专利名称：：具有增大的印刷密度的纸张衬底的制作方法
技术领域：
：本发明涉及施胶组合物，当将其涂敷到纸张衬底上时产生了优选适用于喷墨打印的具有增大印刷密度、打印锐度、低HST和/或图像干燥时间的衬底，所述衬底也优选具有高亮度和降低的色-色扩散。此外，本发明涉及通过将所述施胶组合物涂敷到纸张村底的至少一个表面上而降低纸张衬底的HST的方法。此外，本申请涉及制备和使用所述施胶组合物的方法，以及制备和使用包含所述施胶组合物的纸张的方法。
背景技术：
：现在已公知使用水性墨水的喷墨记录系统。这些系统通常几乎不产生噪音并可容易进行用于贸易、家庭和商业打印应用的多色记录。用于喷墨记录的记录纸是已知的。例如见美国专利5,270,103、5，657,064、5，760,809、5,729,266、4,792,487、5,405,678、4，636，409、4,481,244、4，496，629、4,517,244、5,190,805、5,320,902、4,425,405、4,503,118、5,163,973、4,425,405、5,013,603、5,397,619、4,478,910、5,429,860、5,457,486、5,537,137、5,314,747、5,474,843、4,908,240、5,320,902、4,740,420、4,576,867、4,446,174、4,830,911、4,554,181、6,764,726和4,877,680，这里其通过引用而全部并入进来。然而，常规纸张衬底如上述的那些在平衡优异印刷密度、HST、色-色泄漏、打印锐度和/或图像干燥时间方面上仍然是不足的。因此，需要为用于喷墨打印的纸张衬底，尤其是优选具有高亮度的那些衬底提供这样的高性能功能。附图简述图1:包含在本发明所述纸张衬底中的纸张衬底的仅仅一个例举实施方式的第一个截面图。图2:包含在本发明所述纸张衬底中的纸张衬底的仅仅一个例举实施方式的第二个截面图。图3:包含在本发明所述纸张衬底中的纸张衬底的仅仅一个例举实施方式的第三个截面图。发明详述本发明人发明了以下施胶组合物，当将其涂敷到纸张或纸板衬底上时，能改善衬底的印刷密度、色-色扩散、打印锐度和/或图像干燥时间。此外，所述纸张衬底优选具有高亮度。所述施胶组合物可包含颜料。颜料的实例为粘土、碳酸钓、硫酸钩半水化物和硫酸钩脱水物，以任何形式包括重质碳酸钩和硅石-处理碳酸4丐的碳酸4丐优选沉淀碳酸钙。当所述颜料为碳酸钩时，其可为任何形式。实例包括重质碳酸4丐和/或沉淀碳酸钓。优选的商业可购产品是获自SpecialtyMineralsInc.的以Jetcoat30提供的那些、获自SpecialtyMineralsInc.的以JetcoatMD1093提供的那些、获自Omyalnc的以XC3310-l提供的那些和获自OmyaInc.的以OmyaJetB5260,C4440和6606提供的那些。所述颜料可具有任何表面积。包括具有高表面积的那些颜料，包括具有表面积大于20平方米/克，优选大于30平方米/克，更优选大于50平方米/克，最优选大于100平方米/克的那些。该范围包括大于或等于l、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100平方米/克、包括其中包含的任何和所有范围和子范围。所述施胶组合物可包含任何量的颜料。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述组合物可包括0-99重量。/。的颜料，基于在所述组合物中的固体的总重量，优选包含至少15重量％,更优选至少30重量％，最优选至少45重量％的颜料。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围可包括0、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100重量％的颜料，包括其中包含的任何和所有范围和子范围。基于在所述组合物中的固体的总重量，最优选的量为约52重量％的颜料。所述施胶组合物可包含粘合剂。粘合剂的实例包括但不限于聚乙烯醇、Amres(Kymene型)、BayerParez、多氯化物乳液、改性淀粉如羟乙基淀粉、淀粉或其衍生物包括阳离子型和氧化形式并例如来自玉米和/或马铃薯、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加合物、乙二醛(ethanedial)/多元醇缩合物、聚酰胺、表氯醇、乙二醛(glyoxal)、乙二醛脲(glyoxalurea)、乙二醛、脂族聚异氰酸酯、异氰酸酯、二异氰酸1，6-亚己基酯、二异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚酯、聚酯树脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯和曱基丙烯酸酯。可使用粘合剂的任何组合，一个实施方式包括包含与聚乙烯醇组合作为多组分粘合剂的淀粉或其改性物的施胶组合物。当为多组分粘合剂体系时，一个实施方式涉及至少包括淀粉及其衍生物以及聚乙烯醇的体系。在该实施方式中，基于在所述施胶组合物中固体的总重量，淀粉/PVOH固体的比例可为任何比例，只要两者均存在于所述组合物中即可。基于在所述施胶组合物中固体的总重量，所述施胶组合物可包含的淀粉/PVOH重量。/o固体的比例为99/1-1/99，优选为50/1-1/5,更优选至多为10/1-1:2，最优选至多为8/1-1/1。该范围包括99/1、50/1、25/1、15/1、10/1、9/1、8/1、7/1、6/1、5/1、4/1、3/1、2/1、1/1、2/3、1/2、1/10、1/25、1/50、1/99，包括其中的任何和所有范围和子范围。最优选淀粉/PVOH比例为6/1。当在施胶溶液和/或在纸张中使用聚乙烯醇时，通过水解聚乙酸乙烯酯(PVA)来产生聚乙烯醇(PVOH)。乙酸酯基被醇基替换且水解作用越高表示更多的乙酸酯基被替换。水解作用/分子量越低，则PVOH的粘度越小和越容易溶于水。所述PVOH可具有100%-75%的％水解。所述％水解可为75、76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98、和100%水解,包括其中的任何和所有范围和子范围。优选地，PVOH的。/。水解大于90。/c。所述施胶组合物可包含任何量的粘合剂。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物可包含0-99重量％，优选至少10重量％，更优选至少20重量％，最优选至少30重量％的至少一种粘合剂。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围可包括0、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100重量％,包括其中的任何和所有范围和子范围。基于在所述组合物中的固体的总重量，最优选为约37重量％粘合剂。在一个实施方式中，当所述施胶组合物包含粘合剂和颜料时，所述粘合剂/颜料的重量比可为任何比例。所述粘合剂颜料重量比可为99/1-1/99，优选为50/1-1/10,更优选为25/1-1/5,最优选为10/1-1/3。该范围包括99/1、50/1、25/1、10/1、5/1、2/1、1/1、1/2、2/3、1/3、1/4、1/5、10/1、25/1、50/1和99/1，包括其中的任何和所有范围和子范围。最优选粘合剂/颜料重量比为7/10。所述施胶组合物可包含至少一种含氮有机物质。示例性含氮有机物质为化合物，低聚物和聚合物是包含一个或多个季铵官能团的那些。该官能团可广泛地进行改变和包括取代和未取代的胺、亚胺、酰胺、氨基甲酸乙酯、季铵基、双氰胺等。这些物质的实例为聚胺、聚乙烯亚胺、二烯丙基二曱基氯化铵(DADMAC)的聚合物和共聚物、乙烯基吡咯烷酮(VP)与季铵化二乙基氨基乙基曱基丙烯酸酯(DEAMEMA)的共聚物、聚酰胺、阳离子聚氨酯乳胶、阳离子聚乙烯醇、聚烷基胺双氰胺共聚物、胺缩水甘油基加成聚合物(amineglycigyladditionpolymers)、聚[氧乙烯(二曱基亚氨基)亚乙基(二曱基亚氨基)亚乙基]二氯化物。含氮物质的实例包括在US专利6，764，726中提及的那些物质，这里该文献通过引用而全部并入进来。最优选的含氮物质是二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的聚合物和共聚物。所述施胶组合物可包含任何量的至少一种含氮有机物质。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物可包含0-99重量％,优选0.5-50重量％,更优选1-20重量％,最优选2-10重量％的所述含氮有机物质。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围可包括0、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100重量％，包括其中的任何和所有范围和子范围。在优选实施方式中，基于在所述组合物中的固体的总重量，所述组合物包含约8重量%的所述含氮有机物质。所述施胶组合物可包含至少一种无机盐。合适的无机盐可为单价和/或二价和/或三价并可包含任何水平的所述无机盐的水合络合物。示例性无机盐是元素周期表第1、2和13族的那些无机盐及其水合络合物，包括一水化物、二水合物、三水合物、四水合物等。阳离子金属优选可为钠、4丐、镁和铝。所述无机盐的阳离子金属的阴离子平衡离子可为任何囟素如氯离子、溴离子、氟离子等和/或羟基。最优选的无机盐为氯化钠。所述施胶组合物可包含任何量的至少一种无机盐。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物可包含0-99重量％,优选0.25-25重量％，更优选0.5-5重量％,最优选1-3重量％的无机盐。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围包括0、0.25、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100重量％,包括这里包含的任何和所有范围和子范围。在优选实施方式中，基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物包含约2.5重量％的无机盐。所述施胶组合物包含至少一种光学增亮剂(OBA)。合适的OBA可为2005年2月19日提交的USSN60/654,712中提及的那些和USP6，890，454中提及的那些，其在这里通过引用而全部并入进来。所述OBA可商业购自Clariant。此外，所述OBA可为阳离子型的和/或阴离子型的。OBA的实例是来自Clariant的商业可得的LeucophoreBCW和LeucophoreFTS。在一个实施方式中，在所述施胶组合物中包含的OBA是阳离子型的。所述施胶组合物可包含任何量的至少一种阴离子型OBA。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物可包含0-99重量％,优选5-75重量％，更优选10-50重量％，最优选20-40重量％的阴离子型OBA。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围可以包括0、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、99重量％的阴离子型OBA,包括这里包含的任何和所有范围和子范围。在优选实施方式中，基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物包含约35重量％的阴离子型OBA。所述施胶组合物可包含任何量的至少一种阳离子型OBA。基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物可包含0-99重量％,优选0.5-25重量％,更优选1-20重量％，最优选5-15重量％的阳离子型OBA。基于在所述组合物中的固体的总重量，该范围可包括0、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、99重量％的阳离子型OBA,包括这里包含的任何和所有范围和子范围。在优选实施方式中，基于在所述组合物中的固体的总重量，所述施胶组合物包含约8重量％的阳离子型OBA。所述纸张衬底包含纤维素纤维幅。所述纤维的来源可来自任何纤维植物。本发明的所述纸张衬底可包含再循环纤维和/或原生纤维。再循环纤维以该纤维经历过至少一次干燥处理而不同于原生纤维。基于所述纸张衬底的总重量，本发明的所述纸张衬底可包含1-99重量%,优选5-95重量％,最优选60-80重量％的纤维素纤维，包括l、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和99重量％，并包括其中的任何和所有范围和子范围。尽管所述纤维来源可为任何来源，所述纤维素纤维的优选来源来自于软木和/或硬木。基于所述纸张村底中的纤维素纤维的总量，本发明的所述纸张衬底可包含1-100重量％，优选5-95重量％的来源于软木物种的纤维素纤维。基于在所述纸张衬底中的纤维素纤维的总量，该范围包括l、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100重量％，包括其中的任何和所有范围和子范围。基于所述纸张衬底中的纤维素纤维的总量，本发明的所述纸张衬底可包含1-100重量％,优选5-95重量％的来源于硬木物种的纤维素纤维。基于在所述纸张衬底中的纤维素纤维的总量，该范围包括l、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100重量％,包括其中的任何和所有范围和子范围。当所述纸张衬底同时包含硬木和软木纤维时，优选所述硬木/软木的比例为0.001-1000。该范围可包括0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、200、300、400、500、600、700、800、900和1000,这些范围包括其中的任何和所有范围和子范围以及包括该比例倒数中的任何范围和子范围。此外，本发明所述纸张衬底包含的所述软木和/或硬木纤维可通过物理和/或化学方法进行改性。物理方法的实例包括但不限于电磁法和机械法。电改性方法包括但不限于涉及使所述纤维接触电磁能源如光和/或电流的方法。机械改性的方法包括但不限于涉及使非生物物体接触所述纤维的方法。该非生物物体的实例包括具有尖锐和/或钝边缘的物体。这些方法也涉及例如切割、捏合、捣碎、刺穿等方法。交联和沉淀络合物。该纤维改性的实例可为但不限于在专利6,592,717、6,592,712、6,582,557、6,579,415、6,579,414、6,506,282、6,471,824、6,361,651、6,146,494、Hl,704、5,731,080、5,698,688、5,698,074、5,667,637、5,662,773、5,531,728、5,443,899、5,360,420、5，266，250、5,209,953、5,160,789、5,049,2354,986,882、4,496,427、4,431,481、4,174,417、4,166,894、4,075,136和4,022,965中发现的那些改性实例，上述专利文献通过引用而全部并入进来。其它纤维改性方法见于2005年2月19日提交的美国专利申请60/654，712、2006年2月21日提交的美国专利申请11/358,543、2006年6月2日提交的美国专利申请11/445,809，以及2006年6月2日提交的美国专利申请11/446,421,其可包括添加这里所述的光学增亮剂(即OBA)，这里上述专利申请通过引用而全部并入进来。再循环纤维的一个实例是"细粒物料"。"细粒物料"的来源可存在于SaveAll纤维、再循环物流、废物物流、废料纤维物流中。存在于所述纸张衬底中的"细粒物料"的量可通过调节该物流加入到所述纸张生产过程中的速度来进行改变。所述纸张衬底优选包含硬木纤维、软木纤维和"细粒物料"纤维的组合。如上所述，"细粒物料"纤维为再循环的且具有任何长度。细粒物料的平均长度通常不大于100|am,优选不大于90nm,更优选不大于80pm,最优选不大于75pm。所述细粒物料的长度优选不大于5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底可包含任何量的细粒物料。基于所述纸张衬底包含的所述纤维的总重量，所述纸张衬底可包含0.01-100重量％的细粒物料，优选0.01-50重量％，最优选0.01-15重量％。基于所述纸张衬底包含的所述纤维的总重量，所述纸张村底包含不大于0.01、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100重量°/。的细粒物料，包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底还可包含内施胶组合物和/或外施胶组合物。所述内施胶组合物可在造纸期间涂敷到纤维幅末端的纤维上，而所述外施胶组合物可通过施胶压制机(sizepress)和/或涂布机而涂敷到纤维上。本发明的上述施胶方式。图1显示了具有纤维素纤维幅3和施胶组合物2的纸张衬底1，其中所述施胶组合物2具有最小的对纤维素纤维幅3的渗透。例如，当将施胶组合物涂敷到纤维素纤维幅上时可实施该实施方式。图2显示了具有纤维素纤维幅3和施胶组合物2的纸张衬底1，其中所述施胶组合物2渗透到纤维素纤维幅3中。所述纸张衬底1的渗透层4限定了其中至少所述施胶溶液渗入素数纤维素纤维和位于所述纤维素纤维之间的区域。所述渗透层可为至少部分所述纸张衬底的整个横截面的1-99%,包括所述纸张衬底的1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和99%，包括其中的任何和所有范围和子范围。例如，当在涂敷法之前将施胶组合物加入到所述纤维素纤维中时，可实施该实施方式，如果需要可将该实施方式与随后的涂敷法相结合。例如，加入点可位于施"交压制纟几处。图3显示了具有纤维素纤维幅3和施胶溶液2的纸张衬底1,其中所述施胶组合物2大致均匀分布遍及所述纤维素纤维幅3。例如，当在涂敷法之前将施胶组合物加入到所述纤维素纤维中时，可实施该实施方式，如果需要可将该实施方式与随后的涂敷法相结合。示例性的加入点可在造纸过程中的湿部、薄坯(thinstock)和厚坯(thickstock)中。所述纸张衬底可通过使所述施胶溶液的任何组分与所述纤维素纤维连续和/或同时进行接触而制得。更进一步地，所述接触可在能提供本发明所述液的组分。所述接触可发生在造纸过程中的任何时间，包括但不限于厚坯、薄坯、流浆箱(headbox)和涂布机，优选加入点在薄坯处。其它加入点包括成浆池、原料箱和风扇泵的吸水管。优选地，所述施胶溶液的组分可一起和/或在单个和/或分离涂层中结合而进行预先配制，并通过施胶压制机和/或涂布机而涂敷到所述纤维幅上。本发明的所述纸张或纸板可使用已知传统工艺进行制备。用于形成和制备和施加涂敷制剂到纸张衬底上的方法和装置在纸张和纸板领域中是熟知的。例如见于参照上述的G.A.Smook，且其所引用的参考文献通过引用而并入进来。所有这些已知方法可用来实施本发明且不再进行详细描述。所述纸张衬底可包含任何量的所述施胶组合物。所述纸张村底可包含所述施胶组合物的量为70-300lbs/吨纸，按优选80-250lbs/吨纸，更优选100-200lbs/吨纸，最优选125-175lbs/吨纸。该范围包括70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290和300lbs/吨纸，包括其中的任何和所有范围和子范围。在优选实施方式中，所述纸张衬底包含施胶压制机施加的施胶组合物的量为150lbs/吨纸张衬底。料、粘合剂、含氮化合物和无机盐的上述用量；可容易地计算出所述纸张中包含的每种颜料、粘合剂、含氮化合物、无机盐的各自的量。例如，基于所述组合物中固体的总重量，如果在所述施胶溶液中存在50重量％的颜料，且每吨所述纸张衬底包含150lbs的所述施胶组合物，则所述纸张衬底包含50%x1501bs/吨纸-751bs颜料/吨纸，基于所述纸张衬底的总重量，其为75lbs/2000lbsx100=3.75重量％颜料。所述纸张衬底包含任何量的至少一种颜料。基于所述纸张衬底的总重量，所述纸张衬底可包含0.5重量-10重量％，优选1-8重量％,更优选1.5-6重量％,最优选2-5重量％的颜料。基于所述纸张衬底的总重量，该范围包括0.5、1、1.5、2、2.5、3、3,5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5和10重量％的颜料，包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底包含任何量的至少一种粘合剂。基于所述纸张衬底的总重量，所述纸张衬底可包含0.1重量％-7重量°/。，优选0.2-5重量％，更优选0.3-3重量％,最优选1-3重量％的粘合剂。基于所述纸张衬底的总重量，该范围包括O.l、0.2、0.3、0.4、0,5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7和7.5重量％的粘合剂，包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底包含任何量的至少一种含氮化合物。基于所述纸张衬底的总重量，所述纸张衬底可包含O.Ol重量％-5重量％，优选0.05-2重量％，更优选0.1-1.5重量％，最优选0.25-1重量％的含氮化合物。基于所述纸张衬底的总重量，该范围包括O.Ol、0.02、0.03、0.05、0.07、0.1、0.2、0.3、0.4、0,5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8和3重量％的含氮化合物，包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底包含任何量的至少一种无机盐。基于所述纸张衬底的总重量，所述纸张衬底可包含0.001重量％-3重量％,优选0.01-2.5重量％，更优选0.02-1重量％,最优选0.05-0.5重量％的无机盐。基于所述纸张衬底的总重量，该范围包括0.001、0.002、0.005、0.007、0.01、0.02、0.03、0.05、0,06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0,5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8和3重量％的无机盐，包括其中的任何和所有范围和子范围。所述纸张衬底可包含任何量的OBA。所述OBA可为阳离子型的和/或阴离子型的。所述OBA可通过如上所述的施胶组合物和/或在所述纸张衬底中进行提供。例如，所述OBA可在造纸的湿部和甚至在压头箱之前与纤维进行预混合。使用OBA:纤维的优选实例可见于2005年2月19日提交的美国专利申请60/654,712、2006年2月21日提交的美国专利申请11/358,543、2006年6月2日提交的美国专利申请11/445,809和2006年6月2日提交的美国专利申请11/446,421，这里它们通过引用而全部并入进来。在本发明的一个实施方式中，所述纸张衬底包含内部OBA和外部涂敷OBA。所述内部OBA可为阳离子型的或阴离子型的，但优选为阴离子型的。所述外部涂敷OBA可为阳离子型的或阴'离子型的，但优选为阳离子型的。如上所述，所述外部涂敷OBA优选作为所述施胶组合物的组分以OBA的上述优选量在施胶压制机中进行涂敷。然而，外部OBA也可在涂层区域涂敷。本发明的所述纸张衬底可具有任何量的OBA。在一个实施方式中，所述OBA以足够的量存在以使得所述纸张具有至少80%的GE亮度。所述GE亮度优选为至少80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99和100%,包括其中的任何和所有范围和子范围。此外，所述纸张可具有合适量的OBA及其它添加剂(如染料)从而使得所述纸张优选具有至少130的CIE白度。所述CIE白度可为至少130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185l卯、195和200,包括其中的任何和所有范围和子范围。在一个实施方式中，所述村底包含有效量的OBA。有效量的OBA使得GE亮度至少为90，优选至少为92,更优选至少为94和最优选至少为95%亮度。所述OBA可为上述内部OBA和外部涂敷OBA的混合物，不管是阳离子型的和/或阴离子型的，只要其为有效量即可。本发明所述幅的密度、定量(basisweight)和厚度(caliper)可进行宽泛的改变，基于由所述幅制成的纸基制品而使用常规的定量、密度和厚度。在纸张砑光以及任何例如可能与随后的涂敷相关联的夹制(nipping)或压制之后，本发明的纸张或纸板优选具有约1mils-约35mils的最终厚度，但是如果需要，所述厚度可超出该范围。更优选所述厚度为约4mils-约20mils，最优选为约7mils-约17mils。有或无任何涂层的所述纸张衬底的厚度可为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、20、22、25、27、30、32和35，包括其中的任何和所有范围和子范围。本发明的纸张衬底优选显示出约10lb/3000ft2-约500lb/3000ft2的定量，但是如果需要幅定量可超出本范围。更优选所述定量为约30lb/3000ft2-约200lb/3000ft2，最优选为约35lb/3000ft2-约150lb/3000ft2。所述定量可为10、12、1517、20、22、25、30、32、35、37、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、500lb/3000ft2,包括其中的任何和所有范围和子范围。可通过任何上述定量除以任何上述厚度计算出所述纸张的最终密度，包括其中任何和所有范围和子范围。优选地，所述纸张的最终密度，即定量除以厚度，优选为约61b/3000ft2/mil-约141b/3000ft2/mil，但是如果需要幅密度可超出本发明。更优选所述幅密度为约7lb/3000ftVmil-约13lb/3000ft2/mil,最优选为约9lb/3000ft2/mil-约12lb/3000ft2/mil。所述幅还可包括其它常规添加剂，如淀粉、膨胀微球、无机填料、填充剂、胶粘剂、保留助剂和强化聚合物。在可使用的这些填料中包括有机和无机颜料如聚合物颗粒如聚苯乙烯胶乳和聚曱基丙烯酸曱酯，和矿物质如碳酸钩、高岭土和滑石。其它常规添加剂包括但不限于湿强度树脂、内部胶料(internalsize)、干强度树脂、明矾、填料、颜料和染料。内施胶可帮助防止表面胶料渗透到纸张中，因此使得其保留在其具有最大效果的表面上。所述内部胶料包括通常用于造纸机湿部的任何内部胶料。这些内部胶料包括例如松脂胶料、烯酮二聚物和多聚物，以及链烯基琥珀酸酐。基于干燥纸张的重量，所述内部胶料通常以约0.05重量％-约0.25重量％的水平来使用。用于与松香一起进行内部施胶的方法和材料论述于E.Strazdins在TheSizingofPaper,第二版，由W,F.Reynolds编辑，TappiPress,1989,1-33页中。用于内部施月交的合适烯酮二聚物见于U.S.Pat.No.4,279,794，其通过引用而全部并入进来，和见于英国专利Nos.786,543、卯3，416、1,373,788和1,533,434,和见于欧洲专利申请公开No.0666368A3。烯酮二聚物可商业获4寻，长口来自HerculesIncorporated(Wilmington,Dd)的Aquapel.RTM.和Precis.RTM胶料。用于内部施胶的烯酮多聚物描述在以下文献中1994年6月6日提交的对应于U.S.专利申请No.08/254,813的欧洲专利申请公开No.0629741A1;1994年2月7日提交的对应于U.S.专利申请No.08/192,570的欧洲专利申请公开No.0666368A3;和1996年2月16提交的U.S.专利申请No.08/601,113。用于内部施胶的链烯基琥珀酸酐见于U.S.专利No.4,040,900，其通过引用而全部并入进来，和见于C.E.Farley与R.B.Wasser的TheSizingofPaper,第二版，W.F.Reynolds编辑，TappiPress,1989，51-62页中。从AlbemarleCorporation(BatonRouge,La)可商业上得到多种链烯基琥珀酸酐。所述纸张村底也可通过使其它任选物质与所述纤维素纤维相接触而制得。所述任选物质与所述纤维素纤维的接触可发生在造纸过程中的任何时间，包括但不限于厚坯、薄坯、流浆箱、施胶压制机、水箱和涂布机。其它加入点包括成浆池、原料箱和风扇泵的吸水管。所述纤维素纤维、所述施胶组合物的组分和/或任选组分可以以任何组合方式相继、连续和/或同时地拔:此进行接触。所述施胶组合物的所述纤维素纤维组分可在加入造纸过程之前或造纸过程期间以任何组合进行预混合。所述纸张衬底可在含一个或多个压钳(nip)的加压区中进行压制。然而，可使用造纸领域中通常已知的任何压制方法。所述压钳可为但不限于在压制机中的单毛趙(singlefelted)压钳、双毛趙(doublefelted)压钳、辊压钳和延长压钳。然而，可使用在造纸领域中通常已知的任何压钳。所述纸张衬底可在干燥区域进行干燥。可使用在造纸领域中通常已知的任何干燥方法。所述干燥区域可包括和包含烘筒、滚筒干燥、Condebelt干燥、IR或本领域中已知的其它干燥方法和机械。所述纸张衬底可干燥至包含任何选择量的水。优选地，将所述衬底干燥至包含小于或等于10%的水。所述纸张衬底可经过施胶压制机，此时在造纸领域中通常已知的任何施胶装置都是可接受的。例如，所述施胶压制机可为槽式施胶压制机(puddlemodesizepress)(例如倾斜、垂直、水平)或计量施胶压制机(如刀刃计量(blademetered),棒计量(rodmetered))。在所述施胶压制机处，胶料如粘合剂可接触所述衬底。根据需要，任选可将这些相同胶料加入到造纸工艺的湿部。施胶后，所述纸张衬底可根据上述举例说明的方法和造纸领域中通常已知的其他干燥方法进行再次干燥或不进行干燥。可将所述纸张衬底干燥至含有任何选择量的水。优选地，将所述衬底干燥至包含少于或等于10%的水。优选地，所述施胶装置为槽式施胶压制机。所述纸张衬底可通过造纸领域中通常已知的任何砑光方法进行砑光。更特另'J地，例如，可j吏用湿堆石牙光(wetstackcalendering)、干堆石牙光(drystackcalendering)、钢甜研光(steelnipcalendering)、热软研光(hotsoftcalendering)或延长钳砑光(extendednipcalendering)等。当不希望被理论所限制时，取决于其目的用途，认为本发明的膨胀微球和/或组合物和/或颗粒的存在可降低和减轻特定纸张衬底对苛刻砑光方法和环境的需求。所述纸张衬底可根据造纸领域中通常已知的任何精密磨削方法进行精密磨削。精密磨削是涉及摩擦处理来加工纸张衬底的表面的方法。可将所述纸张衬底与施加于它的砑光方法或不与该砑光方法相继和/或同时地进行精密磨削。精密磨削的实例可见于美国公开专利申请20040123966和其所引用文献，以及2006年6月2日提交的USSN60/810,181,这里它们通过引用而全部并入进来。选择所述衬底的赫氏施胶度试验值(HerculesSizingTestValue("HST"))以提供所要求的耐水性能。使用TAPPI530pm-89的方法来测量所述HST。本发明的所述纸张衬底可具有任何HST。在一些实施方式中，所述HST可高至400、300、200和100秒。此外，所述HST可低至O.l、1、5和10秒。然而，在本发明的优选实施方式中，所述HST小于10秒，优选小于5秒，更优选小于3秒，最优选小于约1秒。所述HST可为0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5,5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5和10秒，包括其中的任何和所有范围和子范围。如本领域熟练技术人员所公知的，所述HST可直接随所述衬底的定量及本领域熟练技术人员所公知的其它因素而变化。基于上述信息，本领域熟练技术人员可使用常规工艺和方法来计算、确定和成估计用于提供所要求图像耐水性能的所述衬底的特定HST。本发明的所述纸张衬底可具有TAPPIMETHODT1213sp-03测量的任何黑色光密度(blackopticaldensity)。所述黑色光密度可为0.5-2.0,更优选1.0-1.5。所述黑色光密度可为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1,10、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.2、1.3、1.4和1.5,包括其中的任何和所有范围和子范围。从密度中，使用以下方程式可容易地计算出耐水性(浸渍油墨面积的OD/未浸浸渍油墨面积的OD)乂100=%耐水性。本发明的所述纸张衬底可具有任何耐性水。所述纸张衬底可具有至少90%，优选至少95%，更优选大于98%,最优选大于100%的耐水性，包括其中的任何和所有范围和子范围。在本发明的一个实施方式中，所述纸张衬底可包含有效量的颜料和粘合剂。有效量的颜料和粘合剂是能对所述纸张赋予至少1.0,优选l-2，更优选1-1.5和最优选1.1-1.3的黑色光密度的量，包括这里任何和所有范围和子范围。本发明涉及降低纸张衬底的HST的方法。优选地，上述施胶组合物与具有第一HST且包含纤维素纤维幅以及上述任选物质的衬底在施胶压制机或涂敷区域进行接触，以制备具有小于所述第一HST的第二HST并包含所述施胶组合物、所述纤维素纤维幅和任选物质的纸张衬底。尽管所述第二HST小于所述第一HST，本发明优选降低所述第一HST至少10%，更优选降低至少25%，最优选降低至少50%。该降低范围可至少为所述第一HST的10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、75、80、95和99%,包括其中的任何和所有范围和子范围。来以任何方式限制本发明的范围。实施例实施例1制备以下施胶压制制剂，用于处理表面未施胶的原纸(basepaper)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>使用计量棒式施胶压制机(rodmeteringsizepress)，将着色施胶压制制剂涂敷到表面未施胶的90gsm原纸上。目标涂层重量或涂层量(pickup)是6gsm。在室温下使用90psi的压区压力(nippressure)在钢-钢实验室砑光机上进行砑光。目标平滑度为125Sheffield平滑度。在KodakVersamark5000数字印刷机上评估来自实施例1的纸张样品的印刷性能。得到了优异的印刷质量。下表中列出了对于实施例l提供的试用样品的印刷密度试验结果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>实施例2制备了具有定量为24lb/1300平方英尺的纸张衬底，并在施胶压制机中将施胶组合物涂敷到它两个表面上。涂敷到所述纸张衬底的所述施胶组合物是根据以下表2的那些组合物。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>GenFloeF71100(GeneralChemicals)和CartafixVXZ(Clariant)两者都具有聚二烯丙基二甲基氯化铵(poly(dadmac))的化学性质且都是含氮物质。Amres,来自Kamira的kymene湿-强度树脂也是含氮物质。Mowiol28-99(Clariant)是PVOH的变体，其为99%水解的且具有高分子量。淀粉和PVOH分别蒸煮并稀释到固体水平为约15%。根据上面列表的配方制备了每一制剂并彻底互相混合。首先得到大于目标值一一15%—一的全部％固体，因为剩下的成分都具有大于15%的固体水平。对于每种制剂来说，测量了实际最初％固体并然后尽可能地稀释到15%。将每种制剂送至已预配置成C2S槽式操作的14'，试验施胶压制机中。将施胶压制后的纸张干燥至4.2-5.0%湿度。下标[a]表示平均数，其意味着每个数字为4个或更多个读数的平均数。在斜线标志之前和之后的两个数字分别表示来自所述纸张两面的读数。使用X-rite光密度计，通过光密度来测量喷墨印刷密度。根据TAPPIMETHODT1213sp-03的密度是透明材料的透射比或不透明材料的反射比的以10为底的光学-负对数，并具有方程式光密度=loglO1/R,其中R-反射比。使用以下光密度计X-Rite光密度计，由X-RiteInc.生产。密度是反射光的百分比的函数。由该密度方法，使用以下方程式可容易地测量耐水性和％扩散(bleed):%耐水性的计算xl00-。/。耐水性%扩散的计算x100=%扩散。根据上述教导在本发明上作出多种改变和变化是可能的。因此，可以理解在权利要求的范围内，除这里特别描述之外可实施本发明。如全文所使用的，将范围用作描述在包括其中所有子范围的范围内的每个值的简略表达方式。相对于涉及本发明主题和所有其实施例的相关部分，这里引用的所有参考，以及它们所引用的参考在此通过参考而并入进来。权利要求1.施胶组合物，包含至少一种颜料；至少一种粘合剂；至少一种含氮有机物质；和至少一种无机盐。2.根据权利要求1所述的施胶组合物，包含至少一种颜料；至少两种粘合剂；至少一种含氮有机物质；和至少一种无机盐。3.根据权利要求2所述的施胶组合物，其中所述至少两种粘合剂是聚乙烯醇和淀粉。4.根据权利要求3所述的施胶组合物，其中所述聚乙烯醇和淀粉以淀粉/聚乙烯醇重量比为8/1-1/1而存在。5.根据权利要求4所述的施胶组合物，其中基于所述组合物中的固体的总重量，所有粘合剂的存在量为至少20重量％。6.根据权利要求4所述的施胶组合物，其进一步包含基于所述组合物中的固体的总重量为20-40重量％的光学增亮剂。7.根据权利要求4所述的施胶组合物，其进一步包含光学增亮剂。8.根据权利要求8所述的施胶组合物，其中所述光学增亮剂是阳离子型的。9.根据权利要求1所述的施胶组合物，包含基于所述组合物中的固体的总重量，至少30重量％的至少一种颜料；基于所述组合物中的固体的总重量，至少20重量％的至少一种粘合剂；基于所述组合物中的固体的总重量，1-20重量％的至少一种含氮有机物质；和基于所述组合物中的固体的总重量，0.5-5重量％的至少一种无机盐。10.根据权利要求9所述的施胶组合物，包含至少两种粘合剂，其中所述至少两种粘合剂为淀粉和聚乙烯醇，淀粉/聚乙烯醇的重量比为8/1-1/1;和光学增亮剂。11.纸张衬底，包括根据权利要求1所述的施胶组合物。12.根据权利要求11所述的纸张村底，其中所述纸张衬底具有至少1.0的印刷密度和不超过10秒的HST。13.根据权利要求12所述的纸张村底，其中所述纸张村底具有至少95%的耐水性。14.纸张村底，包含根据权利要求4所述的施胶组合物。15.根据权利要求14所述的纸张衬底，其中所述纸张衬底具有至少1.0的印刷密度和不超过10秒的HST。16.根据权利要求15所述的纸张衬底，其中所述纸张衬底具有至少95%的耐水性。17.纸张衬底，包含根据权利要求9所述的施胶组合物。18.根据权利要求17所述的纸张衬底，其中所述纸张衬底具有至少1.0的印刷密度和不超过10秒的HST。19.根据权利要求18所述的纸张衬底，其中所述纸张村底具有至少95%的耐水性。20.纸张衬底，包含根据权利要求IO所述的施胶组合物，并具有至少1.0的印刷密度；不超过10秒的HST;和至少95%的耐水性。全文摘要本发明涉及施胶组合物，当将其涂敷到纸张衬底上时产生了优选适用于喷墨打印的具有增大印刷密度、打印锐度、低HST和/或图像干燥时间的衬底，所述衬底也优选具有高亮度和降低的色-色扩散。此外，本发明涉及通过将所述施胶组合物涂敷到纸张衬底的至少一个表面上而降低纸张衬底的HST的方法。此外，本申请涉及制备和使用所述施胶组合物的方法，以及制备和使用包含所述施胶组合物的纸张的方法以及制备和使用含有所述施胶组合物的纸张的方法。文档编号D21H17/36GK101351596SQ200680049788公开日2009年1月21日申请日期2006年11月1日优先权日2005年11月1日发明者凯皮尔·M·辛,宋建成,戴维·B·希尔米戴恩,森杨,迈克尔·F·凯尼格,黄衍初申请人:国际纸业公司