具有改良光学特性的组合物和记录片材制造技术

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

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于造纸中的组合物。本专利技术也涉及制作和使用包括该组合物的纸产物(例如记录片材)的方法。
技术介绍
市场中对具有优越印刷特性和光学特性的记录片材、打印纸、书写纸等的需求正在增加。为改善亮度和白度，例如，荧光增白剂(OBA)正在以更大的量使用。然而，OBA是昂贵的，并且增加它们的使用大幅度地导致更高的产品成本。为改善印刷特性如油墨密度和干燥时间，已经使用阳离子金属。氯化钙当前用于喷墨记录介质中以改善喷墨印刷密度及干燥时间。参见，例如，2007年4月19日公开的美国专利申请公开2007/0087138，其公开了含有水溶性二价金属盐的具有改善的图像干燥时间的记录片材。其他的金属盐已经用于喷墨记录介质中。美国专利4，381，185公开了含有多价金属阳离子的纸料。美国专利4，554，181公开了具有包括水溶性多价金属盐的记录表面的喷墨记录片材。美国专利6，162，328公开了包括多种阳离子金属盐的用于喷墨印刷基材的纸胶料。美国专利6，207，258公开了含有二价金属盐的用于喷墨印刷基材的表面处理组合物。美国专利6，880，928公开了喷墨记录原纸，其具有包括多价金属盐的涂层。然而，已经发现这些阳离子添加剂中的多种添加剂降低亮度和白度。例如，氯化钙不期望地使诸如经常在施胶压榨时使用的芪基光学增白剂淬灭。克服亮度和白度的这种降低对造纸工艺带来额外成本。另一个缺点是，使用某些阳离子添加剂(如氯化钙)可能在造纸机中产生运行性问题；并且氯化钙影响施胶压榨制剂的pH。在施胶机处使用的淀粉需要窄的pH范围以起效:过高的PH可能导致淀粉变黄；太低的pH可能导致淀粉沉淀出和/或胶凝。氯化钙也可能与其他化学品(如当破碎或回收纸时，在湿部使用的那些化学品)相互作用。络合剂(如已知螯合剂，二亚乙基三胺五(甲基)膦酸(DTPA)和聚丙烯酸的协同性混合物已经用来增强化学纸浆和机械纸浆中的亮度。见，例如，美国专利7，351，764。螯合剂也已经用来制作酸稳定的碳酸钙浆。见，例如，美国专利7，033，428。美国专利申请公布2007/0062653公开了与某些螯合剂联合使用还原剂通过增加纸浆的热稳定性和减少纸浆中的发色结构来增强纸产物的亮度。在该专利中公开了螯合剂包括能够螯合过渡金属的化合物，所述过渡金属与纸浆组分形成有色产物并催化漂白的纸浆或纸产物中的成色反应。因而需要具有改良光学特性的记录片材，所述的记录片材还降低与OBA相关的成本。
技术实现思路
上述及其他问题由本专利技术解决。相当令人惊讶地，本专利技术人已经发现一种包含二价金属的水溶性盐、对该二价金属具有亲和力的络合剂和荧光增白剂(opticalbrightening agent)的组合物固有几个优点。当用于造纸工艺中时，本专利技术的一个实施方案改善了纸产物的光学特性如白度和亮度。在记录片材中，本专利技术的另一个实施方案显示改良的光学特性，同时期望地维持有益的印刷特性。还已经发现本专利技术的另一个实施方案期望地避免了造纸工艺中的沉淀和其他运行性问题。附图说明本专利技术的多种实施方案连同附图一起描述，其中:图1显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。图2显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。图3显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对油墨密度的影响的图形数据。图4显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对油墨去除的影响的图形数据。图5显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。图6显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。图7显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对TAPPI亮度的影响的图形数据。图8显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对白度的影响的图形数据。图9显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对亮度的影响的图形数据。图10显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对亮度的影响的图形数据。图11显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对UV和日光老化影响的表格数据。图12显示几项专利技术实施方案和比较性实施方案及它们对UV和日光老化影响的图形数据。具体实施例方式本专利技术的一个实施方案期望地用较低量的荧光增白剂实现改良的光学特性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的油墨特性及印刷特性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性和改良的油墨特性及印刷特性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的造纸机运行性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性和改良的机器运行性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的油墨特性及印刷特性和改良的机器运行性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现改良的光学特性、油墨特性及印刷特性和改良的运行性。本专利技术的另一个实施方案期望地实现油墨牢固度。一个实施方案涉及组合物，该组合物包含:二价金属的水溶性盐；对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂。另一个实施方案涉及用于制作记录片材的方法，该方法包括:使包含多条纤维素纤维的纸基材与组合物接触以制作记录片材，所述组合物包含:二价金属的水溶性盐；对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂。另一个实施方案涉及一种方法，该方法包括:用印刷设备在记录片材的表面上形成图像，所述的记录片材包含:包含多条纤维素纤维的纸基材；和组合物，该组合物包含:二价金属的水溶性盐；对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂。另一个实施方案涉及记录片材,其包含:包含多条纤维素纤维的纸基材；和组合物，该组合物包含:二价金属的水溶性盐；对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂。该组合物包括至少一种二价金属盐。当用于记录片材中时，该记录片材可以适当地含有与基材的至少一个表面接触的有效量的二价水溶性金属盐。如本文中所用，“有效量”是足够获得优良干燥时间或印刷特性的量。二价水溶性金属盐在该基材中的这个总量可以大幅度变动，条件是维持或实现想要的结果。通常，这个量是至少0.02g/m2，尽管可以使用更低或更高的量。二价水溶性金属盐的量优选地是从约0.02g/m2至约4g/m2，所述范围包括其之间的全部值及子范围，包括0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75 和 4g/m2或其任意组合，并且最优选地是约0.04g/m2至约2.0g/m2。在一个实施方案中，二价水溶性金属盐的量优选地是从约0.04g/m2至约1.5g/m2。任何水溶性二价金属盐可以用于本专利技术的实施中。合适的二价水溶性金属盐包括但不限于含有二价钙、镁、钡、锌或这些元素任意组合的化合物。反离子(阴离子)可以是简单或复合的并且可以大幅度变动。此类物质的示例是氯化钙、氯化镁、乙酸钙、乳酸钙、EDTA钙、EDTA镁等及其组合。用于实施本专利技术的优选二价水溶性金属盐是水溶性钙盐，尤其是氯化隹丐。在一个实施方案中，该二价金属盐可以是二价金属阳离子的无机或有机酸盐或其组合。在一个实施方案中，水溶性金属盐可以包括钙、镁、钡、锌(II)或其它金属或其组合的卤化物、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、乙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：二价金属的水溶性盐；对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和荧光增白剂；其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。

【技术特征摘要】
2008.06.20 US 61/132,6721.种组合物，其包含: 二价金属的水溶性盐； 对所述二价金属具有亲和力的络合剂；和 荧光增白剂； 其中所述二价金属选自钙、镁、钡、锌或其组合。2.利要求1所述的组合物，其中所述盐以足够实现纸基材上0.02g/m2至4g/m2盐的量存在。3.利要求1所述的组合物，其中所述盐是钙(II)盐。4.利要求1所述的组合物，其中所述盐包含二价金属的盐的组合。5.利要求1所述的组合物，其还包含淀粉，并且其中所述络合剂以范围为0.0lLb/lOOLb淀粉至100Lb/100Lb淀粉的量存在。6.利要求1所述的组合物，其中所述络合剂选自有机膦酸酯、磷酸酯、羧酸、二硫代氨基甲酸酯、EDTA盐、EGTA盐、DTPA盐、冠醚、EDTA、EDTA 二钠盐、EDTA四钠盐、EDTA三钠盐、EDTA 二钠镁盐、EDTA 二钠钙盐、EDTA 二铵盐、EDTA 二钾盐、EDTA三钾盐、EDTA 二锂盐、EDTA四甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭征，杨森，万京秀，班尼·J·斯卡格斯，B·T·利古金斯基，
申请(专利权)人：国际纸业公司，
类型：发明
国别省市：