滑印刷表面对电子照相印刷方法是有益的，因为更光滑的纸张能提供更均匀的印刷质量和更高的印刷光泽度。
表1c印刷质量测试结果比较 与所述淀粉施胶压榨对照物相比，实施例1的实施方式可提供用于喷墨印刷的增大色域。
实施例1的实施方式也可提供更高的黑色光印刷密度。光密度是印刷物的吸光性能的量度，表示为来自所测量印刷物的反射率的以10为底的负对数。需要更高的印刷密度，因为其可给出用于视图的更高的对比度或更清晰图像。使用X-Rite 418反射密度计来测量黑色光密度。X-Rite反射密度计获自X-Rite，Incorporated，Grandville MI 49418。
实施例2 根据下列配方制备表面施胶组合物。
表2a施胶压榨涂层配方
(1)Omya，Inc，Proctor，VT 06765提供 (2)Mississippi Lime Company，Alton，Illionois，62002提供 (3)Air Products and Chemical，Inc，Allentown，PA 18195提供 (4)Clariant Corporation，Charlotte，NC 28205提供 使用杆计量施胶压榨机将所述着色施胶压榨配方施加到未表面施胶的75gsm基底纸张上。目标涂敷重量或涂层量为5-6gsm。在室温下以压区压力90psi在钢-钢试验砑光机上完成砑光。目标光滑度是130-180Sheffield光滑度。
表2b测试结果 表2c喷墨印刷性能特征的测试结果 表2d激光印刷性能特征的测试结果 表2e边缘熔接倾向的测试结果 实施例2e和2f给出了优异的边缘熔接抵抗性。
实施例3 根据下列配方制备表面施胶组合物。
表3a施胶压榨涂层配方 (1)Omya，Inc，Proctor，VT 06765提供 (2)Mississippi Lime Company，Alton，Illionois，62002提供 (3)Air Products and Chemical，Inc，Allentown，PA 18195提供。可使用聚乙烯醇(PVOH)代替乙酸乙烯酯乙烯共聚物。
(4)RhomNova，Akron，Ohio，44305提供 (5)Dow Chemical Company，Midland，MI 48674提供 (6)Clariant Corporation，Charlotte，NC 28205提供 使用杆计量施胶压榨机将所述着色施胶压榨配方施加到未表面施胶的75gsm基底纸张上。目标涂敷重量或涂层量为5-6gsm。在室温下以压区压力90psi在钢-钢试验砑光机上完成砑光。目标光滑度是130-180Sheffield光滑度。
表3b纸张物理性能的测试结果 表3c印刷质量的测试结果 在本申请中引用的所有文献、专利、期刊论文及其它材料通过引用而全部并入进来。
虽然已经结合多个实施方式并参考附图对本发明进行了充分的描述，但可以理解多种改变和变化对本领域熟练人员来说是显而易见地。该改变和变化可理解成包括在权利要求定义的本发明范围之内，除非它们脱离了本发明。
本发明的其它特征和实施方式描述在下面的共同转让的U.S.专利文献中，这里它们通过引用而全部并入进来2006年8月24日公开的Nguyen的U.S.专利申请No.20060185808，Krishna Mohan等人于2006年3月13日提交的名称为“COMPOSITIONS CONTAINING EXPANDABLEMICROSPHERES AND AN IONIC COMPOUND，AS WELL AS METHODSOF MAKING AND USING THE SAMECOM POSITIONS CONTAININGEXPANDABLE MICROSPHERES AND AN IONIC COMPOUND，AS WELLAS METHODS OF MAKING AND USING THE SAME”的U.S.专利申请No.11/374239；Kapil Singh等人于2006年1月17日提交的名称为“PAPERSUBSTRATES CONTAINING HIGH SURFACE SIZING AND LOWINTERNAL SIZING AND HAVING HIGH DIMENSIONAL STABILITY”的U.S.临时申请No.60/759629。应当理解，本发明的实施方式和特征可以与通过引用并入本文中的这些文献中的其他任何特征或实施方式相结合，只要这些组合是可行的且不相互冲突的即可。
权利要求
1.组合物，其包含
针状碳酸钙纸张颜料，其具有约1.5-约15的长宽比和小的微粒表面积；
纸张淀粉粘合剂；和
纸张辅助粘合剂；
其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约30-约99重量％；
其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约1-约70重量％；
其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.5-约4；
其中所述组合物具有约20-约500厘泊的布氏粘度；且
其中所述组合物具有至少约8重量％的固体含量。
2.权利要求1的组合物，其中所述颜料具有小于约20msg的微粒表面积。
3.权利要求2的组合物，其中所述颜料具有约2-约12的长宽比。
4.权利要求3的组合物，其中所述颜料具有约4-约10的长宽比。
5.权利要求2的组合物，其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约40-约95％重量，且其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约60％重量。
6.权利要求5的组合物，其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约50-约95％重量，且其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约50％重量。
7.权利要求2的组合物，其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.75-约3。
8.权利要求7的组合物，其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约1-约3。
9.权利要求2的组合物，其中所述布氏粘度为约30-约300厘泊。
10.权利要求2的组合物，其中所述固体含量为至少约12重量％。
11.权利要求2的组合物，其中所述淀粉粘合剂包含天然淀粉、改性淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉、磷酸淀粉、淀粉醚、羟烷基化淀粉或它们的组合。
12.权利要求2的组合物，其中所述辅助粘合剂包含聚合物胶乳、蛋白质粘合剂、聚乙烯醇或它们的组合。
13.制品，其包含
具有第一表面和第二表面的纸幅；和
在所述第一表面和第二表面中的至少一个表面上的纸张表面施胶涂层，
其中所述纸张表面施胶涂层在每个表面上提供纸张表面施胶载荷，在每个所述表面上均存在所述纸张表面施胶涂层，所述纸张表面施胶载荷的量为约0.5-约4gsm；
其中所述纸张表面施胶涂层包含
针状碳酸钙纸张颜料，其具有约2-约12的长宽比和小的微粒表面积；
纸张淀粉粘合剂；和
纸张辅助粘合剂；
其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约40-约95重量％；
其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约60重量％；
其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约0.75-约3。
14.权利要求13的制品，其中所述纸张表面施胶涂层位于所述第一表面和第二表面的其中一个表面上。
15.权利要求13的制品，其中所述纸张表面施胶涂层位于所述第一表面和第二表面两者上。
16.权利要求13的制品，其中在每个所述表面上均存在所述纸张表面施胶涂层，每个所述表面上的所述纸张表面施胶载荷的量为约1-约3gsm。
17.权利要求13的制品，其中所述颜料具有小于约20msg的微粒表面积。
18.权利要求17的制品，其中所述颜料具有约4-约10的长宽比。
19.权利要求17的制品，其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约50-约95％重量，且其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约50％重量。
20.权利要求17的制品，其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约1-约3。
21.权利要求17的制品，其中所述淀粉粘合剂包含天然淀粉、改性淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉、磷酸淀粉、淀粉醚、羟烷基化淀粉或它们的组合。
22.权利要求21的制品，其中所述辅助粘合剂包含聚合物胶乳、蛋白质粘合剂、聚乙烯醇或它们的组合。
23.方法，包含如下步骤
(a)提供具有第一表面和第二表面的未涂敷或单面涂敷的纸幅；和
(b)提供液体纸张表面施胶组合物，其包含
针状碳酸钙纸张颜料，其具有约4-约10的长宽比和小的微粒表面积；
纸张淀粉粘合剂；和
纸张辅助粘合剂；
其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约50-约95重量％；
其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约50重量％；
其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约1-约3；
其中所述组合物具有约30-约300厘泊的布氏粘度；
其中所述组合物具有至少约12重量％的固体含量；
和
(c)用步骤(b)的纸张表面施胶组合物处理步骤(a)的纸幅的第一表面和第二表面中的至少一个表面，其中在每个所述表面上均存在所述纸张表面施胶涂层，每个所述表面上的所述纸张表面施胶载荷的量为约0.5-约4gsm。
24.权利要求23的方法，其中在步骤(a)中提供单侧面涂敷的纸幅。
25.权利要求23的方法，其中在步骤(a)中提供未涂敷的纸幅。
26.权利要求23的方法，其中在步骤(c)中使用步骤(b)的组合物处理所述未涂敷纸幅的第一表面和第二表面的其中一个表面。
27.权利要求23的方法，其中在步骤(c)中使用步骤(b)的组合物处理所述未涂敷纸幅的第一表面和第二表面两者。
28.权利要求23的方法，其中使用计量施胶压榨机实施步骤(c)。
29.权利要求28的方法，其中使用杆计量施胶压榨机、栅辊计量施胶压榨机或刮刀计量施胶压榨机实施步骤(c)。
30.权利要求23的方法，其中在每个所述表面上均存在所述纸张表面施胶涂层，在步骤(c)期间，每个所述表面上的纸张表面施胶载荷的量为约1-约3gsm。
31.权利要求23的方法，其中所述颜料具有小于约20msg的微粒表面积。
32.权利要求31的方法，其中步骤(b)的组合物具有至少约12重量％的固体含量。
33.权利要求31的方法，其中所述颜料具有约4-约10的长宽比。
34.权利要求31的方法，其中所述淀粉粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约50-约95重量％，且其中所述辅助粘合剂占所述淀粉粘合剂和所述辅助粘合剂的总重量的约5-约50重量％。
35.权利要求31的方法，其中所述颜料与淀粉粘合剂/辅助粘合剂的重量比为约1-约3。
36.权利要求31的方法，其中步骤(b)的组合物具有约30-约300厘泊的布氏粘度。
37.权利要求31的方法，其中所述淀粉粘合剂包含天然淀粉、改性淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉、磷酸淀粉、淀粉醚、羟烷基化淀粉或它们的组合。
38.权利要求37的方法，其中所述辅助粘合剂包含聚合物胶乳、蛋白质粘合剂、聚乙烯醇或它们的组合。
全文摘要
本发明的实施方式提供了纸张表面施胶组合物、用纸张表面施胶组合物涂敷一个或多个侧面或表面的纸幅，以及用纸张表面施胶组合物处理所述纸幅的一个或多个侧面以赋予涉及一个或多个下列性能的优点的方法(1)亮度；(2)不透明度；(3)纸张光滑度；(4)印刷质量；(5)任选地，油墨干燥时间(如用于其中所述施胶组合物具有可选项的喷墨印刷)；和(6)任选地，最小化或消除边缘熔接(如对于用于如表格印刷的纸幅)。
文档编号D21H17/28GK101595261SQ200780050671
公开日2009年12月2日 申请日期2007年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者宋建成, 森 杨, 拉里·霍尔梅尔, 迈克尔·凯尼格, 洪耀良, 克里希纳·M.·帕米迪穆卡拉, 迈克尔·伦弗罗, B·T·利古金斯基 申请人:国际纸业公司