CN102076911A - 具有改良光学特性的组合物和记录片材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了组合物，该组合物包含二价金属的水溶性盐；对该二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂。也公开了使用该组合物的方法和包含该组合物的记录片材。

Description

具有改良光学特性的组合物和记录片材
背景
技术领域
本发明涉及用于造纸中的组合物。本发明也涉及制作和使用包括该组合物的纸产物(例如记录片材)的方法。
背景技术
市场中对具有优越印刷特性和光学特性的记录片材、打印纸、书写纸等的需求正在增加。为改善亮度和白度，例如，荧光增白剂(OBA)正在以更大的量使用。然而，OBA是昂贵的，并且增加它们的使用大幅度地导致更高的产品成本。
为改善印刷特性如油墨密度和干燥时间，已经使用阳离子金属。氯化钙当前用于喷墨记录介质中以改善喷墨印刷密度及干燥时间。参见，例如，2007年4月19日公开的美国专利申请公开2007/0087138，其公开了含有水溶性二价金属盐的具有改善的图像干燥时间的记录片材。其他的金属盐已经用于喷墨记录介质中。美国专利4,381,185公开了含有多价金属阳离子的纸料。美国专利4,554,181公开了具有包括水溶性多价金属盐的记录表面的喷墨记录片材。美国专利6,162,328公开了包括多种阳离子金属盐的用于喷墨印刷基材的纸胶料。美国专利6,207,258公开了含有二价金属盐的用于喷墨印刷基材的表面处理组合物。美国专利6,880,928公开了喷墨记录原纸，其具有包括多价金属盐的涂层。然而，已经发现这些阳离子添加剂中的多种添加剂降低亮度和白度。例如，氯化钙不期望地使诸如经常在施胶压榨时使用的芪基光学增白剂淬灭。克服亮度和白度的这种降低对造纸工艺带来额外成本。
另一个缺点是，使用某些阳离子添加剂(如氯化钙)可能在造纸机中产生运行性问题；并且氯化钙影响施胶压榨制剂的pH。在施胶机处使用的淀粉需要窄的pH范围以起效：过高的pH可能导致淀粉变黄；太低的pH可能导致淀粉沉淀出和/或胶凝。氯化钙也可能与其他化学品(如当破碎或回收纸时，在湿部使用的那些化学品)相互作用。
络合剂(如已知螯合剂，二亚乙基三胺五(甲基)膦酸(DTPA)和聚丙烯酸的协同性混合物已经用来增强化学纸浆和机械纸浆中的亮度。见，例如，美国专利7,351,764。螯合剂也已经用来制作酸稳定的碳酸钙浆。见，例如，美国专利7,033,428。美国专利申请公布2007/0062653公开了与某些螯合剂联合使用还原剂通过增加纸浆的热稳定性和减少纸浆中的发色结构来增强纸产物的亮度。在该专利中公开了螯合剂包括能够螯合过渡金属的化合物，所述过渡金属与纸浆组分形成有色产物并催化漂白的纸浆或纸产物中的成色反应。
因而需要具有改良光学特性的记录片材，所述的记录片材还降低与OBA相关的成本。
发明内容
上述及其他问题由本发明解决。相当令人惊讶地，本发明人已经发现一种包含二价金属的水溶性盐、对该二价金属具有亲和力的络合剂和荧光增白剂(optical brightening agent)的组合物固有几个优点。当用于造纸工艺中时，本发明的一个实施方案改善了纸产物的光学特性如白度和亮度。在记录片材中，本发明的另一个实施方案显示改良的光学特性，同时期望地维持有益的印刷特性。还已经发现本发明的另一个实施方案期望地避免了造纸工艺中的沉淀和其他运行性问题。
附图说明
本发明的多种实施方案连同附图一起描述，其中：
图1显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。
图2显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。
图3显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对油墨密度的影响的图形数据。
图4显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对油墨去除的影响的图形数据。
图5显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。
图6显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。
图7显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对TAPPI亮度的影响的图形数据。
图8显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。
图9显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对亮度的影响的图形数据。
图10显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对亮度的影响的图形数据。
图11显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对UV和日光老化影响的表格数据。
图12显示几项发明实施方案和比较性实施方案及它们对UV和日光老化影响的图形数据。
具体实施方式
本发明的一个实施方案期望地用较低量的荧光增白剂实现改良的光学特性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的油墨特性及印刷特性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性和改良的油墨特性及印刷特性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的造纸机运行性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性和改良的机器运行性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的油墨特性及印刷特性和改良的机器运行性。本发明的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性、油墨特性及印刷特性和改良的运行性。本发明的另一个实施方案期望地实现油墨牢固度。
一个实施方案涉及组合物，该组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
另一个实施方案涉及用于制作记录片材的方法，该方法包括：
使包含多条纤维素纤维的纸基材与组合物接触以制作记录片材，所述组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
另一个实施方案涉及一种方法，该方法包括：
用印刷设备在记录片材的表面上形成图像，所述的记录片材包含：
包含多条纤维素纤维的纸基材；和
组合物，该组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
另一个实施方案涉及记录片材，其包含：
包含多条纤维素纤维的纸基材；和
组合物，该组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
该组合物包括至少一种二价金属盐。当用于记录片材中时，该记录片材可以适当地含有与基材的至少一个表面接触的有效量的二价水溶性金属盐。如本文中所用，“有效量”是足够获得优良干燥时间或印刷特性的量。二价水溶性金属盐在该基材中的这个总量可以大幅度变动，条件是维持或实现想要的结果。通常，这个量是至少0.02g/m2，尽管可以使用更低或更高的量。二价水溶性金属盐的量优选地是从约0.02g/m2至约4g/m2，所述范围包括其之间的全部值及子范围，包括0.02、0.03、0.04、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、1.5、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75和4g/m2或其任意组合，并且最优选地是约0.04g/m2至约2.0g/m2。在一个实施方案中，二价水溶性金属盐的量优选地是从约0.04g/m2至约1.5g/m2。
任何水溶性二价金属盐可以用于本发明的实施中。合适的二价水溶性金属盐包括但不限于含有二价钙、镁、钡、锌或这些元素任意组合的化合物。反离子(阴离子)可以是简单或复合的并且可以大幅度变动。此类物质的示例是氯化钙、氯化镁、乙酸钙、乳酸钙、EDTA钙、EDTA镁等及其组合。用于实施本发明的优选二价水溶性金属盐是水溶性钙盐，尤其是氯化钙。
在一个实施方案中，该二价金属盐可以是二价金属阳离子的无机或有机酸盐或其组合。在一个实施方案中，水溶性金属盐可以包括钙、镁、钡、锌(II)或其它金属或其组合的卤化物、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、乙酸盐、羧酸盐、氢氧化物、亚硝酸盐或其它盐或其组合。二价金属盐的一些示例包括，不限于氯化钙、氯化镁、溴化镁、溴化钙、氯化钡、硝酸钙、硝酸镁、硝酸钡、乙酸钙、乙酸镁、乙酸钡、乙酸钙镁、丙酸钙、丙酸镁、丙酸钡、甲酸钙、2-乙基丁酸钙、亚硝酸钙、氢氧化钙、氯化锌、乙酸锌及其组合。不同二价金属、不同阴离子或二者的盐的混合物或组合是可能的。如期望，可以最大化二价金属阳离子在二价金属盐中相对于该盐中阴离子的相对重量，以提供基于所应用盐的总重量的增强效能。因此，出于这个原因，例如氯化钙可能比溴化钙优选。当二价金属盐中基于摩尔所表述的相等剂量的二价金属阳离子存在于纸中时，期望油墨特性和印刷特性的相等性能。
在一个实施方案中，使用一种或多种二价金属盐。
在一个实施方案中，该二价金属盐在含水施胶制剂中所用的量下是可溶的。在一个实施方案中，它在约pH6至约pH 9上是可溶的。含水施胶介质可以是水溶液、乳液、分散液或胶乳或胶体组合物的形式，如本领域中常规那样，术语“乳液”在本文中用来意指液体包液体型或液体包固体型的分散液，以及胶乳或胶体组合物。
在一个实施方案中，该二价金属盐的水溶解度可以适当地是轻微或中度可溶至可溶的，如二价金属盐在室温的饱和水溶液所测量。水溶解度可以是从0.01mol/L和以上。这个范围包括其间全部值及子范围，包括0.01、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2、5、7、10、15、20、25mol/L和更高。在一个实施方式中，该二价金属盐的水溶解度为0.1mol/L或更大。
该组合物含有一种或多种络合剂。不特别地限制络合剂，只要它对所述二价金属(离子)具有亲和力。就此而言，该络合剂可以是对所述二价金属具有化学、物理或物理化学亲和力的任意化合物、分子或其它物质。此类亲和力的实例包括，但不应当视为限于螯合作用、给电子能力、范德华吸引、物理吸附、化学吸附、离子配对作用、离子的、静电的、金属配体的、位阻的等。此亲和力可以是可逆或不可逆的。在一个实施方案中，该亲和力导致络合剂与二价金属之间缔合以形成缔合络合物。
该缔合络合物可以是电中性的，或它可以具有正电荷或轻微正电荷。该缔合络合物可以从与任意数目络合剂缔合的任意数目二价金属离子产生。金属对络合剂之比可以适当地是10∶1至1∶10，或是其间任意值或子范围，包括10、9、8、7、6、5、4、3、2、1任一者至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10任一者。
在一个实施方案中，因缔合作用产生的缔合络合物的水溶解度可以适当地是轻微或中度可溶至可溶的，如该缔合络合物在室温的饱和水溶液所测量。该水溶解度可以是从0.01mol/L和以上。这个范围包括其间全部值及子范围，包括0.01、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2、5、7、10、15、20、25mol/L和更高。在一个实施方式中，该缔合络合物的水溶解度为0.1mol/L或更大。
该缔合络合物可以是无色的或它可以具有颜色。在一些应用中可能有利的是，该缔合络合物是水溶并且无色的。
在一个实施方案中，该缔合络合物与溶液相中或在固相中或这二者中的荧光增白剂兼容。只要络合剂和二价金属之间存在某种缔合作用和/或相互作用，不特别地限制该亲和力的性质。
不希望受理论约束，假设该络合剂可以“装入”此二价金属，同时在该金属离子上仍留下会有助于优良油墨固定的一些多余正电荷。也可能的是，含有足够有机分子表面的复合笼型缔合物将比金属离子单独兼容于荧光增白剂而更兼容于该荧光增白剂(例如防止该荧光增白剂从溶液沉淀)。
在一个实施方案中，该络合剂可以包括一种或多种供电子原子，如氮、氧、磷、硫等。
络合剂的一些实例包括有机膦酸酯、磷酸酯、羧酸、二硫代氨基甲酸酯、EDTA盐、EGTA盐、DTPA盐、冠醚、EDTA(CAS 60-00-4)、EDTA二钠盐[6381-92-6]、EDTA四钠盐[194491-31-1]、EDTA三钠盐、EDTA二钠镁盐[14402-88-1]、EDTA二钠钙盐、EDTA二铵盐[20824-56-0]、EDTA二钾盐[25102-12-9]、EDTA三钾盐[65501-24-8]、EDTA二锂盐[14531-56-7]、EDTA四甲基铵盐、EDTA钙盐、EDTA镁盐、EDTA铝盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚山梨醇酯、聚-4-苯乙烯磺酸盐、甘油缩甲醛、甲脒亚磺酸、次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、有机膦酸酯、有机磷酸酯、羧酸、二硫代氨基甲酸酯、山梨醇、山梨酸、纤维素醚、CMC纤维素、羟乙基纤维素、PEG、PEG衍生物、PPG、PPG衍生物、离子液体、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓硫氰酸盐及其盐。组合是可行的。
离子液体的实例包括基于烷基咪唑鎓盐(即，甲基咪唑鎓盐(如来自BASF)和磷鎓盐(如来自Cytec))的那些离子液体。阴离子可能是卤化物、硫酸酯或烷基硫酸酯、四氯铝酸酯、乙酸酯、硫氰酸酯、水杨酸酯、六氟磷酸酯、六氟硼酸酯、二辛基磺基琥珀酸酯、癸酸酯，十二烷基苯磺酸酯。烷基咪唑鎓盐的其他常见实例可以包括，但不限于1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐(或乙酸盐或甲基硫酸盐或乙基硫酸盐)。
在一些实施方案中，可能有利的是单独或联合使用EDTA(CAS60-00-4)、EDTA二钠盐[6381-92-6]、EDTA四钠盐[194491-31-1]、EDTA三钠盐、EDTA二钠镁盐[14402-88-1]、EDTA二钠钙盐作为络合剂。
在一个实施方案中，术语“有机膦酸酯”可以指膦酸HP(O)(OH)2的有机衍生物，其含有单C--P键，如HEDP(CH3C(OH)(P(O)(OH)2)、1-羟基-1，3-丙二基双膦酸((HO)2P(O)CH(OH)CH2CH2P(O)(OH)2))；优选地含有毗邻(靠近)C--P键的单C--N键，如DTMPA((HO)2P(O)CH2N[CH2CH2N(CH2P(O)(OH)2)2]2)、AMP(N(CH2P(O)(OH)2)3)、PAPEMP((HO)2P(O)CH2)2NCH(CH3)CH2(OCH2CH(CH3))2N(CH2)6N(CH2P(O)(OH)2)2)、HMDTMP((HO)2P(O)CH2)2N(CH2)6N(CH2P(O)(OH)2)2)、HEBMP(N(CH2P(O)(OH)2)2CH2CH2OH)、其盐等。组合是可行的。
在一个实施方案中，术语“有机磷酸酯”可以指磷酸P(O)(OH)3的有机衍生物，其含有单C--P键，包括三乙醇胺三(磷酸酯)(N(CH2CH2OP(O)(OH)2)3)、其盐等。组合是可行的。
在一个实施方案中，术语“羧酸”可以指含有一个或多个羧基-C(O)OH的有机化合物，优选地指含有毗邻(靠近)C--CO2H键的单C--N键的氨基羧酸，如EDTA((HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2)、DTPA((HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)CH2CH2N(CH2CO2H)2)等，和其碱金属盐及碱土金属盐。组合是可行的。
在一个实施方案中，术语“二硫代氨基甲酸酯”可以指单体二硫代氨基甲酸酯、聚合的二硫代氨基甲酸酯、聚二烯丙基胺二硫代氨基甲酸酯、2，4，6-三巯基-1，3，5-三嗪，亚乙基双二硫代氨基甲酸酯二钠，二甲基二硫代氨基甲酸酯二钠、其盐等。组合是可行的。
在一个实施方案中，该络合剂是膦酸酯。在一个实施方案中，该膦酸酯是二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTMPA)及其盐。
在一个实施方案中，该络合剂是羧酸。在一个实施方案中，该羧酸酯选自二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)及其盐和乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐。
在一个实施方案中，该络合剂是一种或多种离子液体。离子液体的实例是1-丁基-3-甲基-咪唑鎓-硫氰酸盐。在另一个实施方案中，该络合剂是一种离子液体和另一种(非离子液体)络合剂的组合。
络合剂的量是没有特别限制的。在施胶制剂中使用淀粉时，该络合剂可以按范围为约0.01Lb/100Lb淀粉至约100Lb/100Lb淀粉的量存在。该范围包括其间全部值及子范围，包括约0.01、0.02、0.03、0.04、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、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、99和100Lb络合剂/100Lb淀粉。如果没有使用淀粉，则该络合剂可以按范围为约0.01Lb/吨纸至约100Lb/吨纸的量存在。该范围包括其间全部值及子范围，包括约0.01、0.02、0.03、0.04、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、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、99和100Lb络合剂/吨纸。在一个实施方案中，络合剂的量的范围为约0.1至约10Lb/吨纸。
该组合物含有一种或多种荧光增白剂，在本文中有时称作荧光增白剂(optical brightener)或OBA。一般而言，荧光增白剂是荧光染料或颜料，它们吸收紫外辐射并在可见光谱内更高的波长(蓝色)上再发射该辐射，因而在添加至纸浆配料(stock furnish)时实现纸片材的白色、明亮外观。代表性荧光增白剂包括，但不限于唑类、联苯类、香豆素类、呋喃类、芪类、离子增白剂，包括阴离子、阳离子和阴离子(中性)化合物，如从EasternColor & Chemical Co.(Providence，R.I.)可获得的EccobriteTM和EccowhiteTM化合物；萘酰亚胺类；吡嗪类(pyrazene)；取代(例如，磺化)的芪类，如从Clariant Corporation(Muttenz，瑞士)可获得的LeucophorTM系列的荧光增白剂和来自Ciba Specialty Chemicals(巴塞尔，瑞士)的TinopalTM；此类化合物的盐，包括但不限于此类增白剂的碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐、有机盐和铵盐；和一种或多种前述试剂的组合。
在一个实施方案中，荧光增白剂选自二磺化、四磺化和六磺化芪基OBA及其组合。
在一个实施方案中，二价金属盐，络合剂和荧光增白剂的有效剂量是为实现想要的亮度和白度，又维持优良油墨特性及印刷特性而必需的量。
不特别地限制荧光增白剂的量，只要获得了由造纸领域普通技术人员轻易决定的想要的白度和/或亮度即可。在施胶组合物中使用时，该荧光增白剂可以按范围为每100磅施胶剂(例如，乙基化淀粉)的10至100磅的任何量添加。这个范围包括其间全部值及子范围，包括10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100磅。在另一个实施方案中，该荧光增白剂可以基于纸产物(如记录片材)的重量以范围为约0.005至约4重量百分数的量添加。该范围包括其间全部值及子范围，基于纸产物的重量，包括约0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、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、2、3和4重量百分数。
例如，该组合物可以在造纸工艺中的任意点处添加至漂白的纸浆或纸产物。添加点的一些实例包括，但不限于(a)向消潜池中的纸浆料中；(b)向在贮存、混合或转移池中的漂白阶段期间或之后的纸浆中；(c)在其中pH为碱性(并且经通过终末D阶段漂白时，pH会降低，这将使络合剂固定在浆纤维内部或表面上)的终末脱漂白(debleaching)阶段之前添加EDTA或DTPA；(d)向在漂白、洗涤及脱水，随后滚筒干燥或急骤干燥后的纸浆中；(e)在除垢器(cleaner)之前或之后；(f)在通向造纸机流浆箱的冲浆泵之前或之后；(g)向造纸机白水中；(h)被喷淋或喷洒到流浆箱形成之后但湿压榨之前的正在移动的湿纸幅上；(i)向贮料仓或节约装置中；(j)在使用例如施胶机、涂布机或喷淋杆的压榨部中；(k)在使用例如施胶机，涂布机或喷淋杆的干燥部中；(l)在使用胶片箱(wafer box)的压光机上；(m)在机外涂布机或施胶机中的纸上；和/或(n)在卷绕控制单元(curlcontrol unit)中。组合是可行的。
添加该组合物的确切位置将取决于涉及的具体设备、正在使用的确切工艺条件等。在一些情况下，可以在一个或多个位置处添加所述二价金属盐、络合剂和荧光增白剂中的一种或多种用于最佳效果。
应用可以通过造纸工艺中常规使用的任何手段进行，所述手段包括通过″分批进料″，因而在造纸工艺中的一个点处施加所述二价金属盐、络合剂和荧光增白剂中的一种或多种，例如在纸浆或(干燥机之前的)湿纸幅上并且所述二价金属盐、络合剂和荧光增白剂中的一种或多种的其余部分在后续点处添加，例如在施胶压榨中。
在一个实施方案中，络合剂和/或荧光增白剂可以在二价金属盐之前、之后或与其同时添加至漂白的纸浆或纸产物。荧光增白剂和/或络合剂也可以用该二价金属盐配制。
在另一个实施方案中，该组合物可以与表面施胶溶液混合并在施胶压榨中施加。
在一个实施方案中，该组合物施加至纸基材以产生记录片材。该纸基材合适地包括多条纤维素纤维。纤维素纤维的类型不是重要的，并且可以使用在造纸中已知或适用的任何此类纤维。例如，该基材可以从衍生自硬木树、软木树或硬木与软木树组合的浆纤维制得。可以通过一种或多种已知或合适的消化、精制和/或漂白操作(如，例如，已知的机械、热机械、化学和/或半化学的造浆和/或其他公知造浆工艺)制备所述纤维用于造纸配料中。如本文中可能使用的术语“硬木浆”包括从落叶乔木(被子植物)(如桦树、栎树、山毛榉、槭树及桉树)的木质部衍生的纤维浆。如本文中可能使用的术语“软木浆”包括从针叶树(裸子植物)(如冷杉、云杉和松的品种，例如火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、香脂冷杉及道格拉斯冷杉)的木质部衍生的纤维浆。在一些实施方案中，至少一部分的所述浆纤维可以从非木质草本植物提供，所述的草本植物包括但不限于槿麻、大麻、黄麻、亚麻、剑麻或蕉麻，尽管法律限制及其他考虑可能使得利用大麻及其他纤维来源不可行或不可能。可以使用漂白或未漂白的浆纤维。回收的浆纤维也适于使用。
该纸基材可以合适地基于所述基材总重含有1至99wt％的纤维素纤维。在一个实施方案中，该纸基材可以基于基材总重量含有5至95％的纤维素纤维。这些范围包括其间任何和全部的值以及子范围，例如1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99wt％。
基于所述纸基材中纤维素纤维的总量，该纸基材可以任选地含有1至100wt％源自软木物种的纤维素纤维。在一个实施方案中，基于纤维素纤维在纸基材中的总量，该纸基材可以含有10至60wt％源自软木物种的纤维素纤维。基于纤维素纤维在纸基材中的总量，这些范围包括1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100wt％，以及其中任意和全部的范围和子范围。
在一个实施方案中，基于该纸基材的总重，该纸基材可以替代地或重叠地含有0.01至99wt％源自软木物种的纤维。在另一个实施方式中，基于该纸基材的总重量，所述纸基材可以含有10至60wt％来自软木物种的纤维。这些范围包括其中任意和全部的值及子范围。例如，基于该纸基材的总重量，该纸基材可以含有不超过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及99wt％的软木。
软木纤维的全部或部分可以任选地源自具有300至750加拿大标准游离度(CSF)的软木物种。在一个实施方案中，该纸基材含有来自具有400至550CSF的软木物种的纤维。这些范围包括其间任意和全部的值及子范围，例如，300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740及750CSF。加拿大标准游离度如TAPPI T-227标准试验测量。
基于纤维素纤维在纸基材中的总量，该纸基材可以任选地含有1至100wt％源自硬木物种的纤维素纤维。在一个实施方案中，基于纤维素纤维在该纸基材中的总量，该纸基材可以含有30至90wt％源自硬木物种的纤维素纤维。基于纤维素纤维在该纸基材中的总量，这些范围包括1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100wt％以及其中任意和全部的值及子范围。
在一个实施方案中，基于该纸基材的总重量，该纸基材可以替代地或重叠地含有0.01至99wt％来自硬木物种的纤维。在另一个实施方式中，基于该纸基材的总重量，该纸基材可以替代地或重叠地含有60至90wt％来自硬木物种的纤维。这些范围包括其间任意和所有的值以及子范围，基于该纸基材的总重量，包括不超过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及99wt％。
硬木纤维的全部或部分可以任选地源自具有300至750加拿大标准游离度的硬木物种。在一个实施方案中，该纸基材可以含有来自具有CSF值400至550的硬木品物种的纤维。这些范围包括300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740及750CSF以及其中任意和全部的范围及子范围。
该纸基材可以任选地含有较少的精制纤维，例如，较少的精制软木纤维、较少的精制硬木或两者。较少精制纤维和较多精制纤维的组合是可行的。在一个实施方式中，该纸基材含有的纤维比常规纸基材中所用纤维较不精制至少2％。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括至少2、5、10、15及20％。例如，如果常规的纸含有具有350加拿大标准游离度的软木纤维和/或硬木纤维，则在一个实施方案中，该纸基材可以含有具有385CSF(即比常规低10％精制)的纤维，并且仍表现与常规纸相似的性能，如果不比常规纸更好。下文讨论所述纸基材的一些性能质量的非限制性实例。硬木和/或软木纤维精制的一些减少的实例包括但不限于：1)350到至少385CSF；2)350到至少400CSF；3)400到至少450CSF；和4)450到至少500CSF。在一些实施方案中，与常规纸基材中的那些纤维相比，纤维精制的减少可以是至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20及25％减少。
当纸基材含有硬木纤维和软木纤维时，硬木/软木纤维重量比的范围可以任选地是0.001至1000。在一个实施方案中，该硬木/软木比的范围可以是90/10至30/60。这些范围包括其间全部的值及子范围，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及1000。
这些软木纤维、硬木纤维或两者都可以通过物理和/或化学方法任选地改性。物理方法的实例包括但不限于电磁方法和机械方法。电改性的实例包括但不限于，涉及使纤维与电磁能量源(如光和/或电流)接触的方法。机械改性的实例包括但不限于涉及使无生命物体与纤维接触的方法。此类无生命物体的实例包括具有锋利边缘和/或钝边缘的那些物体。此类方法也包括，例如切割、捏合、敲击、穿刺等及其组合。
化学改性的非限制性实例包括常规化学的纤维加工法，如在其上交联和/或沉淀复合物。适合的纤维改性法的其他实例包括在美国专利号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、H1,704、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、5,049,235、4,986,882、4,496,427、4,431,481、4,174,417、4,166,894、4,075,136及4,022,965中存在的那些纤维改性法，每个所述专利的全部内容因而通过引用的方式独立地并入。适合的纤维改性法的其他实例可以在2005年2月19日提交的美国申请号60/654,712和2006年2月21日提交的11/358,543中找到，所述实例可以包括进一步添加如本文中讨论的荧光增白剂(即OBA类)，每个所述专利的全部内容因而通过引用的方式独立地并入。
该纸基材可以任选地包括“微粒”。“微粒”纤维一般是具有不超过约100μm平均长度的那些纤维。“微粒”的来源可以存在于SaveAll纤维、再循环流、废料流、废纤维流及其组合。在该纸基材中存在的“微粒”的量可以例如通过调节诸流添加至造纸工艺的速率来调整。在一个实施方案中，微粒的平均长度不超过约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100μm，包括其中任意和全部的范围以及子范围。
如果使用，“微粒”纤维可以连同硬木纤维、软木纤维或硬木及软木纤维二者一起存在于纸基材中。
基于纸基材的总重量，该纸基材可以任选地含有0.01至100wt％的微粒。在一个实施方式中，基于纸基材的总重量，该纸基材可以含有0.01至50wt％的微粒。这些范围包括其间全部的值及子范围，基于纸基材的总重量，包括不超过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及100wt％的微粒。
在一个实施方案中，基于所述纤维在纸基材中的总重量，该纸基材可以替代地或重叠地含有0.01至100wt％的微粒。这个范围包括其间全部的值及子范围，基于所述纤维在纸基材中的总重量，包括不超过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及100wt％的微粒。
如期望，除该组合物之外，该记录片材还可以含有至少一种施胶剂。不特别地限制该施胶剂，并且可以使用任何常规的造纸施胶剂。该施胶剂可以是非反应性的、反应性的或非反应性与反应性的组合。该施胶剂可以任选地并且如期望，不同程度地赋予该纸基材防潮性或防水性。施胶剂的非限制性实例可以在“Handbook for Pulp and PaperTechnologists”，G.A.Smook(1992)，Angus Wilde Publications中找到，所述文献因而通过引用的方式完整并入。优选地，该施胶剂是表面施胶剂。施胶剂的优选实例是淀粉、烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基烯酮二聚体(ALKD)、烯基琥珀酐(ASA)、ASA/ALKD、苯乙烯丙烯酸乳液(SAE)、聚乙烯醇(PVOH)、聚乙烯胺、藻酸盐、羧甲基纤维素等。然而，可以使用任何施胶剂。见，例如，美国专利号6,207,258中公开的施胶剂，其全部内容因而通过引用的方式并入。
多种非反应性施胶剂是本领域已知的。实例包括而不限于来自BASFCorporation(Mt.Olive，N.J.)的
Figure BPA00001280950500151
335D非反应性聚合物表面施胶乳液、来自Air Products and Chemicals，Inc.(Trexlertown，Pa.)的乙酸乙烯酯与丙烯酸丁酯共聚物的
Figure BPA00001280950500152
325乳液和来自Hercules Incorporated(Wilmington，Del.)的非反应性施胶剂(例如在1997年12月4日公布的公开的国际专利申请公开号WO97/45590中公开，该专利申请对应于1997年5月22日提交的美国专利申请系列号08/861,925，所述文献的全部内容因而通过引用的方式并入)，仅举数例。
对于碱性pH制造条件下实施的造纸，可以适宜地使用基于烷基烯酮二聚体(AKD)或烯基烯酮二聚体(ALKD)或多聚体的施胶剂及烯基琥珀酐(ASA)施胶剂。也可以使用这些施胶剂与其他施胶剂的组合。
用作造纸施胶剂的烯酮二聚体是公知的。含有一个内酯环的AKD一般通过从两个脂肪酸酰氯产生的烷基烯酮的二聚化制备。商业烷基烯酮二聚体施胶剂经常从棕榈脂肪酸和/或硬脂脂肪酸制备，例如，及
Figure BPA00001280950500164
施胶剂(两者均来自Hercules Incorporated)。
烯基烯酮二聚体施胶剂也是市售的，例如，
Figure BPA00001280950500165
施胶剂(HerculesIncorporated)。
美国专利号4,017,431提供了带有蜡掺合物及水溶性阳离子树脂的AKD施胶剂的非限制性示例公开，所述专利的全部内容因而通过引用的方式并入。
含有多于一个
Figure BPA00001280950500166
内酯环的烯酮多聚体也可以用作施胶剂。
从一元羧酸和二元羧酸的混合物制备的施胶剂已经作为纸用施胶剂在日本特开号168991/89和168992/89中公开。
欧洲专利申请公开号0629741A1公开了烷基烯酮二聚体和多聚体混合物，其作为高速加工及复印机中所用的纸中的施胶剂。该烷基烯酮多聚体由摩尔过量的一元羧酸(一般为脂肪酸)与二元羧酸的反应产生。这些多聚体化合物在25℃是固体。
欧洲专利申请公开号0666368A2及Bottorff等人在美国专利号5,685,815中公开了以烷基或烯基烯酮二聚体和/或多聚体施胶剂内在施胶的用于高速或复印操作的纸，所述专利的全部内容因而通过引用的方式并入。优选的2-丙醇酸丙酯多聚体以范围为1∶1至3.5∶1的脂肪酸对二酸比制备。
商业的ASA基施胶剂是可通过马来酐与烯烃(C14-C18)反应而制备的材料的分散液或乳液。
作为纸用施胶剂有用的疏水酸酐的实例包括：
(i)松香酐(例如，见美国专利号3,582,464，其全部内容因而通过引用的方式并入)；
(ii)具有结构(I)的酐：
Figure BPA00001280950500171
其中每个R是相同或不同的烃基；和
(iii)环状二羧酸酐，例如，具有结构(II)的那些环状二羧酸酐：
Figure BPA00001280950500172
其中R′代表二亚甲基或三亚甲基并且其中R″是烃基。
式(I)酐的一些实例包括肉豆蔻酸酐；棕榈酸酐；油酸酐；以及硬脂酸酐。
属于上述式(II)的取代的环状二元羧酸酐的实例包括取代的丁二酸酐、戊二酸酐、i-和n-十八烯琥珀酸酐；i和n-十六烯琥珀酸酐；i-和n-十四烯琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐；癸烯基琥珀酸酐；辛烯基琥珀酸酐；以及庚基戊二酸酐。
非反应性施胶剂的其他实例包括聚合物乳液、阳离子聚合物乳液、两性聚合物乳液、其中至少一个单体选自以下的组的聚合物乳液以及其混合物，所述组包括苯乙烯、
Figure BPA00001280950500181
甲基苯乙烯、具有含1至13个碳原子的酯取代基的丙烯酸酯、具有含1至13个碳原子的酯取代基的甲基丙烯酸酯、丙烯腈、甲基丁烯腈、乙酸乙烯酯、乙烯及丁二烯；并且任选地包括丙烯酸、甲基丁烯酸、马来酐、马来酐的酯或其酸数量小于约80的混合物，及其混合物。
如期望，该聚合物乳液可以被优势地包括降解的淀粉的稳定剂(如，在例如美国专利号4,835,212、4,855,343及5,358,998中公开的那种稳定剂)稳定化，所述各专利的全部内容因而通过引用的方式并入。如期望，可以使用其中聚合物具有约-15℃至约50℃玻璃化转变温度的聚合物乳液。
对于传统的酸性pH造纸条件，可以合适地使用处于分散的松香施胶剂形式的非反应性施胶剂。分散的松香施胶剂是公知的。松香施胶剂的非限制性实例例如在美国专利号3,966,654及4,263,182中公开，每一个所述专利的完整内容因而通过引用的方式并入。
松香可以是适用于纸施胶的任意改性或未改性的、可分散或可乳化的松香，包括非强化松香、强化松香及增容松香，以及松香酯，及其混合物或掺合物。如本文中所用，术语“松香”意指在施胶剂中有用的这些形式的分散松香之任意者。
不特别地限制分散形式的松香，并且可以使用任意市售类型的粗制或精制状态的松香，例如木松香、脂松脂、浮油松香及任意两种或更多种的混合物。在一个实施方案中，使用浮油松香及脂松脂。也可以使用部分氢化的松香及聚合松香，以及已经被处理(例如通过热处理或与甲醛反应)以抑制结晶的松香。
不特别地限制强化松香。这种松香的一个实例包括松香与含有
基团的酸性化合物的加成反应产物并通过松香和该酸性化合物在约150℃至约210℃的升高温度反应进行衍生。
所用酸性化合物的量将是下述量，其中基于强化松香的重量，所述量将提供含有约1％至约16％重量份加成酸性化合物的强化松香。制备强化松香的方法是本领域技术人员公知的。例如，见，在美国专利号2,628,918及2,684,300中公开和描述的方法，每一个所述专利的完整内容因而通过引用的方式并入。
含有下述基团：
Figure BPA00001280950500192
的可用来制备强化松香的酸性化合物的实例包括不饱和有机酸及其可获得的酐，其具体实例包括富马酸、马来酸、丙烯酸、马来酐、衣康酸、衣康酐、柠康酸及柠康酐。如期望，酸的混合物可以用来制备强化松香。
因此，例如，松香的丙烯酸加成物与富马酸加成物的混合物可以用来制备分散的松香施胶剂。同样，可以使用在加成物形成后已经基本上完全氢化的强化松香。
松香酯也可以用在分散的松香施胶剂中。合适的示例性松香酯可以是如美国专利号4,540,635(Ronge等人)或者美国专利号5,201,944(Nakata等人)中所公开那样酯化的松香，每一个所述专利的完整内容因而通过引用的方式并入。
如期望，非强化或强化的松香或松香酯可以使用已知的增量剂(extender)进行增容，所述增量剂如是蜡(尤其石蜡及微晶蜡)；烃类树脂(包括从石油烃及萜烯衍生的那些烃类树脂)等。这可以合适地通过基于松香或强化松香的重量，用约10％到约100％重量份增量剂的松香或强化松香的熔融掺合或溶液掺合来完成。
可以使用强化松香及非强化松香的掺合物；强化松香、非强化松香、松香酯及松香增量剂的掺合物。强化和非强化松香的掺合物可以包括例如约25％至95％的强化松香和约75％至5％的非强化松香。强化松香、非强化松香和松香增量剂的掺合物可以包括例如约5％到45％的强化松香、0到50％的松香及约5％到90％的松香增量剂。
疏水的有机异氰酸酯，例如烷基化异氰酸酯，也可以用作施胶剂。
其他的常规纸施胶剂包括烷基氨基甲酰氯、烷基化三聚氰胺(如硬脂基化三聚氰胺)以及苯乙烯丙烯酸酯。
施胶剂的混合物是可行的。
可以使用外部施胶剂或者内部及表面施胶剂。二者之一或两者可以含有所述二价金属盐、荧光增白剂和络合剂。当内部施胶剂和外部施胶剂均存在时，它们可以以任意的重量比存在并且可以是相同和/或不同的。在一个实施方案中，表面施胶剂对内部施胶剂的重量比是50/50至100/0，更优选地是75/25至100/0的表面/内部施胶剂。这个范围包括50/50、55/45、60/40、65/35、70/30、75/25、80/20、85/15、90/10、95/5及100/0，包括其中任意及全部的范围和子范围。内部施胶剂的优选实例是烯基琥珀酐(ASA)。
当淀粉用作施胶剂时，淀粉可以是改性的或非改性的。可以在上文提到的“Handbook for Pulp and Paper Technologists”，G.A.Smook(1992)，Angus Wilde Publications中找到淀粉的实例。改性淀粉的优选实例包括，例如，氧化的、阳离子的、乙基化的、氢乙氧基化(hydroethoxylated)的等。此外，该淀粉可以来自任何来源，优选地来自马铃薯和/或玉米。最优选地，淀粉来源是玉米。
在一个实施方案中，包含氯化钙、络合剂、荧光增白剂和一种或多种淀粉的混合物与该基材的至少一个表面接触。有用淀粉的示例包括在玉米、木薯、马铃薯和其他植物中通过葡萄糖单元聚合所合成的天然存在糖类。可以使用全部此类淀粉及其改性形式，如可以通过淀粉与适宜化学品或酶促试剂反应衍生出来的淀粉乙酸酯、淀粉酯、淀粉醚、淀粉磷酸酯、淀粉黄原酸酯、阴离子淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉等。如期望，淀粉可以通过已知技术制备或从商业来源获得。例如，商业淀粉的一个实例包括来自A.E.Staley的Ethylex 2035、来自Penford Products的PG-280、来自ADM、Cargill及Raisio的氧化玉米淀粉，和酶转化淀粉，如来自Amylum的Amyzet 150。
可以使用改性淀粉。一类改性淀粉的非限制性实例包括阳离子改性的化学改性淀粉，例如乙基化淀粉、氧化淀粉以及AP及酶转化的Pearl淀粉。最优选化学改性淀粉如乙基化淀粉，氧化淀粉以及AP及酶转化的Pearl淀粉。
在一个实施方案中，水溶性金属盐(例如氯化钙)和Ethylex 2035淀粉连同络合剂和荧光增白剂一起用于施加至纸片材双面的施胶制剂中，并且当氯化钙对淀粉的重量比相等或大于约0.5至约20％时，获得了该片材的改良干燥时间。该范围包括其间全部的值及子范围，包括0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20％及其任意组合。在一个实施方案中，氯化钙对淀粉的重量比的范围可以是约0.5至约18％。在另一个实施方式中，该重量比的范围可以是约0.75至约17％。在另一个实施方式中，该重量比的范围可以是约1％至约16％。如果淀粉/盐混合物仅施加至纸的一个面并且无盐的淀粉施加至另一个面，则氯化钙对淀粉的重量比可以是所述那些重量比的一半。在这种情况下，将仅在含盐的纸侧面上期望改良的印刷特性。
二价水溶性金属盐和一种或多种淀粉在基材中和/或基材上的量可以大幅度地变动，并且可以使用任何常规的量。
当聚乙烯醇用作施胶剂时，它可以具有任意％水解。优选的聚乙烯醇是具有范围从100％至75％的a％水解的那些聚乙烯醇。聚乙烯醇的％水解可以是75、76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98和100％水解，包括其中任意和全部的范围及子范围。
纸基材可以含有任意wt％的PVOH。优选地，当PVOH存在时，基于基材中和/或上所含施胶剂的总重量，它以0.001wt％至100wt％的量存在。基于施胶剂在基材中的总重量，这个范围包括0.001、0.002、0.005、0.006、0.008、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及100wt％，包括其中任意和全部的范围及子范围。
该施胶剂也可以包括公知的一种或多种任选的添加剂，例如粘合剂、颜料、增稠剂、消泡剂、表面活性剂、增滑剂、分散剂、荧光增白剂、染料及防腐剂。颜料的实例包括，但不限于粘土、碳酸钙、半水合硫酸钙及无水硫酸钙、白垩、GCC、PCC等。优选的颜料为碳酸钙，其优选形式是沉淀出的碳酸钙。粘合剂的实例包括，但不限于聚乙烯醇、Amres(碱性熟化阳离子树脂型)、Bayer Parez、多氯化物乳液、改性淀粉如羟乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛/多元醇缩合物、聚酰胺、环氧氯丙烷、乙二醛(glyoxal)、乙二醛尿素、乙二醛、脂族聚异氰酸酯、异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、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、丙烯酸酯以及丙烯酸甲酯。其他的任选添加剂包括，但不限于硅石，如胶体或溶胶。硅石的实例包括，但不限于硅酸钠和/或硼硅酸盐。可以使用的其他添加剂包括一种或多种溶剂，如，例如水。添加剂的组合是可行的。
可能有利的是，施胶剂总量的大部分位于纸基材的外侧表面或表面(在施胶剂施加至两个表面的情况下)处或附近。在一个实施方案中，该纸基材含有所述施胶剂，从而它们(基材和施胶剂)协作来形成I型梁结构。I型梁结构例如在2004年4月8日公开的美国专利公布号2004/0065423，和2004年1月7日提交的2008/0035292以及在2004年3月31日提交并具有申请系列号61/040,806的美国临时申请中讨论，每一个所述文献的完整内容因而通过引用的方式并入。在这方面，不要求施胶剂与基材的纤维素纤维相互渗透。然而，如果施胶层或涂布层和纤维素纤维相互渗透，它将产生具有相互渗透层的纸基材，此基材属于本发明的范围内。
在一个实施方案中，纸基材的相互渗透层可以确定一个区域，在该区域中至少施胶溶液渗入纤维素纤维中并位于它们之间。该相互渗透层可以占据至少一部分纸基材的1至99％的整个横截面，包括该纸基材的1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95及99％，包括其中任意和全部的范围及子范围。这种实施方式可以例如当施胶溶液在涂布方法之前添加至纤维素纤维时实现并且如需要，可以与后续涂布方法组合。例如添加点可以在施胶压榨时。
优选地，该相互渗透层的横截面厚度可以最小化。替代地或额外地，施胶剂的浓度优选地随施胶剂从纸基材的内部部分向其表面移动(在垂直于基材平面的z-轴向上)而提高。因此，朝向基材的顶部和/或底部外表面存在的施胶剂的量可以大于朝向纸基材的内部中间存在的施胶剂的量。替代地，大部分百分数的施胶剂可以优选地在距该基材的外表面等于或少于25％、更优选10％的基材总厚度的距离处存在。这个方面也可以称为Q总，其通过例如在2008年2月14日公开的美国专利公开号2008/0035292中所列的已知方法学测量，该文献的全部内容因而通过引用的方式并入。如果Q总等于0.5，则该施胶剂近似均匀地分布遍及整个纸基材。如果Q总大于0.5，则朝向纸基材中心部分比朝向纸基材的表面或各表面存在更多的施胶剂(通过垂直于基材平面的z方向测量)。如果Q总小于0.5，则朝向纸基材中心部分比朝向纸基材的表面或各表面存在更少的施胶剂。根据上述内容，该纸基材优选地具有小于0.5，优选地小于0.4，更优选小于0.3，最优选小于0.25的Q总。因而，纸基材的Q总可以是0至小于0.5。该范围包括0、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45和0.49，包括其中任意和全部的范围及子范围。
如上文所述，Q的测定可以合适地根据2008年2月14日公开的美国专利公开2008/0035292中的方法实施。
本质上，Q是横截面视图中从片材的外部边缘向中间推进时对淀粉量的测量。本文中应理解，该Q可以是任意的Q，从而它代表使得淀粉朝向片材横截面的外表面的增强能力，并且Q可以(使用任意试验)如此选择，从而提供了纸基材的任意一种或多种上文和下文所提到的特征(例如，内部结合强度、湿膨胀率、IGT拉毛和/或IGT VPP分层等)。
其他方法可用于测量Q的等同物。在一个实施方式中，任意的Q测量法或测量下述比率的相似方法是可接受的，其中所述比率是朝向基材芯部的含有该组合物的施胶剂的量与朝向基材的外表面或多个外表面的施胶剂的量的比率。在一个实施方式中，该比率是这样的，从而尽可能多的施胶剂位于朝向基材的外表面，从而使得相互渗透区最小化和/或使得相互渗透层中存在的淀粉的量最小化。也可能的是，施胶剂的这种分布甚至在该基材内部和/或表面上非常高水平的施胶剂载量、优选外部施胶剂载量上发生。因此，在形成I-型梁结构的情况下，想要的是随着越来越多的外部施胶剂被加载到相互渗透层的表面上，通过使施胶剂在该相互渗透层中的浓度最小化或通过减少该相互渗透层自身的厚度而控制位于相互渗透层中的施胶剂的量。在一个实施方式中，该记录片材和/或纸基材的特征是可以通过如此控制施胶剂来实现的那些特征。尽管施胶剂的这种受控加载可以以任何方式进行，然而优选该施胶剂通过施胶机加载或施加。
该记录片材可以通过含有施胶剂的组合物与纸基材的纤维素纤维接触来制作。该接触可以在所述施胶剂和/或其他添加剂的可接受浓度水平下进行。
可以通过基材与含有根据本发明的组合物和额外地至少一种施胶剂的内部和/或表面施胶溶液或制剂接触来制作该记录片材。该接触可以在造纸工艺中的任何时间进行，包括但不限于湿部、流浆箱、施胶压榨、水箱和/或涂布机。其它添加点包括成浆池、调浆箱及冲浆泵吸入。纤维素纤维、施胶剂和/或任选的组分可以依次、连续和/或同时地以任意组合相互接触。最优选地，该纸基材在施胶压榨时与施胶压榨制剂接触。
该纸基材可以穿过施胶机，在此处造纸领域中已知的任何施胶手段是可接受的。例如，施胶机可以是(例如，倾斜、竖直、水平)池式施胶机或计量(例如，刮刀计量、棒计量)的施胶机。优选地，施胶机是计量的施胶机。
为制备施胶压榨制剂，一种或多种二价水溶性金属盐可以与一种或多种施胶剂(如淀粉)混合，并且一种或多种任选的添加剂可以溶解或分散于合适的液体介质(优选水)中，然后可以施加至该基材。
例如，所述施胶压榨制剂可以采用具有纸制备中常规所用的竖直、水平或倾斜施胶压榨构造的常规施胶压榨设备施加，例如Symsizer(Valmet)型设备，一种通过浸渍涂布的KRK施胶机(Kumagai Riki KogyoCo.，Ltd.，Nerima，东京，日本)。该KRK施胶机是模拟商业施胶机的实验室施胶机。这种施胶机正常地以片材进料，然而商业施胶机一般使用连续料幅。
在一个实施方式中，以这样的量施加施胶剂，从而在施胶压榨制剂的12-50％固形物上实现30至150lb淀粉/吨纸的干轧液率。这里，lb/吨基于具有等于75gsm基重的纸计算。
淀粉的前述范围包括其间所有的值及子范围，包括30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145及150lb/吨。这里，lb/吨基于具有等于75gsm基重的纸计算。
应当轻易明白，lb/吨及摩尔/吨的量可以根据纸的基重以已知方式变化，并且本发明不仅限于具有75gsm基重的纸。
在其中形成I型梁结构，使用氯化钙作为水溶性金属盐并且施胶剂存在于一张纸的两个面上的一个实施方案中，该量的范围是在具有等于75gsm基重的纸上约2至约8lb CaCl2/吨纸。这范围包括其间全部的值及子范围，包括约2、3、4、5、6、7及8lb CaCl2/吨纸。这个范围等于具有等于250gsm基重的纸上约0.6至8lb CaCl2/吨纸的范围。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括0.6、1、2、3、4、5、6、7及8lb CaCl2/吨纸。
在一个实施方式中，施胶压榨制剂中％固形物的范围可以合适地是至少12-50％。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45及50％。
在一个实施方式中，该施胶剂的干轧液率的范围可以合适地是0.25至6gsm，其中所述范围包括其间全部的值及子范围，例如0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5和6gsm，以及其任意组合。
在一个实施方式中，调节湿膜厚度以产生合适的轧液率。例如，在一个实施方式中，该湿膜厚度的范围可以合适地是从大于零至40mm。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括大于0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16、17、18、19、20、25、30、35及40微米。在一个实施方式中，该湿膜厚度的范围是从10至30微米。在一个实施方式中，该湿膜厚度的范围是从15至25微米。
在一个实施方式中，(施胶制剂中)颜料在施胶压榨中的量的范围可以合适地是10到80lb/吨。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、35、40、45、50、55、60、65、60、75及80lb/吨。这里，使用20#铜版纸的基重(75gsm)计算lb/吨。
在一个实施方式中，施胶压榨的温度的范围可以合适地是100-300°F。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290及300°F。
在一个实施方式中，使用棒计量的施胶机。在这个实施方式中，合适的棒容量范围可以是0.000864in2/in至0.001637in2/in。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括0.000865、0.00087、0.0009、0.0010、0.0015及0.001637英寸2/英寸。
当所述纤维素纤维在施胶机处与施胶压榨制剂接触时，在使用Brookfield粘度计、2号转子、在100rpm和150°F情况下，优选施胶溶液的粘度是50至500厘泊。这些范围包括其间全部的值及子范围，如使用Brookfield粘度计、2号转子、在100rpm和150°F所测量，包括50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、325、350、375、400、425及450厘泊，包括其中任意和全部的范围及子范围。在一个实施方式中，粘度的范围是50至350厘泊。在另一个实施方式中，粘度的范围是100至500厘泊。
可以在含有一个或多个压区的压榨部中压榨纸基材。可以使用造纸领域中众知的任何压榨手段。所述压区可以是，但不限于压榨中的单毡、双毡、辊及扩展压区。当含有施胶剂的施胶溶液在施胶机处与纤维接触以制作纸基材时，不特别地限制有效压区压强，只要保持I型梁结构的完整性即可。例如，所述压区压强的范围可以合适地是从大于0至80kN/m。这个范围包括其间全部的值和子范围，包括大于0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70及80kN/m，包括其中任意和全部的范围以及子范围。在一个实施方式中，所述压区压强的范围可以是从30至80kN/m。
压区宽度不特别地限制，并且可以合适地是从大于0到40mm的范围。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括大于0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16、17、18、19、20、25、30、35及40mm。在一个实施方式中，压区宽度的范围是从15至30mm。
施胶机的辊可以具有P&J硬度，优选是任意P&J硬度。由于存在两个辊，故第一辊可以具有第一硬度，而第二辊可以具有第二硬度。辊硬度的范围可以合适地是0至30P&J硬度。这个范围包括其间全部的值及子范围，包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25及30P&J硬度。如果使用两只辊，则它们可以具有相同或不同的硬度。第一硬度和第二硬度可以是彼此相等和/或不同的。作为实例，第一辊在施胶压榨时的P&J可以具有独立地是0至30P&J硬度范围的第一硬度，而第二辊可以具有独立地是0至30P&J硬度范围的第二硬度。
纸基材可以在干燥部中干燥。可以使用在造纸领域中众知的任何干燥手段。所述干燥部可以包括和含有烘筒、滚筒干燥、Condebelt干燥、IR或其他本领域已知的干燥方式或机制。纸基材可以被干燥，以至于含有任意的所选择量的水。优选地，干燥该基材以含有少于或等于10％的水。
所述纸基材可以通过造纸领域中任何众知的压光手段压光。更具体地，例如可以使用湿式压光、干式压光、钢压区压光、热软压光或扩展压区压光等。
所述纸基材可以根据造纸领域中众知的任何方法进行精密磨削。精密磨削通常涉及磨削纸基材表面的摩擦过程。纸基材可以在具有或没有对该纸基材连续和/或同时施加的压光下精密磨削。精密磨削方法的实例可以在美国专利公开号2004/0123966及其援引的参考文献中以及2006年6月2日提交的美国临时专利申请号60/810,181中找到，所述文献因而通过引用的方式均完整地并入本文中。
在一个实施方式中，包含该组合物和施胶剂的纸基材可以通过任何常规的涂层施加手段(包括浸渍手段)进一步涂布。施加涂层的优选方法是使用具有一个或多个工作站的在线涂布方法。涂布站可以是造纸领域中众知的任何已知涂布手段，包括例如刷、棒、气刀、喷雾、帘、刀、转移辊、反向辊和/或铸造涂布手段，以及它们的任意组合。
进一步涂布的纸基材可以在干燥部中干燥。可以使用造纸和/或涂布领域中众知的任何干燥手段。干燥部可以包括和含有IR、空气冲击干燥器和/或蒸汽加热的烘筒，或者涂布领域已知的其它干燥手段和机制。
进一步涂布的基材可以根据造纸领域中众知的任何磨削手段进行磨削。包括一个或多个磨削站在内的此类磨削手段的实例包括光泽压光机，软压区压光机和/或扩展压区压光机。
这些纸基材和/或记录片材可以添加至任何常规造纸工艺以及加工工艺，包括研磨、砂纸打磨、纵切、压折、穿孔、上光、压光、片材磨削、转化、涂布、层压、印刷等。在一个实施方案中，常规工艺包括经修改以生产纸基材的那些工艺，其中所述的纸基材能够用作涂布的或非涂布的纸产品、板和/或基材。这些和其他合适的工艺可以在教材如“Handbook for Pulp and Paper Technologists”，G.A.Smook(1992)，Angus Wilde Publications中找到，所述文献因而通过引用的方式完整并入。
该记录片材和/或纸基材也可以包括一种或多种任选物质，如保留酸、粘合剂、填料、增稠剂和防腐剂。填料的实例包括，但不限于粘土、碳酸钙、半水合硫酸钙及无水硫酸钙、白垩、GCC、PCC等。优选的填料是碳酸钙，其优选形式是沉淀出的碳酸钙。粘合剂的实例包括，但不限于聚乙烯醇、Amres(碱性熟化阳离子树脂型)、Bayer Parez、多氯化物乳液、改性淀粉如羟乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛(ethanedial)/多元醇缩合物、聚酰胺、环氧氯丙烷、乙二醛(glyoxal)、乙二醛尿素、乙二醛(ethanedial)、脂族聚异氰酸酯、异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、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、丙烯酸酯以及丙烯酸甲酯。其他任选的物质包括但不限于硅石，如胶体或溶胶。硅石的实例包括，但不限于硅酸钠和/或硼硅酸盐。另一个可选的物质的实例为溶剂，其包括但不限于诸如水的溶剂。任选物质的组合是可行的。
基于所述基材的总重量，本发明的记录片材可以含有0.001至20wt％的任选物质，优选0.01至10wt％，最优选每种0.1至5.0wt％的任选物质至少之一。基于所述基材的总重量，这个范围包括0.001、0.002、0.005、0.006、0.008、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18及20wt％，包括其中任意和全部的范围及子范围。
可以存在的其他常规添加剂包括，但不限于湿强树脂、内施胶、干强树脂、明矾、填料、颜料和染料。所述基材可以包括膨松剂如扩张性微球、浆纤维和/或二酰胺盐。
所述纸基材或施胶剂可以任选地以任意量含有膨松剂(如果存在)，当此类膨松手段是添加剂时，其范围是0.25至50干lb每吨成品基材，优选地从5到20干lb每吨成品基材。这个范围包括0.25、0.5、0.75、1.0、2.0、2.5、3.0、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45及50干lb每吨成品，包括其中任意和全部的范围及子范围。
膨松剂可以是用于膨松纸物品和基材的扩张性微球、组合物和/或颗粒。然而，可以使用任何膨松剂，尽管可扩张的微球、组合物、颗粒和/或之类的纸基材为优选的膨松方式。其他替代的膨松剂包括但不限于用于在纸或纸板基材中产生I型梁效应的表面活性剂、Reactopaque、预扩张球、BCTMP(漂白的化学热机械纸浆)、精细磨削以及多层构造。当掺入或施加至纸基材时，此类膨松剂可以在严格压光条件(即在每种压光手段的单压区和/或更少压区的压强)不存在的情况下提供充足的印刷品质、厚度、基重等，而产生具有本文中所提到的单独的、一部分或组合的物理规范和性能特征的纸基材。
在一个实施方式中，基于该基材的总重量，所述纸基材可以含有0.001至10wt％，优选地0.02至5wt％，更优选地0.025至2wt％，最优选地0.125至0.5wt％的扩张性微球。
具有膨松能力的扩张性微球的实例是在2005年3月11日提交的美国专利申请号60/660,703和2006年3月13日提交的美国专利申请号11/374,239中描述的那些扩张性微球，所述文献因而也通过引用的方式完整并入。其他实例包括在1999年5月19日提交的美国专利号6,379,497和2004年6月1日提交的美国专利申请号2006/0102307中存在的那些实例，所述文献因而也通过引用的方式完整并入。
膨松纤维的一些实例包括，但不限于机械纤维，如研磨的木浆、BCTMP以及其他机械和/或半机械纸浆。当添加此类纸浆时，所用纤维的0.25至75wt％、优选地少于60wt％总重可以来自此类膨松纤维。
二酰胺盐的实例包括在2003年9月15日提交的美国专利公开号2004/0065423中所描述的那些二酰胺盐，所述文献因而通过引用的方式完整并入。此类盐的非限制性实例包括氨基乙基乙醇胺的单-及二硬脂酰胺，其在商业上称为Reactopaque 100(Omnova Solutions Inc.，Performance Chemicals，1476J.A.Cochran By-Pass，Chester，S.C.29706，USA，并且由总部在Ondeo Nalco Center，Naperville，Ill.60563，USA的Ondeo Nalco Co.推销和出售)或其化学等同物。当使用此类盐时，可以使用基于二酰胺盐干重的约0.025至约0.25wt％。
其他任选的组分包括含氮化合物。这些含氮化合物的非限制性实例包括含氮有机物质，例如含有一个或多个季铵官能团的寡聚物或聚合物。此类官能团可以大幅度变动并且例如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、胍等。此类物质的实例是聚胺类、聚乙烯亚胺类、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的共聚物、乙烯吡咯烷酮(VP)与季铵化甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯(DEAMEMA)的共聚物、聚酰胺、阳离子性聚氨酯胶乳、阳离子性聚乙烯醇、聚烷基胺双氰胺共聚物、缩水甘油胺加成聚合物、聚[氧乙烯(二甲基亚胺基)乙烯(二甲基亚胺基)乙烯]二氯化物、胍聚合物和聚合双胍。这些含氮化合物的组合是可行的。这些化合物的一些实例在例如美国专利号4,554,181、美国专利号6,485,139、美国专利号6,686,054、美国专利号6,761,977和美国专利号6,764,726中描述，每份所述专利因而通过引用的方式完整并入。
扩张性微球可以含有在其内部形成空隙的可扩张性壳。可扩张性壳可以包含含碳和/或杂原子的化合物。含碳和/或杂原子的化合物的实例可以是有机聚合物和/或共聚物。该聚合物和/或共聚物可以是支化的和/或交联的。
扩张性微球优选地是热可扩张的热塑性聚合的中空球，其含有可热活化的扩张剂。扩张性微球组合物、其含量、制造方法及用途的实例可以在美国专利号3,615,972；3,864,181；4,006,273；4,044,176；及6,617,364中找到，所述专利因而通过引用的方式完整并入。可以进一步参考美国专利公开号2001/0044477；2003/0008931；2003/0008932；和2004/0157057，所述专利因而通过引用的方式完整并入。微球可以从聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚-甲基丙烯酸烷基酯、聚苯乙烯或氯乙烯制备。
微球可以含有这样的聚合物和/或共聚物，其具有-150至+180℃，优选地50至150℃，最优选地75至125℃的Tg。
微球也可以含有至少一种起泡剂，经施加一定量的热能，所述起泡剂发挥作用以按如此方式对微球内壁提供内在压力，从而该压力使微球膨胀。起泡剂可以是液体和/或气体。另外，起泡剂的实例可以选自低沸点分子及其组合物。此类起泡剂可以选自低级烷，如新戊烷、新己烷、己烷、丙烷、丁烷、戊烷及其混合物和异构体。异丁烷是对聚偏二氯乙烯微球优选的起泡剂。涂布的非扩张及扩张的微球的实例在美国专利号4,722,943及4,829,094中公开，所述专利因而通过引用的方式完整并入。
扩张性微球可以具有在非扩张状态下范围约0.5至200微米，优选地2至100微米，最优选地5至40微米的平均直径，并且具有约1.5至10倍、优选地2至10倍，最优选2至5倍平均直径的最大扩张。
在一个实施方式中，扩张性微球可以是中性的，带负电荷的或带正电荷的，优选地带负电荷。
如期望，可以任选地添加一种或多种还原剂以增强荧光增白剂的效果。还原剂的一些实例在通过引用方式并入本文的美国专利申请公布2007/0062653中讨论。如果使用，对添加至漂白纸浆或纸产品的还原剂的有效量的一个量度是这样的量度，其中与未用还原剂处理的纸浆或纸相比，所述的量度增强纸浆或纸的亮度和抗热黄变性。用于确定亮度和抗热黄变性的方法是已知的。
在一个实施方式中，未使用还原剂。
在一个实施方式中，用含有二价金属盐、络合剂和荧光增白剂的组合物所制备的记录片材期望地呈现如油墨量所测定的改良的图像干燥时间，其中所述的油墨量为，用固定重量的辊轧制之后从该纪录片材的印刷部分转移到未印刷的部分的油墨量。“油墨转移”，定义为用辊轧制后所转移的光密度的量；它表述为用辊轧制后转移到该记录片材未印刷部分的光密度的百分数。该方法包括在纸上印刷实心着色块，等待固定量的时间，即印刷后5秒，并随后对折，从而使印刷的部分与该记录片材的未印刷部分接触，并且用4.5lb手辊(例如来自Chem Instruments，Inc.，Mentor，OH，USA的货号HR-100的辊)轧制。通过反射密度计(X-Rite，Macbeth.Etc.)对该块的转移(ODT)、非转移(ODO)部分和未成像区域(ODB)读取光密度。转移的百分数(“IT”％)定义为IT％＝[(ODT-ODB)/(ODO-ODB)]×100。
鉴于在此的示教，可以合适地选择用所述组合物制备的基材的Hercules施胶试验值(HST)，从而该记录片材具有等于或小于约60的转移油墨百分数(IT％)。优选地，该IT％是0％至约50％。更优选地，该IT％是0％至约40％。最优选地，该IT％是0％至约30％。
除改良的图像干燥时间外，所述记录片材还显示优良的印刷品质。如本文中所用，印刷品质(PQ)由两个重要参数度量：印刷密度及边缘锐度。印刷密度使用反射密度计(X-Rite，Macbeth.Etc.)以光密度单位(“OD”)测量。该方法涉及在片材上印刷实心色块并测量光密度。取决于所用的具体打印机和所选的打印模式，以及密度计模式及颜色设定，OD存在某些变动。不特别地限制打印机并且它可以例如是由Hewlett-Packard制造的使用#45(HP产品编号51645A)黑色喷墨墨盒的HP Deskjet 6122。打印模式由所选择纸的类型及印刷品质决定。可以合适地选择普通纸类型和快速正常印刷品质打印模式的默认设置。合适的密度计可以是具有6mm光圈的X-Rite型528分光密度计。密度测量设定可以合适地是视觉颜色、T状态和绝对密度模式。当纸表面上存在充足量的二价水溶性金属盐时，一般可以见到印刷密度提高。通常，颜料黑的目标光密度(ODO)在使用最常见黑色颜料油墨(等同于#45喷墨墨盒)的HP桌面喷墨打印机的标准(普通纸，正常)打印模式下等于或大于1.30。优选地，该ODO等于或大于约1.40。更优选地，该ODO等于或大于约1.50。最优选地，该ODO等于或大于约1.60。
记录片材显示优良的边缘锐度(“EA”)。边缘锐度由仪器如QEA个人图像分析系统(Quality Engineering Associates，Burlington，MA)、QEA ScannerIAS或基于摄像机的ImageXpert KDY系统测量。全部这些仪器收集样品的放大数字图像并且通过图像分析计算边缘锐度值。该值也称作边缘粗糙度，并且在ISO方法13660中定义。该方法涉及印刷长度1.27毫米或更长的实线，以至少600dpi的分辨率采样。该仪器基于该线边缘附近的每个像素的暗度计算边缘的位置。边缘阈值定义为从基材反射系数(亮区域，Rmax)至图像反射系数(暗区域，Rmax)转变60％的点，使用等式R60＝Rmax-60％(Rmax-Rmin)。边缘粗糙度则定义为来自线的残差的标准差，所述线拟合至该线的边缘阈值，垂直于拟合的线进行计算。边缘锐度的值优选地小于约15。优选地，该EA小于约12。更优选地，该EA小于约10。最优选地，该EA小于约8。
使用所述组合物的记录片材可以具有任意的CIE白度，但是优选地具有大于70，更优选地大于100，最优选大于125或者甚至大于150的CIE白度。CIE白度可以在125至200，优选地130至200，最优选地150至200的范围内。该CIE白度范围可以是大于或等于70、80、90、100、110、120、125、130、135、140、145、150、155、160、65、170、175、180、185、190、195和200个CIE白度点，包括其中任意和全部的范围及子范围。可以例如在美国专利6,893,473中找到测量CIE白度和获得造纸纤维中以及从其所制成纸中的这种白度的实例，所述专利因而通过引用的方式完整并入本文。另外，可以例如在2005年2月19日提交的美国专利申请号60/654,712和2006年2月21日提交的美国专利申请号11/358,543；2006年6月2日提交的美国专利申请号11/445809；和2006年6月2日提交的美国专利申请号11/446421中找到测量CIE白度和获得造纸纤维中以及从其所制成纸中的这种白度的实例，所述文献因而通过引用的方式完整并入本文。
本发明的记录片材可以具有任意的ISO亮度，但是优选地大于80个，更优选地大于90个，最优选地大于95个ISO亮度点。所述ISO亮度可以优选地是80至100个，更优选地90至100个，最优选地95至100个ISO亮度点。这个范围包括大于或等于80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99和100个ISO亮度点，包括其中任意和全部的范围及子范围。可以例如在美国专利6,893,473中找到测量ISO亮度和获得造纸纤维中以及从其所制成纸中的这种亮度的实例，所述专利因而通过引用的方式完整并入本文。另外，可以例如在2005年2月19日提交的美国专利申请号60/654,712和2006年2月21日提交的美国专利申请号11/358,543中找到测量ISO亮度和获得造纸纤维中以及从其所制成纸中的这种亮度的实例，所述文献因而也通过引用的方式完整并入本文。
根据本发明制备的记录片材具有改良的印刷性能和改良的运行性(例如印刷机性能)。印刷性能可以通过测定改良的油墨密度、点增益、截获、印刷反差和/或印刷色调等进行度量。在这种性能试验中常规使用的颜色包括黑色、青色、洋红色及黄色，但无论如何不限于此。可以通过视检印刷机系统、毯、盘、油墨系统等的印刷污染判定来测定印刷性能。污染通常包括纤维污染、涂布或施胶污染、填料或粘合剂污染、堆积等。该记录片材具有如上文属性中每个或任一个属性或其组合所测定的改良的印刷性能和/或运行性。
使用所述组合物的记录片材可以具有任意的表面强度。基材的表面强度的物理试验的实例是IGT拉毛试验及蜡拉毛试验，其中所述的表面强度也似乎与基材的印刷性能紧密相关。另外，本领域已知这两个试验均与记录片材的强表面强度紧密相关。尽管可以使用这两个实验中任一者，然而优选IGT拉毛试验。IGT拉毛试验是其中性能由对应于标准试验ISO 3873的Tappi试验方法575测量的标准试验。
适用于本文中的纸基材可以具有任意的基重。它可以具有高或低的基重，包括至少10lb/3000平方英尺、优选地至少20至500lb/3000平方英尺、更优选地至少40至325lb/3000平方英尺的基重。该基重可以是至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475及500lb/3000平方英尺，包括其中任意和全部的范围及子范围。
该记录片材可以合适地通过使用常规印刷工艺及设备如激光、喷墨、胶印及柔版印刷工艺及设备在记录片材的表面上产生图像进行印刷。在这种方法中，该记录片材被送入印刷设备中；并且图像在该片材的表面上形成。该记录片材可以使用喷墨印刷工艺及设备(如，例如，桌面喷墨打印法和高速商业喷墨打印法)印刷。在一个实施方式中，构思了其中含水记录液体以成影像样式施加至该记录片材的喷墨印刷工艺。在另一个实施方式中，构思了一种喷墨打印工艺，其包括(1)将该记录片材送入含有含水油墨的喷墨打印设备中，并且(2)使油墨滴以成影像样式喷射到该记录片材上，从而在该记录片材上产生一幅或多幅图像。喷墨印刷工艺是公知并且在例如美国专利号4,601,777、美国专利号4,251,824、美国专利号4,410,899、美国专利号4,412,224和美国专利号4,532,530中描述。在一个实施方式中，该喷墨印刷设备使用热喷墨工艺，其中以成影像样式选择性地加热喷嘴中的油墨，从而使油墨滴以成影像样式喷射到该记录片材上。该记录片材也可以用于任何其他的印刷或成像工艺中，例如使用笔式绘图仪印刷，使用彩色激光打印机或复印机成像，使用墨水笔书写，胶印工艺等，条件是用来形成图像的调色剂或墨水与该记录片材相容。鉴于此处示教连同印刷领域技术人员的普通技术，轻易地实施对这种相容性的确定。
下述每篇文献的相关内容通过引用方式独立地并入本文：2006年1月17日提交的美国临时专利申请60/759,629；2006年10月24日提交的美国临时专利申请60/853,882；2006年1月17日提交的美国临时专利申请60/759,630；2003年9月15日提交并且2004年4月8日作为美国专利申请公布号2004/0065423公开的美国专利申请10/662,699；2007年1月17日提交并且2008年2月14日作为美国专利申请公布2008/0035292公开的美国专利申请11/655,004。
G.A.Smook(1992)Angus Wilde Publications的“Handbook for Pulpand Paper Technologists”的全部内容通过引用的方式并入本文。
本文中引用的全部文献以及它们所引用的文献因而就与本发明主题及其全部实施方式相关的有关部分而言通过引用的方式并入。
实施例
本发明可以参考以下实施例进一步详细描述。这些实施例意图是说明性的，但是不认为本发明限于这些实施例中所述的材料、条件或工艺参数。全部的份数和百分数以单位重量计，除非另外指出。
实施例1：Ca(II)降低OBA光学特性。
使用实验室规模的池式施胶机处理Mill A生产的基纸。施胶压榨制剂常规地基于每100lb淀粉表述。在这个实验中，使用40LbOBA(Clariant Leucophor BCW)/每100Lb烹煮的乙基化淀粉(PenfordGum 280，以18％固形物烹煮)。在一种情况下，添加15Lb的CaCl2。在另一种情况下，不使用Ca(II)。
图1和下表显示Ca(II)对CIE白度的影响。借助这两个试验(隔几日重复)，很清楚的是Ca(II)的存在明显降低纸的光学特性。
台式施胶机，每100Lb乙基化淀粉40Lb OBA
  亮度   白度
  无Ca(II)   94.2   152.1
  含Ca(II)   93.9   147.8
在每100Lb乙基化淀粉40#OBA下的另一个试验。
  白度
  无Ca(II)   152.4
  含Ca(II)   148.3
实施例2：络合剂对CIE白度的影响。
开展与实施例1相似的实验室规模施胶压榨处理。在制剂中，每100Lb乙基化淀粉使用40Lb OBA(Leucophore BCW)和5Lb络合剂。在一种情况下，该制剂中添加15Lb的CaCl2。在另一种情况下，不添加CaCl2。
结果(如下表中并以图形方式在图2中显示)显示络合剂可以改善纸的白度。尤其在Ca(II)存在下，具有Ca(II)的EDTA络合物改善了白度，而没有Ca(II)的EDTA不显示有益效果。
具有Ca(II)
  亮度   白度
  对照Ca(II)   93.9   147.8
  在Ca(II)中的5#EDTA   93.8   149.3
  在Ca(II)中的5#PEG   93.9   149.4
  在Ca(II)中的5#DTPA   93.8   149.3
  在Ca(II)中的5#PSS   93.7   148.9
无Ca(II)
  亮度   白度
  无Ca(II)的对照   94.5   152.0
  无Ca(II)的5#EDTA   93.0   142.5
  无Ca(II)的5#PEG   94.2   152.5
  无Ca(II)的5#DTPA   94.5   153.4
  无Ca(II)的5#PSS   94.5   152.9
实施例3：具有Ca(II)的络合剂对喷墨印刷特性。
已知可溶性Ca(II)改善喷墨印刷特性，如油墨密度。在这个实验中，对如实施例2中处理的纸样品测试印刷特性。清楚地显示，添加具有Ca(II)的络合剂没有不利地影响印刷特性。在下表并以图形方式在图3和图4中显示结果。
  油墨密度   油墨转移/移除％
  无Ca(II)的对照   1.38   26.6％
  Ca(II)对照   1.55   23.2％
  在Ca(II)中的5#EDTA   1.54   19.1％
  在Ca(II)中的5#PEG   1.51   13.7％
  在Ca(II)中的5#DTPA   1.54   19％
  在Ca(II)中的5#PSS   1.54   11％
实施例4：在Ca(II)中的EDTA的剂量应答
在采用40LbOBA(Leucophore BCW)的如实施例1的施胶压榨实验中，添加两个剂量的EDTA用于比较。在下表并以图形方式在图5中显示EDTA的剂量应答。
  白度
  对照Ca(II)   148.3
  在Ca(II)中的1#EDTA   149.3
  在Ca(II)中的3#EDTA   150.3
实施例5：中试规模施胶压榨实验，EDTA(Versene-100)与Nalco’sExtra White。
开展中试规模施胶压榨实验以评价EDTA(Dow’s Versene-100)的效果。另一个目的是获得与一种商业添加剂(Nalco’s Extra WhiteTM NW-3)的平行比较。
使用MillB基纸，施胶压榨在～100英尺/分钟，150°F，pH～7，约100Lb淀粉/吨纸的轧液率下进行。
(1)在对照试验中，使用15Lb CaCl2/每100Lb淀粉。OBA(Leucophor BCW)载量分别是0、15、30、45、60Lb OBA/每100Lb乙基化淀粉。
(2)在Versene(EDTA)试验中，在多种OBA载量下，将4LbVersene-100(每100Lb淀粉)添加至对照实验组。
(3)在EW试验中，在多种OBA载量下，将5Lb Extra White(每100Lb淀粉)添加至对照实验组。
(4)处理的全部片材随后通过穿越235F的片材干燥机来加热。
结果在图6和图7中显示。结果显示EDTA(Versene)可以改善光学特性-或它可以明显地降低为实现相同目标白度或亮度而必需的OBA量。发现Nalco’s Extra White遭遇了伴随Ca(II)化学性质的不相容性和施胶机运行性问题，并且没有观察到光学特性收益。
实施例6：纯溶液浸渍实验。
将基纸片材浸入含有OBA、CaCl2和络合剂的水溶液。调整浓度，从而轧液率将对应于相似的施胶压榨制剂比(但无淀粉)。
下表显示来自以下情况的结果：
·4Lb/吨纸络合剂轧液率
·15Lb/吨纸CaCl2轧液率
·0、10、20、40、60和80Lb/吨纸的OBA轧液率。
·使用Leucophor SUS和Leucophor BCW作为OBA。
从在下表并以图形方式在图8、9和10中显示的结果中，显而易见可以对络合剂证实白度增益。也观察到FAS导致巨大的亮度增益。
Leucophor SUS-络合剂的白度增益
Leucophor SUS-FAS的亮度增益
  OBA#/吨   对照w/CaCI2   FAS
  0   86.3   87.5
  10   89.5   91.1
  20   90.4   91.6
  40   90.6   91.9
  60   90.4   91.8
  80   90.6   91.8
Leucophor SUS-FAS的亮度增益
  OBA#/吨   对照w/CaCI2FAS
  0   86.387.5
  10   89.090.7
  20   89.791.2
  40   90.291.4
  60   90.291.5
  80   89.991.4
实施例7：因在Ca(II)中的络合剂所致的UV与光稳定性。
实验室规模的施胶压榨处理如实施例1中那样实施。处理的纸片材随后经历老化条件：
(1)UV老化在封闭的灯箱中进行，UV(暗光)在正面上持续24小时。
(2)光老化在封闭的灯箱中进行，日光(荧光灯)在正面上持续24小时。
(3)测试曝露之前和之后的纸光学特性。
EDTA-Ca(II)、DTPA-Ca(II)、FAS-Ca(II)、(但没有PEG-Ca(II)本身)；PEG协同：PEG/FAS-Ca(II)、PEG/EDTA-Ca(II)、PEG/DTPA-Ca(II)。图11显示UV与日光曝露之前和之后的正面片材亮度和白度数据。图12显示添加PEG至Ca(II)对24小时UV和日光曝露之前及之后的UV和光稳定性的协同作用。
实施例8：离子液体有效作为络合剂。
实验室规模的施胶压榨处理如实施例1那样实施。在施胶压榨制剂中，基于100Lb淀粉/每吨纸使用15Lb的CaCl2和40Lb的OBA(Leucophor BCW)。
使用离子液体BMIM(1-丁基-3-甲基-咪唑鎓硫氰酸盐)作为目的添加剂并与EDTA钠(Versene-100)和EDTA四甲基铵比较。全部这些化学品以5Lb/100Lb淀粉施加。
令人惊讶地发现离子液体可以充当络合剂并改善纸的光学特性。下表中显示结果。
Figure BPA00001280950500411
Figure BPA00001280950500421
喷墨印刷特性也在一些纸样品中进行测试，并且与CaCl2对照以及商业HP Ca(II)纸对照比较。下表中显示结果。全部的印刷特性在本说明书目标内。
如通篇所用，将范围用作简短方式用于描述在该范围内的每个和各个数值，包括其中全部的子范围。
鉴于上述示教，针对本发明的众多修改或变化是可行的。因此，应当理解在所附权利要求的范围内，本发明可以并非如本文具体所述那样实践。

Claims (19)

1.一种组合物，其包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
2.权利要求1所述的组合物，其中所述盐以足够实现纸基材上约0.02g/m2至约4g/m2盐的量存在。
3.权利要求1所述的组合物，其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。
4.权利要求1所述的组合物，其中所述盐是钙(II)盐。
5.权利要求1所述的组合物，其中所述盐包含二价金属的盐的组合。
6.权利要求1所述的组合物，其还包含淀粉，并且其中所述络合剂以范围为约0.01Lb/100Lb淀粉至约100Lb/100Lb淀粉的量存在。
7.权利要求1所述的组合物，其中所述络合剂选自有机膦酸酯、磷酸酯、羧酸、二硫代氨基甲酸酯、EDTA盐、EGTA盐、DTPA盐、冠醚、EDTA、EDTA二钠盐、EDTA四钠盐、EDTA三钠盐、EDTA二钠镁盐、EDTA二钠钙盐、EDTA二铵盐、EDTA二钾盐、EDTA三钾盐、EDTA二锂盐、EDTA四甲基铵盐、EDTA钙盐、EDTA镁盐、EDTA铝盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚山梨醇酯、聚-4-苯乙烯磺酸盐、甘油缩甲醛、甲脒亚磺酸、次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、有机膦酸酯、有机磷酸酯、羧酸、二硫代氨基甲酸酯、山梨醇、山梨酸、纤维素醚、CMC纤维素、羟乙基纤维素、PEG、PEG衍生物、PPG、PPG衍生物、离子液体、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓硫氰酸盐、烷基咪唑鎓盐1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、甲基咪唑鎓盐、其盐或其组合。
8.权利要求1所述的组合物，其还包含施胶剂，并且其中所述荧光增白剂以范围为每100磅施胶剂约10磅至100磅的量存在。
9.用于制作记录片材的方法，所述方法包括：
使包含多条纤维素纤维的纸基材与组合物接触以制作记录片材，所述组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
10.权利要求9所述的方法，其中所述接触在施胶机实施。
11.权利要求9所述的方法，其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。
12.一种方法，其包括：
用印刷设备在记录片材的表面上形成图像，所述的记录片材包含：
包含多条纤维素纤维的纸基材；和
组合物，所述组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
13.权利要求12所述的方法，其中所述印刷设备是喷墨打印机。
14.权利要求12所述的方法，其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。
15.一种记录片材，其包含：
包含多条纤维素纤维的纸基材；
组合物，所述组合物包含：
二价金属的水溶性盐；
对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和
荧光增白剂。
16.权利要求15所述的记录片材，其中所述盐以约0.02g/m2至约4g/m2记录片材的量存在。
17.权利要求15所述的记录片材，其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。
18.权利要求15所述的记录片材，其中所述络合剂以范围为约0.01Lb/吨记录片材至约100Lb/吨记录片材的量存在。
19.权利要求15所述的记录片材，其中基于所述记录片材的重量，所述荧光增白剂以范围为约0.005至约4重量百分数的量存在。
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