SK285961B6

SK285961B6 - Papier glejený glejovým činidlom na báze 2-oxetanónu pripraveného z normálnych a rozvetvených mastných kyselín

Info

Publication number: SK285961B6
Application number: SK1247-99A
Authority: SK
Inventors: Olof Malmstr�M; Markku Nurminen; Raija Savolainen; Ari Teijo; Claes Zetter
Original assignee: Ciba Specialty Chemicals Holding Inc.
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 2007-12-06
Also published as: AU725352B2; PL192636B1; CN1098394C; KR100523093B1; TW405003B; NO328510B1; JP2001516294A; KR20000076176A; CA2283962C; PL335641A1; CA2283962A1; WO1998041686A1; NZ337653A; FI971084A0; JP3851988B2; CN1250499A; RU2198975C2; BR9808335A; EP0975836B1; ATE540162T1

Abstract

Opisuje sa neutrálny alebo alkalický spôsob výroby druhu papiera s obsahom aditív, najmä zrážaného uhličitanu vápenatého ako plniva, pri ktorom sa vofáze kašovitej vlákniny na reguláciu hydrofóbnosti hárka a zaistenie potlačiteľnosti uvedeného druhu papiera pri atramentovej tlači pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripraveného z jednej alebo viac mastných kyselín, ktoré majú nasýtený hlavný reťazec obsahujúci 6 až 22 atómov uhlíka,pričom najmenej jedna z uvedených kyselín má rozvetvený uhlíkatý reťazec.

Description

Predložený vynález sa týka spôsobu výroby aditivovaného druhu papiera, pri ktorom sa používajú alkalické hydrofobizačné gleje. Použité gleje majú reaktívne funkčné skupiny, ktoré môžu vytvoriť kovalentné väzby s vláknom celulózy. Naviazané hydrofóbne reťazce sú tak smerované z vonkajšej strany celulózového vlákna.

Doterajší stav techniky

Objemy produkcie jemných druhov papiera, ktoré sa vyrábajú alkalickým spôsobom, sa rýchlo zvyšujú vďaka používaniu kryštalického uhličitanu vápenatého, ktorý zvyšuje odolnosť papiera proti starnutiu a udržuje jeho lesk. Jeho ďalšou výhodou jc zvýšenie podielu cirkulujúcej vody v papierenskom stroji.

Súčasné použitie jemných druhov papiera na tlač (napr. bezkontaktný spôsob, najmä však atramentová tlač) kladie zvláštny dôraz na glejenie. Od bežných druhov kancelárskeho papiera sa očakáva, že budú vo veľkej miere použiteľné a vhodné do najrôznejších druhov kopírovacích strojov a tlačiarni, vrátane atramentových. Doteraz však nespĺňajú požiadavky kladené na tzv. viacúčelové druhy kancelárskeho papiera, t. j. kvalitné tlačenie, tak pri oboch typoch tlačiarní (atramentových a laserových), ako i pri kopírovacích strojoch (Wochenblatt fiir Papierfabrikation, 10, 1996, O. Malstrôm, K.H. Maier, „Leimungsstrategien fúr PCC-haltige Bíŕropapiere“).

V konštrukcii atramentových tlačiarni sa používajú dve základné technológie - tlač s trvalým atramentovým lúčom alebo s tvorbou diskrétnych kvapiek. Atramentová tlač sa v súčasnej dobe využíva v širokom spektre aplikácií; od čiernobielych kancelárskych tlačiarní po štvorfarebné tlačiarne tlačiace s fotografickou kvalitou, identifikačné a značkovacie zariadenie pracujúce v reálnom čase a veľkoformátové plotry tlačiace na hárky alebo nekonečný papier. Atramentové tlačiarne majú v porovnaní s ostatnými druhmi bezkontaktných tlačiarní najvyšší počet rozličných použití a sú zvlášť cenené pre schopnosť farebnej a rýchlej tlače. V porovnaní s ostatnými spôsobmi má taktiež atramentová tlač nízke náklady.

Priebeh tlače na atramentovej tlačiarni môže byť ľahko ovládaný počítačom, pomocou neho sú ľahko dostupné všetky techniky spracovania údajov. Jednoducho takto možno ovládať napríklad podávanie farieb alebo nastavovať farebnú rovnováhu.

Na základe skúseností zhromaždených o atramentovej tlači možno povedať, že jej kvalita je ovplyvňovaná zložením vlákien v papieri, t. j. hlavne pomerom dreva ihličnatých a listnatých stromov. Rovnako ako pre kvalitu vyrobeného papiera, je pre výsledok atramentovej tlače rozhodujúca štruktúra a topografia pórov. Výsledok tlače je po stránke kvality papiera určený nestlačiteľnou textúrou hárka a ďalšími parametrami, ktoré charakterizujú schopnosť hárka absorbovať atrament. Druh papiera určený pre atramentovú tlač by mal dostatočne absorbovať atrament, ale tak, aby atrament mohol dostatočne rýchlo zaschnúť skôr, než sa začne rozpíjať pozdĺž vlákien alebo do pórov v štruktúre hárka. V oblasti atramentovej tlače sú preto dôležité chemické interakcie medzi atramentom a povrchom hárka.

Vedľa základných činiteľov, týkajúcich sa štruktúry papiera, môže byť kvalita atramentovej tlače ovplyvňovaná aditívami použitými pri výrobe papiera (napr. hydrofobizačné vnútorné gleje a formulácie na vnútorné glejenie, škroby na povrchové glejenie a pigmenty pre vysoko špecifické povrchy).

Formulácie na glejenie papiera sa vyvíjali s cieľom modifikovať chemické vlastnosti povrchu a zlepšiť kvalitu jednofarebnej čiernobielej tlače prostredníctvom zvýšenej hydrofóbnosti papiera. Zvýšením hydrofóbnosti papiera bolo možné dosiahnuť lepších výsledkov tlače čiernym atramentom, vďaka zlepšenej regulácii absorbcie atramentu, ktorá je spôsobená kapilárnymi silami, do štruktúry hárka, tak do strán, ako i dovnútra. Tento prístup viedol k ostro ohraničeným okrajom vytlačeného vzoru a obmedzeniu rozpíjania čierneho atramentu po hárku.

Najbežnejšie používané formulácie glejov, ktoré sú vhodné pre alkalický spôsob výroby jemného papiera, sú založené na alkenylsukcinanhydridoch a diméroch alkylketónov (DAK). Obidva spomenuté typy glejov majú reaktívne funkčné skupiny, ktoré sú schopné vytvoriť s vláknom celulózy kovalentnú väzbu tak, že hydrofóbne reťazce smerujú od vlákna. Charakter a orientácia týchto reťazcov spôsobujú vodoodpudivosť vlákna. Gleje na báze alkenyisukcinanhydridov a DAK sú dávkované vo forme suspenzie na mokrom konci papierového stroja. Proces vlastného glejenia prebieha v sušiacej časti a valcovačke.

Komerčne dostupné gleje na báze DAK, ktoré obsahujú jeden β-laktónový kruh, sa pripravujú dimerizáciou dvoch chloridov mastných kyselín s nerozvetveným reťazcom. Najbežnejšie používané gleje na báze DAK sa pripravujú z kyseliny palmitovej a^zalebo kyseliny stcarovej. Alkenylsukcinanhydridy (zlúčeniny ASA) sa získavajú reakciou olefínov s dlhým reťazcom (C₁₅-C₁₈) s maleínanhydridom. Na dosiahnutie vyššej hydrofóbnosti papiera pri vnútornom glejení bolo nevyhnutné pridávať vyššie dávky glejov na báze alkenylsukcinanhydridov a DAK do papierenského stroja. Tým však dochádzalo k zhoršovaniu práce stroja a zvýšeniu problémov s výskytom rôznych druhov kontaminácie.

Metóda zvýšeného stupňa hydrofóbnosti na reguláciu čierneho atramentu pri tlači však nanešťastie neposkytuje optimálne výsledky pri farebnej tlači. Týmto spôsobom je možné zlepšiť zasychanie atramentu, čo môže zvýšiť hustotu tlače. Pri farebnej tlači je však množstvo spotreby atramentu vyššie než pri čiernobielej tlači. To spolu s vyššou absorbciou často spôsobovalo nepríjemnosti s nedostatočnou rýchlosťou zasychania vytlačených farieb, čo viedlo k rozpíjaniu a zmiešavaniu prekrývajúcich sa farieb na vytlačenom hárku (známe ako farebné krvácanie).

Z týchto dôvodov boli uskutočnené rôzne pokusy na vylepšenie kvality farebnej atramentovej tlače, napr. zmenami množstva plnidiel s vyšším špecifickým povrchom. Ďalšou možnosťou ako ovplyvniť kvalitu tlače na papieri je použitie povrchového glejenia.

Doteraz boli navrhnuté rôzne spôsoby na zlepšenie absorbčnej schopnosti hárka a pre vyvážený stupeň hydrofóbnosti, ktorá je postačujúca pre atramentovú tlač. Stále sa však hľadajú alternatívne spôsoby výroby jemných, alkalickým spôsobom vyrábaných druhov papiera, ktoré by mali optimálne vlastnosti pre viacfarebnú atramentovú tlač.

Podstata vynálezu

Predložený vynález poskytuje neutrálny alebo alkalický spôsob výroby druhu papiera s obsahom aditív, najmä zrážaného uhličitanu vápenatého ako plniva, pri ktorom sa vo fáze kašovitej vlákniny na reguláciu hydrofóbnosti hárka a zaistenie potlačiteľnosti uvedeného druhu papiera pri atramentovej tlači pridáva glej na báze 2-oxetanónu, pričom sa do kašovitej vlákniny pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripraveného z jednej alebo viac ako jednej mastnej kyseliny, ktoré majú nasýtený hlavný reťazec obsahujúci 6 až 22 atómov uhlíka, pričom najmenej jedna z uvedených kyselín má rozvetvený uhlíkatý reťazec.

Používanie gleja na báze 2-oxetanónu pri výrobe papiera je známe už dlhý čas (napr. US Pat. No. 2,627,477 a Tappi, 39(1), 1956, J.W. Davis et al., „A new sizing agent for páper - alkylketene dimers“). V literatúre sa však nehovorí o použití 2-oxetanónov pripravených z nasýtených mastných kyselín, z ktorých najmenej jedna má rozvetvený uhlíkatý reťazec.

V spôsobe podľa nároku vynálezu sa ku kašovitej vláknine pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripravený zo zmesi lineárnych a rozvetvených mastných kyselín v pomere nerozvetvených a rozvetvených mastných kyselín v tejto zmesi 1:1. Výhodne sa ku kašovitej vláknine pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu v množstve 0,05 až 0,25 % hmotnosti vlákien v kaši. V spôsobe podľa vynálezu sa okrem vnútorného glejenia vykonáva aj povrchové glejenie glejom, ktorý obsahuje hydrofobizačný glej ako je opísaný.

Podobne ako bežné gleje na báze DAK sa môžu tieto nové gleje pripravovať z mastných kyselín. Nevyhnutné pri tom je, aby najmenej jedna mastná kyselina mala rozvetvený uhlíkatý reťazec, ktorý však neobsahuje žiadnu dvojitú väzbu. Dĺžka tohto uhlíkatého reťazca sa vo východiskovej mastnej kyseline môže pohybovať medzi 6 až 22 uhlíkovými atómami.

Podľa jedného aspektu vynálezu bolo zistené, že najmä zmesi mastných kyselín s lineárnym a rozvetveným reťazcom (napr. v pomere 50 : 50) poskytujú optimálne vlastnosti pre druh papiera, ktorý je určený pre atramentovú tlač. Tento papier preto môže slúžiť ako „viacúčelový“. Z hľadiska výroby papiera je treba zdôrazniť, že množstvo gleja nutného na dosiahnutie žiaduceho účinku bude v prípade nového spôsobu nižšie, ako pri použití bežných formulácií glejov. Zmenšia sa tak problémy s kontamináciou a priľnavosťou nečistôt, ktoré sú spôsobované práve prítomnosťou glejov v papierenskom stroji.

Vynález tiež opisuje druh papiera, pri ktorého výrobe sa používa glej na báze 2-oxetanónu, ktorý sa vyrába z mastných kyselín, z ktorých najmenej jedna obsahuje rozvetvený uhlíkatý reťazec. Tento papier môže obsahovať kamenec a kryštalický uhličitan vápenatý.

Tabuľka 1

Stabilné emulzie nových glejov môžu byť pripravené rovnakými postupmi ako emulzie štandardných glejov na báze DAK.

Druh papiera, vyrobený podľa predloženého vynálezu, sa všeobecne glejí prídavkom najmenej 200 g, výhodnejšie najmenej 600 g a najvýhodnejšie 1 kg gleja na tonu papiera. Takto vyrobený druh papiera je najlepšie využiteľný pre atramentovú tlač, avšak je použiteľný i pre kopírovacie stroje a laserové tlačiarne („viacúčelový“ papier).

Jedným druhom formulácie gleja je podľa predloženého vynálezu glej na báze 2-oxetanónu, vyrobený z kyseliny 16-metylheptadekanovej alebo zo zmesi mastných kyselín, ktorý výhodne obsahuje najmenej 40 % kyseliny 16-metylheptadekanovej alebo nejaké iné mastné kyseliny s rozvetveným uhlíkatým reťazcom.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Na vyhodnotenie tejto metódy boli štandardizovanou testovacou metódou SCAN pripravené skúšobné hárky o plošnej hmotnosti 80 g.iri² s použitím listovej formy s obehom vody, lisovania za mokra a sušiaceho valca. Kašovitá vláknina bola pripravená z vlákniny brezy a borovice (pomer 60:40), škrobu na vnútorné glejenie Raisamyl 135 ESP (výrobca Raisio Chemicals Oy, v množstve 0,3 % hmotnosti vlákien), plniva (kryštalický uhličitan vápenatý, v množstve 22 % hmotnosti listu) a prostriedku na zvyšovanie retencie (v množstve 0,16 % celkovej hmotnosti vlákien). Vnútorné gleje boli pridávané do buničitej kaše v množstvách 0,06, 0,12 a 0,20 % hmotnosti vlákien.

Pripravené skúšobné hárky boli podrobené testu absorbcie vody Cobb₆₀ a Schrôderovmu testu penetrácie atramentu bezprostredne po sušení, ďalší deň pred vytvrdzovaním a po vysušení a vytvrdení. Vytvrdzovanie skúšobných hárkov bolo robené vo vyhrievacej komore (10 minút pri 105 °C).

Ako porovnávacia formulácia gleja bol v tomto príklade použitý obyčajný bežný glej na báze DAK (Raisafob 5105). Glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej bol dispergovaný rovnakým spôsobom ako bežný glej na báze DAK použitím kationického škrobu.

	Test Cobb₈o [gm'²l	Schrôderov test [s]
Zloženie gleja/		nasledujúci	vytvrdenie		nasledujúci	vytvrdenie
dávkovanie [%]	ihneď	deň, bez vy-	(10 min,	ihneď	deň, bez vy-	(10 min,
		tvrdenia	105 °C)		tvrdenia	105 °C)
kyselina palmitová'stearová pomer 60 :40
0,06	65	37	34,1	5	25	27
0,12	18,7	15,9	16,3	> 1000	> 1000	> 1000
0,20	15,0	14,0	13,9	> 1000	> 1000	> 1000
kyselina palmitová/stearová pomer 40 : 60
0,06	29,8	23,1	26,1	47	70	112
0,12	17,3	16,0	15,6	> 1000	> 1000	> 1000
0,20	16,3	12,8	14,6	> 1000	> 1000	> 1000

	Test Cobb₆₀ [g·™²]	Schroderov test [sl
Zloženie gleja/		nasledujúci	vytvrdenie		nasledujúci	vytvrdenie
dávkovanie [%]	ihneď	deň, bez vy-	(10 min,	ihneď	deň, bez vy-	(10 min,
		tvrdenia	105 °C)		tvrdenia	105 °C)
glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (100 % rozvetvených reťazcov)
0,06	cez	cez	cez	0	0	0
0,12	70,0	55,0	52,3	0	0	2
0,20	45,6	33,4	32,3	10	22	25
glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50)
0,06
0,12	cez	cez	cez	0	0	0
0,20	22,8	24,7	19,8	165	137	217
	17,3	16,2	15,7	775	> 1000	> 1000

Z výsledkov uvedených v tabuľke 1 vyplýva, že glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50) poskytuje porovnateľnú kvalitu glejenia ako bežné gleje na báze zmesi kyseliny palmitovej a stearovej.

Príklad 2

Rôzne typy glejov na báze DAK boli taktiež hodnotené na poloprevádzkovom papierenskom stroji pri rýchlosti 60 m.min'¹ (4,1 kg.min '), ktorý produkuje jemný druh papiera s plošnou hmotnosťou 80 g.rrí²

Zmes pre poloprevádzkový testovací stroj obsahovala vlákninu brezy a borovice (zmiešané v pomere 75 : 25), ktorá bola rozomletá na hodnotu Shopperovo-Rieglerovho indexu 25, plnivo (kryštalický uhličitan vápenatý, v množstve 22 % hmotnosti papiera), škrob na vnútorné glejenie Raisamyl 135 (výrobca Raisio Chemicals, v množstve 0,5 % hmotnosti vlákien) a prostriedok na zvyšovanie retencie (v množstve 0,22 % celkovej hmotnosti vlákien).

Vnútorné gleje boli pridávané do kašovitej vlákniny v množstvách 0,15 a 0,20 % hmotnosti vlákien. Ako po vrchový glej bol použitý škrob na povrchové glejenie Raisamyl 408 SP (výrobca Raisio Chemicals, v množstve 8 %, vztiahnuté na suchú hmotnosť).

Hydrofóbnosť hárka vyrobeného na poloprevádzkovom papierenskom stroji bola hodnotená pomocou testu absorbcie vody Cobb₆₀ na vzorkách odobratých priamo z Popeho navíjačky, ktoré boli upravované 10 minút pred testom. Hydrofóbnosť hárka vyrobeného na poloprevádzkovom papierenskom stroji bola ďalej vyhodnotená na vzorkách vytvrdených valcovaním tak v teste absorbcie vody Cobb₆₀, ako i v skúške penetrácie atramentu HST. Testom HST sa hodnotí penetrácia atramentu dovnútra hárka. Metóda je založená na sledovaní odrážanlivosti atramentovej škvrny počas daného času, napr. času, počas ktorého sa odrážanlivosť zníži na 80 % svojej pôvodnej hodnoty. Použiteľnosť vzoriek papiera pre atramentovú tlač bola testovaná na komerčne dostupnej atramentovej tlačiarni (výrobca HewlettPackard). Rozpíjanie a krvácanie farieb na potlačených testovacích hárkoch bolo hodnotené vizuálne, pomocou zariadenia na analýzu obrazu a meraním optickej hustoty farebne potlačených plôch.

Tabuľka 2

Zloženie gleja/ dávkovanie [%]	Test Cobb₆₀ [g·¹¹¹']	Test HST L·!
	hneď po 10 min. pre-	po vytvrdení	po vytvrdení
	vzdušnenia	vo valci	vo valci
kyselina palmitová'stearová pomer 60 :40
0,13	50,3	41,9	38
0,20	23,2	19,3	345
kyselina palmitová/stearová pomer 40 : 60
0,13	52,0	43,3	27
0,20	19,9	18,9	385

Zloženie gleja/ dávkovanie [%j	Test Cobb₆₀ [gm²]	Test HST ľsl
	hneď po 10 min. prevzdušnenia	po vytvrdení vo valci	po vytvrdení vo valci
glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (100 % rozvetvených reťazcov)
0,13	57,7		48,1	12
0,20	39,9		33,3	54
glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50)
0,13	51,5		42,6	33
0,20	20,2		19,2	355

Z výsledkov uvedených v tabuľke 2 vyplýva, že glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50) dosahuje porovnateľnú mieru hydrofóbnosti ako bežné gleje na báze DAK.

Tabuľka 3

	kyselina palmitová/ stearová pomer 60:40 Dávkovanie 0,20 %	kyselina palmitová/ stearová pomer 40:60 Dávkovanie 0,20 %	glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (100 % rozvetvených reťazcov) Dávkovanie 0,20 %	glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50) Dávkovanie 0,20 %
Čiernobiela atramentová tlač
čas sušenia	7	8	okamžite	6
rozpíjanie hustota	6,5 1,38	6.3 1,44	10 U	5,5 1,42
Plnofarebná tlač
krvácanie	7,4	7,5	6,5	6,5
plocha tlače	50 749	51 850	49 595	48 440
obvod tlače	2045	2016	1949	1905
hustota (čierna)	1,24	1,28	0,98	1,27
Spotreba po- vrchového gleja [l.min'l	1,51	1,43	1,60	1,33

Z výsledkov uvedených v tabuľke 3 vyplýva, že glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50) dosahuje pri čiernobielej tlači optimálnu rovnováhu medzi parametrami, ktoré charakterizujú hrúbku vytlačených kontúr (krvácanie, rozpíjanie, plocha a obvod testovacieho vzoru) a spotrebou gleja. Výhodou gleja pripraveného podľa predloženého vynálezu je navyše to, že nie je ani potrebné pridávať bežné hydrofobizačné činidlá, ani používať iné techniky na zvýšenie hydrofóbnosti povrchu.

Príklad 3

Glej na vnútorné glejenie pripravený podľa predloženého vynálezu, najmä glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej (pomer rozvetvených a nerozvetvených reťazcov 50 : 50), dosahoval v laboratórnych a poloprevádzkových testoch najlepšie výsledky. Jeho ďalšie testovanie bolo uskutočňované v priemyselnom meradle na papierenskom stroji na výrobu jemného druhu papiera. Porovnávacie vzorky boli vyrobené pomocou bežných glejov na báze DAK. Zloženie vyrábaného papiera bolo totožné s typickými druhmi jemného papiera, ktoré obsahujú kryštalický uhličitan vápenatý, a preto bolo vhodné pre atramentovú tlač. Plošná hmotnosť papiera vyrobeného pri teste bola 70 g.rri². Glej bol pridaný v množstve 1,3 kg na tonu papiera.

Testovacie hárky boli odobraté z viacerých balov, ktoré boli vyrobené počas skúšobnej prevádzky. Pri testovacích hárkoch bola na vrchných stranách testovaná miera hydrofóbnosti (Cobb₆₀ a HST) a parametre charakterizujúce použiteľnosť pre atramentovú tlač (rozpíjanie, krvácanie a optické hustoty).

Tabuľka 4

Glejenie/ namerané parametre	Glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylhepta-dekanovej, pomer rozvetvených a nerozvetvených uhlíkatých reťazcov 50:50	Komerčný glej na báze DAK, pomerom kyseliny palmitovej a stearovej 40 : 60
Test Cobb₆₀[g.nť²]	22,2	28,8
Test HST [s] povrch	86,5	54
Atramentová tlač rozpíjanie na povrchu	3	4
krvácanie na povrchu	2	2
Atramentová tlač čierna	1,84	1,4
čierna, kombinovaná	1,10	1,13
modrozelená	1,37	1,36
červenofialová	0,93	0,92
žltá	0,91	0,88

Porovnaním použiteľnosti hárkov glejených glejmi na báze DAK odvodených od kyseliny 16-metylheptadekanovej s hárkami glejcnými komerčne dostupnými glejmi na báze DAK pre atramentovú tlač (podľa výsledkov uvedených v tabuľke 4) vyplýva, že glej na báze DAK odvodený od kyseliny 16-metylheptadekanovej poskytuje jasne lepši výsledok tak pri čiernobielej, ako i farebnej tlači. Pri papieri, ktorý bol glejený glejom na báze DAK odvodeného od kyseliny 16-metylheptadekanovej, nedochádzalo ani k pcnctrácii atramentu hárkom, ani k rozpíjaniu alebo krvácaniu. Hustota vytlačeného atramentu bola navyše podstatne lepšia ako pri vzorkách papiera, ktorý bol glejený komerčne dostupnými glejmi na báze DAK. Vysoká kvalita potlačenia hárka tak bola dosiahnutá i bez hydrofobizácie povrchu hárka.

Testy v priemyslelnom meradle dokázali, že papier vyrobený v skúšobnej prevádzke je nielen vhodný na atramentovú tlač, ale spĺňa i ďalšie požiadavky kladené na „viacúčelový“ papier, ako je dostatočný stupeň hydrofóbnosti pre kopírovacie prístroje a laserové tlačiarne. Práca stroja bola počas testu bezchybná a nedochádzalo k prilipnutiu nečistôt alebo kontaminácii povrchu súčiastok papierenského stroja.

Príklad 4

V tomto príklade bol druh papiera povrchovo upravovaný. Pre túto úpravu bol dosiahnutý určitý stupeň hydro fóbnosti už vnútorným glejením v kašovitej fáze výroby papiera. Podľa testu Cobb₆₀ bol dosiahnutý hydrofóbny účinok na úrovni 30 g.irľ². Povrchové glejenie bolo vykonané na zariadení Helior, v ktorom je hárok papiera uložený na otočnom valci a škrob na povrchové glejenie je spolu s primiešaným činidlom na hydrofobizáciu povrchu nanášaný použitím zvoleného tlaku natieracieho noža.

Povrchové glejenie bolo v tomto prípade vykonané pomocou 10 % roztoku oxidovaného kationického škrobu na povrchové glejenie Raisamyl 406 SP (výrobca Raisio Chemiclas Oy). Tento roztok obsahujúci 10 % škrobu bol zmiešaný s aditívami na povrchové glejenie v množstvách vztiahnutých k aktívnej zložke v sušine škrobu. Testované boli nasledovné aditíva na povrchové glejenie: DAK na báze zmesi kyseliny 16-metylheptadekanovej a kyseliny stearovej, styrén-akrylátový kopolymér a styrén-maleínanhydridový kopolymér. Pomer kyseliny 16-metylheptadekanovej a kyseliny stearovej v gleji na povrchové glejenie bol 1:1, Ako aditívum na povrchové glejenie na báze styrénakrylátového kopolyméru bolo použité Raisafob P400 (výrobca Raisio Chcmicals Oy). Ako aditívum na povrchové glejenie na báze styrén-maleínanhydridového kopolyméru bolo použité Raisafob D100 (výrobca Raisio Chemicals Oy).

Výsledky testov uvádza nasledujúca tabuľka 5, kde je kvalita glejenia reprezentovaná hodnotami Cobb₆₀ a HST.

Tabuľka 5

Aditívum na povrchové glejenie	Množstvo aditíva, % gleja na povrchové glejenie	Cobb₆₃, g.nť²	HST (80 %), s
Papierová zmes	0	30,4	67
Zmes + škrob na povrchové glejenie	0	46,6	60
DAK na báze kyseliny	0,5	22,4	126
16-metylheptadekanovej	1	22,4	137
a kyseliny stearovej	2	20,4	140
	4	20,0	182
Styrén-akrylátový	1	41,6	65
kopolymér	2	39,2	69
	4	36,0	78
Styrén-maleínanhydridový	1	38,4	75
kopolymér	2	29,2	115
	4	21,6	117

Z hodnôt uvedených v tabuľke 5 vyplýva, že gleje na báze DAK pripravené z mastných kyselín, ktoré obsahujú kyselinu 16-metylheptadekanovú, majú najlepšie vlastnosti už pri najnižších pridávaných množstvách. Tieto gleje dosahujú podľa výsledkov testu Cobb₆₀, i testu HST najvyššiu hydrofóbnosť.

Tabuľka 6

Výsledky testov, ktoré boli využité na ohodnotenie čiernobielej kvality tlače, sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 6. Meraná bola optická hustota tlače na vzorkách papiera (atramentová tlačiareň Hewlett-Packard 500 C).

Aditívum na povrchové glejenie	Množstvo aditíva, % škrobu na povrchové glejenie	Čiernobiela tlač: hustota čiernej	Kombinovaná farebná tlač: hustota čiernej
Papierová zmes	0	1,33	0,98
Zmes + škrob na povrchové glejenie	0	1,58	1,26
DAK na báze kyseliny	0,5	1,67	1,19
16-metylheptadekanovej	1	1,76	1,22
a kyseliny stearovej	2	1,85	1,31
	4	1,86	1,32
Styrén-akrylátový	1	1,58	1,23
kopolymér	2	1,60	1,25
	4	1,67	1,25
Styrén-maleínanhydridový	1	1,74	1,27
kopolymér	2	1,75	1,31
	4	1,80	1,30

Výsledky uvedené v tabuľke 6 ukazujú, že pri čiernobielej tlači bola dosiahnutá dokonca lepšia kvalita tlače než pri použití zlúčenín, ktoré sa bežne používajú pri povrchovom glejení papiera.

Príklad 5

Aditíva na povrchové glejenie boli taktiež testované na poloprevádzkovom papierenskom stroji. Testované druhy papiera boli glejené bez predbežného povrchového glejenia vo vaňovom a filmovom glejovacom lise. Papierová zmes jemného druhu papiera mala plošnú hmotnosť 80 g.m'² a ako plnivo obsahovala 20 % kryštalického uhličitanu vápenatého (bežný „viacúčelový“ kancelársky papier). Ako povrchový glej bol použitý 8 % roztok Raisamylu 405 SP (oxidované kationické povrchové činidlo, výrobca Raisio Chemiclas Oy). Škrob na povrchové glejenie bol zmiešaný s rôznymi hydrofobizačnými aditívami na povrchové glejenie: základná DAK (zmes kyseliny palmitovej a stearovej v pomere 60 : 40 %), DAK na báze kyseliny 16-metylheptadekanovej a stearovej (pomer rozvetvenej a nerozvetvenej kyseliny 50 : 50 %), styrén-akrylátový kopolymér (Raisafob P400, výrobca Raisio Chemicals Oy) a styrénmaleínanhydridový kopolymér (Raisafob D100, výrobca Raisio Chemicals Oy).

Nasledujúca tabuľka 7 zhŕňa výsledky testov, ktoré boli vykonané na poloprevádzkovom papierenskom stroji s filmovým glejovacim lisom.

Tabuľka 7 - Výsledky glejenia na poloprevádzkovom papierenskom stroji s filmovým glejovacim lisom

Aditívum na povrchové glejenie	Množstvo aditíva, % škrobu na povrchové glejenie	Cobbco, g.m'²	HST (80 %), s
Papierová zmes + škrob na povrchové glejenie	0	42,3	143
	0,25	25,6	255
Základná DAK	0,50	23,8	273
	1	20,3	310
	2	19,2	380
DAK na báze kyseliny	0,25	27,8	247
16-metylheptadekanovej	0,5	25,7	251
a kyseliny stearovej	1	22,3	239
	2	20,4	285
Styrén-akrylátový	2	30,8	223
kopolymér	4	25,6	229
Styrén-maleínanhydridový	2	25,3	266
kopolymér	4	21,1	282

Nasledujúca tabuľka 8 zhŕňa výsledky atramentovej tlače (tlačiareň HP 560 C) na vzorkách papiera. Získané výsledky boli analyzované podľa „suchých“ vyhodnocovacích metód.

Tabuľka 8 - Čiernobiela kvalita tlače na tlačiarni HP 560 P

Aditívum na povrchové glejenie	Čiernobiela tlač	Farebná tlač
	Hustota	Rozpíjanie	Čas sušenia	Hustota	Krvácanie: plocha	Krvácanie: obvod
Papierová zmes + povrchový glej	1,07	2,1	1	0,95	49057	1834
Základná DAK 0,5 %	1,19	1,6	16	0,97	51103	2019
Základná DAK 1,0%	1,22	1,5	24	0,98	49152	1923
DAK na báze kyseliny 16-metylheptadekanovej a kyseliny steárovej 0,5 %	1,18	1,6	7	0,97	48313	1913
DAK na báze kyseliny 16-metylheptadekanovej a kyseliny steárovej 1,0%	1,21	1,5	13	0,98	47609	1898
Styrén-akrylátový kopolymér 1,0%	1,14	1,8	2	0,95	47654	1847
Styrén-akrylátový kopolymér 2,0 %	1,14	1,7	4	0,96	47966	1821
Styrén-maleínanhydridový kopolymér 1,0%	1,20	1,6	17	0,96	47058	1808
Styrén-maleínanhydridový kopolymér 2,0 %	1,23	1,5	26	0,97	47099	1909

Z hodnôt uvedených v tabuľkách 7 a 8 vyplýva, že použitie základných DAK v hodnotených vzorkách prináša veľmi dobrú mieru hydrofóbnosti. Vysoká hydrofóbnosť však môže viesť k príliš pomalému zasychaniu farieb, čo môže pri farebnej tlači viesť vo vrstvách k farebnej nevyváženosti. Tieto hodnoty naznačujú, že najlepšia rovnováha medzi spotrebou gleja, kvalitou čiernobielej a farebnej tlače je dosahovaná použitím DAK na báze kyselín 16-metylheptadekanovej a steárovej, ktoré obsahujú rozvetvené a nerozvetvené uhlíkaté reťazce.

Priemyselná využiteľnosť

Druh papiera, ktorý je vyrobený podľa predloženého vynálezu, je možné výhodne využiť pre potreby čiernobielej i farebnej tlače, pretože sa pri ňom neprejavujú ťažkosti spojené obyčajne s atramentovou tlačou. Pri papieri, vyrobenom podľa predloženého vynálezu, bola dosiahnutá najmä optimálna rovnováha medzi požiadavkami na absorbciu a hydrofóbnosť papiera. Preto je možné s vysokou kvalitou tlačiť tak čiernymi, ako i farebnými atramentmi. Výhody pri tlači vo viacerých vrstvách zahŕňajú minimálnu priesvitnosť, vysokú hustotu tlače, elimináciu rozpijania a krvácania farieb a minimálnu hrúbku vytlačených obrysov. Vyvážený výsledok tlače je navyše dosiahnutý vďaka podstate druhu papiera pripraveného podľa tohto vynálezu bez nutnosti poťahovania hárka, úpravy povrchu na zlepšenie hydrofóbnosti alebo použitia vyššieho, ako obyčajne používaného množstva škrobov na povrchové glejenie. Druh papiera vyrobený podľa tohto vynálezu preto spĺňa požiadavky kladené na kancelársky druh papiera pre tlačiarne a navyše môže slúžiť ako „viacúčelový“ papier.

Použitím formulácie gleja podľa tohto vynálezu je možné dosiahnuť žiaduceho výsledku atramentovej tlače s menšou dávkou gleja ako pri použití bežných glejov na báze DAK. Tým je možné zabrániť problémom so zanášaním papierenského stroja a priľnavosťou nečistôt a vlákien na valce, ktoré sú spôsobované bežnými glejmi na báze DAK.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Neutrálny alebo alkalický spôsob výroby druhu papiera s obsahom aditív, najmä zrážaného uhličitanu vápenatého ako plniva, pri ktorom sa vo fáze kašovitej vlákniny na reguláciu hydrofóbnosti hárka a zaistenie potlačiteľnosti uvedeného druhu papiera pri atramentovej tlači pridáva glej na báze 2-oxetanónu, vyznačujúci sa tým, že sa do kašovitej vlákniny pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripraveného zjednej alebo viac ako jednej mastnej kyseliny, ktoré majú nasýtený hlavný reťazec obsahujúci 6 až 22 atómov uhlíka, pričom najmenej jedna z uvedených kyselín má rozvetvený uhlikatý reťazec.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že ku kašovitej vláknine sa pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripravený zo zmesi lineárnych a rozvetvených mastných kyselín.
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že ku kašovitej vláknine sa pridáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu pripraveného zo zmesi mastných kyselín, kde pomer nerozvetvených a rozvetvených mastných kyselín v tejto zmesi je 1 : 1.
4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že ku kašovitej vláknine sa priSK 285961 B6 dáva hydrofobizačný glej na báze 2-oxetanónu v množstve 0,05 až 0,25 % hmotnosti vlákien v kaši.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov 1 až 4, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že sa vykonáva aj povrchové glejenie glejom, ktorý obsahuje hydrofobizačný glej podľa nároku 1.