CZ296448B6

CZ296448B6 - Kompozice a zpusob pro zlepsení inkjetového tisku

Info

Publication number: CZ296448B6
Application number: CZ20000304A
Authority: CZ
Inventors: F. Varnell@Daniel
Original assignee: Hercules Incorporated
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2006-03-15
Also published as: NZ502307A; BR9811597B1; ES2174463T3; CA2297792C; AU733446B2; CZ2000304A3; NO20000391L; US6207258B1; NO328242B1; PT999937E; NO20000391D0; AU8605198A; ID24466A; MY125712A; CN1265625A; BR9811597A; DE69804223T2; KR20010022469A; ATE214338T1; MX234094B

Abstract

Resení se týká kompozice pro povrchovou úpravu archu podkladu urceného pro inkjetový tisk, který obsahuje sul dvojmocného kovu, která je rozpustná vevodném klízicím médiu pri pH 7 az 9, které dále obsahuje skrob a klízidlo. Resení také zahrnuje zpusob výroby podkladu pro inkjetový tisk schopného zachovat znaky tvorené inkjetovým tiskem za pouzitípigmentového inkoustu, kde tento zpusob zahrnuje povrchovou úpravu podkladu vodným klízicím médiem obsahujícím sul dvojmocného kovu. Pri zpusobu pro zlepsení kvality inkjetového tisku pigmentovými inkousty na upravený povrch podkladu se povrch upraví a vysusí a na takto upravený povrch se vytisknoupigmentovým inkoustem pomocí inkjetového tisku znaky. S výhodou je podkladem papír. Znaky vytistenéna tento papír budou mít zlepsené charakteristikykvality tisku.

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká kompozic určených k úpravě povrchu podkladů, jako např. papíru a polymemích plastů, používaných pro inkjetový tisk, stejně jako způsobu výroby tiskařských podkladů, upravených tiskařských podkladů, způsobu zlepšení inkjetového tisku a podkladů určených pro inkjetový tisk.

Dosavadní stav techniky

V současném komerčním, obchodním, kancelářském a domácím prostředí se papír obvykle užívá pro rozmanité účely, jako např. kopírování, laserový tisk, inkjetový tisk a jiné. Pro každý typ aplikace byly vyvinuty speciální papíry, ale pro praktičnost je žádoucí multifúnkční papír vhodný pro všechna tato použití. Z výše uvedených použití má inkjetový tisk snad největší nároky, protože inkoust se tiskne vlhký a musí poskytnout dobrou kvalitu tisku a rychle schnout, tedy vlastnosti, jichž je často obtížné dosáhnout dohromady.

Často se papír určený pro inkjetový tisk natírá různými typy speciálních nátěrů, typicky vrstvou polymerů rozpustných ve vodě a oxidu křemičitého a dalších nerozpustných plniv, které papír velmi prodražují, zvláště v ohledu na požadavek a tendenci používat papír pro další obecné kancelářské účely, jako kopírování a laserový tisk. Typická cena stránky takového papíruje okolo 0,10 $. Pro srovnání, nenatíraný papír, jako např. kopírovací papír, se běžně prodává za méně než 0,01 $ za stránku.

Inkjetový tisk se komerčně praktikuje pouze v posledních letech. Stolní inkjetový tisk je ještě novějším pokrokem. Většina inkoustů pro inkjetový tisk, jak černé tak barevné, jsou na bázi barviv. Použití pigmentových černých inkoustů při stolním inkjetovém tisku je relativně nové, datované od zavedení tiskárny Hewlett Packard DeskJet® 660C v roce 1994. Stolní inkjetový tisk s jinými než černými pigmentovými inkousty, např. barevnými inkousty na bázi pigmentu, se již má stát komerčně dostupným, ale očekává se, že tak stane v blízké budoucnosti.

Papír se vyrábí s klížidly a/nebo jeho povrch se upravuje klížidly zejména k zamezení přílišného pronikání, prosakování nebo rozšiřování vody nebo inkoustu. V papírenském průmyslu je známo velké množství typů nereaktivních a reaktivních klížidel. Papír typicky vyráběný za kyselých podmínek, uváděný jako kyselý papír, se obvykle klíží pomocí známých klížidel odvozených od kalafuny (zde uváděných jako „dispergovaná pryskyřičná klížidla), nereaktivních klížidel. Některé papíry vyráběné za neutrálních a alkalických podmínek se mohou také klížit pomocí dispergovaných pryskyřičných klížidel. Nejběžnějšími klížidly pro vybraný papír vyráběný za alkalických podmínek, uváděný jako alkalický papír, jsou anhydrid kyseliny alkenyljantarové (alkenyl succinic anhydride - ASA) a dimer alkylketenu (alkyl ketene dimer -AKD). Jiná třída klížidel užitečných pro klížení vybraného papíru zahrnuje dimery a multimery ketenu, které jsou za pokojové teploty kapalné, jako např. dimery a multimery alkenylketenu. Toto jsou reaktivní klížidla, protože mají reaktivní funkční skupiny, které se kovalentně vážou k vláknu celulózy v papíru, a hydrofobní ocasy (konce), které jsou orientovány pryč od vlákna. Povaha a orientace těchto hydrofobních ocasů způsobuje, že vlákno odpuzuje vodu.

Rostoucí popularita inkjetových tiskáren má také zaměřit pozornost na požadavky klížení papíru určeného pro tuto konečnou aplikaci.

Následující charakteristiky inkjetového tisku týkající se kvality tisku jsou výrobci inkjetových tiskáren označovány za důležité pro to, aby se docílilo vysoké kvality inkjetového tisku, mnoho z nich je ovlivněno typem a úpravou papíru nebo jiného podkladu, na který se inkoust aplikuje.

-1 CZ 296448 B6

OPTICKÁ HUSTOTA: Intenzita barvy se měří pomocí změny v reflektanci (OH=logio(Ii/I_r), kde li a I_r = intenzity dopadajícího a odraženého světla) tam, kde se požaduje vysoká optická hustota.

PROSVÍTÁNI: Intenzita barvy obrazu, který lze vidět na zadní straně listu papíru, která se měří pomocí optické hustoty.

SKVRNITOST: Zadní strana tištěného obrazu má často skvrnitý vzhled, jak inkoust pronikal otvory nebo plochami chatrné formace.

ZESILOVÁNÍ ČAR (PROSAKOVÁNÍ) (ROZTŘEPENÍ): Konečná tištěná velikost versus počáteční tištěná velikost, která může být pozorována jako ztráta rozlišení. Toto se vyskytuje jak u tisku jednou barvou tak tehdy, když jsou barvy tištěny vedle sebe nebo na sebe navzájem.

NEROVNOST OKRAJŮ (občas nazývaná jako ROZTŘEPENÍ): Nerovný versus hladký vzhled okrajů, jak se inkoust nerovnoměrně rozptýlil mimo tištěnou oblast. Toto se vyskytuje jak u tisku jednou barvou, tak tehdy, když jsou barvy tištěny vedle sebe nebo na sebe navzájem.

NASAKOVANI: Viditelné jako dlouhé špičky inkoustu přesahující tištěné oblasti, jako např. když inkoust teče podél jediného vlákna na povrchu papíru.

KROPENATOST: Nestejnoměmost optické hustoty tisku na plně tištěné ploše.

ZABARVENÍ DO BRONZOVÁ: Výskyt bronzového jasu v černě potištěných oblastech (načervenalý odstín).

INDEX BARVY: Vzhled nebo odstín tištěné barvy nebo kombinovaných barev. Kromě toho se při kompozitním černém tisku (vyrobeným z modrozelené, fialové a žluté) vyskytuje často nazelenalý odstín.

DOBA OSCHNUTÍ: Čas potřebný k oschnutí inkoustu tak, že se nebude rozmazávat nebo přenášet na jiné povrchy.

KASKÁDOVITOST: Linie nízké hustoty tisku, které se vyskytují mezi průchody potiskovací hlavy, což se obvykle pozoruje u některých vysoce klížených papírů.

NEDOSTATEČNÉ ZESÍLENÍ BODŮ: Podobné kaskádovitosti, ale objevuje se jako bílá plocha viditelná mezi jednotlivými body inkoustu na plně potištěné ploše, protože nebyly dostatečně rozšířeny. Výsledkem je snížená optická hustota.

ZAMLŽENÍ: Velmi malé tečky viditelné okolo okrajů tištěné oblasti, které vznikají tehdy, když se velmi malé kapky (mlha) inkoustu rozpráší mimo hlavní tiskařskou kapičku.

Je známo natírání papíru, používaného pro fotokopie, materiály, které zvyšují jeho vodivost, např. úprava papíru tak, že papír má v celé struktuře hygroskopickou anorganickou sůl, jak uveřejňuje Uber a kolektiv v patentu US 3 116 147; natíráním nátěry piyskyřic s anorganickými solemi, jak uveřejňuje Cheng v patentu US 3 615 403; povrchovou úpravou pomocí pojivá podobného škrobu a síranové soli, jak uveřejňuje Green, Jr. a kolektiv v patentu US 3 884 685; nebo povrchovou úpravou pomocí mikrozapouzdřených solí, jak uveřejňuje Geer v patentu US 4 020 210.

Jako dispergované plnivo se často do papíru přidává uhličitan vápenatý. Uhličitan vápenatý má nevýhodu, že je to relativně nerozpustná sypká látka, která vyžaduje dispergaci ve vodných systémech. Přítomnost plniv, jako např. uhličitanu vápenatého, může vést ke zvýšení opotřebování součástek při výrobě papíru a při konečné aplikaci.

-2CZ 296448 B6

K řízení spalovacích charakteristik se do papíru přidává jako první ze dvou nátěrů chlorid vápenatý ve vysokých koncentracích spolu s reaktivním klížícím činidlem, druhý nátěr obsahuje uhličitan vápenatý, křemičitan draselný a karboxymethylcelulózu, což uveřejňuje Kasbo a kolektiv v patentu US 5 170 807, ale takový papír není vhodný pro inkjetový tisk a tak vysoké koncentrace chloridu vápenatého nejsou vhodné pro přípravu papíru používaného k tisku.

Síran hlinitý (alum-kamenec) je běžnou přísadou do mnoha papírenských strojů a obvykle se přidává do mokré částí papírenského stroje. Alum se přidává ke klížícím pryskyřičným disperzím použitých jako vnitřní klížidla při výrobě papíru, a množství alumu pryskyřičné disperzi může být vyšší jak 66 % pevných látek. Alum se rozpouští při nízkém pH za vzniku kationickýchčástic hliníku. Alum bude tvořit při pH 8 nekationické částice.

K papíru určenému na krabice na mléko se přidává chlorid vápenatý. Takový papír má vysokou plošnou hmotnost, asi 3 až 5 krát vyšší než normální kopírovací papír, a je natřen voskem.

Klížící kompozice zvláště pro klížení papíru použitého v produktech s lepšími alkalicko-kovovými nebo hlinitými vlastnostmi pro skladování tekutin zahrnují kovové soli vybrané ze zirkonia, hafiiia, titanu a jejich směsí, jak popisuje Pandian a kolektiv v patentu US 5 472 485.

Klížící disperze, které obsahují skladování stabilizující množství anorganických solí alkalických kovů nebo hliníku, jsou popsány v mezinárodní patentové publikaci WO 96/35 841 od Eka Chemicals AB a jsou užitečné jako vnitřní klížidla nebo povrchová klížidla papíru, lepenky a kartónu.

Papír se upravuje pomocí vysokých koncentrací 0,5 až 5 % delikvescentních solí tak, že papír, používaný jako základní materiál vrstvené hmoty natřené pryskyřicí, nemá, když je natřen filmem ze syntetické pryskyřice na obou stěnách, zvlněné deformace na hranách, jak popisuje Minagawa a kolektiv v patentu US 4 110 155.

Papír vhodný pro inkjetový tisk inkousty na bázi barviv je popsán Kuroyamou a kolektivem v patentu US 5 522 968, Suzukim a kolektivem v patentu US 5 620 793 a Sakakim a kolektivem v patentech US 5 266 383 a 5 182 175.

Japonská zveřejněná přihláška 59 096 988 popisuje použití různých kovových solí v kompozicích pro úpravu papírů určených pro inkjektový tisk. Avšak tyto kompozice mají relativně vysokou koncentraci nerozpustných anorganických plniv a jsou typicky používány pro zhotovování natíraných nebo lakovaných papírů.

Způsob a zařízení pro inkjetový tisk pigmentovými inkousty je popsán Kashiwazakim a kolektivem v patentu US 5 640 187. Z popisu Kashiwazakiho a kolektivu je zřejmé, že pro kvalitní provedení inkjetového tisku je potřeba používat speciálně natíraný papír.

Popisy všech těchto patentů, publikovaných přihlášek a jiných zde uvedených publikací jsou v příloze začleněny jako odkaz.

Podstata vynálezu

Jeden aspekt tohoto vynálezu se týká kompozice k úpravě povrchu podkladu určeného pro inkjetový tisk, kde tato kompozice obsahuje sůl dvojmocného kovu, kde tato sůl je rozpustná ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde vodné klížící médium dále obsahuje nosič a klížidlo.

-3CZ 296448 B6

Jiný aspekt tohoto vynálezu se týká kompozice k úpravě povrchu podkladu určeného pro inkjetový tisk s pigmentovým inkoustem, kde tato kompozice obsahuje nosič, klížidlo a sůl vybranou ze skupiny obsahující chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid vápenatý, bromid horečnatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, octan vápenatý a octan hořečnatý.

Ještě jiný aspekt tohoto vynálezu se týká způsobu výroby podkladu pro inkjetový tisk schopného nepropouštět znaky vytvořené inkjetovým tiskem pomocí pigmentového inkoustu, kde tato metoda zahrnuje (a) úpravu povrchu podkladu kompozicí obsahující sůl dvojmocného kovu, kde tato sůl je rozpustná ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde vodné klížící médium dále obsahuje nosič a klížidlo; a (b) vysušení upraveného podkladu.

Ještě jiný aspekt předloženého vynálezu se týká způsobu zlepšení kvality tisku znaků tvořených pigmentovým inkoustem při inkjetovém tisku na povrchu upraveného podkladu zahrnujícího úpravu povrchu podkladu pomocí kompozice obsahující sůl dvojmocného kovu nebo pomocí způsobu podle tohoto vynálezu, vysušení upraveného podkladu a inkjetový tisk znaků pomocí pigmentového inkoustu na vysušený upravený podklad.

Ještě jiným aspektem tohoto vynálezu je tiskařský podklad vyrobený pomocí kompozice obsahující sůl dvojmocného kovu nebo pomocí způsobu podle tohoto vynálezu, kde tiskařský podklad je schopný nepropouštět znaky vytvořené pigmentovým inkoustem na vysušený upravený podklad tak, že znaky budou mít alespoň jednu zlepšenou tiskací charakteristiku ve srovnání se podkladem upraveným pomocí stejné kompozice nebo způsobu jako v tomto vynálezu, de bez soli.

Podrobný popis vynálezu

Neočekávaně bylo zjištěno, že kvalita inkjetového tisku na povrchově klíženém papíru nebo jiném povrchově upraveném podkladu může být zlepšena, když je povrch podkladu upraven vodným klížícím médiem obsahujícím sůl dvojmocného kovu, která je rozpustná v tomto médiu při pH asi 7 až asi 9. Sůl dvojmocného kovu se předem smíchá s vodným klížícím médiem, které obsahuje klížidlo a nosič, kterým je škrob za vzniku kompozice podle tohoto vynálezu.

Soli dvojmocných kovů použité v tomto vynálezu poskytují neočekávané a překvapující zlepšení v inkjetovém tisku na takto upravený papír v alespoň jedné a s výhodou v několika charakteristikách inkjetového tisku, zvláště zlepšenou optickou hustotu, snížené prosvítání inkoustu na zadní straně papíru a zlepšenou kvalitu tisku se sníženou nerovností okrajů a rozšířením čar. Zlepšená byla i kvalita co se týče výše uvedených vad týkajících se zesilování čar, prosakování, nasakování a kropenatosti. Výhody jsou evidentní při použití pigmentových inkoustů používaných v inkjetovém tisku. Výhody tohoto vynálezu s tiskacími příklady byly prokázány pomocí tiskárny Hewlett Packard 660C DeskJet („HP660C tiskárna), která používá pigmentový černý inkoust. Stejné výhody nebyly pozorovány u tiskárny Hewlett Packard 560C DeskJet, ani u tiskárny Epson 720 Stylus, které obě používají černý inkoust na bázi barviv spíše než pigmentový černý inkoust. Výhody nebyly pozorovány u barevných inkoustů na bázi barviv, které byly použity v HP660C tiskárně, ve srovnání s pigmentovým černým inkoustem. Výraz „pigmentový inkoust, jak je zde použit, označuje inkoust, ve kterém je černá nebo barevná složka nerozpustná v inkoustové formulaci, a výraz „inkoust na bázi barviv označuje inkoust, ve kterém je černá nebo barevná složka rozpustná v inkoustové formulaci.

Inkoust, pro který je vhodný předložený vynález, obsahuje anionicky nabitý pigment, a který neobsahuje barvivo na bázi dusíku nebo rozpouštěcí prostředek pro barvivo, kterým je dusíkatá sloučenina uvolňující amoniak nebo amonný ion během tisku nebo jako výsledek tisku na podklad tak, že by podklad obsahoval látku absorbující tento amoniak nebo amonný ion.

Odkazy v literatuře potvrzují, že průmysl zabývající se inkjetovým tiskem se posouvá směrem k většímu využívání pigmentového inkoustu; viz. Američan Ink Maker 75(6):60 (červen 1997).

-4CZ 296448 B6

Tento trend průmyslu směrem k inkoustům na bázi pigmentu zahrnuje barevné inkousty, ačkoli pigmentové barevné inkousty ještě nebyly komercializovány pro stolní tiskací aplikace. Obecným konsensem v tiskařském průmyslu je, že inkousty na bázi pigmentu poskytují lepší stálost a lepší provedení pro tištěný materiál vystavený venkovnímu prostředí,jako např. tištěné reklamy a zprávy na billboardech a jiných značkách, autobusových zastávkách, nezastřešených místech a jiné venkovní použití. Tento vynález je nesmíme užitečný, protože poskytuje velmi zlepšené provedení inkjetového tisku na nenatíraném papíru a tím se vyhýbá potřebě používat drahé speciální papíry pro kvalitní provedení inkjetového tisku.

Pro papír ke kvalitnímu provedení inkjetového tisku se v současné době požaduje, aby byl natřen vrstvou polymerů rozpustných ve vodě a oxidu křemičitého a jiných nerozpustných plniv. Typická cena stránky takového papíruje asi 0,10 $. Pro srovnání, nenatíraný papír, jako např. kopírovací papír, se běžně prodává za méně než 0,01 $ za stránku. Takový nenatíraný papír se obvykle klíží vnitřně nebo se upravuje na papírenském stroji v klížícím lisu pomocí typického klížidla spolu s běžnými přísadami zahrnujícími emulgátory, retenční prostředky, optická zjasňovací činidla a další přísady.

Předložený vynález zahrnuje kompozici obsahující, vedle vody, rozpustnou sůl dvojmocného kovu podle tohoto vynálezu, klížidlo a popřípadě nosič, kde tyto složky nemají za následek srážení nebo koagulaci; a způsob úpravy povrchu papíru nebo jiného podkladu pomocí vodného klížícího média obsahujícího ve vodě rozpustnou sůl dvojmocného kovu. Vynález také zahrnuje zlepšený papír a další podklady pro inkjetový tisk stejně jako zlepšený způsob inkjetového tisku. Vynález je také užitečný při zlepšení inkjetového tisku na průhledné blány a necelulózové podklady.

Sůl kovu použitá v tomto vynálezu je sůl dvojmocného kovu rozpustná v množství použitého vodného klížícího činidla při pH asi 7 až asi 9. Vodné klížící médium může být ve formě vodného roztoku, emulze, disperze nebo latexové nebo koloidní kompozice a výraz „emulze se zde používá, jak je obvyklé ve stavu techniky, k označení buď disperze typu kapalina v kapalině, nebo typu pevná látka v kapalině, stejně jako latexové nebo koloidní kompozice. Sůl kovu podle tohoto vynálezu je s výhodou sůl minerální nebo organické kyseliny a dvojmocného kationického kovového iontu. Sůl musí být rozpustná ve vodě při pH asi 7 až asi 9, což zahrnuje pH vodného klížícího média obecně používaného v klížícím lisu. Relativní molekulová hmotnost dvojmocného kationického kovového iontu v soli kovu je s výhodou maximalizována vzhledem k anionu ve vybrané soli, aby byla poskytnuta zvýšená účinnost založená na celkové hmotnosti aplikované soli. V důsledku toho je např. z tohoto důvodu chlorid vápenatý výhodnější než bromid vápenatý.

Ve vodě rozpustná sůl kovu může zahrnovat halogenidy vápníku, hořčíku, baria nebo jiné s tím, že výhodný je zvláště chlorid vápenatý a chlorid hořečnatý. Soli dvojmocných kovů, které jsou účinné v tomto vynálezu, bez omezení zahrnují chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid hořečnatý, bromid vápenatý, chlorid bamatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, dusičnan bamatý, octan vápenatý, octan hořečnatý a octan bamatý. Chlorid vápenatý a chlorid hořečnatý jsou výhodné, protože poskytují největší zlepšení provedení inkjetového tisku a působí účinně na snížení ceny.

Soli jednomocných kovů v předloženém vynálezu, jako např. chlorid sodný a chlorid draselný, nejsou vůbec účinné ve smyslu zlepšení kvality tisku u pigmentových inkoustů ve srovnání se solemi dvojmocných kovů. Důvod není zcela zřejmý, ale věří se, že to může být díky neúčinné nábojové hustotě.

Sůl dvojmocného kovu se může smíchat s běžnými klížidly používanými při výrobě papíru, které zahrnují nereaktivní klížidla a reaktivní klížidla, stejně jako kombinace nebo směsi klížidel.

Ve stavu techniky je známo velké množství nereaktivních klížidel. Několik příkladů bez omezení zahrnuje jmenovitě BASOPLAST® 335D nereaktivní polymemí povrchovou klížící emulzi od

-5CZ 296448 B6 firmy BASF Corporation (Mt. Olivě, NJ), FLEXBOND® 325 emulzi kopolymeru vinylacetátu a butylakrylátu od firmy Air Products and Chemicals, lne. (Trexlertown, PA) a PENTAPRINT® nereaktivní klížidla (uveřejněná např. v mezinárodní patentové přihlášce WO 97/45 590 publikované 4. prosince 1997 a odpovídající patentové přihlášce US 08/861,925 registrované 22. května 1997 od firmy Hercules Incorporated (Wilmington, DE).

Pro výrobu papíru prováděnou za alkalických výrobních podmínek jsou výhodná klížidla na bázi dimerů alkylketenu (AKD) nebo dimerů nebo multimerů alkenylketenu a anhydrid kyseliny alkenyljantarové (ASA). Mohou být použity také kombinace těchto a jiných klížidel papíru.

Dimery ketenu používané jako klížidla papíru jsou dobře známé. AKD obsahující jeden β-laktonový kruh se typicky připravují dimerizací alkylketenu vyrobeného ze dvou chloridů mastných kyselin. Komerční klížidla na bázi dimerů alkylketenu se často připravují z kyseliny palmitové a/nebo stearové, např. Hercon® a Aquapel® klížidla (obě od firmy Hercules Incorporated).

Klížidla na bázi dimerů alkenylketenu jsou také komerčně dostupná, např. Precis® klížidla (Hercules Incorporated).

Patent US 4 017 431 poskytuje neomezený typický popis AKD klížidel se směsmi vosků a kationickými pryskyřicemi rozpustnými ve vodě.

Multimery ketenu obsahující více než jeden β-laktonový kruh mohou být také použity jako klížidla papíru.

Klížidla připravená ze směsi mono- a dikarboxylových kyselin byla uveřejněna jako klížidla papíru v Japanese Kokai 168991/89 a 168992/89.

Evropská patentová přihláška 0 629 741 Al uveřejňuje směsi dimerů a multimeru alkylketenu jako klížidla papíru používaná ve vysokorychlostních konvertorovacích a reprografických strojích. Multimery alkylketenu se vyrábějí reakcí dikarboxylové kyseliny s molámím přebytkem monokarboxylové kyseliny, kterou je typicky mastná kyselina. Tyto multimemí sloučeniny jsou při 25 °C pevné látky.

Evropská patentová přihláška 0 666 368 A2 a patent US 5 685 815 od Bottorffa a kolektivu uveřejňují papír určený pro vysokorychlostní nebo reprografické procesy, který je vnitřně klížený pomocí klížidel na bázi dimerů a/nebo multimerů alkyl nebo alkenylketenu.

Výhodné multimery 2-oxetanonu se vyrábějí s poměry mastné kyseliny vůči dikyselině v rozmezí 1 : 1 až 3,5 : 1.

Komerční klížidla na bázi ASA jsou disperze nebo emulze látek, které mohou být připraveny reakcí maleinanhydridu s C₁₄-Ci₈ olefinem.

Hydrofobní anhydridy kyselin užitečné jako klížidla pro papír zahrnují:

i) anhydrid kalafuny (viz. např. patent US 3 582 464) ii) anhydridy mající obecnou strukturu (I):

,0 (D /

-6CZ 296448 B6 kde každé je stejný nebo různý uhlovodíkový zbytek; a iii) cyklické anhydridy dikarboxylových kyselin s výhodou mající obecnou strukturu (Π):

O kde R₇ představuje dimethylenovou nebo trimethylenovou skupinu a Rg je uhlovodíkový zbytek.

Typickými příklady anhydridů obecného vzorce (I) jsou anhydrid kyseliny myristové, anhydrid kyseliny palmitové, anhydrid kyseliny olejové a anhydrid kyseliny stearové.

Výhodnými substituovanými cyklickými anhydridy dikarboxylových kyselin odpovídajícím výše uvedenému obecnému vzorci (H) jsou substituované anhydridy kyseliny jantarové a glutarové. Typickými příklady anhydridů obecného vzorce (Π) jsou anhydrid kyseliny i- a «-oktadecenyljantarové; anhydrid kyseliny i- a n-hexadecenyljantarové; anhydrid kyseliny i- a n-tetradecenyljantarové; anhydrid kyseliny dodecyljantarové; anhydrid kyseliny decenyljantarové; anhydrid kyseliny ektenyljantarové a anhydrid kyseliny heptylglutarové.

Nereaktivní klížidla užitečná v předloženém vynálezu zahrnují polymemí emulzi včetně kationické polymemí emulze, amfotemí polymemí emulze a jejich směsi. Výhodné polymemí emulze jsou takové, ve kterých je polymer vyroben z alespoň jednoho monomem vybraného ze skupiny obsahující styreň, α-methylstyren, akrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku^ methakrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, akrylonitril, methakrylonitril, vinyl-acetát, ethylen a butadien; a popřípadě obsahujících kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou, maleinanhydrid, estery maleinanhydridu nebo jejich směsi, s číslem kyselosti menším než asi 80. Z nich jsou nejvýhodnější takové, ve kterých je polymer vyroben z alespoň jednoho monomem vybraného ze skupiny obsahující styren, akrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, methakrylát mající esterový substituční s 1 až 13 atomy uhlíku, akrylonitril a methakrylonitril. Polymemí emulze je s výhodou stabilizována stabilizátorem převážně obsahujícím degradovaný škrob, jako např. ta uveřejněná v patentech US 4 835 212, 4 855 343 a 5 358 998. Polymemí emulze má také s výhodou teplotu skelného přechodu asi -15 až asi 50 °C.

Při tradiční výrobě papim za kyselých podmínek se typicky používá nereaktivní klížidlove formě dispergovaných pryskyřičných klížidel. Dispergovaná pryskyřičná klížidla jsou odborníkům znalým v oblasti výroby papim známa. Neomezené příklady pryskyřičných klížidel jsou uveřejněny v mnoha patentech, mimo jiné v Aldrich patentech US 3 966 654 a 4 263 182.

Kalafuna užitečná pro dispergovaná pryskyřičná klížidla použitá v předloženém vynálezu může být jakákoli, upravená nebo neupravená, dispergovatelná nebo emulgovatelná kalafuna vhodná pro klížení papim včetně neobohacené kalafuny, obohacené kalafuny a nastavené kalafuny stejně jako estery kalafuny, a jejich směsi a spojení. Výraz „kalafuna, jak je zde použit, znamená jakoukoli z těchto dispergovaných pryskyřičných forem použitých v klížidle.

Kalafuna v dispergované formě může být jakýkoli komerčně dostupný typ kalafuny, jako např. pryskyřice ze dřeva, klejopryskyřice, pryskyřice z taliového oleje a směsi dvou nebo více těchto typů v surovém nebo rafinovaném stavu. Výhodné jsou pryskyřice z taliového oleje a klejopryskyřice. Mohou být také použity částečně hydrogenované kalafuny a polymerované kalafuny stejně jako kalafuny, které jsou upraveny tak, aby se zabránilo krystalizaci, jako např. tepelnou úpravou nebo reakcí s formaldehydem.

-7CZ 296448 B6

Obohacená kalafuna užitečná v tomto vynálezu je adiční produkt reakce kalafuny a kyselé sloučeniny obsahující \ c=c-c=o / I I skupinu a je získána reakcí kalafuny a kyselé sloučeniny při zvýšených teplotách 150 až 210 °C.

Použité množství kyselé sloučeniny bude takové, které bude poskytovat obohacenou kalafunu obsahující naadovanou kyselou sloučeninu v množství 1 až 16 % hmotnostních z hmotnosti obohacené kalafuny. Způsoby přípravy obohacené kalafuny jsou odborníkům znalým ve stavu techniky dobře známy. Viz. např. způsoby uveřejněné a popsané v patentech US 2 628 918 a 2 684 300.

Příklady kyselých sloučenin obsahujících \ c=c-c=o / I 1 skupinu, které mohou být použity k přípravě obohacené kalafuny, zahrnují alfa-beta-nenasycené organické sloučeniny a jejich dostupné anhydridy, jejichž typické příklady zahrnují kyselinu filmařovou, kyselinu maleinovou, kyselinu akrylovou, maleinanhydrid, kyselinu itakonovou, anhydrid kyseliny itakonové, kyselinu citrakonovou a anhydrid kyseliny citrakonové. Je-li potřeba, mohou být k přípravě obohacené, pryskyřice použity směsi kyselin. Tedy např. směs aduktu kyseliny akrylové a kalafuny a aduktu kyseliny filmařové může být použita k přípravě dispergovaných pryskyřičných klížidel podle tohoto vynálezu. Může být použita také obohacená kalafuna, která je po tvorbě aduktu úplně hydrogenována.

V dispergovaných pryskyřičných klížidlech podle tohoto vynálezu mohou být použity různé typy esterů kalafuny známé ve stavu techniky. Vhodnými vzorovými esteiy kalafuny může být esterifikovaná kalafuna uveřejněná v patentech US 4 540 635 (Ronge a kolektiv) nebo 5 201 944 (Nakata a kolektiv).

Neobohacená nebo obohacená kalafuna nebo estery kalafuny mohou být, je-li potřeba, nastaveny známými plnivy, jako např. vosky (zvláště parafinovým voskem a mikrokrystalickým voskem); uhlovodíkovými pryskyřicemi včetně těch, které jsou odvozeny od uhlovodíků a terpenů z ropy, a jinými látkami. To se provádí tavným mícháním nebo mícháním v roztoku těchto látek s kalafunou nebo obohacenou kalafunou, přičemž obsah plniva je 10 až 100 % hmotnostních z celkové hmotnosti kalafuny nebo obohacené kalafuny.

Mohou být použity také směsi obohacené a neobohacené kalafuny; a směsi obohacené kalafuny, neobohacené kalafuny, esterů kalafuny a plniva. Směsi obohacené a neobohacené kalafuny mohou obsahovat např. 25 až 95 % obohacené kalafuny a 75 až 5 % neobohacené kalafuny. Směsi obohacené kalafuny, neobohacené kalafuny a kalafunového plniva mohou obsahovat 5 až 45 % obohacené kalafuny, 0 až 50 % neobohacené kalafuny a 5 až 90 % kalafunového plniva.

Další třídou sloučenin užitečných jako klížidla papíru známá ve stavu techniky, které mohou být použity v tomto vynálezu, jsou hydrofobní organické izokyanáty, např. alkylované izokyanáty.

Jiná obvyklá klížidla papíru vhodná pro použití v tomto vynálezu zahrnují karbamoylchloridy, alkylované melaminy, jako např. stearylované melaminy, a styrenové akryláty.

V předloženém vynálezu mohou být použity směsi reaktivních a nere^ktivních klížidel.

-8CZ 296448 B6

Klížící médium kompozice podle předloženého vynálezu obsahující sůl dvojmocného kovu může poskytnout dodatečné zlepšení optické hustoty inkjetového tisku pigmentovými inkousty oproti výkonnosti samotné soli; kromě toho klížidlo také zlepšuje kvalitu tisku u inkoustů na bázi barvivá, a to díky účinku klížící složky kompozice. Klížící kompozice obsahující soli dvojmocných kovů předloženého vynálezu spolu s klížidlem tedy poskytují zlepšenou kvalitu inkjetového tisku využívajícího inkoust na bázi barviva a pigmentový inkoust. Když se použije klížící médium kompozice obsahující sůl kovu předloženého vynálezu, tak musí být dosaženo určité vyváženosti. Příliš mnoho jedné nebo druhé složky není vhodné. Pro povrchové aplikace jsou výhodné nízké koncentrace soli kovu v koncentračních mezích uvedených dále. Příliš mnoho soli nad koncentrace uvedené dále může nepříznivě ovlivnit vodivost a způsobit korozi výrobního zařízení papíru. Zvláště výhodnou solí kovu je chlorid vápenatý, který je účinný při relativně nízkých koncentracích. Příliš mnoho klížidla nad vymezené meze, může způsobit kaskádovitost, může nepříznivě ovlivnit konvertorování a dávkování, může zvýšit cenu bez dosažení výhod zlepšení a může vést k usazeninám materiálu na výrobním zařízení pro výrobu papíru. Vhodná hladina klížidla může být stanovena odborníkem.

Kompozice předloženého vynálezu obsahuje 0,01 až 3 % hmotnostní, s výhodou 0,05 až 3 % hmotnostní a výhodněji 0,1 až 1 % hmotnostní klížidla.

Všechny procentuální obsahy v tomto popisu jsou hmotnostní založené na odpovídající hmotnosti roztoku, směsi, kompozice nebo papíru, pokud nebude uvedeno jinak.

Koncentrace soli dvojmocného kovu v klížícím médiu podle tohoto vynálezu je 0,01 až 3 % hmotnostní, s výhodou 0,05 až 3 % hmotnostní a výhodněji 0,1 až 1 % hmotnostní.

Důležitým parametrem tohoto vynálezu je koncentrape nebo hladina soli dvojmocného kovu v konečném vysušeném papíru. Množství soli kovu v klížícím médiu nebo v jiném nátěrovém médiu se obecně adjustuje tak, aby se dosáhlo požadované koncentrace nebo hmotnosti v konečném vysušeném papíru. Množství v konečném papíru se nastavuje pomocí koncentrace v kompozici a klížícím médiu a dodávkou (nebo aplikovaným množstvím) podkladu. Koncentrace soli dvojmocného kovu ve vysušeném papíru by měla být 0,01 až 0,4 % hmotnostní. Výhodná koncentrace je 0,02 až 0,3 % hmotnostní a nejvýhodnější koncentrace je 0,05 až 0,2 % hmotnostní z celkové hmotnosti konečného vysušeného papíru. Hladina přídavku na papír může být např. 0,15% hmotnostních soli spolu s 0,02 až 0,3% hmotnostními klížidla a typicky 0,02 až 0,10 % hmotnostními klížidla.

Protože plošná hmotnost podkladu, jako např. povrch papíru upravený solí, může kolísat, tak se koncentrace soli na vysušeném papíru nebo jiném podkladu s výhodou měří jako jednotka hmotnosti vysušené soli na jednotku plochy. Koncentrace soli na podkladu, po úpravě nebo klížení (a vysušení) povrchu, by měla být 0,01 až 1 g/m². S výhodou by koncentrace měla být 0,02 až 0,3 g/m² a výhodněji 0,03 až 0,2 g/m².

Hmotnostní poměr soli dvojmocného kovu, např. chloridu vápenatého nebo chloridu hořečnatého, vůči klížidlu(ům) a ostatním přísadám ve vodném klížící kompozici podle předloženého vynálezu je 1 : 20 až 20 : 1. Výhodněji je tento hmotnostní poměr 1 : 5 až 5 : 1. Nejvýhodněji je tento poměr 1 : 3 až 3 : 1.

Klížící médium obsahující sůl s výhodou obsahuje nosič a může být také použit s dalšími obvykle používanými přísadami do klížících médií, jako např. přísady do klížícího lisu, za předpokladu že nemají za následek srážení nebo koagulaci složek kompozice. Omezení přídavku látek k médiu obsahujícímu sůl jsou slučitelnost a výkonnost. Některé materiály, jako např. roztoky anionických polymemích styren maleinanhydridových klížidel a silně anionických rozpustných látek, např. silně anionická pryskyřičná mýdlová klížidla, nejsou slučitelná se solemi dvojmocných kovů podle tohoto vynálezu. Nejsou vhodné takové směsi, které vedou ke koagulaci a

-9CZ 296448 B6 srážení přidané látky tak, že výrobce papíru nemůže už dále vyrábět papír. S výhodou se v kombinaci se solemi kovů podle tohoto vynálezu používají přísady, které sami zlepšují inkjetový tisk, protože tento vynález dále zlepšuje jejich výkonnost.

Klížící média obsahující soli dvojmocných kovů podle tohoto vynálezu jsou vhodné pro použití s různými přísadami zahrnujícími s výhodou nosič. ,,Nosič, jak je zde použit, zahrnuje škrob nebo pojivo, jako např. polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon nebo polyethylenimin, se kterým může být pro aplikaci na podklad smícháno klížidlo, sůl dvojmocného kovu a případné přísady. Takové kombinace s jednou nebo více přísadami mohou být připraveny jako předmíchané směsi před přidáním např. do klížící emulze, nebo mohou být připraveny in šitu přídavkem jednotlivých složek do klížící emulze nebo jiného nátěrového média. Výhodnými předmíchanými systémy jsou předmíchané prostředky obsahující halogenid vápenatý a/nebo halogenid hořečnatý, zvláště chlorid vápenatý, spolu s reaktivními klížidly, jako např. dimery a multimery 2-oxetanonu, spolu s nereaktivními klížidly nebo jejich směsi. Nereaktivním klížidlem, jak je uvedeno výše, může být např. dispergované pryskyřičné klížidlo nebo polymemí emulze zahrnující kationické polymemí emulze, amfotemí polymemí emulze a jejich směsi.

Do klížícího média mohou být přidány jakékoli slučitelné případné přísady upravující povrch za předpokladu, že nedochází ke srážení a koagulaci, a tyto přísady zahrnují latexové emulze běžně používané jako přísady do papíru nebo určené pro jiné účely.

Tento vynález je vhodný zejména pro archy alkalického papíru klížené dimery 2-oxetanonu (jako např. AKD a dimery alkenylketenu) a multimery 2-oxetanonu (jako např. multimeiy alkenylketenu), anhydridy kyselin (jako např. ASA), a pro archy kyselého papíru klíženého dispergovanými pryskyřičnými klížidly.

Obvyklá aplikace jiných látek ke zlepšení inkjetového tisku, jako např. vysoké hladiny plniv vázaných pomocí rozpustného polymeru, nebo polyvinylalkohol, když se zavedou do klížícího lisu, může vést k Theologickým problémům, ale nynější vynález není xázán na tyto problémy.

Klížící emulze nebo jiné vodné médium obsahující sůl kovu podle tohoto vynálezu mohou obsahovat také další běžně používané přísady do papíru pro úpravu nenatíraného papíru, jako např. plniva (jedním z příkladů je oxid křemičitý), optická zjasňovací činidla, odpěňovače a biocidy. Použití soli kovu podle tohoto vynálezu s těmito přísadami je v mnoha případech žádoucí, protože přítomnost soli zvyšuje výkonnost těchto přísad a zlepšuje provedení inkjetového tisku.

Hladina případných přísad v klížícím médiu je obecně 0,01 až 3 % hmotnostní, a kolísá s typem přísady a množstvím roztoku zachyceného papírem během klížící úpravy.

Vodné klížící médium s výhodou obsahující nosič, jako např. vodný roztok škrobu, může být vyrobeno obvyklým způsobem využívajícím obvyklé složky a přísady v obvyklých množstvích, což je známo odborníkům papírenského průmyslu. Když se jako nosič použije škrob, tak by složky podle tohoto vynálezu měly být přidány při teplotě 50 až 80 °C k uvařenému škrobu (a ten by měl být použit v rozmezí pH asi 7 až asi 9). Doba obsazení, slučitelnost přísad a další podmínky a vybavení mohou být vybrány podle běžných zkušeností odborníků.

Když se společně s klížidlem a solí kovu použijí další přísady, tak jsou všechny složky s výhodou aplikovány na povrch papíru současně, např. v jediné operaci, ať už jsou přísady předem smíchány s klížidlem a prostředkem soli nebo s tímto prostředkem přidány současně.

Povrchové klížící médium obsahující sůl kovu se jako povrchová úprava aplikuje na papír způsobem podle tohoto vynálezu. Klížící médium podle tohoto vynálezu může být na povrch papíru nebo jiného podkladu aplikován jakýmikoli různými běžnými způsoby dobře známými při výrobě papíru a v technice natírání. Klížící médium se jako povrchová úprava normálně aplikuje

-10CZ 296448 B6 na obě strany upravovaného papíru, ale je-li potřeba, tak může být tato povrchová aplikace provedena pouze na jedné straně archu papíru.

Výraz „povrchové klížení nebo ekvivalentní výrazy (jako např. „povrchově klížený), jak je zde použit, znamená aplikaci klížidla na nebo blízko klížícího lisu nebo na místo v zařízení pro výrobu papíru, kde by jinak klížící lis byl. Typicky se klížící lis nalézá za první sušicí částí papírenského stroje.

Výhodný způsob povrchového klížení při aplikaci kompozice na papírový podklad ve formě archu nebo blány používá běžný dávkovači nebo nedávkovací klížící lis v běžném postupu výroby papíru. Když se použije tato metoda, tak aplikační teplota je teplota alespoň 50 °C, ale ne více než 80 °C, typicky 60 °C. Vynález není omezen na úpravu papíru nebo jiného podkladu pomocí úpravy v klížícím lisu nebo teplotou typicky používanou v klížícím lisu, protože podklad může být kompozicí povrchově upraven pomocí jiných způsobů.

Jiné způsoby povrchové aplikace a zařízení, jako např. běžná nátěrová zařízení (např. Mayerova tyč nebo stírací lať) nebo rozstřikovací techniky, mohou být také použity k aplikaci kompozice obsahující soli dvojmocných kovů s nebo bez dodatečných složek na povrch papíru, natíraného papíru, umělé blány nebo jiného vrstveného podkladu. Povrchová aplikace může být udělána také v jiných stupních postupu výroby papíru než je klížící lis, např. na hladicí stolici, čímž se získá papír mající požadované charakteristiky inkjetového tisku. Jsou vhodné všechny typy běžně používaných zařízení.

Aplikace látek na nebo za klížící lis je velmi odlišná od úpravy papíru v mokré části. Podmínky aplikace a distribuce látek na papír budou odlišné. Papír před klížícím lisem je alespoň částečně vysušený a za klížícím lisem nebo jiným aplikačním stupněm nebo technikou se pak suší běžnými metodami. _?

Jak je uvedeno výše, kompozice podle tohoto vynálezu může být s výhodou přidána na klížící lis, např. se škrobem nebo jinými přísadami, které se současně používají u nenatíraného papíru. Klížící médium vhodné pro použití v tomto vynálezu může být připraveno běžnými metodami. Toto klížící médium obecně obsahuje roztok škrobu obsahující 2 až 20 % hmotnostních škrobu, který se jistým způsobem vaří a který se udržuje horký. Teplota tohoto roztoku je obecně 60 °C. Koncentrace škrobu v roztoku škrobu je s výhodou 4 až 16 % hmotnostních a nejvýhodněji 6 až 12 % hmotnostních.

Když je nosičem pojivo, jak je diskutováno výše, tak je v kompozici přítomno v takovém množství, že kompozice má viskozitu menší než 100 Pa.s a s výhodou menší než 50 Pa.s. Množství použitého pojivá bude záviset na molekulových charakteristikách jednotlivého vybraného pojivá, stejně jako na charakteristikách ostatních složek kompozice.

Papír použitý způsobem podle tohoto vynálezu není rozhodující a může to být papír jakékoli jakosti, který vyžaduje pro jeho běžnou konečnou aplikaci klížení. Papír může obsahovat jak celulózová, tak umělá polymemí vlákna. S výhodou obsahuje papír převážně celulózová vlákna a výhodněji obsahuje pouze celulózová vlákna. Všechny běžné známé postupy výroby papíru jsou schopné připravovat papír upravený podle předloženého vynálezu. Tento vynález bude skutečně fungovat na jakémkoli typu podkladu a mohou být použity kyselé, alkalické, neutrální a neklizené vrstvy podkladů. Vrstva podkladu v tomto vynálezu, nejčastěji papír, se tvoří před aplikací klížící kompozice, která obsahuje rozpustné soli dvojmocného kovu podle tohoto vynálezu.

Předložený vynález je určen zejména, ale ne výlučně, pro použití s alkalickým papírem. Vynález je zvláště užitečný u alkalického jemného papíru precizní jakosti zahrnujícího bez omezení bankovní papír, rytý papír, kopírovací papír, dopisní papír, pásku do kalkulačky a jiné.

-11 CZ 296448 B6

Papírem je s výhodou papír ve formě listů nebo blan mající plošnou hmotnost v rozmezí 30 až 200 g/m², výhodněji v rozmezí 40 až 120 g/m². Papír vhodný pro použití v tomto vynálezu zahrnuje papír mající plošnou hmotnost typickou pro papír používaný pro inkjetový tisk nebo běžný kopírovací papír používaný do kopírovacích strojů. Takový papír pro tisk a psaní má plošnou hmotnost typicky 60 až 100 g/m². Další typy papíroviny zahrnují např. novinový papír s plošnou hmotností 40 až 60 g/m², nebělený natronový papír s plošnou hmotností 50 až 120 g/m², bílou obalovou lepenku s plošnou hmotností 120 až 400 g/m² a jejich potahované druhy. Natíraný papír se upravuje pomocí různých plniv a pojiv na základní vrstvu, která může být lehká, jako např. 40 g/m², nebo těžší, jako např. 100 g/m.

Na rozdíl od papírů dosavadního stavu techniky určených pro použití v inkjetovém tisku, které se typicky natírají látkami, které zlepšují kvalitu tisku inkousty na bázi barviv, nevyžaduje papír v předloženém vynálezu žádné takové nátěry. Tento papír může být tedy vyráběn úsporně a je konkurenceschopný běžnému nenatíranému kopírovacímu papíru, který se často používá pro rozmanité účely.

Papír používaný v tomto vynálezu může být vyroben s nebo bez přítomnosti běžných vnitřních klížidel. Často je výhodné používat vnitřní klížidla, která mohou být přítomna v množství 0,02 až 4 kg/t papíru, výhodněji v množství 0,2 až 3 kg/t papíru a nejvýhodněji 0,5 až 2 kg/t papíru. Mohou být použita běžná vnitřní klížidla, jako např. ASA klížidla a AKD klížidla, stejně jako další reaktivní a nereaktivní vnitřní klížidla papíru. Tato vnitřní klížidla papíru mohou zahrnovat nebo mohou být identická s povrchovými klížidly a zvláště reaktivními povrchovými klížidly použitými v předloženém vynálezu.

Sůl kovu podle tohoto vynálezu může být použita na jiné podklady, než je papír, např. na polymemí plasty vhodné pro inkjetový tisk typicky tvořené protlačováním, odléváním nebo jinými známými postupy. Například průsvitné blány a jiné polymemí, zvláště plastické, filmové materiály mohou být upraveny podle tohoto vynálezu pomocí klížící kompozice obsahující sůl podle tohoto vynálezu. Takové průsvitné listy mohou být použity při výrobě listů určených pro inkjetový tisk pro použití na zpětném projektoru. Polymemími látkami v těchto podkladech může být polyester, polypropylen, polyethylen, akrylová plastická hmota a jiné. Aplikace solí kovu na tyto podklady je podobná jako je popsaná výše, kromě toho, že podkladem je plastický filmový materiál a je natírán běžnými metodami natírání, spíše než na klížícím lisu papírenského stroje.

Způsob podle tohoto vynálezu může být použit při úpravě natíraného papíru začleněním klížidla obsahujícího sůl kovu do nátěrové kompozice. Natíraný papír se používá v mnoha aplikacích včetně inkjetového tisku inkousty na bázi barviv. Přídavek soli z klížící kompozice podle tohoto vynálezu obsahujícího sůl zvyšuje výkonnost takových vrstev při inkjetovém tisku používajícím pigmentové inkousty vedle inkoustů na bázi barviv. Nátěr se může nanášet běžnými postupy. Typické nátěrové kompozice mohou obsahovat plnivo, pojivo a regulátory rheologie. Nátěrové kompozice používané při přípravě natíraného papíru by měly být vybrány tak, aby byly slučitelné se solemi kovu a jinými složkami obsaženými v klížící kompozici podle tohoto vynálezu. Takové kompozice mohou být přidány buď ve spojení s, nebo v kombinaci s aplikací běžných nátěrů, nebo mohou být aplikovány po aplikaci běžného nátěru a vysušení nebo vytvrzení.

Papír pro mnoho konečných použití se obecně přeměňuje na užitečnější formu prostřednictvím operací, jako např. stříhání, překládání, perforování, potisk, posouvání, rovnání a navíjení. Provedení těchto operací může být ovlivněno přísadami do papíru. Běžné přísady pro zlepšení inkjetového tisku, jako např. vysoké hladiny reaktivních klížidel, mohou způsobit nižší koeficient tření papíru a/nebo prokluz papíru na vysokorychlostním zařízení. Proto by mělo být množství klížící složky kompozice podle předloženého vynálezu upraveno v rozmezí koncentrací uvedených výše. Další přísady, jako např. plniva, mohou otupit řezací ostří. Následkem toho by mělo být rovněž pozorně kontrolováno použití těchto typů plniv.

-12CZ 296448 B6

Přítomností solí podle tohoto vynálezu je zlepšeno provedení inkjetového tisku, zvláště inkjetového tisku využívajícího pigmentové inkousty. Předložený vynález zajišťuje vysokou koncentraci inkoustu aplikovaného technikou inkjetové tiskárny těsně u povrchu papíru, a toto zvyšuje optickou hustotu tisknutého obrazu, a žádoucí výsledek. Vynález také omezuje nežádoucí nerovnost okrajů po aplikaci inkoustu a tím zlepšuje jasnost obrazů, podobně jako další žádoucí charakteristiky. Ačkoli žádná tužba není vázána jakoukoli speciální teorií nebo mechanismem účinku, vynálezce věří, že soli kovu podle tohoto vynálezu obsažené v papíru interagují s pigmentovými inkousty, čehož následkem jsou tato zlepšení, a klížící složka zpomaluje proniknutí inkoustu do papíru.

Hodnocení kompozic obsahujících soli dvojmocných kovů spolu s dalšími látkami na výsledek zlepšení optické hustoty a snížení prosvítání pigmentového inkoustu aplikovaného na výchozí papír pomocí inkjetové tiskárny jsou uvedena níže:

Chlorid vápenatý (CaCl₂) poskytuje vynikající výsledky a chlorid hořečnatý obecně pracuje stejně nebo téměř stejně jako chlorid vápenatý při ekvivalentní hmotnosti hlavní přísady. Bromid vápenatý pracuje dobře, ale ne stejně dobře při ekvivalentní hmotnosti hlavní přísady.

Zirkoničitan vápenatý, uhličitan amonnozirkoničitý a oxid zinečnatý obecně neposkytují při normálních hladinách použití požadované zlepšení.

Vzhledem k těmto výsledkům se lze domnívat (ačkoli žádná tužba není vázána jakoukoli speciální teorií nebo mechanismem účinku), že výhodné soli CaCl₂ a MgCl₂ poskytují nejlepší provedení díky jejich rozpustnosti a jejich schopnosti silně interagovat s inkoustem.

Zvýšená koncentrace soli kovu v udaném rozmezí obecně vede k většímu zlepšení kvality inkjetového tisku bez zvýšení koroze, nebo problémům okolí a z důvodů hospodárnosti. Jak je uvedeno výše, ne všechny soli kovů dávají stejnou výkonnost. Bylo zcela nečekané, že by soli kovů, zvláště chloridu vápenatého a chloridu horečnatého, dávaly mnohem lepší výkonnost než jiné soli. Bylo také nečekané, že soli kovů podle tohoto vynálezu dávají vynikající výkonnost, ale jiné soli, které byly vyzkoušeny, byly neúčinné. Pozorujíce tyto výsledky vynálezce věří (ačkoli žádná tužba není vázána jakoukoli speciální teorií nebo mechanismem účinku), že úspěšná výkonnost různých solí kovů podle tohoto vynálezu může být založena na dvou faktorech: rozpustnosti a iontové síle. Horečnaté nebo vápenaté soli jsou výhodné, protože poskytují správnou vyváženost těchto dvou faktorů.

Příklady provedení vynálezu

Předložený vynález bude dále detailněji popsán s odkazem na specifické neomezené příklady.

Postupy použité v příkladech provedení vynálezu jsou postupy v laboratorním měřítku, kde snahou bylo napodobit aplikaci klížícího lisu papírenského stroje. Toho bylo dosaženo přípravou papíru předem v samostatné operaci, kde papír nebyl upraven na klížícím lisu škrobem nebo povrchovou přísadou. V následujících příkladech byl papír připraven na zkušebním papírenském stroji na Western Michigan University. K výrobě typického alkalického vybraného papíru byla použita zásoba vybraného papíru spolu s Western Michigan University papírenským strojem. Papír (výchozí arch) byl vysušen a uložen.

V příkladech popsaných níže procházel papír laboratorním pudlovacím klížícím lisem a použitou požadovanou úpravou. Upravený papír byl potom okamžitě vysušen ve válcové sušárně. Papír byl upraven minimálně 24 hodin před testováním. Ve všech níže uvedených příkladech byl inkjetový tisk prováděn na inkjetové tiskáme Hewlett-Packard DeskJet 660C. Nastavení tisku bylo nařízeno na „best a „plam páper pomocí Hewlett-Packard softwaru dodávaného s tiskárnou. Charakteristiky tisku se měřily 1 hodinu po tisku. Interpretace optických hustot byla

-13CZ 296448 B6

provedena na přístroji měřícím optickou hustotu Cosar model 202. Charakteristiky tisku byly vyhodnoceny, jak bylo popsáno dříve, pomocí testovací šablony s plnými barevnými plochami, tištěným černým textem a tištěnými plochami černá na žluté a žlutá na černé. Způsob hodnocení je popsán v Hewlett-Packard testovacích kriteriích. Charakteristiky uvedené v rozsahu dobrý, 5 přijatelný a špatný jsou založeny na Hewlett-Packard charakteristikách dobrý, přípustný a nepřípustný. Viz. Hewlett Packard Páper Accepance Criteria for HP DeskJet 500C, 550C and 560C Printers, Hewlett-Packard Company, 1. červenec 1994.

Ve všech případech byl škrob podstatnou složkou klížícího roztoku. Škrobové roztoky byly přiío praveny vařením škrobu ve vodě při 95 °C během 30 až 60 minut a poté úpravou pH na 8. Přísady uvedené v příkladech byly vmíchány do škrobu. Směsi byly míchány a pH bylo upraveno tak, jak je uvedeno níže v příkladech. Během 15 minut po přidání látek do škrobových směsí byly směsi aplikovány na papír připravený tak, jak je popsáno výše. Plošná hmotnost papíru použitého ve všech případech byla jako u normálního kopírovacího papíru nebo 75 g/m².

Množství použitých solí bylo přepočteno na bezvodou sůl a vyjádřeno v hmotnostních procentech z celkové hmotnosti suchého papíru před úpravou v klížícím lisu (dále „suchá % hmotnostní).

V některých případech bylo klížení papíru nebo udržení vody papírem měřeno Hercules klížícím 20 testem (Hercules Sizing Test - HST). Hercules klížící test je uznávaným testem měření provedení klížení a je popsán v J.P.Casey, Ed., Pulp and Páper Chemistry and Chemical Technology, svazek 3, stránky 1 553 až 1 554 (1981) a v TAPPI Standart T530. Má se za to, že vyšší HST číslo

Příklad 1 - Efekt hladiny soli

Příklad 1 demonstruje efekt množství soli aplikované na povrch upraveného papíru na kvalitu inkjetového tisku. Výchozí arch papíru byl vyroben na zkušebním papírenském stroji na Western 30 Michigan University s bělenou buničinou (směs 70 : 30, tvrdé dřevo: měkké dřevo) umletou na

425 Canadaian Standard stupeň mletí (CSF) a obsahující vnitřně 12 % hmotnostních ALBACAR® PO sráženého uhličitanu vápenatého (od firmy Specialty Minerals lne., Bethlehem, PA), 0,15 % hmotnostních HERCON® 76 klížidla (od firmy Hercules Incorporated) a žádný alum. Tento výchozí arch papíru byl povrchově upraven samotným škrobem a směsmi škrobu 35 s několika solemi: chloridem vápenatým, chloridem hořečnatým, bromidem vápenatým a chloridem draselným. Soli byly aplikovány v množstvích uvedených v tabulce 1 níže.

Bylo použito 8 suchých % hmotnostních roztoku GPC® D-150 oxidovaného pšeničného škrobu (od firmy Grain Processing Company, Muscatine, IA). Vzorek upravený právě 8 % GPC® D-150 40 pšeničným škrobovým roztokem je zahrnut pro srovnání. Předem smíchané směsi různých solí uvedených výše a FLEXBOND® 325 kationického kopolymeru vinyl-acetátu a butyl-akrylátu (od firmy Air Products and Chemicals lne.) mající teplotu skelného přechodu 15 °C a průměrnou velikost částic 3.10^ mm, pH 4,0 až 6,0, viskozitu 700 až 1 200 s'¹ a 55 % hmotnostních pevných látek v emulzi byly přidány k škrobovému roztoku. Ve všech případech kromě škrobu 45 samotného bylo k papíru přidáno 0,15 suchých % hmotnostních FLEXBOND® pevných částic prostřednictvím přídavku 0,72 g 55 % pevné emulze FLEXBOND® na 100 g škrobového roztoku. Soli byly do škrobového roztoku přidány v takových hladinách, aby se získaly takové hladiny v konečném papíru, které jsou uvedeny v tabulce 1.

pH těchto škrobových roztoků bylo upraveno na 7,5 a potom byly roztoky aplikovány na klížícím lisu na povrch upravovaného papíru. Byla vyhodnocena kvalita inkjetového tisku na výsledný papír a výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

-14CZ 296448 B6

Tabulka 1

Sůl	Suchá % hmotnostní soli	Optická hustota černého tisku
Chlorid vápenatý	0,15	1,34
Chlorid horečnatý	0,13	1,30
Chlorid horečnatý	0,15	1,35
Bromid vápenatý	0,15	1,24
Bromid vápenatý	0,27	1,38
Chlorid draselný	0,15	1,16
Chlorid draselný	0,20	1,15
Škrob	0	1,10

Výsledky optické hustoty černého tisku ukazují, že CaCl₂ MgCl₂ jsou účinnější ve zvětšení optické hustoty než KC1 a účinnější, při stejném hmotnostním základu, než CaBr₂. Bromidové ionty jsou těžší než chloridové, takže když se použije CaBr₂ proti CaCl₂, tak při stejném hmotnostním základu soli je přidáno méně vápníku. MgCl₂ a CaCl₂ dávají při stejném hmotnostním základu stejné výsledky. Při stejném molámím základu, 0,13 suchých % hmotnostních MgCl₂versus 0,15 suchých % hmotnostních CaCl₂, dává vápenatá sůl větší zlepšení.

Příklad 2- Chlorid vápenatý kombinovaný s nereaktivním klížidlem ve škrobovém klížícím roztoku a přídavek samotného chloridu vápenatého do škrobového roztoku

Příklad 2 se prováděl proto, aby se vyhodnotil efekt povrchově aplikované soli kovu použité v kombinaci s nereaktivním klížidlem na kvalitu inkjetového tisku na výsledný papír, přičemž jak sůl tak, klížidlo se aplikuje na papír na škrobovém klížícím lisu. Výchozí atch papíru byl vyroben na zkušebním papírenském stroji na Western Michigan University s bělenou buničinou (směs 70 : 30, tvrdé dřevo:měkké dřevo) umletou na 390 CSF a obsahující vnitřně 20 % hmotnostních plniva uhličitanu vápenatého HYDROCARB™ 65 (od firmy OMYA, lne., Florence, VT), 0,5 % hmotnostních HI-CAT® 142 kationického škrobu (od firmy Roquette Freres, Lestrem, Francie), 0,12 % hmotnostních AQUAPEL® 320 klížidla (od Hercules Incorporated) a žádný alum. Tento výchozí arch papíru byl na klížícím lisu povrchově upraven samotným škrobem, směsí škrobu s chloridem vápenatým a směsí škrobu, chloridu vápenatého a polymemího povrchového nereaktivního klížidla BASOPLAST® 335D.

Bylo použito 8 suchých % hmotnostních roztoku GPC® D-150 oxidovaného pšeničného škrobu, jako v předchozích příkladech. Sůl kovu a polymemí klížidlo byly přidány ke škrobovému roztoku v takovém množství, aby se získaly požadované konečné hladiny v papíru založené na množství škrobového roztoku zachyceného papírem během úpravy na klížícím lisu. pH konečných klížících směsí nebylo po přídavku klížidel upraveno. Dodávka škrobového roztoku byla 34,7 % hmotnostních založená na mokré hmotnosti škrobového roztoku vztažené na počáteční hmotnost papíru.

Byla vyhodnocena kvalita inkjetového tisku a klížící vlastnost výsledného papim a tyto výsledky jsou uvedeny v tabulce 2 níže, kde byl použit standardní HST inkoust s pH 2.

-15CZ 296448 B6

Tabulka 2

Množství 335D’	pH směsi	Množství CaCl₂’	pH2HST(s)	Optická hustota černého tisku
0	7,7	0	91	0,98
0	6,9	0,25	52	1,39
0,1	4,8	0	127	1,08
0,1	4,5	0,25	141	1,55

* suchá % hmotnostní

Výsledky v tabulce 2 ukazují, že přítomnost chloridu vápenatého na papíru upraveném CaCl₂poskytuje významné zlepšení optické hustoty černého tisku, jak když je použit CaCl₂ samotný, tak když je aplikován v kombinaci s nereaktivním povrchovým polymemím klížidlem BASOPLAST® 335D.

Výsledky HST klížení v tabulce potvrzují, že zlepšená optická hustota černého tisku není artefakt vzrůstající nepropustnosti měřené pomocí HST. To je evidentní, protože HST klížení bylo nižší (52 sekund) pro papír obsahující CaCl₂, ale bez polymemího povrchového klížidla, zatímco pro stejný papír bez polymemího klížidla a CaCl₂ (91 sekund). HST klížící výsledky pro hodnocení dvou papírů, ve kterých bylo polymemí povrchové klížidlo obsaženo, jsou podobné (127 sekund bez CaCl₂ a 141 sekund s CaCl₂ a tento rozdíl v HST klížení se nepovažuje za významný.

Navíc kombinace nereaktivního klížidla a CaCl₂ poskytuje zlepšené nebo součinné zvýšení optické hustoty černého tisku pro povrchově upravený papír, mimoto tyto dvě očekávané přísady zvyšují jejich separátní použití. Přítomnost soli kovu tudíž poskytuje neočekávané a překvapivé zlepšení kvality inkjetového tisku pro povrchově klížený papír obsahující nereaktivní klížidlo.

Příklad 3 - Předem smíchaná směs chloridu vápenatého a reaktivního klížidla zavedená do klížícího roztoku

Příklad 3 se prováděl proto, aby se vyhodnotil efekt povrchově aplikované soli kovu použité v kombinaci s reaktivním povrchovým klížidlem na kvalitu inkjetového tisku na výsledný papír, přičemž obě složky se spojují v předem smíchané směsi, která se aplikuje na papír na škrobovém klížícím lisu. Reaktivní klížidlo použité v tomto příkladu 3 bylo klížidlo papíru na bázi dimeru alkenylketenu.

Výchozí arch papíru byl vyroben na zkušebním papírenském stroji na Western Michigan University s bělenou buničinou (směs 70 : 30, tvrdé dřevo:měkké dřevo) umletou na 390 CSF a obsahující vnitřně 15 % hmotnostních sráženého plniva uhličitanu vápenatého ALBACAR® HO, 0,26 % hmotnostních STA-LOK® 400 kationického škrobu (od firmy A.E.Staley Company, Decatur, Hlinois), 0,08 % hmotnostních anhydridu kyseliny alkenyljantarové a 0,25 % hmotnostních alumu. Tento výchozí arch papíru byl na laboratorním pudlovacím klížícím lisu povrchově upraven: (A) samotným škrobem; (B) roztokem škrobu obsahujícím reaktivní povrchovou klížící emulzi obsahující dimer alkenylketenu (bez přítomnosti soli); a (C) roztokem škrobu obsahujícím předem smíchanou směs klížící emulze dimeru ketenu a chloridu vápenatého. K přípravě předem smíchané směsi byl přidán roztok dihydrátu chloridu vápenatého ve vodě (50 : 50) k emulzi dimeru ketenu a předem smíchaná směs obsahovala 9,0 % hmotnostních pevných látek z emulze dimeru a 33,8 % hmotnostních chloridu vápenatého.

-16CZ 296448 B6

V klížícím lisu bylo použito 8 suchých % hmotnostních roztoku GPC® D-150 oxidovaného pšeničného škrobu, jako v předchozích příkladech. Látky byly přidány ke škrobu v takovém množství, aby se získaly požadované konečné hladiny klížidla dimeru ketenu a/nebo chloridu vápenatého v papíru (jak ukazuje tabulka 3 níže) založené na množství zachyceného škrobu.

Byla vyhodnocena kvalita inkjetového tisku a klížící vlastnost výsledného papíru a tyto výsledky jsou uvedeny v tabulce 3 níže, kde byl použit standardní HST inkoust s pH 2.

Tabulka 3

Vzorek	Hladina pevných látek z dimeru ketenu*	Hladina CaCl₂'	pH2HST(s)	Optická hustota černého tisku
A	0	0	2	1,10
B	0,025	0	35	1,45
C	0,025	0,094	42	1,59

suchá % hmotnostní

Výsledky ukázané v tabulce 3 demonstrují, že předem smíchaná směs obsahující kombinaci CaCl₂ s reaktivním klížidlem, když se aplikuje jako povrchová úprava papíru na klížícím lisu, dává výborné hodnoty optické hustoty černého tisku pro výsledný papír, vyšší než ty získané přítomností nereaktivního povrchového klížidla nebo ty získané použitím samotného reaktivního povrchového klížidla, u obou bez přítomnosti soli kovu.

Příklad 4 - Chlorid vápenatý v kombinaci s reaktivním klížidlem na bázi multimeru

Příklad 4 se prováděl k demonstraci toho, že kombinace CaCl₂ jako soli kovu spolu s jiným reaktivním klížidlem, kdy jsou obě složky aplikovány jako povrchová úprava papíru na klížícím lisu, poskytuje výbornou kvalitu inkjetového tisku na výsledný papír. Reaktivní klížidlo použité v tomto příkladu 4 bylo klížidlo papíru na bázi multimeru ketenu popsané v mezinárodní patentové přihlášce WO 97/30 218, publikované 21. srpna 1997, které je odlišné od klížícího činidla na bázi dimeru ketenu použitého v předcházejícím příkladu.

Byl dodržen stejný postup, jaký je popsán v příkladu 3. Byl testován (A) samotný roztok škrobu; (B) roztok škrobu obsahující emulzi multimeru ketenu byl přidán do papíru jako povrchová úprava (bez přítomnosti soli); a (C) roztok škrobu a předem smíchaná směs chloridu vápenatého a emulze multimeru ketenu, všechny byly aplikovány na papír na klížícím lisu stejným způsobem jako v příkladu 3. Byla vyhodnocena kvalita inkjetového tisku a klížící vlastnost výsledného papíru a tyto výsledky jsou uvedeny v tabulce 4 níže.

Tabulka 4

Vzorek	Hladina pevných látek z multimeru ketenu*	Hladina CaCl₂*	Optická hustota černého tisku
A	0	0	1,10
B	0,03	0	1,41
C	0,03	0,15	1,54

* suchá % hmotnostní

-17CZ 296448 B6

Výsledky ukázané v tabulce 4 dokazují, že předem smíchaná směs obsahující kombinaci CaCl₂s reaktivním klížidlem, když se aplikuje jako povrchová úprava papíru na klížícím lisu, dává výbornou optickou hustotu černého tisku na výsledný papír, vyšší než optickou hustotu černého tisku získanou buď v přítomnosti nereaktivního klížidla, nebo použitím samotného reaktivního povrchového klížidla, u obou jak bez přítomnosti, tak se solí kovu.

Příklady 1 až 4 dokazují, že předložený vynález poskytuje zlepšenou kvalitu inkjetového tisku, měřenou prostřednictvím zvýšené optické hustoty černého tisku, se solí kovu použitou v kombinaci buď s nereaktivním povrchovým klížidlem, nebo s reaktivním povrchovým klížidlem aplikovaným na papír, jehož povrch se upravuje solí kovu, ve srovnání s kvalitou inkjetového tisku získaného se samotným povrchovým klížidlem.

Příklad 5 - Chlorid vápenatý v kombinaci s nereaktivním a reaktivním klížidlem

Výchozí arch papíru vyrobený na Western Michigan University s bělenou buničinou (směs 75 : 25, tvrdé dřevoiměkké dřevo) umletou na 425 CSF a obsahující vnitřně 10 % hmotnostních sráženého plniva uhličitanu vápenatého ALBACAR® HO, 0,05 % hmotnostních anhydridu kyseliny alkenyljantarové jako klížidla, 0,75 % hmotnostních STA-LOK® 400 kationického škrobu a 0,25 % hmotnostních alumu byl upraven: (A) samotným roztokem škrobu (8 suchých % hmotnostních GPC® D150 roztoku); (B) roztokem škrobu obsahujícím polymemí latex PRINTRITE® 594(od firmy B. F. Goodrich Company, Akron, OH); (C) roztokem škrobu a polymemím latexem PRINTRITE® 594 předem smíchaným s reaktivní klížící disperzí PRECIS® 2000; a (D) roztokem škrobu a polymemím latexem PRINTRITE® předem smíchaným jak s reaktivní klížící disperzí PRECIS® 2000, tak s chloridem vápenatým. Poměr pevných látek PRECIS® 2000 ku pevným látkám polymeru u první předem smíchané směsi byl 1 : 8. Poměr ve druhé předem smíchané směsi byl 9:1:8 chlorid vápenatý: pevné látky PRECIS® 2000: pevné látky polymeru. Látky se přidaly k 8 suchým % hmotnostním roztoku škrobu a konečné pH bylo upraveno asi na 8. Roztoky byly použity v klížícím lisu k úpravě papíru. Hladiny látek přidaných do škrobu byly upraveny na základě množství roztoku škrobu zachyceného papírem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5, kde byl použit standardní HST inkoust s pH 2.

Tabulka 5

Vzorek	Hladina pevných látek z PRECIS® 2000*	Hladina CaCl₂*	Hladina polymeru	pH2HST(s)	Optická hustota černého tisku
A	0	0	0	2	1,29
B	0	0	0,150	48	1,36
C	0,017	0	0,133	83	1,54
D	0,017	0,15	0,133	74	1,70

* suchá % hmotnostní

Přídavek CaCl₂ k polymemí emulzi, která zajišťuje klížení, zlepšil inkjetový tisk. Další přídavek reaktivního klížidla dal další zlepšení provedení.

-18CZ 296448 B6

Příklad 6 - Chlorid vápenatý v kombinaci s nereaktivním a reaktivním klížidlem

Výchozí arch papíru vyrobený na Western Michigan University s bělenou buničinou (směs 70 : 30, tvrdé dřevo:měkké dřevo) umletou na 390 CSF a obsahující vnitrně 15 % hmotnostních sráženého plniva uhličitanu vápenatého ALBACAR® HO, 0,11 % hmotnostních anhydridu kyseliny alkenyljantarové jako klížidla, 0,50 % hmotnostních STA-LOK® 400 kationického škrobu a 0,25 % hmotnostních alumu byl upraven: (A) samotným škrobem; (B) předem smíchanou směsí emulze klížidla tvořeného PENTAPRINT® H klížidlem a chloridu vápenatého; (C) PENTAPRINT® H klížidlem předem smíchaným jak s disperzí dimeru alkylketenu (HERCON® 70), tak s chloridem vápenatým. V první předem smíchané směsi byl poměr pevných částic PENTAPRINT® H ku chloridu vápenatému 2 : 1. Ve druhé předem smíchané směsi byl poměr pevných částic PENTAPRINT® H ku chloridu vápenatému ku pevným částem HERCON® 70 2 : 1 : 0,1. Látky se přidaly k 8 suchým % hmotnostním roztoku škrobu a konečné pH bylo upraveno asi na 8. Roztoky byly použity v klížícím lisu k úpravě papíru. Hladiny látek přidaných do škrobu byly upraveny na základě množství roztoku škrobu zachyceného papírem. Pro srovnání byl vzorek upraven 8 suchými % hmotnostními GPC® D-l 50 pšeničného škrobového roztoku. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

Tabulka 6

Vzorek	Hladina pevných látek Z HERCON® 70*	Hladina CaCl₂*	PENTAPRINT hladina	Optická hustota černého tisku
A	0	0	0	1,14
B	0	0,15	0,30	1,53
C	0,015	0,15	0,30	1,62

* suchá % hmotnostní

Předmíchání CaCl₂ do klížící disperze dala povrchovou přísadu, která poskytla zlepšený inkjetový tisk. Další přídavek reaktivního klížidla do předem smíchané směsi dal další zlepšení provedení.

Příklad 7 - Předem smíchaná směs chloridu vápenatého a reaktivního klížidla zavedená do klížícího roztoku

Příklad 7 se prováděl proto, aby se vyhodnotil efekt povrchově aplikované soli kovu použité v kombinaci s reaktivním povrchovým klížidlem na kvalitu inkjetového tisku na výsledný papír, přičemž obě složky se spojují v předem smíchané směsi, která se následně aplikuje na papír na škrobovém klížícím lisu. Reaktivní klížidlo použité v tomto příkladu 7 bylo klížidlo papíru na bázi dimeru alkenylketenu.

Výchozí arch papíru byl vyroben na zkušebním papírenském stroji na Western Michigan University s bělenou buničinou (směs 75 : 25, tvrdé dřevo:měkké dřevo) umletou na 425 CSF a obsahující vnitřně 10 % hmotnostních sráženého plniva uhličitanu vápenatého ALBACAR® HO, 0,6 % hmotnostních STA-LOK® 400 kationického škrobu, 0,05 % hmotnostních anhydridu kyseliny alkenyljantarové a 0,25 % hmotnostních alumu. Tento výchozí arch papíru byl na laboratorním pudlovacím klížícím lisu povrchově upraven: (A) samotným škrobem; (B) roztokem škrobu obsahujícím reaktivní povrchovou klížící emulzi obsahující dimer alkenylketenu (PRECIS® 2000) a chlorid vápenatý. K přípravě předem smíchané směsi byl přidán roztok dihydrátu chloridu vápenatého ve vodě (50 : 50) k emulzi dimeru ketenu a předem smíchaná směs obsahovala 13,56 % hmotnostních pevných látek z emulze dimeru a 20,34 % hmotnostních chloridu vápenatého.

-19CZ 296448 B6

V klížícím lisu bylo použito 8 suchých % hmotnostních roztoku GPC® D-150 oxidovaného pšeničného škrobu, jak je popsáno v předchozích příkladech. Látky byly přidány ke škrobu v takovém množství, aby se získaly požadované konečné hladiny klížidla dimeru ketenu a/nebo chloridu vápenatého v papíru (jak ukazuje tabulka 7a níže) založené na množství zachyceného škrobu.

Byla vyhodnocena kvalita inkjetového tisku a klížící vlastnost výsledného papíru a tyto výsledky jsou uvedeny v tabulce 7a níže, kde byl použit standardní HST inkoust s pH 2, a v tabulkách 7b a 7c.

Tabulka 7a

Vzorek	Hladina pevných látek z dimeru ketenu*	Hladina CaCL'	pH2HST(s)
A	0	0	2
B	0,12	0,18	126

suchá % hmotnostní

Tabulka 7b - Kvalita černého tisku na tiskáme Hewlett Packard DeskJet® 660C

Vzorek	Optická hustota černého tisku	Zesilování Čar	Nerovnost okrajů
A	1,25	Přijatelné	Přijatelná
B	1,60	Dobré	Dobrá

Tabulka 7c - Kvalita černého tisku vůči žlutému tisku na tiskárně Hewlett Packard DeskJet® 660C

Vzorek	Optická hustota modrozeleného tisku	Zesilování čar čemá/žlutá	Nerovnost okrajů čemá/žlutá
A	0,77	Přijatelné až dobré	Přijatelná
B	0,77	Přijatelné až dobré	Dobrá

Mezi nečekané výhody tohoto vynálezu patří slučitelnost solí s povrchovými přísadami; slučitelnost předem smíchaných směsí solí s povrchovými přísadami; slučitelnost solí s klížícím roztokem; absence problémů spojených s aplikací těchto kompozic na papír; zvýšený výkon výsledného papíru při inkjetovém tisku pigmentovými inkousty a doplňkové výhody solí s reaktivními klížidly, solí s nereaktivními klížidly a směsí solí, reaktivních klížidel a nereaktivních klížidel. Předložený vynález zlepšuje zejména alespoň jednu z následujících charakteristik kvality tisku: optickou hustotu, prosvítání, zesílení čáry, prosakování, nerovnost okrajů, nasakování a kropenatost.

Průmyslová využitelnost

Vynález je užitečný při výrobě upraveného tiskařského podkladu určeného pro inkjetový tisk, kde tento podklad poskytuje při aplikaci pigmentových inkoustů zlepšené charakteristiky kvality inkjetového tisku oproti neupraveným podkladům.

Claims

1. Kompozice pro povrchovou úpravu podkladu určeného pro inkjetový tisk, vyznačující se tím, že obsahuje sůl dvojmocného kovu, která je rozpustná ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde toto vodné klížící médium dále obsahuje škrob a klížidlo.

2. Kompozice pro povrchovou úpravu podkladu určeného pro inkjetový tisk, vyznačující se tím, že obsahuje sůl dvojmocného kovu rozpuštěné ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde toto vodné klížící médium dále obsahuje škrob a klížidlo.

3. Kompozice pro povrchovou úpravu podkladu určeného pro inkjetový tisk pigmentovými inkousty, vyznačující se tí m , že obsahuje škrob, klížidlo a sůl, vybranou ze skupiny obsahující chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid vápenatý, bromid hořečnatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, octan vápenatý a octan hořečnatý.

4. Kompozice podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j i c i se t í m , že sůl je vybraná ze skupiny obsahující chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid vápenatý, bromid hořečnatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, octan vápenatý a octan hořečnatý.

5. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků 1 až4, vyznačující se tím, že solí je chlorid vápenatý.

6. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků laž 4, vyznačující se tím, že solí je chlorid hořečnatý.

7. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků laž 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje polymer rozpustný ve vodě.

8. Kompozice podle nároku 7, vyznačující se tím, že polymer rozpustný ve vodě je vybrán ze skupiny obsahující polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon a polyethylenimin.

9. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků laž 8, vyznačující se tím, že klížidlem je reaktivní klížidlo.

10. Kompozice podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že reaktivní klížidlo je vybráno ze skupiny obsahující dimer alkylketenu, dimer alkenylketenu, dimer 2-oxetanonu, multimer 2-oxetanonu a klížidlo anhydridu kyseliny jantarové.

11. Kompozice podle nároku 10, v y z n a č u j í c í se tím, že reaktivním klížidlem je dimer alkenylketenu.

12. Kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktivním klížidlem je multimer 2-oxetanonu.

13. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků laž 8, vyznačující se tím, že klížidlem je nereaktivní klížidlo.

14. Kompozice podle kteréhokoliv z nároků 9 až 12, vy zn a č uj í cí se t í m, že dále obsahuje nereaktivní klížidlo.

-21 CZ 296448 B6

15. Kompozice podle nároku 13 nebo 14, v y z n a č u j í c í se t í m , že nereaktivním klížidlem je polymemí emulze vybraná ze skupiny obsahující kationickou polymemí emulzi, amfotemí polymemí emulzi a z jejich směsí.

16. Kompozice podle nároku 15, vy z n ač uj í c í se tím, že polymer polymemí emulze je vytvořen z alespoň jednoho monomem vybraného ze skupiny obsahující styren, a-methylstyren, akrylát mající esterový substituční s 1 až 13 atomy uhlíku, methakrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, akrylonitril, methakrylonitril, vinyl-acetát, ethylen a butadien; a popřípadě obsahující kyselinu akrylovou, kyselinu methakiylovou, maleinanhydrid, estery maleinanhydridu nebo jejich směsi, s číslem kyselosti menším než 80.

17. Kompozice podle nároku 15, vyznačující se tím, že polymer je vytvořen z alespoň jednoho monomem vybraného ze skupiny obsahující styren, akrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, methakrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, akiylonitril a methakrylonitril.

18. Kompozice podle nároku 15, vy z n a č uj í c í se t í m , že polymemí emulze je stabilizována stabilizátorem obsahujícím převážně degradovaný škrob.

19. Kompozice podle nároku 15, v y z n a č uj í c í se t í m , že polymemí emulze má teplotu skelného přechodu -15 až 50 °C.

20. Kompozice podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že nereaktivním klížidlem je dispergované pryskyřičné klížidlo.

21. Povrch papíru, vyznačující se tím, že je klížen kompozicí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 20.

22. Povrch polymemího plastu, vyznačující se tím, že je upraven kompozicí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 20.

23. Způsob výroby podkladu pro inkjetový tisk schopného zachovat znaky vytvořené inkjetovým tiskem za použití pigmentového inkoustu, povrchově upraveného podle nároku 1 až 22, vyznačující se tím, že

a) povrch podkladu se upraví kompozicí obsahující sůl dvojmocného kovu, která je rozpustná ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde toto vodné klížící médium dále obsahuje klížidlo; a

b) upravený podklad se vysuší.

24. Způsob výroby podkladu pro inkjetový tisk schopného zachovat znaky vytvořené inkjetovým tiskem za použití pigmentového inkoustu, povrchově upraveného podle nároků 1 až 22, vyznačující se tím,že

a) povrch podkladu se upraví kompozicí obsahující sůl dvojmocného kovu, která se rozpouští ve vodném klížícím médiu při pH 7 až 9, kde toto vodné klížící médium dále obsahuje škrob a klížidlo; a

b) upravený podklad se vysuší.

25. Způsob výroby podkladu pro inkjetový tisk schopného zachovat znaky vytvořené inkjetovým tiskem za použití pigmentového inkoustu, povrchově upraveného podle nároků 1 až 22, vyznačující se tím, že

-22CZ 296448 B6

a) povrch podkladu se upraví kompozicí obsahující činidlo zlepšující papír, klížidlo a sůl vybranou ze skupiny obsahující chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid vápenatý, bromid hořečnatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, octan vápenatý a octan hořečnatý; a

b) upravený podklad se vysuší.

26. Způsob podle nároku 23 nebo 24, vyzn ač u j í cí se t í m, že sůl se vybere ze skupiny obsahující chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, bromid vápenatý, bromid hořečnatý, dusičnan vápenatý, dusičnan hořečnatý, octan vápenatý a octan hořečnatý.

27. Způsob podle nároku 23 nebo 24, v y z n a č u j í c í se t i m , že sůl se vybere ze skupiny obsahující halogenid vápenatý a halogenid hořečnatý.

28. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 27, v y z n a č u j í c í se t í m, že solí je chlorid vápenatý.

29. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 27, v y z n a č u j í c í se t í m , že solí je chlorid hořečnatý.

30. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 29, vyznačující se tím, že kompozice dále obsahuje polymer rozpustný ve vodě.

31. Způsob podle nároku30, vyzn ač u j í cí se t í m , že polymer rozpustný ve vodě se vybere ze skupiny obsahující polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon a polyethylenimin.

32. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 31, vy z n ač uj í c í se t í m , že klížidlem je reaktivní klížidlo.

33. Způsob podle nároku32, vyznačující se tím, že reaktivní klížidlo se vybere ze skupiny obsahující dimer alkylketenu, dimer alkenylketenu, dimer 2-oxetanonu, multimer 2-oxetanonu a klížidlo anhydridů kyseliny jantarové.

34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že reaktivním klížidlem je dimer alkenylketenu.

35. Způsob podle nároku 33,vyznačující se tím, že reaktivním klížidlem je multimer 2-oxetanonu.

36. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 31,vyznačující se tím, že klížidlem je nereaktivní klížidlo.

37. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 32 až 35, vy z n a č uj í c í se t í m , že klížidlo dále obsahuje nereaktivní klížidlo.

38. Způsob podle nároku 36 nebo 37, vy z n a č uj í c í se t í m , že se jako nereaktivní klížidlo použije polymemí emulze vybraná ze skupiny obsahující kationickou polymemí emulzi, amfotemí polymemí emulzi a jejich směsí.

39. Způsob podle nároku38, vyznačující se tím, že polymer polymemí emulze se vytvoří z alespoň jednoho monomeru vybraného ze skupiny obsahující styren, a-methylstyren, akrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, methakrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, akrylonitril, methakrylonitril, vinyl-acetát, ethylen a butadien; a popřípadě obsahující kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou, maleinarihydrid, estery maleinanhydridu nebo jejich směsi, s číslem kyselosti menším než 80.

-23CZ 296448 B6

40. Způsob podle nároku38, vyznačující se tím, že polymer se vytvoří z alespoň jednoho monomeru vybraného ze skupiny obsahující styren, akrylát mající esterový substituční s 1 až 13 atomy uhlíku, methakrylát mající esterový substituent s 1 až 13 atomy uhlíku, akrylonitril a methakrylonitril.

41. Způsob podle nároku 38, vy z n a č uj í c í se t í m, že polymemí emulze se stabilizuje stabilizátorem obsahujícím převážně degradovaný škrob.

42. Způsob podle nároku38, vyznačující se tím, že polymemí emulze má teplotu skelného přechodu -15 až 50 °C.

43. Způsob podle nároku 36 nebo 37, vyznačující se tím, že nereaktivním klížidlem je dispergované pryskyřičné klížidlo.

44. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 43, vyznačuj ící se t í m , že povrchová úprava se provádí na klížícím lisu.

45. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 44, vyznačující se tím, že podklad se vybere ze skupiny obsahující papír a polymemí plast.

46. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 45, v y z n a č u j í c í se t í m , že se jako povrchová úprava použije povrchové klížení pomocí klížícího lisu a jako podklad se použije papír obsahující vlákna, kterými jsou převážně celulózová vlákna.

47. Způsob podle nároku46, vyznačující se tím, že papír obsahuje vlákna, kterými jsou zejména celulózová vlákna.

48. Způsob podle nároku 45, v y z n a č u j í c í se t í m , že podkladem je polymemí plast.

49. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až48, vy značu j í cí se tí m , že vysušený upravený podklad obsahuje 0,01 % hmotn. až 0,4 % hmotn. soli.

50. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až48, vyznačující se tím, že vysušený upravený podklad obsahuje 0,02 % hmotn. až 0,3 % hmotn. soli.

51. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až48, vyznačující se tím, že vysušený upravený podklad obsahuje 0,05 % hmotn. až 0,2 % hmotn. soli.

52. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až51, vyznačující se tím, že upravený podklad obsahuje 0,01 až 1 g/m² soli.

53. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až51, vyznačující se tím, že upravený podklad obsahuje 0,02 až 0,3 g/m² soli.

54. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až51, vyznačující se tím, že upravený podklad obsahuje 0,03 až 0,2 g/m² soli.

55. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 54, vyznačující se tím, že podkladem je papír pro tisk a psaní s plošnou hmotností 60 až 100 g/m².

56. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 54, vyznačující se tím, že podkladem je novinový papír s plošnou hmotností 40 až 60 g/m².

57. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 54, vyznačující se tím, že podkladem je nebělený natronový papír s plošnou hmotností 50 až 120 g/m².

-24CZ 296448 B6

58. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 23 až 54, v y z n a č u j í c í se tí m , že podkladem je bílá obalová lepenka s plošnou hmotností 120 až 400 g/m².

59. Papír, vyznačující se tím, že se vyrábí způsobem podle kteréhokoliv z nároků 23 až 47 a 49 až 58.

60. Polymemí plast, vyznačující se tím, že se vyrábí způsobem podle kteréhokoliv z nároků 23 až 45 a 48 až 54.

61. Způsob zlepšení kvality tisku znaků vytvořených pigmentovým inkoustem pomocí inkjetového tisku na povrch upraveného podkladu, vyznačující se tím, že se povrch upraví a podklad vysuší podle kteréhokoliv z nároků 23 až 60 a že se na vysušený upravený podklad vytisknou pigmentovým inkoustem pomocí inkjetového tisku znaky.

62. Inkjetově tištěný papír vyrobený způsobem podle nároku 61,vyznačující se tím, že podkladem je papír.