NO328242B1 - Sammensetning og fremgangsmate for forbedret ytelse for blekkskrivertrykning, samt fremgangsmate for a forbedre trykningskvaliteten av tegn ved blekkskrivetrykning og det derved oppnadde blekkstraletrykkede papir. - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en sammensetning anvendelig for overflatebehandling av et arksubstrat for blekkskrivertrykning, sammensetningen som innbefatter et salt av et divalent metall, hvor saltet løses i et vandig limmedium ved ca. pH 7 til ca. pH 9, det vandige limmediet videre innbefatter et bærermiddel og et limmiddel. Den omfatter også en fremgangsmåte for fremstilling av et blekkskrivertrykningssubstrat i stand til å holde tilbake tegn dannet ved blekkskrivertrykning ved anvendelse av pigmentert blekk, hvor fremgangsmåten innbefatter overflatebehandling av substratet med et vandig limmedium som inneholder et divalent metallsalt. En fremgangsmåte for forbedret trykningskvaliiet med blekkskrivertrykning av pigmentert blekk på et overflatebehandlet substrat fremstilt ved anvendelse av sammensetningen eller fremgangsmåten er også fremlagt, i tillegg til papiret fremstilt på denne måten, med eller uten blekkskrivertrykt pigmentert blekk påført dertil. Tegn trykt derpå vil ha forbedrede trykkvalitetkarakteristikker.

Description

1

Den foreliggende oppfinnelsen angår sammensetninger for overflatebehandlinger for substrater, slik som papir og polymert plastmateriale anvendt for blekkskrivertrykning, så vel som fremgangsmåter for fremstilling av de trykte substratene, fremgangsmåter for forbedret blekkskrivertrykning og blekkskrivertrykte trykte substrater.

I dagens kommersielle, forretningsmessige, kontor- og hjemmemiljø blir papir ofte anvendt for flere formål, slik som reprografisk kopiering, lasertrykning, blekkskrivertrykning og lignende. Spesialpapir er blitt utviklet for hver applikasjonstype, men rent praktisk er det ønskelig med et flerbrukspapir egnet for alle slike anvendelser. Av anvendelsene angitt ovenfor kreves kanskje mest av blekkskrivertrykning, siden trykket trykkes vått og må gi god trykkvalitet og rask tørking, egenskaper som ofte er vanskelige å oppnå sammen.

Mye av papiret tiltenkt blekkskrivertrykning er belagt med forskjellige typer spesialbestrykninger, typisk et slikt av vannløselig polymer og silika og andre uløselige fyllstoffer, som gjør papiret svært dyrt, særlig med tanke på ønsket og tendensen til å anvende papiret for andre generelle kontorformål, slik som kopiering og lasertrykning. En typisk kostnad pr. side av slikt papir er ca. $0,10. Til sammenligning koster ubestrøket papir, slik som kopipapir, generelt mindre enn $0,01 pr. side.

Blekkskrivertrykning er blitt kommersielt praktisert bare de siste årene. Desktopp-blekkskrivertrykning er en enda senere oppdagelse. De fleste blekkskrivertryknings-blekkene, både svart blekk og farget blekk, er fargestoffbaserte blekk. Anvendelsen av svart pigmenterte blekktyper i desktopp- blekkskrivertrykning er relativt ny, som daterer seg fra introduksjonen av Hewlett Packard's DeskJet® 660C-skriver i 1994. Desktopp-blekkskrivertrykning med pigmenterte blekktyper forskjellig fra sort, f.eks. pigmentbaserte fargede blekktyper, har enda ikke blitt kommersielt tilgjengelige, men er ventet å bli kommersielt tilgjengelige i nær fremtid.

Papir fremstilles med og/eller overflatebehandles med limmidler primært for å hindre overdreven penetrering, veketransport eller spredning av vann eller blekk. Mange forskjellige typer av ikke-reaktive og reaktive limmidler er godt kjente i papirfremstillingsindustrien. Papir som typisk fremstilles under sure papirfremstillingsbetingelser, referert til som surt papir, blir vanligvis limt med godt kjente kolofoniumavledede limmidler (referert til heri som "dispergerte kolofoniumlimmidler"), et ikke-reaktivt limmiddel. Noe papir fremstilt under nøytrale eller alkaliske papirfremstillingsbetingelser kan også limes med dispergerte koloforuumlirnrnidler. De mest vanlige limmidlene for finpapir fremstilt under alkaliske betingelser, referert til som alkalisk papir, er alkenylravsyreanhydrid (ASA) og alkylketendimer (AKD). En annen klasse av limmidler anvendelige for liming av finpapir omfatter ketendimerer og multimerer som er flytende ved romtemperatur, slik som alkenylketendimerer og multimerer. Disse er reaktive limmidler, siden de kan ha en reaktiv funksjonell gruppe som kovalent bindes til cellulosefiber i papiret og en hydrofob del som er orientert bort fra fiberen. Beskaffenheten av, og orienteringen til, disse hydrofile halene gjør at fiberen avstøter vann.

Den voksende populariteten til blekkskrivere har også ført til mer oppmerksomhet rundt limkravene for papir som er ment for denne anvendelsen.

Følgende blekkskriverkarakteristikker som angår trykkvalitet er blitt identifisert av produsenter av blekkskrivere som viktig for å oppnå høy kvalitet på blekkskrivertrykningen, hvor mange av disse påvirkes av typen og behandlingen av papiret eller andre substrater som blekket påføres.

OPTISK DENSITET: Fargeintensitet målt som forandring i reflektans (OD = logio(Ii/Ir) hvor I, og Ir = tilfeller av og reflekterte lysintensiteter, respektivt), hvor høy optisk densitet er ønskelig.

GJENNOMSIKTIGHET: Fargeintensitet til et bilde som observeres fra baksiden av arket, som kan måles ved optisk densitet.

SPETTET GJENNOMSIKT: Ofte på baksiden av et trykt bilde er det en spettet fremtoning, idet blekket finner veien gjennom hull eller områder av dårlig formasjon.

LINJE VEKST (OSCILLERENDE): Det sist trykte formatet versus det begynnende trykte formatet, som kan observeres som tapt oppløsning. Det finner sted både i enfargetrykning og når farger trykkes ved siden av og oppe på hverandre.

KANTRØFFHET (NOEN GANGER KALT OSCILLERING): En ujevn

versus glatt fremtoning av kantene, idet blekk sprer seg ulikt bort fra det trykte området. Det finner sted både i enkeltfargetrykning og når farger trykkes ved siden av eller oppe på hverandre.

VEKETRANSPORT: Observert som lange spisse linjer av blekk som strekker seg fra det trykte området slik som når blekk løper langs en enkelt fiber på overflaten av papiret.

MELERING: Ulikhet når det gjelder optisk tetthet av trykningen i et fast trykt område.

BRONSERING: En fremtoning i svarte trykte områder av et bronseskinn (rødaktig fargenyanse).

FARGEINDEKS: Fargetone eller skygge av de trykte fargene eller kombinerte fargene. I tillegg, med et komposittsvart trykk (fremstilling av cyan, magenta og gul), er det ofte en grønnaktig trykkfarge.

TØRKETID: Tiden det tar for blekket å tørke slik at det ikke vil søles til eller overføres til andre overflater.

DANNELSE AV KASKADER: Linjer med lav trykkdensitet som finner sted mellom passeringer av trykkhodet, som vanligvis observeres på noen svært godt limte papir.

UTILSTREKKELIG PUNKTOPPLØSNING: På samme måte som kaskadedannelse, men viser seg som et hvitt område synlig rundt flekker av blekk i et fast trykkområde da de ikke er blitt spredt godt nok. Effekten er å sette ned den optiske densiteten.

DUGGDANNELSE: Svært små flekker synlige rundt endene av det trykte området som fremkommer når svært små dråper (tåke) av blekk er blitt sprayet ut fra hovedtrykningsdråpen.

Det har vært kjent å bestryke papir som anvendes for fotokopieringspapir med materialer som øker dets ledningsevne, f.eks. behandle papiret slik at papiret har et hygroskopisk uorganisk salt gjennom strukturen som beskrevet av Uber et al. i US-patent nr. 3.116.147; ved bestrykning med uorganiske saltharpiksbestrykninger som beskrevet av Cheng i US-patent nr. 3.615.403; ved overflatebehandling med en bindemiddellignende stivelse og et sulfatsalt som beskrevet av Green, Jr. et al. i US-patent nr. 3.884.685; eller ved overflatebehandling med mikroinnkapslede salter som bekskrevet av Geer i US-patent nr. 4.020.210.

Kalsiumkarbonat tilsettes ofte til papir som et dispergert fyllstoff. Kalsiumkarbonat har den ulempen at det er et relativt uløselig partikulært fast stoff som krever dispergering i vandige systemer. Tilstedeværelsen av fyllstoffer slike som kalsiumkarbonat kan føre til økt slitasje av utstyrsdeler i løpet av papirproduksjon og sluttanvendelsesapplikasjoner.

Kalsiumklorid i høye konsentrasjoner med et reaktivt limmiddel er blitt tilsatt til papir, som en første av to bestrykninger, hvor den andre omfatter kalsiumkarbonat, kaliumsilikat og karboksymetylcellulose, for å kontrollere brennkarakteristikker slik som i sigaretter, som fremlagt av Kasbo et al. i US-patent nr. 5.170.807, men slikt papir er ikke egnet for blekkskrivertrykning, og slike høye konsentrasjoner av kalsiumklorid er ikke egnet for fremstilling av et papir for trykning.

Aluminiumsulfat (alum) er et vanlig additiv for mange papirmaskiner, som vanligvis tilsettes i våtenden av papirmaskinen. Alum tilsettes til kolofoniumlimdispersjoner, som anvendes som interne lim i papirfremstilling og alumnivået i kolofoniumlimdispersjonen kan være så høy som 66% av det faste stoffet. Alum løses ved en lav pH for å gi kationiske aluminiumbestanddeler. Alum vil danne ikke-kationiske bestanddeler ved en typisk limpresse-pH på 8.

Kalsiumklorid er blitt tilsatt til papir for melkekartonganvendelser. Slikt papir har en høy basisvekt, ca. 3 til 5 ganger større enn normalt kopipapir og er belagt med voks.

Limsammensetninger spesielt for limpapir anvendes i produkter med overlegne alkalimetall- eller aluminiumvæskelagringsegenskaper inkluderer et metallsalt utvalgt fra zirkonium, hafnium, titan og blandinger derav, som beskrevet i Pandian et al., US-patent nr. 5.472.485.

Limdispersjoner som inneholder lagringsstabiliserende mengder av vannløselige alkalimetall- eller aluminiumuorganiske salter er beskrevet i internasjonal patentpublikasjon WO 96/35841 fra Eka Chemicals AB, anvendelig som internlim eller overflatelim for papir, papp og kartong.

Papir er blitt behandlet med relativt høye konsentrasjoner 0,5-5% av hygroskopisk salt slik at papiret, anvendt som et basismateriale for et harpiksbestrøket laminat, ikke har bølgende deformasjoner i kantene når papiret bestrykes på begge sider med syntetiske harpiksfilmer, som beskrevet av Minagawa et al. i US-patent nr. 4.110.155.

Papir egnet for blekkskrivertrykning med trykkfargebasert blekk er beskrevet av Kuroyama et al. i US-patent nr. 5.522.968, Suzuki et al. i US-patent nr. 5.620.793 og Sakaki et al. i US-patenter nr. 5.266.383 og 5.182.175.

Japansk publisert søknadspublikasjon nr. 59096988 beskriver anvendelsen av forskjellige metallsalter i sammensetninger for behandling av papir for blekkskrivertrykning. Imidlertid har slike sammensetninger en relativt høy konsentrasjon av uløselige, uorganiske fyllstoffer som er de som typisk anvendes for fremstilling av bestrøkne papir.

En fremgangsmåte og utstyr for blekkskrivertrykning med pigmenterte blekk er beskrevet av Kashiwazaki et al. i US-patent nr. 5.640.187. Som det klart fremgår fra beskrivelsen til Kashiwazaki et al., eksisterer et behov for kvalitetsblekkskriver-trykningsytelse uten å ty til anvendelsen av spesialbestrøket papir.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking, kjennetegnet ved at sammensetningen i det vesentlige består av et salt av et toverdig metall, idet saltet er løselig i et vandig limmedium ved ca. pH 7 til ca. pH 9, idet limmediet videre innbefatter stivelse og et limmiddel.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking, kjennetegnet ved at sammensetningen i det vesentlige består av et salt av et toverdig metall som er oppløseliggjort i et vandig limmedium ved ca. pH 7 til ca.pH 9, idet det vandige limmediet videre innbefatter stivelse og et limmiddel.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er en sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking med pigmentert blekk, kjennetegnet ved at sammensetningen i det vesentlige består av stivelse, et limmiddel og et salt valgt fra kalsiumklorid, magnesiumklorid, kalsiumbromid, magnesiumbromid, kalsiumnitrat, magnesiumnitrat, kalsiumacetat og magneacetat.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er en papiroverflate som er limt med en sammensetning som omtalt ovenfor.

Oppfinnelsen vedrører videre en polymer plastmaterialoverflate, kjennetegnet ved at den er behandlet med en sammensetning som angitt ovenfor.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en fremgangsmåte for fremstilling av et blekkskrivertrykningssubstrat i stand til å tilbakeholde tegn dannet ved blekkskrivertrykking ved anvendelse av pigmentert blekk, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: (a) overflatebehandling av substratet med en sammensetning ifølge et hvilket

som helst av krav 1-20, og

(b) tørking av det behandlede substratet.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å forbedre trykningskvaliteten av tegn dannet ved blekkskrivertrykning med pigmentert blekk på et overflatebehandlet substrat, kjennetegnet ved at den omfatter overflatebehandling og tørking av substratet som omtalt ovenfor og trykning av det pigmenterte blekket på det tørkede, behandlede substratet ved blekkstråletrykking for å danne tegnet.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er et blekkstråletrykket papir fremstilt ved den ovenfor nevnte fremgangsmåten hvor substratet er papir.

Det har overraskende blitt oppdaget at blelckskrivertrykningskvalitet på et overflatelimt papir eller annet overflatebehandlet substrat kan forbedres hvis substratoverflaten er behandlet med et vandig limmedium som innbefatter et divalent metallsalt som er løselig deri ved ca. pH 7 til ca. pH 9. Det divalente metallsaltet er forhåndsblandet med det vandige limmediet, som inneholder et limmiddel, og foretrukket et bærermiddel, for å danne en sammensetning ifølge oppfinnelsen.

De divalente metallsaltene som anvendes i den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer uventede og overraskende forbedringer ved blekkskrivertrykning av papir behandlet på denne måten når det gjelder minst en, og foretrukket flere av blekkslaivertrykkvalitetkarakteristikkene og særlig forbedret optisk densitet, redusert gjennomsikt av blekket til baksiden av papiret og forbedret trykkvalitet med redusert endeujevnhet og linjevekst. Fordelene blir klare ved anvendelse av pigmenterte blekk anvendt ved blekkskrivertrykning. Fordelene ifølge oppfinnelsen er blitt demonstrert ved trykkprøver ved anvendelse av en Hewlett Packard 660C DeskJet-skriver ("HP660C"-skriver) som anvender et pigmentert svart blekk. Samme fordelene er ikke blitt observert med en Hewlett Packard 560C DeskJet-skriver, heller ikke med enn Epson 720 Stylus-skriver, begge av disse anvender fargestoffbasert svart blekk, i stedet for pigmentert svart blekk. Fordelene er ikke blitt observert med de fargestoffbaserte fargede blekkene, sammenlignet med pigmentert svart blekk, som ble anvendt med HP660C-skriveren. Slik det anvendes heri, betyr begrepet "pigmentert blekk" et blekk hvori en svart eller farget komponent er uløselig i blekkformuleringen og begrepet "fargestoffbasert blekk" betyr et blekk hvori den svarte eller fargede komponenten er løselig i blekkformuleringen.

Blekket for hvilket den foreliggende oppfinnelsen er særlig effektiv, er et blekk som inneholder et anionisk ladet pigment og som ikke inneholder et nitrogenbasert fargestoff eller et oppløsningshjelpemiddel for et slikt fargestoff som er en nitrogenforbindelse som frigir ammoniakk eller ammoniumion i løpet av, eller som et resultat av, trykning på substratet, slik at substratet bør inneholde et materiale for absorbering av ammoniakk eller ammoniumion.

Teknikkens stand bekrefter at blekkskriveirndustrien beveger seg mot anvendelsen av pigmenterte blekk; se American Ink Maker, 75(6):60 (juni 1997). Trenden i industrien mot pigmentetrbaserte blekkskriverblekk omfatter fargede blekk, selv om pigmenterte fargede blekk ikke er blitt kommersialisert for desktopp-trykningsapplikasjoner enda. Det er generell enighet i trykningsindustrien om at pigmentetrbaserte blekk tilveiebringer bedre ytelse og bedre ytelse for trykt materiale eksponert for utendørsomgivelser, slik som trykte annonser eller notiser på plakater og andre skilt, bussholdeplasser, utendørsbenker og andre utendørsanvendelser. Oppfinnelsen er ekstremt fordelaktig fordi den tilveiebringer sterkt forbedret blekkskrivertrykningsytelse på ubestrøket papir og således unngår behovet for anvendelsen av dyrt spesialpapir for Walitetsblekkskrivertrykningsytelse.

For å tilveiebringe papir med overlegen blekkskrivertrykningsytelse kreves i dag at papiret bestrykes med et sjikt av vannløselig polymer og silika og andre uløselige fyllstoffer. En typisk kostnad pr. side av slikt papir er ca. $0,10. Til sammenligning koster ubestrøket papir, slik som kopipapir, generelt mindre enn $0,01 pr. side. Slikt ubestrøket papir blir normalt limt internt eller behandlet på papirmaskinen i en limpresse, med et typisk limmiddel, sammen med vanlige additiver, som inkluderer emulgatorer, retensjonshjelpemidler, optiske blekemidler og andre additiver.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en sammensetning som inneholder, i tillegg til vann, det løselige divalente metallsaltet, et limmiddel og foretrukket et bærermiddel, hvor komponentene ikke resulterer i presipitering eller koagulering; og en fremgangsmåte for overflatebehandling av papir eller annet substrat med et vandig limmedium som inneholder et vannløselig divalent metallsalt. Oppfinnelsen omfatter også forbedret blekkskrivertrykkbart og trykt papir og andre substrater, så vel som en forbedret bleldcskirvertrykningsfremgangsmåte. Oppfinnelsen er også anvendelig for å forbedre blekkskrivertrykning på transparente filmer og ikke-cellulosearkmaterialer.

Metallsaltet som anvendes i oppfinnelsen er et divalent metallsalt løselig i et vandig limmedium, ved ca. pH 7 til ca. pH 9. Det vandige limmediet kan være i form av en vandig løsning, emulsjon, dispersjon eller en lateks eller kolloidal sammensetning, og med begrepet "emulsjon" slik det anvendes heri, og som er vanlig i litteraturen, menes enten en dispersjon av væske-i-væske-typen eller av fast stoff-i-væsketypen så vel som lateks eller kolloidal sammensetning. Metallsaltet ifølge oppfinnelsen er foretrukket et mineral eller organisk syresalt av et divalent kationisk metallion. Saltet må være vannløselig ved en pH på ca. 7 til ca. pH 9, som omfatter pF<F>en til et vandig limmedium som generelt anvendes i en limpresse. Den relative vekten av det divalente kationiske metallionet i metallsaltet er foretrukket maksimalisert med hensyn til anionet i det utvalgte saltet, for å tilveiebringe økt effektivitet basert på totalvekten av det anvendte saltet. Av denne grunn vil som en konsekvens f.eks. kalsiumklorid være foretrukket fremfor kalsiumbromid.

Det vannløselige saltet kan omfatte et halid av kalsium, magnesium, barium eller lignende, med kalsiumklorid og magnesiumklorid som særlig foretrukket. Divalente metallsalter som er effektive i den foreliggende oppfinnelsen er kalsiumklorid, magnesiumklorid, magnesiumbromid, kalsiumbromid, bariumklorid, kalsiumnitrat, magnesiumnitrat, bariumnitrat, kalsiumacetat, magnesiumacetat og bariumacetat. Kalsiumklorid og magnesiumklorid er foretrukket, siden de tilveiebringer den beste forbedring i blekkskrivertrykningsytelse og de fungerer bra i forhold til prisen.

I forbindelse med oppfinnelsen er monovalente metallsalter slik som natriumklorid og kaliumklorid ikke like effektive som de divalente metallsaltene for å øke trykkvaliteten av blekkskriverpigmenterte blekk. Grunnen til dette er ikke klart forstått, men det antas at det kan være på grunn av en ineffektiv ladningsdensitet.

Det divalente metallsaltet kan blandes med vanlige papirfremstillingslimmidler, som inkluderer ikke-reaktive limmidler og reaktive limmidler, så vel som kombinasjoner eller blandinger av limmidler.

Mange ikke-reaktive limmidler er kjente i litteraturen. Eksempler omfatter BASOPLAST® 335D ikke-reaktiv polymerisk overflatelimemulsjon fra BASF Corporation (MT. Olive, NJ), FLEXBOND® 325-emulsjon av en kopolymer av vinylacetat og butylakrylat fra Air Products and Chemicals, Inc. (Trexlertown, PA) og PENTAPRINT® ikke-reaktive limmidler (beskrevet f. eks. i publisert internasjonal patentsøknadpublikasjonsnr. WO 97/45590, publisert 4. desember 1997, som korresponderer til US-patentsøknad nr. 08/861.925, inngitt 22. mai 1997) fra Hercules Incorporated (Wilmington, DE), for å navngi noen.

For papirfremstilling utført ved produksjonsbetingelser med alkalisk pH, er limmidler basert på alkylketendimerer (AKD'er) eller alkenylketendimerer eller multimerer og alkenylravsyreanhydrid (ASA) limmidler foretrukket. Kombinasjoner av disse og andre papirlimmidler kan også anvendes.

Ketendimerer anvendt som papirlimmidler er godt kjente. AKD'er, som inneholder en fi-laktonring, blir typisk fremstilt ved dimerisering av alkylketener fremstilt fra to fettsyreklorider. Kommersielle alkylketendimer limmidler blir ofte fremstilt fra palmitin- og/eller stearinfettsyrer, f.eks. Hercon® og Aquapel® limmidler (begge fra Hercules Incorporated).

Alkenylketendimer limmidler er også kommersielt tilgjengelige, f.eks. Preris® limmidler (Hercules Incorporated).

US-patent nr. 4.017.431 beskriver eksempler på AKD-limmidler med voksblandinger og vannløselige kationiske harpikser.

Ketenmultimerer som inneholder mer enn en fl-laktonring kan også anvendes som papirlimmidler.

Limmidler fremstilt fra en blanding av mono- og dikarboksylsyrer, er blitt beskrevet som limmidler for papir i japanske Kokai nr. 168991/89 og 168992/89.

Europeisk patentpublikasjon nr. 0 629 741 Al beskriver alkylketendimer og multimerblandinger som limmidler i papir anvendt i høyhastighets omdannings- og reprografiske maskiner. Alkylketendimerene fremstilles fra reaksjon av en molart overskudd av monokarboksylsyre, typisk en fettsyre, med en dikarboksylsyre. Disse multimerforbindelsene er faste ved 25°C.

Europeisk patentpublikasjon nr. 0 666 368 A2 og Bottorff et al. i US-patentnr. 5.685.815 beskriver et papir for høyhastighets eller reprografiske betingelser som er limt internt med en alkyl- eller alkenylketendimer og/eller multimerlimmiddel. De foretrukne 2-oksetanonmultimerene fremstilles med fettsyre til disyreforholdstall som varierer fra 1:1 til 3,5:1.

Kommersielle ASA-baserte limmidler er dispersjoner eller emulsjoner av materialer som kan fremstilles ved reaksjonen av maleinsyreanhydrid med et olefin (C14-C18).

Hydrofobe syreanhydrider anvendelige som limmidler for papir omfatter:

(i) kolofoniumanhydrid (se US-patent nr. 3.582.464, f.eks.);

(ii) anhydrider som har strukturen (I):

hvori hver Re er like eller et forskjellig hydrokarbonradikal; og

(iii) cykliske dikarboksylsyreanhydrider, som foretrukket har strukturen (TJ):

hvor R.7 er et dimetylen- eller trirnetylenradikal og hvor R& er et hydrokarbonradikal.

Spesifikke eksempler på anhydrider med formel (I) er myristoylanhydrid; palmitoylanhydrid; oleyolanhydrid og stearoylanhydrid.

Foretrukne substituerte cykliske dikarboksylsyreanhydrider som faller innenfor formel (H) er substituerte ravsyre- og glutarsyreanhydrider. Spesifikke eksempler på anhydrider med formel (H) er i- og n-oktadecenylravsyreanhydrid; i- og n-heksadecenylravsyreanhydrid; i- og n-tetradecenylravsyreanhydrid; dodecylravsyreanhydrid; decenylravsyranhydrid; oktenylravsyreanhydrid og heptylglutarsyreanhydrid.

Ikke-reaktive limmidler anvendelige ifølge oppfinnelsen omfatter en polymeremulsjon som inkluderer en kationisk polymeremulsjon, en amfotær emulsjon og blandinger derav. Foretrukne polymeremulsjoner er de hvori polymeren av polymeremulsjonen er fremstilt ved anvendelse av minst en monomer utvalgt fra gruppen som består av styren, a-metylstyren, akrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbontomer, metakrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, akrylonitril, metakrylonitril, vinylacetat, etylen og butadien; og valgfritt som innbefatter akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyreanhydrid, estere av maleinsyreanhydrid eller blandinger derav, med et syretall på mindre enn ca. 80. Av disse er de mer foretrukne de hvor polymeren er fremstilt ved anvendelse av minst en monomer utvalgt fra gruppen som består av styren, akrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, metakrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, akrylonitril og metakrylonitril. Polymeremulsjonen blir foretrukket stabilisert med en stabilisator som hovedsakelig innbefatter nedbrutt stivelse, slik som den som er beskrevet f. eks. i US-patenter nr.

4.835.212,4.855.343 og 5.358.998. Også foretrukket har polymeremulsjonen en glassomvandlingstemperatur på ca. -15°C til ca. 50°C.

For vanlige sure pH-papirfremstillingsbetingelser blir ikke-reaktive limmidler i form av dispergerte kolofoniumlimmidler vanligvis anvendt. Dispergerte kolofomumlimmidler er godt kjente av fagfolk i papirfremstillingsindustrien. Eksempler på kolofoniumlimmidler er angitt i mange patenter, blant dem Aldrich US-patenter nr. 3.966.654 og 4.263.182.

Kolofonium anvendelig for dispergerte kolofoniumlimmidler anvendt ved oppfinnelsen kan være et hvilket som helst modifisert eller ikke-modifisert, dispergerbart eller emulgerbart kolofonium egnet for å lime papir, som inkluderer ubefestet kolofonium, befestet kolofonium og utvidet kolofonium, så vel som kolofoniumetere og blandinger derav. Slik det anvendes heri, betyr begrepet "kolofonium" en hvilken som helst av disse formene av dispergert kolofonium anvendt i et limmiddel.

Kolofonium i dispergert form kan være en hvilken som helst kommersielt tilgjengelig type kolofonium, slik som trekolofonium, gummikolofonium, talloljekolofonium, og blandinger av hvilke som helst to eller flere, i deres urene eller raffinerte tilstand. Talloljekolofonium og gummikolofonium er foretrukket. Delvis hydrogenerte kolofoniumer og polymeriserte kolofoniumer, så vel som kolofoniumer som er blitt behandlet for å inhibere krystallisering, slik som ved varmebehandling eller reaksjon med formaldehyd, kan også anvendes.

Befestet kolofonium anvendt ved oppfinnelsen er adduktreaksjonsproduktet av kolofonium og en sur forbindelse som inneholder

gruppen og er avledet ved reaksjon mellom kolofonium og den sure forbindelsen ved hevet temperaturer fra ca. 150°C til ca. 210°C.

Mengden av sur forbindelse som anvendes vil være mengden som vil tilveiebringe befestet kolofonium som inneholder fra ca. 1 vekt-% til ca. 16 vekt-% av adduktbehandlet sur forbindelse basert på vekten av den befestede kolofoniumen. Fremgangsmåter for fremstilling av befestet kolofonium er godt kjente for fagfolk. Se f.eks. fremgangsmåtene beskrevet i US-patentene nr. 2.628.918 og 2.684.300.

Eksempler på sure forbindelser som inneholder

gruppen som kan anvendes for å fremstille den befestede kolofoniumen omfatter alfa-beta-umettede organiske syrer og deres tilgjengelige anhydrider, hvor spesifikke eksempler på disse omfatter fumarsyre, maleinsyre, akrylsyre, maleinsyreanhydrid, itakonsyre, itakonsyreanhydrid, citrakonsyre og citrakonsyranhydrid. Blandinger av syrer kan anvendes for å fremstille den befestede kolofonium hvis ønskelig. Således kan f.eks. en blanding av akrylsyreadduktet av kolofonium og fumarsyreadduktet anvendes for å fremstille de dispergerte kolofoniumlimmidlene ifølge oppfinnelsen. Befestet kolofonium som i det vesentlige er blitt fullstendig hydrogenert etter adduktdannelse kan også anvendes.

Forskjellige kolofoniumestere av en type som er godt kjent for fagfolk kan også anvendes i de dispergerte kolofoniumlimmidlene ifølge oppfinnelsen. Eksempler på egnede kolofoniumestere kan være kolofonium forestret som fremlagt i US-patenter nr. 4.540.635 (Ronge et al.) eller 5.201.944 (Nakata et al.).

De ubefestede eller befestede kolofonium eller kolofoniumesterne kan forlenges hvis ønskelig ved kjente ekstendere slike som vokser (særlig parafinvoks og mikrokrystallinsk voks); hydrokarbonharpikser som inkluderer de som er avledet fra petroleumhydrokarboner og terpener; og lignende. Dette gjøres ved smelteblanding eller løsningsblanding med kolofoniumet eller befestet kolofonium fra ca. 10 vekt-% til ca. 100 vekt-%, basert på vekten av kolofonium eller befestet kolofonium, av ekstenderen.

Også blandinger av befestet kolofonium og ubefestet kolofonium; og blandinger av befestet kolofonium, ubefestet kolofonium, kolofoniumestere og kolofoniumekstendere kan anvendes. Blandinger av befestet og ubefestet kolofonium kan innbefatte f.eks. ca. 25% til 95% befestet kolofonium og ca. 75% til 5% ubefestet kolofonium. Blandinger av befestet kolofonium, ubefestet kolofonium og kolofoniumekstender kan innbefatte f.eks. ca. 5% til 45% befestet kolofonium, 0 til 50% kolofonium og ca. 5% til 90% kolofoniumekstender.

Hydrofobe organiske isocyanater, f.eks. alkylerte isocyanater, er en annen klasse forbindelser som anvendes som papirlimmidler som er godt kjente i litteraturen og kan anvendes i den foreliggende oppfinnelsen.

Andre vanlige papirlimmidler egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen omfatter alkylkarbamoylklorider, alkylerte melaminer slike som stearylerte melaminer og styrenakrylater.

Blandinger av reaktive og ikke-reaktive limmidler kan anvendes i den foreliggende oppfinnelsen.

Limmiddelsammensetningen ifølge oppfinnelsen som inneholder det divalente metallsaltet kan gi en ytterligere økning av den optiske densiteten av den pigmenterte blekkskrivertrykningen i forhold til ytelsen av saltet alene; videre forbedrer limmidlet også trykkvaliteten av fargestoffbasert blekkskriverblekk, i kraft av limmiddel-komponenten i sammensetningen. Således tilveiebringer limsammensetningene som inneholder divalente metallsalter med et limmiddel forbedret kvalitet på blekkskrivertrykningen ved anvendelse av fargestoffbasert blekk og pigmenter blekk. Det er en balanse som må oppnås når det anvendes limmiddelsammensetningen ifølge oppfinnelsen som inneholder metallsalt. For mye av den ene komponenten vil ikke være akseptabelt. Lave konsentrasjoner av metallsaltet er foretrukket for overflateapplikasjoner innenfor konsentrasjonsområder spesifisert nedenfor. For mye salt i overskudd i forhold til konsentrasjonene angitt nedenfor kan på negativ måte påvirke konduktiviteten og forårsake korrosjon på papirbearbeidingsutstyr. Kalsiumklorid, som er effektivt ved relativt lave konsentrasjoner, er et særlig foretrukket metallsalt. For mye limmiddel, over områdene som er angitt, som kan forårsake forsterkning, kan på uheldig måte påvirke omdannelsen og innmatningen, kan øke kostnadene uten å øke ytelsesfordelen og kan føre til avsetninger av materialer på papirfremstillingsutstyret. Det egnede nivået på limmiddel kan bestemmes av fagfolk.

Sammensetningen ifølge oppfinnelsen inneholder ca. 0,01% til ca. 3% av limmidlet, foretrukket ca. 0,05% til ca. 3%, og mer foretrukket ca. 0,1% til ca. 1%.

Alle prosentangivelsene i beskrivelsen er på vektbasis i forhold til vekten av løsningen, blandingen, sammensetningen eller papiret, som hensiktsmessig, med mindre annet er angitt.

Konsentrasjonen av det divalente metallsaltet i limsammensetningen ifølge oppfinnelsen er ca. 0,01% til ca. 3%, foretrukket ca. 0,05% til ca. 3%, og mer foretrukket ca. 0,1% til ca. 1%.

En viktig parameter i den foreliggende oppfinnelsen er konsentrasjonen eller nivået av det divalente metallsaltet i det endelige tørkede papiret. Mengden av metallsalt i hmpressløsningen eller annet bestrykningsmedium blir generelt justert for å tilveiebringe den ønskede konsentrasjonen eller vekten i det ferdige tørkede papiret. Mengden i det ferdige papiret innstilles fra konsentrasjonen i sammensetningen og Hmpressløsningen og opptak av (eller mengden påført på) substratet. Konsentrasjonen av det divalente metallsaltet i det tørkede papiret bør være ca. 0,01% til ca. 0,4%. Den foretrukne konsentrasjonen er ca. 0,02% til ca. 0,3%, og den mest foretrukne konsentrasjonen er ca. 0,05% til ca. 0,2%, alle basert på totalvekten av det ferdige tørkede papiret. Tilsetningsnivået på papiret kan typisk være f.eks. ca. 0,15% salt med ca. 0,02% til ca. 0,3% limmiddel, og typisk ca. 0,02% til ca. 0,10% limmiddel.

Fordi basisvekten av substratet slik som papiroverflaten behandlet med saltet kan variere, blir konsentrasjonen av saltet på det tørkede papiret eller annet substrat foretrukket målt som en enhetsvekt av tørket salt pr. enhet areal. Konsentrasjonen av salt på substratet, etter at det er blitt overflatebehandlet eller limt (og tørket), bør være ca. 0,01 g/m2 til ca. 1 g/m<2>. Foretrukket bør konsentrasjonen være ca. 0,02 g/m2 til ca. 0,3 g/m<2>, og mer foretrukket ca. 0,03 g/m<2> til ca. 0,2 g/m<2>.

Vektforholdet av det divalente metallsaltet, f.eks. kalsiumklorid eller magnesiumklorid, i forhold til limmidlet(ene) og andre additiver i den vandige limsammensetningen ifølge oppfinnelsen er ca. 1:20 til ca. 20:1. Mer foretrukket er vektforholdet ca. 1:5 til ca. 5:1. Mest foretrukket er forholdet ca. 1:3 til ca. 3:1.

Den saltinneholdende limsammensetningen inneholder foretrukket et bærermiddel og kan også anvendes med andre vanlig anvendte limsammensetningsadditiver, slik som limpressadditiver, forutsatt at det ikke resulterer i presipitering eller koagulering av komponentene i sammensetningen. Betingelsene for tilsetning av materialer til den saltinneholdende sammensetningen er kompatibilitet og ytelse. Noen materialer, slik som løsninger av anioniske polymere styrenmaleinsyreanhydrid limmidler og sterkt anionisk løselige materialer, f.eks. sterkt anionisk kolofoniumsåpelimmidler, er ikke kompatible med de divalente metallsaltene ifølge oppfinnelsen. Disse blandingene som fører til koagulering og presipitering av det tilsatte materialet slik at papirfremstilleren ikke lenger kan fremstille papir, er ikke egnet. Additiver som i seg selv forbedrer blekkskrivertrykningen blir foretrukket anvendt i kombinasjon med metallsaltene ifølge oppfinnelsen fordi denne oppfinnelsen ytterligere forbedrer deres ytelse.

Limsammensetningene som inneholder de divalente metallsaltene ifølge oppfinnelsen er egnet for anvendelse med et stort antall additiver, som foretrukket omfatter et bærermiddel. Slikt det anvendes heri, omfatter et "bærermiddel" stivelse eller et bindemiddel, slik som polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon eller polyetylenimin, med hvilke limmidlet og det divalente metallsaltet og valgfrie additiver kan blandes, for påføring av substratet. Slike kombinasjoner med et eller flere additiver kan fremstilles som en forblanding, tilsettes til f.eks. en limpresseemulsjon eller kan fremstilles in situ ved tilsetning av de enkelte komponentene til en limpresseemulsjon eller annet bestrykningsmedium. De foretrukne forblandingssystemene er forblandings-sammensetninger som inneholder kalsiumhalid og/eller magnesiumhalid, særlig kalsiumklorid, med reaktive lim, slik som 2-oksetanondimerer og multimerer, med ikke-reaktive lim eller blandinger derav. De ikke-reaktive limmidlene kan f.eks. være et dispergert kolofoniumlimmiddel eller en polymeremulsjon som inkluderer kationisk polymeremulsjon, en amfotær polymeremulsjon og blandinger derav, slik det er angitt ovenfor.

Hvilke som helst kompatible valgfrie overflateaktive additiver kan tilsettes til limsammensetningen som inneholder det divalente metallsaltet, forutsatt at presipitering eller koagulering ikke finner sted, og slike additiver omfatter lateksemulsjoner som vanligvis anvendes som papiradditiver eller for andre formål.

Oppfinnelsen er særlig anvendelig med alkaliske papirark limt med 2-oksetanondimerer (slike som AKD'er og alkenylketendimerer) og 2-oksetanonmultimerer (slike som alkenylketenmultimerer), syreanhydrider (slike som ASA) og med syrepapirark limt med dispergerte kolofoniumlimmidler.

Vanlig anvendelse av andre materialer for å øke blekkskrivertrykningen, slik som høye nivåer av fyllstoff bundet med en vannløselig polymer, eller polyvinylalkohol, kan føre til reologiske problemer hvis de introduseres til limpressen, men den foreliggende oppfinnelsen er ikke rettet mot slike problemer.

Limpresseemulsjonen eller annet vandig medium som inneholder metallsaltet ifølge oppfinnelsen kan også inneholde andre vanlig anvendte papiradditiver anvendt ved behandling av ikke-bestrøket papir, slik som fyllstoffer (silika kan nevnes som et eksempel), optiske hvitemidler, skumdempere og biocider. Anvendelse av metallsaltet ifølge oppfinnelsen med slike additiver er i mange tilfeller ønskelig, siden tilstedeværelsen av saltet tilveiebringer økt virkning av slike additiver og økt blekkskrivertrykkytelse.

Nivået av de andre valgfrie additivene i limsammensetningen er generelt ca. 0,01% til ca. 3%, og varierer med typen av additiver og mengden av løsning som tas opp av papiret i løpet av limpressbehandlingen.

Det vandlige limmediet som foretrukket inneholder et bærermiddel, slik som en vandig stivelsesløsning, kan fremstilles på vanlig måte, ved anvendelse av vanlige komponenter og additiver i vanlige mengder, som alle er godt kjente for fagfolk innen papirfremstillingsindustrien. Når stivelse anvendes som bærermiddel, bør komponentene ifølge oppfinnelsen tilsettes til den kokte stivelsen (og stivelsen bør anvendes mellom en pH på ca.7 og 9) og ved temperatur på ca. 50°C til ca. 80°C. Oppholdstider, kompatibilitet av additiver og andre betingelser og utstyr kan velges i henhold til vanlig praksis for fagfolk.

Når andre additiver anvendes med limmidlet og metallsaltet, blir alle komponentene foretrukket påført papiroverflaten samtidig, f.eks. i en enkelt operasjon, uansett om additivene er forhåndsblandet med limmidlet og saltsammensetningen eller tilsettes samtidig med en slik sammensetning.

Overflatelimmidlet som inneholder metallsaltet påføres som en overflatebehandling på papiret i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Limsammensetningen ifølge oppfinnelsen kan påføres på overflaten av papiret eller annet substrat ved en hvilken som helst av flere forskjellige vanlige metoder, godt kjente innen papirfremstilling og bestrykningslitteraturen. Limsammensetningen blir normalt påført som en overflatebehandling på begge sider av papiret som behandles, men hvis ønskelig, kan overflatepåføringen gjøres på bare den ene siden av papirarket.

Slik det anvendes heri, betyr "overflateliming" eller ekvivalente begreper (slik som "overflatelimt") påføring av limmidlet på eller nær limpressen eller i en posisjon i papirfremstillingssystemet hvor limpressen ellers ville være tilstede. Typisk er en limpresse lokalisert nedstrøms av en første tørkeseksjon i en papirfremstillingsmaskin.

En foretrukken overflatelimingsfremgangsmåte for påføring av sammensetningen til et papirsubstrat i form av et ark eller en duk anvender en vanlig metrisk eller ikke-metrisk limpresse i en vanlig papirfremstillingsprosess. Når denne teknikken anvendes, er påføringstemperaturen ved en temperatur på minst ca. 50°C og ikke større enn ca. 80°C, typisk ca. 60°C. Fremgangsmåten er ikke begrenset til behandling av papiret eller annet substrat via limpressebehandling eller ved temperaturen som vanligvis anvendes ved limpressen, siden substratet også kan være overflatebehandlet med sammensetningen på andre måter.

Andre overflateapplikasjonsfremgangsmåter og utstyr kan også anvendes for å påføre sammensetningen som inneholder de divalente metallsaltene på overflaten av papiret, bestrøket papir, plastfilm eller annet arksubstrat, med eller uten andre papirtilsetningskomponenter, slik som ved anvendelse av vanlig bestrykningsutstyr (f.eks. med en Mayer-stav eller sjaberstav) eller sprayteknikker. Overflateapplikasjoner kan også gjøres på andre steder enn i limpressen i papirfremstillingsprosessen, f.eks. ved kalenderstabelen, for å oppnå et papir som har de ønskede

blekkskrivertiykningskarakteristikker. Alle typer av vanlig anvendt utstyr er egnet.

Påføring av materialer ved eller etter limpressen er svært forskjellig fra våtendebehandling av papir. Betingelsene ved påføring og fordeling av materialene på papiret vil være forskjellig. Papiret er i det minste delvis tørket før limpressen og det blir deretter tørket ved vanlige fremgangsmåter etter limpressen eller annet påføringspunkt eller teknikk.

Som angitt ovenfor, kan sammensetningen ifølge oppfinnelsen foretrukket tilsettes ved limpressen, f.eks. med stivelse og andre additiver som vanligvis anvendes for ubestrøket papir. En limpresseløsning egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved vanlige teknikker. Slik limpresseløsning innbefatter vanligvis en stivelsesløsning, som inneholder ca. 2% til ca. 20% stivelse, som er blitt kokt på noen måte og oppbevares varm. Temperaturen til løsningen er vanligvis ca. 60°C. Konsentrasjonen av stivelse i stivelsesløsningen er foretrukket ca. 4% til ca. 16%, og mest foretrukket ca. 6% til ca. 12%.

Der bærermidlet er et bindemiddel slik det er diskutert ovenfor, er bindemiddelet til stede i sammensetningen slik at sammensetningen har en viskositet som ikke overstiger ca. 1000 centipoise (cp), og foretrukket ikke mer enn ca. 500 cp. Mengden av bindemiddel som anvendes vil avhenge av molekylærkarakteristikkene av det bestemte bindemidlet som velges, så vel som karakteristikkene til andre komponenter i sammensetningen.

Papiret som anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke kritisk og kan være en hvilken som helst papirkvalitet som krever liming i sin normale sluttbrukerapplikasjon. Papiret kan omfatte både cellulose og polymere plastfibre. Foretrukket inneholder papiret hovedsakelig cellulosefibre, og mest foretrukket inneholder papiret i det vesentlige bare cellulosefibre. Alle kjente vanlige prosesser for fremstilling av papir er i stand til å fremstille papir behandlet ifølge oppfinnelsen. Oppfinnelsen vil fungere på i virkeligheten en hvilken som helst type substrat og kan anvendes på sure, alkaliske, nøytrale og ikke-limte arksubstrater. I denne oppfinnelsen blir arksubstratet, mest vanlig papir, dannet før påføring av limsammensetningen ifølge oppfinnelsen som omfatter de løselige divalente metallsaltene.

Den foreliggende oppfinnelsen er primært, men ikke eksklusivt, ment for anvendelse med alkalisk papir. Oppfinnelsen er særlig anvendelig for presisjonspapirkvaliteter av alkalisk finpapir, som inkluderer "forms bond", oppdelt papir, kopipapir, konvoluttpapir, addisjonsmaskintape og lignende.

Papiret er foretrukket papir i form av et ark eller duk som har en basisvekt i området fra ca. 30 g/m2 til ca. 200 g/m<2>, mer foretrukket ca. 40 g/m<2> til ca. 120 g/m<2>. Papiret egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen omfatter papir som har en basisvekt typisk for papir som anvendes i blekkskrivertrykning eller vanlig kopipapir anvendt i kopieringsmaskiner. Slik tryknings- og skrivepapir har vanligvis en basisvekt på ca. 60 til ca. 100 g/m<2>. Andre typer av forråd omfatter f.eks. avispapir med en basisvekt på ca. 40 g/m<2> til ca. 60 g/m<2>, kraftpapir med en basisvekt på ca. 50 g/m<2> til ca. 120 g/m<2>, "white-top liner"-kartong med en basisvekt på ca. 120 g/m<2> til ca. 400 g/m2 og bestrøkne kvaliteter derav. Bestrøket papir behandlet med et bredt område av fyllstoffer og bindemidler over et basisark som kan være med lav vekt, slik som ca. 40 g/m<2>, eller tyngre slik som ca. 100 g/m<2>.

Til forskjell fra tidligere papir ment for anvendelse for blekkskrivertrykning, som typisk er bestrøket med materialer som forbedrer trykkvaliteten av fargestoffbasert blekkskrivertrykningsblekk, krever ikke papiret ifølge oppfinnelsen slike tidligere anvendte bestrykninger. Papiret kan derfor produseres økonomisk og er konkurransedyktig med vanlig ubestrøket kopipapir, som ofte anvendes for flerbruksformål.

Papiret som anvendes ved oppfinnelsen kan fremstilles med eller uten vanlige interne lim værende tilstede. Det er ofte foretrukket å anvende internlimemidler, som kan være tilstede ved tilsetningsnivåer på ca. 0,02 til ca. 4 kg/metrisk tonn papir, mer foretrukket ca. 0,2 til ca. 3 kg/metrisk tonn og mest foretrukket ca. 0,5 til ca. 2 kg/metrisk tonn papir. Vanlige interne lim kan f.eks. være ASA-limmidler og AKD-limmidler, så vel som andre reaktive eller ikke-reaktive interne papirlimmidler. Slike interne papirlimmidler kan omfatte og være identiske med overflatelimmidler, og særlig de reaktive overflatelimmidlene anvendt ifølge oppfinnelsen.

Metallsaltet kan anvendes med substrater forskjellig fra papir, f.eks. substrater av polymerisk plastmateriale typisk dannet ved ekstrusjon, støping eller andre kjente prosesser, anvendelige ved blekkskrivertrykning. F.eks. kan transparente filmer og andre polymerer, foretrukket plast, arkmaterialer behandles ifølge oppfinnelsen med limsammensetninger ifølge oppfinnelsen som inneholder saltet. Slike transparente ark kan anvendes for fremstilling av blekkskrivertrykkbare ark for anvendelse med "overhead"-prosjektører. Slike polymeriske arksubstratmaterialer kan være polyester, polypropylen, polyetylen, akryl eller lignende. Anvendelsen av metallsaltene i slike substrater er lignende med det som er beskrevet ovenfor unntatt at substratet er et plastarkmateriale og er belagt med vanlige bestrykningsmetoder, heller enn med en papirmaskinlimpresse.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved behandling av bestrøket papir ved tilsetning av limmidlet som inneholder metallsaltet til bestrykningsformuleringen. Bestrøket papir blir anvendt på mange områder, som inkluderer fargestoffbasert blekkskrivertrykning. Tilsetningen av saltene fra den saltinneholdende limmiddelsammensetningen ifølge oppfinnelsen øker ytelsen av slike belagte ark for blekkskrivertrykning ved anvendelse av pigmentbaserte blekktyper i tillegg til fargestoffbaserte blekktyper. Bestrykningen kan påføres ved hjelp av vanlige fremgangsmåter. En typisk bestrykningsformulering kan inneholde fyllstoff, bindemiddel og reologiske modifiseringsmidler. Bestrykningsformuleringen anvendt ved fremstilling av bestrøket papir bør velges slik at den er kompatibel med metallsaltene og andre komponenter i limsammensetningene ifølge oppfinnelsen. Slike sammensetninger kan tilsettes enten i forbindelse med, eller i kombinasjon med, anvendelsen av vanlige bestykninger og kan påføres etter den vanlige bestrykningen er blitt påført og tørket eller herdet.

Papir for mange sluttbrukeranvendelser blir vanligvis omdannet til mer anvendelige former gjennom operasjoner slik som kutting, folding, perforering, trykning, rulling, stabling og vinding. Ytelsen ved slike operasjoner kan påvirkes av papiradditiver. Vanlige additiver for forbedring av bleldcslcrivertrykning, slik som høye nivåer av reaktive limmidler, kan gi lavere papirfriksjonskoeffisienter og/eller papirslipping ved høyhastighetsutstyr. Derfor bør mengden av limmiddelkomponent i sammensetningene ifølge oppfinnelsen kontrolleres innenfor konsentrasjonene angitt ovenfor. Andre additiver, slik som fyllstoffer, kan gjøre kuttebladene sløve. Som et resultat, bør anvendelse av disse typer fyllstoff på samme måte kontrolleres nøyaktig.

Blekkskrivertrykningsytelse forbedres ved tilstedeværelsen av metallsalter som anvendes ved oppfinnelsen, særlig for blekkskrivertrykning ved anvendelse av pigmentert blekkskriverblekk. Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en høy konsentrasjon av blekkskriverpåførte blekk nær papiroverflaten og dette øker den optiske densiteten til det trykte bildet, som er et ønsket resultat. Oppfinnelsen begrenser også den uønskede endeujevnheten til påført blekk og dette forbedrer klarheten til bildet, på samme måte en ønsket karakteristikk. Uten å være bundet til noen bestemt teori eller virkningsmekanisme, antar oppfinnerne at metallsaltene som anvendes ved oppfinnelsen i papiret reagerer innbyrdes med det pigmenterte blekket og resulterer i disse forbedringene og limkomponentene setter ned penetreringen av blekket inn i papiret.

Ytelsesevalueringer av sammensetningene som inneholder de divalente metallsaltene, sammen med andre materialer, for deres effekt i å forbedre optisk densitet og redusere gjennomsikt av pigmentert blekk påført til basespapiret via en blekkskriver, er angitt nedenfor: Kalsiumklorid (CaCh) gir svært gode resultater, og magnesiumklorid virker generelt like bra eller nesten like bra som kalsiumklorid på en ekvivalent vektbasis. Kalsiumbromid virker også bra, men ikke så bra på en ekvivalent vekttilsetningsbasis. Kalsiumzirkonat, ammoniumzirkoniumkarbonat og sinkoksid gir generelt ikke den ønskede forbedringen, ved normale bruksnivåer.

Med hensyn til resultatene kan det settes frem hypotesen om (mens man ikke ønsker å være bundet eller begrenset til noen bestemt teori eller virkningsmekanisme) at de foretrukne CaCV og MgCVsaltene gir den beste ytelsen på grunn av deres løselighet og deres evne til sterkt å reagere innbyrdes med blekket.

Generelt fører en økt konsentrasjon av metallsalt innenfor de angitte grensene til en sterk økning i blekkskrivertrykkvalitetytelsen uten å øke korrosjon eller miljømessige problemer og er økonomisk fordelaktig. Ikke alle metaller gir samme ytelse, som angitt ovenfor. Det var fullstendig uventet at metallsalter, særlig kalsiumklorid og magnesiumklorid, ville gi mye bedre ytelse enn andre salter. Det var også uventet at metallsaltene ifølge oppfinnelsen ga svært god ytelse, men andre salter som ble prøvd ikke var effektive. Etter at man har sett resultatene, antar oppfinneren (uten å ønske å være bundet eller begrenset av noen bestemt teori eller virkningsmekanisme) at den vellykkede ytelsen til forskjellige metallsalter kan være basert på to faktorer: løselighet og ionestyrke. Magnesium- og kalsiumsalter er foretrukket fordi de tilveiebringer den korrekte balansen mellom disse to faktorene.

EKSEMPLER

Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet mer i detalj med referanse til følgende spesifikke eksempler.

Fremgangsmåten anvendt i eksemplene er laboratoriskalaprosedyrer hvor det er prøvd å etterligne en papirmaskinlimpresse. Dette ble gjort ved å fremstille papir på forhånd i en separat operasjon, hvor papiret ikke ble behandlet i en limpresse med stivelse eller overflateadditiv. Papiret i følgende eksempler ble fremstilt på en pilotpapirmaskin ved Western Michigan University. En representativ finpapirresept ble anvendt i Western Michigan University-papirmaskinen for å fremstille et typisk alkalisk finpapir. Papiret (basisark) ble tørket og lagret.

I eksemplene beskrevet nedenfor ble papiret passert gjennom en laboratorierøre-limpresse og den ønskede behandlingen ble gjort. Det behandlede papiret ble deretter umiddelbart tørket på en trommeltørker. Papiret ble kondisjonert i minimum 24 timer før blekkskrivertesting. I alle eksemplene nedenfor ble blekkskrivertrykningen utført på Hewlett-Packard DeskJet 660C blekkskriveren. Skriveroppsettet ble satt på "best" og "plain paper" i Hewlett-Packard software som ble levert med skriveren. Skriverkarakteristikkene på papiret ble målt minst 1 time etter trykning. Optisk densitetsavlesninger ble gjort med en Cosar-modell 202 densiometer. Trykningskarakteristikker ble evaluert som beskrevet tidligere ved anvendelse av et testmønster med faste fargeområder, svart teksttrykk og svart-på-gul og gul-på-svart trykte områder. En fremgangsmåte for evaluering er beskrevet i Hewlett-Packard testkriterier. En rangering listet på en skala på god, passe og dårlig er basert på Hewlett-Packard gradering på god, akseptabel og uakseptabel. Se "Hewlett Packard Paper Accepance Criteria for HP Desk Jet 500C, 550C and 560C Printers", Hewlett-Packard Company, 1. juli 1994.

I alle tilfeller var stivelse en signifikant komponent i limpresseløsningen. Stivelsesløsninger ble fremstilt ved å koke stivelsen i vann ved ca. 95°C i 30 til 60 minutter og deretter justere pH'en til ca. 8. Additivene angitt i eksemplene ble blandet inn i stivelsen. Blandingene ble rørt og pH'en ble justert som angitt i eksemplene nedenfor. I løpet av ca. 15 minutters tilsetning av materialene til stivelsesblandingen ble blandingen påført papiret fremstilt som beskrevet ovenfor. Basisvekten av papiret som ble anvendt var i alle tilfeller omtrentlig det for normalt kopipapir, eller 75 g/m<2>.

Mengdene av salter som ble anvendt ble beregnet på en tørrsaltbasis basert på vekten av tørt papir, før limpressebehandlingen (heretter "tørr vekt-%").

I noen tilfeller ble limingen, eller vannavstøtingen, til papiret målt ved Hercules limingstesten (HST). Hercules limingstesten er en vel anerkjent test for måling av limytelse og er beskrevet i J.P. Casey, Ed., Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology, vol. 3, s. 1553-1554 (1981) og i TAPPI Standard T530. Et høyere HST-tall ansees å representere bedre limingsevne (mindre vannpenetrering).

EKSEMPEL 1

Effekt på saltnivå

Eksempel 1 viser effekt av på blekkskrivertrykningskvalitet på mengden av overflatepåført salt på det overflatebehandlede tørre papiret. Et basisark ble fremstilt på pilotpapirmaskinen fra Western Michigan University med en 70:30 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 425 Canadian Standard Freeness (CSF) og inneholder opprinnelig 12% ALBACAR® PO presipitert kalsiumkarbonat (fra Specialty Minerals Inc., Bethlehem, PA), 0,15% HERCON® 76 limmiddel (fra Hercules Incorporated) og ikke alum. Dette basisarket ble overflatebehandlet med stivelse alene og med blandinger av stivelse med flere salter som følger: kalsiumklorid, magnesiumklorid, kalsiumbromid og kaliumklorid. Saltene ble påført i mengder som vist i tabell 1 nedenfor.

En 8 tørr vekt-% løsning av GPC® D-150 oksidert maisstivelse (fra Grain Processing Company, Muscatine, IA) ble anvendt. En prøve behandlet med bare 8% GPC® D-150 maisstivelsesløsning ble også med som sammenligning. Forhåndsblandinger av de forskjellige saltene angitt ovenfor og FLEXBOND® 325 kationisk polymer av vinylacetat og butylakrylat (fra Air Products and Chemicals Inc.) som har en glassomvandlingstemperatur på 15°C, en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 0,3 mikron, pH på 4,0-6,0, viskositet på 700-1200 eps og 55% fastemulsjon, ble tilsatt til stivelsesløsningen. I alle tilfeller unntatt med stivelsen alene ble 0,15 tørr vekt-% fast FLEXBOND® tilsatt til papiret ved tilsetning av 0,72 g av den faste 55% FLEXBOND® emulsjonen pr. 100 g stivelsesløsning. Saltene ble tilsatt til stivelsesløsningen på et nivå som ga tilsetningsnivåer i det endelige papiret som er vist i tabell 1.

Disse stivelsesløsningene ble justert til ca. pH 7,5 og deretter påført i en limpresse for å overflatebehandle papiret. Blekkskrivertrykningskvaliteten av det resulterende papiret ble evaluert og testresultatene er vist i tabell 1.

Den svarte optiske densiteten (OD) som resultat av blekkskrivertrykningen viste at CaCb og MgCh er mer effektive til å øke den optiske densiteten enn KC1, og på vektbasis er de mer effektive enn CaBr2. Bromioner er mye tyngre enn klorioner slik at, på en lik vektbasis av salt, er mindre kalsium tilsatt når CaBr2 anvendes i motsetning til CaCl2. MgCl2 og CaCh gir omtrentlig samme resultat på en vektbasis. På en lik molar basis, 0,13 MgCh versus 0,15 CaCU, ga kalsiumsaltet bedre forbedring.

EKSEMPEL 2

Kalsiumklorid kombinert med ikke-reaktivt limmiddel i stivelseslimpresseløsning tilsetning av kalsiumklorid alene i stivelsesløsningen

Eksempel 2 ble utført for å evaluere effekten av det resulterende papirets blekkskrivertrykningskvalitet på et overfiatepåført metallsalt anvendt i kombinasjon med et ikke-reaktivt overflatelimmiddel, hvor begge påføres papiret i stivelseslimpressen. Et basisark ble fremstilt på pilotpapirmaskinen ved Western Michigan University med en 70:30 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 390 CSF og som inneholdt til å begynne med 20% HYDROCARB™ 65 kalsiumkarbonatfyllstoff (fra OMYA, Inc., Florence, VT), 0,5% HI-CAT® 142 kationisk stivelse

(fra Roquette Freres, Lestrem, Frankrike), 0,12% AQUAPEL® 320 limmiddel (fra Hercules Incorpated) og ikke alum. Dette basisarket ble overflatebehandlet i limpressen med stivelse alene, med en blanding av stivelse med kalsiumklorid og med en blanding av stivelse, kalsiumklorid og BASOPLAST® 335D polymert overflatelim, som er et ikke-reaktivt limmiddel.

En 8 tørrvekt-% løsning av GPC® D-150 maisstivelse ble anvendt i limpressen, som i tidligere eksempler. Metallsaltet og polymert limmiddel ble tilsatt til stivelsesløsningen i et nivå som ga det ønskede sluttnivået i papiret basert på mengden av stivelsesløsning tatt opp av papiret i løpet av limpressbehandlingen. pH'en til de endelige limblandingene ble ikke justert etter tilsetning av limmidlene. Opptak av stivelsesløsning var 34,7% basert på våtvekten av stivelsesløsningen i forhold til den opprinnelige vekten av papiret.

Blekkskrivertrykningskvaliteten og limegenskapene til det resulterende papiret ble evaluert, og disse resultatene er vist nedenfor i tabell 2, hvor standard HST-blekk, med en pH på 2, ble anvendt.

Resultatene i tabell 2 viser at tilstedeværelsen av kalsiumklorid på det CaCh-behandlede papiret gir en signifikant forbedring i svart optisk densitet, både når CaCl2 ble anvendt alene og når det anvendt i kombinasjon med BASOPLAST® 335D ikke-reaktivt polymert overflatelim.

Resultatene av HST-limingsytelsen i tabellen bekrefter at den forbedrede svarte OD-ytelsen ikke er en falsk indikasjon på en økning i vannavstøtning som målt med HST. Dette er klart siden HST-limingsytelsen var lavere (52 sekunder) for det polymere overflatelimfrie papiret som inneholdt CaC^-salt i forhold til samme papiret uten polymert lim og CaCk (91 sekunder). HST-limingsytelsesresultatene for de to papirevalueringene hvori et polymert overflatelim var tilstede, er tilsvarende (127 sekunder uten CaCk og 141 sekunder med CaCh), og denne forskjellen i HST-limingsytelse ansees ikke for å være signifikant.

I tillegg gir kombinasjonen av ikke-reaktivt limmiddel og CaCk en forbedret eller synergistisk økning i svart optisk densitet for overflatebehandlet papir utover den forventede ytterligere økningen av disse to anvendt separat. Tilstedeværelsen av metallsaltet gir derfor en uventet og overraskende forbedring i blekkskrivertrykkvaliteten for overflatelimt papir som inneholder et ikke-reaktivt limmiddel.

EKSEMPEL 3

Forblanding av kalsiumklorid og reaktivt limmiddel tilsatt til Hmpressløsningen

Eksempel 3 ble utført for å evaluere effekten av det resulterende papirets blekkskrivertrykningskvalitet med et overflatepåført metallsalt anvendt i kombinasjon med et reaktivt overflatelimmiddel, hvor begge kombineres i en forhåndsblanding som etterfølgende ble påført papiret i stivelseslimpressen. Det reaktive limingsmidlet anvendt i dette eksempel 3 var et alkenylketendimer papirlimingsmiddel.

Et basisark ble fremstilt på pilotpapirmaskinen ved Western Michigan University med en 70:30 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 390 CSF og som inneholdt til å begynne med 15% ALBACAR® HO presipitert kalsiumkarbonatfyllstoff, 0,26% STA-LOK® 400 kationisk stivelse (fra A.E. Staley Company, Decatur, Illinois), 0,08% alkenylravsyreanhydrid og 0,25% alum. Dette basisarket ble overflatebehandlet ved anvendelse av laboratorierøre-limpressen med: (A) stivelse alene; (B) stivelsesløsning som inneholder en reaktiv overflatelimemulsjon som inneholder alkenyldimer (ikke metallsalt tilstede); og (C) stivelsesløsning som inneholder en forhåndsblanding av ketendimerlimemulsjonen og kalsiumklorid. For å fremstille forhåndsblandingen ble en 50:50 løsning av kalsiumkloriddihydrat i forhold til vann tilsatt ketendimeremulsjonen, og forhåndsblandingen inneholdt 9,0 vekt-% faste stoffer fra dimeremulsjonen og 33,8 vekt-% kalsiumklorid, basert på vekten av forblandingen.

En 8 tørrvekt-% løsning av GPC® D-150 maisstivelse ble anvendt på limpressen, som beskrevet i tidligere eksempler. Materialene ble tilsatt til stivelsen i et nivå som ga det ønskede sluttnivået av ketendimeroverflatelim og/eller kalsiumklorid i papiret (som vist nedenfor i tabell 3) basert på mengden av stivelsesopptak.

Blel±skrivertrykkvaliteten og limegenskapene til det resulterende papiret ble evaluert og disse resultatene er vist nedenfor i tabell 3 hvor standard HST-blekk, med en pH på 2, ble anvendt.

Resultatene vist i tabell 3 viser at forblandingen som inneholdt en kombinasjon av CaCfe med et reaktivt lim, når det ble påført som en overflatebehandling på papir i en limpresse, ga et svært godt svart OD for det resulterende papiret, høyere enn svart OD oppnådd enten uten reaktivt overflatelim til stede eller ved anvendelsen av det reaktive overflatelimet alene, begge uten tilstedeværelsen av et metallsalt.

EKSEMPEL 4

Kalsiumklorid kombinert med et multimerbasert reaktivt limmiddel

Eksempel 4 ble utført for å demonstrere at kombinasjonen av CaCk som metallsaltet med et annet reaktivt lim, når begge påføres som overflatebehandling av papiret i limpressen, gir svært god blekkskrivertrykkvalitet for det resulterende papiret. Det reaktive limmidlet anvendt i dette eksempel 4 var et ketenmultimer papirlimmiddel, beskrevet i internasjonal patentsøknad publikasjonsnummer WO 97/30218, publisert 21. augut 1997, forskjellig fra ketendimerlimmidlet anvendt i det tidligere eksempelet.

Samme fremgangsmåte som i eksempel 3 ble fulgt. Stivelsesløsning alene (A) ble testet;

(B) stivelsesløsning som inneholdt ketenmultimeremulsjonen ble tilsatt til papiret som en overflatebehandling, uten et metallsalt tilstede; og (C) stivelsesløsning og en

forblanding av kalsiumklorid med ketenmultimeremulsjonen; alle påføres på papiret i limpressen på samme måte som i eksempel 3. Blekkskrivertrykkvaliteten og limingsegenskapene til det resulterende papiret ble evaluert, og disse resultatene er vist nedenfor i tabell 4.

Resultatene vist i tabell 4 viser at forblandingen som inneholder en kombinasjon av CaCh med et reaktivt lim, når det påføres som en overflatebehandling på et papir i limpressen, gir en svært god svart OD for det resulterende papiret, høyere enn den svart OD'en som oppnås enten uten reaktivt overflatelim tilstede eller ved anvendelsen av det reaktive overflatelimet alene, begge uten tilstedeværelse av et metallsalt.

Eksemplene 1-4 viser at den foreliggende oppfinnelsen gir forbedret blekkskrivertrykkvalitet, målt ved bedret svart blekkoptiskdensitet, med et metallsalt anvendt i kombinasjon enten med et ikke-reaktivt overflatelimmiddel eller med et reaktivt overflatelimmiddel påført papiret som er blitt overflatebehandlet med metallsaltet, sammenlignet med blekkskrivertrykkvaliteten oppnådd med overflatelimmiddel alene.

EKSEMPEL 5

Kalsiumklorid kombinert med et ikke-reaktivt og et reaktivt limmiddel

Et basisark ble fremstilt ved Western Michigan University med en 75:25 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 425 CSF og som inneholder opprinnelig 10% ALBACAR® HO presipitert kalsiumkarbonat, 0,05% alkenylravsyreanhydrid limmiddel, 0,75% STA-LOKE® 400 kationisk stivelse og 0,25% alum, ble behandlet med (A) stivelsesløsning alene (8 tørrvekt-% stivelse GPC® Dl50 løsning); (B) stivelsesløsning med PRrNTRITE® 594 polymerlateks (fra B.F. Goodrich Company, Akron, OH); (C) stivelsesløsning og PRINTRITE® 594 polymerlateks forhåndsblandet med PRECIS® 2000 reaktiv limdispersjon; og (D) stivelsesløsning og PRINTRITE ® polymerlateks begge forhåndsblandet med PRECIS ® 2000 reaktivt limdispersjon kalsiumklorid. Andelen i den første forhåndsblandingen var 1:8 PRECIS ® 2000 faste stoffer i forhold til polymer faste stoffer. Andelen i den andre forhåndsblandingen var 9:1:8 kalsiumkloird:PRECIS® 2000 faste stoffenpolymer faste stoffer. Materialene ble tilsatt til en 8 tørrvekt-% stivelsesløsning og den endelige pH'en justert til ca. pH 8. Løsningene ble anvendt i limpressen for å behandle papiret. Nivåene av materialer tilsatt til stivelsen ble justert basert på mengden av stivelsesløsning tatt opp av papiret. Resultatene er listet i tabell 5, hvor standard HST-blekk, med en pH på 2, ble anvendt.

Tilsetning av CaCh til en polymeremulsjon som ga liming forbedret blekkskrivertrykningen. Ytterligere tilsetning av reaktivt limmiddel ga en ytterligere forbedret ytelse.

EKSEMPEL 6

Kalsiumklorid kombinert med et ikke-reaktivt og et reaktivt limmiddel

Et basisark fremstilt ved Western Michigan University med en 70:30 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 390 CSF og som inneholder opprinnelig 15% ALBACAR® HO presipitert kalsiumkarbonat, 0,11% alkenylravsyreanhydrid limmiddel, 0,50% STA-LOKE® 400 kationisk stivelse og 0,25% alum, ble behandlet med (A) stivelse alene; og blandinger av stivelse med (B) en forhåndsblanding av en emulsjon av et limmiddel dannet fra PENTAPRIN® H limmiddel og kalsiumklorid, og

(C) PENTAPRINT® H limmiddel forhåndsblandet med både en alkylketendimerdispersjon (HERCON® 70) og kalsiumklorid. Andelen i den første

forhåndsblandingen var 2:1 PENTAPRINT® H faste stoffer i forhold til kalsiumklorid. Andelen i den andre forhåndsblandingen var 2:1:0,1 faste stoffer fra PENTAPRINT® H:kalsiumklorid:faste stoffer fra HERCON® 70. Materialene ble tilsatt til en 8 tørrvekt-% stivelsesløsning og den endelige pH'en justert til ca. 8. Løsningene ble anvendt i limpressen for å behandle papiret. Nivåene av materialer som ble tilsatt til stivelsen ble justert basert på mengdene av stivelsesløsning tatt opp av papiret. En prøve ble behandlet med en 8 tørrvekt-% GPC® Dl50 oksidert stivelsesløsning for sammenligning. Resultatene er listet i tabell 6.

En forhåndsblanding av CaCl2 og en kolofoniumdispersjon ga et overflateadditiv som ga forbedret blekkskrivertrykning. Ytterligere tilsetning av et reaktivt limmiddel til forhåndsblandingen ga en ytterligere økning i ytelse.

Forhåndsblanding av kalsiumklorid og reaktivt limmiddel tilsatt til limpresseløsningen

Eksempel 7 ble utført for å evaluere effekten av det resulterende papirets blekkskrivningstrykkvalitet på et overflatepåført metallsalt anvendt i kombinasjon med et reaktivt overflatelimmiddel, hvor begge kombineres i en forhåndsblanding som deretter ble påført papiret i stivelseslimpressen. Det reaktive limmidlet anvendt i eksempel 7 var et alkylketendimer papirlimmiddel.

Et basisark ble fremstilt på papirpilotmaskinen ved Western Michigan University med en 75:25 bleket hardved:mykved masseblanding malt til 425 CSF og som inneholder opprinnelig 10% ALBACAR® HO presipitert kalsiumkarbonat fyllstoff, 0,6% STA-LOK® 400 kationisk stivelse, 0,05% alkenylravsyreanhydrid og 25% alum. Dette basisarket ble overflatebehandlet ved anvendelse av laboratorierørelimpresse med: (A) stivelse alene; (B) stivelsesløsning som inneholder en reaktiv overflatelimemulsjon som inneholder alkylketendimer (PRECIS® 2000) og kalsiumklorid. For å fremstille forhåndsblandingen ble en 50:50 løsning av kalsiumkloirddihydrat i forhold til vann tilsatt til ketendimeremulsjonen, og forhåndsblandingen inneholdt 13,56 vekt-% faste stoff fra dimerløsningen og 20,34 vekt-% kalsiumklorid, basert på vekten av forhåndsblandingen.

En 8 tørrvekt-% løsning av GPC® D-150 maisstivelse ble anvendt i limpressen, som beskrevet i tidligere eksempler. Materialene ble tilsatt til stivelsen ved et nivå som ga et ønsket sluttnivå av ketendimer overflatelim og/eller kalsiumklorid i papiret (som vist nedenfor i tabell 7a) basert på mengden av stivelsesopptak.

Blekkskrivertrykkvaliteten og limegenskapene til det resulterende papiret ble evaluert, og disse resultatene er vist nedenfor i tabell7a, hvor standard HST-blekk, med en pH på 2, ble anvendt og i tabellene 7b og 7c.

Blant de uventede fordelene av oppfinnelsen er kompatibiliteten til saltene med overflateadditivene; kompatibiliteten av forhåndsblandingene av saltene med overflateadditivene; kompatibiliteten til saltene med Hmpressløsningen; fråvær av problemer med å påføre slike sammensetninger på papiret; forbedret ytelse til det resulterende papiret for bruk i blekkskrivertrykning med pigmenterte blekktyper; og de ytterligere fordelene med salter med reaktive limmidler, salter med ikke-reaktive limmidler og blandinger av salter, reaktive limmidler og ikke-reaktive limmidler. Den foreliggende oppfinnelsen forbedrer særlig minst følgende trykkvalitetskarakteristikker: optisk densitet, gjennomsikt, linjevekst, blødning, endeujevnhet, veketransport og marmorering.

Claims (32)

1. Sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking, karakterisert ved at sammensetningen i det vesentlige består av et salt av et toverdig metall, idet saltet er løselig i et vandig limmedium ved ca. pH 7 til ca. pH 9, idet limmediet videre innbefatter stivelse og et limmiddel.

2. Sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking, karakterisert ved at sammensetningen i det vesentlige består av et salt av et toverdig metall som er oppløseliggjort i et vandig limmedium ved ca. pH 7 til ca.pH 9, idet det vandige limmediet videre innbefatter stivelse og et limmiddel.

3. Sammensetning som er anvendelig for overflatebehandling av et substrat for blekkskrivertrykking med pigmentert blekk, karakterisert v e d at sammensetningen i det vesentlige består av stivelse, et limmiddel og et salt valgt fra kalsiumklorid, magnesiumklorid, kalsiumbromid, magnesiumbromid, kalsiumnitrat, magnesiumnitrat, kalsiumacetat og magneacetat.

4. Sammensetning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at saltet er valgt fra kalsiumklorid, magnesiumklorid, kalsiumbromid, magnesiumbromid, kalsiumnitrat, magnesiumnitrat, kalsiumacetat og magnesiumacetat.

5. Sammensetning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at saltet er kalsiumklorid.

6. Sammensetning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at saltet er magnesiumklorid.

7. Sammensetning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at den videre innbefatter et bindemiddel.

8. Sammensetning ifølge krav 7, karakterisert ved at bindemidlet er valgt fra polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidone og polyetylenimin.

9. Sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at limmidlet er et reaktivt limmiddel.

10. Sammensetning ifølge krav 9, karakterisert ved at det reaktive limmidlet er valgt fra en alkylketendimer, en alkenylketendimer, en 2-oksetanondimer, en 2-oksetanonmultimer og et alkenylravsyreanhydrid limmiddel.

11. Sammensetning ifølge krav 10, karakterisert ved at det reaktive limmidlet er en alkenylketendimer.

12. Sammensetning ifølge krav 10, karakterisert ved at det reaktive limmidlet er en 2-oksetanonmultimer.

13. Sammensetning ifølge krav 1-8, karakterisert ved at limmidlet er et ikke-reaktivt limmiddel.

14. Sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 9-12, karakterisert ved at det videre innbefatter et ikke-reaktivt limmiddel.

15. Sammensetning ifølge krav 13 eller 14, karakterisert v e d at det ikke-reaktive limmidlet er en polymeremulsjon valgt fra en katonisk polymeremulsjon, en amfotær polymeremulsjon og blandinger derav.

16. Sammensetning ifølge krav 15, karakterisert ved at polymeren av polymeremulsjonen er fremstilt ved å anvende minst en monomer valgt fra styren, alfa-metylstyren, akrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, metakrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, akrylonitril, metakrylonitril, vinylacetat, etylen og butadien, og eventuelt omfattende akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyrenanhydrid, estere av maleinsyrenanhydrid eller blandinger derav, med et syretall mindre enn ca. 80.

17. Sammensetning ifølge krav 15, karakterisert ved at polymeren er fremstilt ved å anvende minst en monomer valgt fra styren, akrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, metakrylat som har en estersubstituent med 1 til 13 karbonatomer, akrylonitril og metakrylonitril.

18. Sammensetning ifølge krav 15, karakterisert ved at polymeremulsjonen er stabilisert ved hjelp av en stabilisator som omfatter hovedsakelig nedbrutt stivelse.

19. Sammensetning ifølge krav 15, karakterisert ved at polymeremulsjonen har en glassovergangstemperatur på ca. -15°C til ca. 50°C.

20. Sammensetning i følge krav 13 eller 14, karakterisert ved at det ikke-reaktive limmidlet er et dispergert kolofoniumlimmiddel.

21. Papiroverflate, karakterisert ved at den er limt med en sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-20.

22. Polymer plastmaterialoverflate, karakterisert ved at den er behandlet med sammensetningen ifølge et hvilket som helst av kravene 1-20.

23. Fremgangsmåte for fremstilling av et bleldcskrivertrykningssubstrat i stand til å tilbakeholde tegn dannet ved blekkskrivertrykning ved anvendelse av pigmentert blekk, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: (a) overflatebehandling av substratet med en sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-20, og (b) tørking av det behandlede substratet.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at overflatebehandlingen utføres på en limpresse.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 23 eller 24, karakterisert ved at substratet er valgt fra gruppen bestående av papir eller polymert plastmateriale.

26. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 23-25, karakterisert ved at overflatebehandlingen er overflateliming ved anvendelse av limpresse, og substratet er papir omfattende fibere som er hovedsakelig cellulosefibere.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, karakterisert ved at papiret omfatter fibre som i det vesentlig kun er cellulosefibere.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at substratet er polymert plastmateriale.

29. Papir, karakterisert ved at det er fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 23-27.

30. Polymert plastmateriale, karakterisert ved at det er fremstilt ifølge fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 23-25 og 28.

31. Fremgangsmåte for å forbedre trykningskvaliteten av tegn dannet ved blekkskrivertrykning med pigmentert blekk på et overflatebehandlet substrat, karakterisert ved at den omfatter overflatebehandling og tørking av substratet i henhold til et hvilket som helst av kravene 23-30 og trykning av det pigmenterte blekket på det tørkede, behandlede substratet ved blekkstråletrykking for å danne tegnet.

32. Blekkstråletrykket papir fremstilt ved fremgangsmåten ifølge krav 31, karakterisert ved at substratet er papir.