[发明专利]施胶组合物

说明书

发明背景

在造纸过程中，通常添加施胶组合物以合意地影响纸张的性质。例如，该施胶组合物可以改善表面对要印刷在该纸张上的墨水或调色剂的吸收能力，可以改善拒水性，并可以降低表面粘性。一些施胶组合物包含氯化钙，其特别适于喷墨印刷中使用的纸张。特别地，可溶性钙离子在接触时溶解到墨水中，并促进了墨水颜料的快速絮凝，这又减轻了颜色之间的渗色并强化了黑色的光密度和颜色的饱和度。

附图概述

本公开的实例的特征与优点将参照以下详述和附图变得显而易见。

图1是例示减少造纸过程中腐蚀的方法的一个实例的流程图；

图2是例示包含不同盐的各种施胶组合物的黑色光学密度（KOD）结果的图；

图3是例示包含不同盐的各种施胶组合物的色域结果的图；

图4是例示具有不同浓度的丙酸钙施胶组合物与氯化钙施胶组合物的腐蚀速率的图；

图5是例示pH对丙酸钙施胶组合物和氯化钙施胶组合物在碳钢上的腐蚀速率的作用的图；

图6是例示pH对丙酸钙施胶组合物和氯化钙施胶组合物在不锈钢上的腐蚀速率的作用的图；和

图7是例示具有不同百分比的丙酸钙和氯化钙的施胶组合物的腐蚀速率的图。

发明详述

虽然氯化钙改善了纸张用于喷墨印刷的特性，但已经偶尔发现会导致造纸中使用的部件的腐蚀。当不能很好地控制氯离子含量时，氯化钙常常会引起腐蚀。本发明人已经预料不到地发现，并非所有钙盐在改善纸张特性并同时还降低部件腐蚀方面均是等效的。事实上，本发明人已经发现，单独使用或与特定量的氯化钙组合使用的丙酸钙（也称为丙酸钙盐）提供可溶性钙离子的有益效果，同时还具有较低的腐蚀性（例如当与其它钙盐相比时）。

已经提出，任何水溶性钙盐可用在纸张施胶组合物中以增强印刷效果并减少对造纸机部件的腐蚀。基于此，可以预期的是，钙盐如乙酸钙、乙二胺四乙酸钙（EDTA）、乳酸钙（其可以缓慢溶解）、硝酸钙、酒石酸钙（其略微可溶）和硬脂酸钙（其略微可溶）可用于纸张施胶组合物以增强印刷效果并减少腐蚀。本文中公开的（一个或多个）实施例的测试结果表明并非这种情况。事实上，结果表明，一些水溶性盐，包括乙酸钙和硝酸钙，不会如丙酸钙那样多地减少不锈钢或碳钢的腐蚀，并且乳酸钙不会如丙酸钙那样多地减少碳钢的腐蚀。其它盐（例如酒石酸钙和硬脂酸钙）据信不适于该施胶组合物，至少部分因其在水溶液中的溶解度较低。低溶解度会阻止使用高到足以改善印刷品质的载量并会导致其它问题，如形成沉淀物。

此外，不被任何理论束缚，据信氯化钙与丙酸钙的共混物产生了使氯化钙的腐蚀效应最小化的协同结果（至少在碳钢上）。例如，单独使用的氯化物可以通过在点缺陷处削弱氧化铁钝化膜（这又形成了点蚀）从而在施胶机中造成腐蚀。点蚀通常在其中具有低pH，丙酸盐可能具有导致腐蚀速率降低的缓冲效果。如本文中公开的（一个或多个）实施例中所示，包含25:75至75:25的丙酸钙对氯化钙的施胶组合物与具有更高氯化钙量的溶液相比显著降低了对碳钢的腐蚀。

本文中公开的施胶组合物的一些实例包括单一钙盐，即丙酸钙，不含任何其它盐。本文中公开的施胶组合物的其它实例包括两种钙盐，即丙酸钙和氯化钙，不含任何其它盐。无论单独使用丙酸钙还是与氯化钙组合使用丙酸钙，盐的总量为大约3千克/吨纸至大约15千克/吨纸。在一些实例中，盐的总量为大约5千克/吨纸至大约9千克/吨纸。丙酸钙对氯化钙的比为100:0（即，无氯化钙）至50:50中的任何值。

该组合物还可以包含一种或多种选自淀粉、荧光增白剂、杀生物剂、消泡剂、表面施胶剂、湿强度添加剂和颜料填料的添加剂。要理解的是，可以使用这些添加剂中的一种，或可以使用这些添加剂的任意组合。

可以以大约15千克/吨纸至大约50千克/吨纸的量包含淀粉。该淀粉可以是玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉等等。可以使用改性或未改性淀粉。改性淀粉的实例包括氧化淀粉、乙基化淀粉、阳离子淀粉、酯化淀粉、酶变性淀粉等等。淀粉添加剂的一个具体实例是2-羟乙基淀粉醚，其可以以商标PENFORD® Gum 270购得（Penford Products, Co.）。