專(zhuān)利名稱(chēng)：包含高表面施膠和低內(nèi)部施膠并具有高尺寸穩(wěn)定性的紙張襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含高表面施膠和低內(nèi)部施膠并具有高尺寸穩(wěn)定性的紙張襯底，以及制備和使用所述組合物的方法。
背景技術(shù)：
紙張襯底的性能變量取決于該襯底的多種終端用途而有極大地改變。然而，隨著所述襯底的尺寸穩(wěn)定性提高，大多數(shù)性能變量可以更容易地在紙張中進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，常年以來(lái)，在市場(chǎng)上要求提供具有出眾尺寸穩(wěn)定性而仍然具有高表面強(qiáng)度的動(dòng)力紙張襯底。Lipponen^A (2003)"Surface sizing with starch solutions at high solids content”，TAPPI 計(jì)量施膠壓制論壇(TAPPI Metered Size Press Forum)討論了可在多種特別選擇情況中用來(lái)提高表面強(qiáng)度的施膠壓制涂覆的高淀粉溶液固體的使用，但未能取得和/或評(píng)價(jià)尺寸穩(wěn)定紙張襯底的重要性。此外，在Lipponen等人描述的所述紙張具有作者描述為非所希望的低內(nèi)部強(qiáng)度(不低于約140J/m2)。此夕卜，在 Lipponen 等人 Q005)后來(lái)的論文"Effect of press draw and basis weight on woodfree paper properties during his solids surface sizing，，,TAPPI 春季技術(shù)會(huì)議和商品交易會(huì)(TAPPI Spring Technical Conference & Trade Fair)中，作者討論了用于增大其上含有施膠壓制涂覆的高淀粉溶液固體的紙張襯底的非希望低內(nèi)部強(qiáng)度的方法?？上У?，這些參考文獻(xiàn)代表了同時(shí)提供具有高尺寸穩(wěn)定性和高表面強(qiáng)度的紙張襯底的失敗嘗試。因此，仍然需要提高紙張襯底的尺寸穩(wěn)定性和表面強(qiáng)度的低成本和有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了提高紙張襯底的尺寸穩(wěn)定性和表面強(qiáng)度的低成本和有效的解決方法。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及紙張襯底。本發(fā)明的紙張襯底包含纖維素纖維幅。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含再循環(huán)纖維和/或原生纖維?；谝r底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含1-99重量％，優(yōu)選 5-95重量％的纖維素纖維。本發(fā)明的紙張襯底包含至少一種施膠劑。優(yōu)選地，所述施膠劑是表面施膠劑。施膠劑的優(yōu)選實(shí)例是淀粉和聚乙烯醇，以及聚乙烯胺、藻酸鹽、羧甲基纖維素等。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含任何量的所述施膠劑。優(yōu)選地，基于所述襯底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含0. 01-20重量％的至少一種施膠劑，更優(yōu)選地包含1-10重量％施膠劑，最優(yōu)選包含2-8重量％施膠劑。所述紙張襯底優(yōu)選具有高尺寸穩(wěn)定性。尺寸穩(wěn)定性的一個(gè)很好的指標(biāo)是濕膨脹率的物理測(cè)量值，濕膨脹率優(yōu)選地是Neenah濕膨脹率。優(yōu)選所述紙張襯底的MD 內(nèi)鍵(internal bond)為 10-350ft_lbsX 10_3/in2，優(yōu)
選 75-120ft-lbs X IO-Vin2,更優(yōu)選 80-100ft_lbs X l(T3/in2，最優(yōu)選 90-100ft_lbs X 1(Γ3/
.2
in ο優(yōu)選所述紙張襯底的CD內(nèi)鍵為10-350ft-lbsXl(T7in2，優(yōu)選
75-120ft-lbs X 10"3/in2,更優(yōu)選 80_100ft_lbs X 10—3/in2，最優(yōu)選 90_100ft_lbs X 10—7
.2
in ο所述紙張襯底可通過(guò)使所述施膠劑接觸所述纖維素纖維而制得。更進(jìn)一步地，可在能使本發(fā)明的所述紙張襯底包含任何上述量的纖維素和施膠劑的容許濃度水平上發(fā)生所述接觸。優(yōu)選地，所述紙張襯底通過(guò)在施膠壓制機(jī)上使至少一種施膠劑與所述纖維相接觸而制得。所述施膠劑的溶液優(yōu)選以至少8重量％，優(yōu)選至少或等于10重量％，更優(yōu)選大于或等于12重量％，最優(yōu)選大于或等于13重量％固體施膠劑的％固體濃度包含至少一種施膠劑。所述施膠劑負(fù)載至少為0. 25gsm,優(yōu)選0. 25-10gsm,更優(yōu)選3. 5-10gsm,最優(yōu)選 4.4-10gsmo本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比。所述內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比可小于100J/m2/gSm，優(yōu)選小于80J/m2/gSm，更優(yōu)選小于60J/m2/gSm，最優(yōu)選小于40J/m2/ gsm0當(dāng)在施膠壓制機(jī)中使纖維接觸所述施膠劑時(shí)，優(yōu)選所述施膠溶液的粘度在IOOrpm 和150° F下，使用布氏粘度計(jì)、2號(hào)錠時(shí)為100-500厘泊。優(yōu)選地，按照上述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的所述粘度為125-450，更優(yōu)選150-300厘泊。


圖1顯示了具有纖維素纖維幅和施膠組合物的紙張襯底，其中所述施膠組合物具有最小的對(duì)所述纖維素纖維幅的穿插。
圖2顯示了具有纖維素纖維幅和施膠組合物的紙張襯底，其中所述施膠組合物穿插到纖維素纖維幅中。圖3顯示了具有纖維素纖維幅和施膠溶液的紙張襯底1，其中所述施膠溶液大約均勻分布遍及纖維素纖維幅。圖4A顯示了經(jīng)閾值處理后的液體紙箱板的橫截面的照片(IOX)。圖4B顯示了具有歸一化的灰度等級(jí)的ClS板的橫截面的照片(IOX)。圖4C顯示了如所記錄的復(fù)印紙的橫截面的照片(IOX)。圖5A顯示了本發(fā)明紙張的強(qiáng)度(8位灰度等級(jí)，0-25 與從頂表面的滲透量之間的關(guān)系，其中各條跡線沿左端對(duì)齊。圖5B顯示了圖5A中的各條跡線右端對(duì)齊的曲線圖。圖6A顯示了本發(fā)明紙張的強(qiáng)度的平均值。圖6B顯示了本發(fā)明紙張的強(qiáng)度的具有基線的復(fù)合值。圖6C顯示了用于計(jì)算斜率的強(qiáng)度曲線的感興趣區(qū)域。圖7A顯示了常規(guī)紙張襯底的強(qiáng)度與從頂表面的滲透量之間的關(guān)系，其中各條跡線沿左端對(duì)齊。圖7B顯示了圖7A中的各條跡線右端對(duì)齊的曲線圖。圖8A顯示了常規(guī)紙張襯底的強(qiáng)度的平均值。圖8B顯示了常規(guī)紙張襯底的強(qiáng)度的具有基線的復(fù)合值。圖9示意性地示出了造紙流程圖。圖IOA至圖IOF顯示了本發(fā)明紙張樣品的顯微照片。圖11顯示了對(duì)照卷軸的Neenah⑶濕膨脹率。圖12顯示了試驗(yàn)卷軸的Neenah CD濕膨脹率。圖13顯示了砑光卷軸的Neenah CD濕膨脹率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的紙張襯底包含纖維素纖維幅。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含再循環(huán)纖維和/或原生纖維。再循環(huán)纖維和原生纖維之間的一個(gè)示例性差別是再循環(huán)纖維可能已經(jīng)經(jīng)歷至少一次干燥處理?；谝r底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含1-99重量％，優(yōu)選5-95重量％ 的纖維素纖維，包括 1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 和
99重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。優(yōu)選地，所述纖維素纖維來(lái)自于軟木和/或硬木?；谠谒黾垙堃r底中的纖維素纖維的總量，本發(fā)明所述紙張襯底可包含1-100 重量％，優(yōu)選10-60重量％的來(lái)自于軟木物種的纖維素纖維。基于在所述紙張襯底中的纖維素纖維的總量，該范圍包括 1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、 85、90、95和100重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍?；谒黾垙堃r底的總重量，所述紙張襯底可以擇一地或重疊地包含來(lái)自軟木物種的0. 01-99重量％纖維，最優(yōu)選10-60重量％?；谒黾垙堃r底的總重量，所述紙張襯底包含不超過(guò) 0. 01,0. 05,0. 1,0. 2,0. 5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和99重量％的纖維，包括其中的任何和所有范圍和
子范圍。所述紙張襯底可包含來(lái)自軟木物種的軟木纖維，所述軟木物種的加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(Canadian Standard Freeness) (csf)為 300-750，更優(yōu)選 400-550。該范圍包括 300、 310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、 500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、 690、700、710、720、730、740和750csf，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度通過(guò)TAPPI T-227標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試進(jìn)行測(cè)量?；谠谒黾垙堃r底中的纖維素纖維的總量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含 1-100重量％，優(yōu)選30-90重量％的來(lái)自于硬木物種的纖維素纖維?；谠谒黾垙堃r底中的纖維素纖維的總量，該范圍包括 1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、 80、85、90、95和100重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍?；谒黾垙堃r底的總重量，所述紙張襯底可以擇一地或重疊地包含來(lái)自硬木物種的0. 01-99重量％纖維，最優(yōu)選60-90重量％?；谒黾垙堃r底的總重量，所述紙張襯底包含不超過(guò) 0. 01,0. 05,0. 1,0. 2,0. 5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、 45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、99和99重量％的纖維，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述紙張襯底可包含來(lái)自軟木物種的纖維，所述軟木物種的加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度 (csf)為 300-750，更優(yōu)選 400-550 ο 該范圍包括 300、310、320、330、340、350、360、370、380、 390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、 580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740 和 750csf, 包括其中的任何和所有范圍和子范圍。加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度通過(guò)TAPPI T-227標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述紙張襯底包含軟木和/或硬木的更低提純的纖維。所述紙張襯底與常規(guī)紙張襯底相比，包含比用于常規(guī)紙張襯底中的纖維更低提純至少2 %的這些纖維，優(yōu)選更低提純至少5%，更優(yōu)選更低提純10%，最優(yōu)選更低提純至少15%的這些纖維。例如，如果常規(guī)紙張包含加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)為350的軟木和/或硬木纖維，則本發(fā)明的所述紙張襯底更優(yōu)選包含CSF為385(即比常規(guī)提純程度低10% )的纖維，即便性能沒(méi)有達(dá)到更好，仍和所述常規(guī)紙張的性能類(lèi)似。下面討論本發(fā)明所述襯底的一些代表性性能質(zhì)量。在為本發(fā)明特征的硬木和/或軟木纖維的提純方面的一些降低包括但不限于 1)從350到至少385CSF ；2)從350到至少400CSF ；3)從400到至少450CSF ；和4)從450 到至少500CSF。與常規(guī)紙張襯底中包含的那些纖維相比，在纖維提純程度上的降低可至少為 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20 和 25 %，然而本發(fā)明紙張襯底的性能仍能相等于和/或優(yōu)于所述常規(guī)紙張襯底。當(dāng)所述紙張襯底同時(shí)包含硬木和軟木纖維時(shí)，優(yōu)選所述硬木/軟木比例為 0. 001-1000，優(yōu)選從 90/10 到 30/60。該范圍可以包括 0. 001,0. 002,0. 005,0. 01,0. 02、 0.05,0.1,0.2,0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、 100、200、300、400、500、600、700、800、900和1000，包括其中的任何和所有范圍和子范圍，
以及這里這些比例的倒數(shù)的任何范圍和子范圍。
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此外，本發(fā)明所述紙張襯底包含的所述軟木和/或硬木纖維可通過(guò)物理和/或化學(xué)方法進(jìn)行改性。物理方法的實(shí)例包括但不限于電磁法和機(jī)械法。用于電改性的方法包括但不限于使所述纖維接觸電磁能源如光和/或電流。機(jī)械改性的方法包括但不限于使非生物物體接觸所述纖維的方法。該非生物物體的實(shí)例包括具有尖銳和/或鈍邊緣的那些物體。例如，這些方法也涉及切割、捏合、搗碎、刺穿等方法。化學(xué)方法的實(shí)例包括但不限于常規(guī)的化學(xué)纖維改性方法，其包括在其上交聯(lián)和沉淀復(fù)合物。該纖維改性實(shí)例可為但不限于在下面專(zhuān)利中發(fā)現(xiàn)的那些6，592，717、 6，592，712,6，582，557,6，579，415,6，579，414,6，506，282,6，471，824,6，361，651, 6，146，494、Hl, 704,5, 731，080,5, 698，688,5, 698，074,5, 667，637,5, 662，773,5, 531，728、 5，443，899,5，360，420,5，266，250,5，209，953,5，160，789,5，049，235,4，986，882, 4，496，427,4, 431，481,4, 174，417,4, 166，894,4, 075，136 和 4，022，965，這里其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。此外纖維改性可見(jiàn)于2005年2月19日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/6M，712， 和2006年2月21日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/358，543中，其可以包括這里討論的加入光學(xué)增亮劑(即0ΒΑ)，上述文獻(xiàn)通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)?！凹?xì)粒物料”的來(lái)源可見(jiàn)于MveAll纖維，再循環(huán)物流、廢棄物流、廢物纖維液流。 存在于所述紙張襯底中的“細(xì)粒物料”的量可通過(guò)調(diào)節(jié)將該物流加入到所述紙張生產(chǎn)過(guò)程中的速度來(lái)進(jìn)行改變。所述紙張襯底可包含硬木纖維、軟木纖維和“細(xì)粒物料”纖維的組合。如上所討論的，“細(xì)粒物料”纖維是再循環(huán)纖維并一般地在長(zhǎng)度上平均不超過(guò)100 μ m,優(yōu)選不超過(guò) 90 μ m,更優(yōu)選在長(zhǎng)度上不超過(guò)80 μ m,和最優(yōu)選在長(zhǎng)度上不超過(guò)75 μ m。所述細(xì)粒物料的長(zhǎng)度優(yōu)選不超過(guò) 5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 和 100 μ m，
包括其中的任何和所有范圍和子范圍?；谒黾垙堃r底的總重量，所述紙張襯底包含0. 01-100重量％細(xì)粒物料，優(yōu)選包含0. 01-50重量％細(xì)粒物料，最優(yōu)選包含0. 01-15重量％細(xì)粒物料?；谒黾垙埖目傊亓?，所述紙張襯底包含不超過(guò) 0. 01,0. 05,0. 1,0. 2,0. 5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、 25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 和 100 重量％細(xì)粒物料，包括其中的任
何和所有范圍和子范圍?；谒黾垙堃r底包含的纖維的總重量，所述紙張襯底可以擇一地或重疊地包含 0. 01-100重量％細(xì)粒物料，優(yōu)選包含0. 01-50重量％細(xì)粒物料，最優(yōu)選包含0. 01-15重量％ 細(xì)粒物料?；谒黾垙堃r底包含的纖維的總重量，所述紙張襯底包含不超過(guò)0. 01,0. 05、 0.1,0.2,0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、 80、85、90、95和100重量％細(xì)粒物料，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述紙張襯底包含至少一種施膠劑。施膠劑是加入到紙張中以使其不同程度地具有濕度或抗水性的物質(zhì)。施膠劑的實(shí)例可見(jiàn)于G.A.Sm00k(1992)，Angus Wilde Publications 的"Handbook for pulp and paper technologists，，中，其通過(guò)弓|用而全部并入進(jìn)來(lái)。優(yōu)選地，所述施膠劑是表面施膠劑。施膠劑的優(yōu)選實(shí)例是淀粉和聚乙烯醇 (PVOH)，以及聚乙烯胺、藻酸鹽、羧甲基纖維素等。然而，可使用任何施膠劑。當(dāng)使用淀粉作為施膠劑時(shí)，淀粉可為改性的或未改性的。淀粉的實(shí)例見(jiàn)于上述的 G. A. Smook(1992), Angus Wilde Publications 的“Handbook for pulp and papertechnologists”中。改性淀粉的優(yōu)選實(shí)例包括如氧化淀粉、陽(yáng)離子淀粉、乙基化淀粉、氫乙氧基化淀粉等。此外，所述淀粉可來(lái)自任何來(lái)源，優(yōu)選來(lái)自馬鈴薯和/或玉米。最優(yōu)選地， 所述淀粉來(lái)源是玉米。當(dāng)使用聚乙烯醇作為施膠劑時(shí)，其可具有任何％水解度(％ hydrolysis)。優(yōu)選地聚乙烯醇是％水解度為100% -75%的那些聚乙烯醇。所述聚乙烯醇的％水解度可為75、 76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98 和 100%水解度，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。本發(fā)明的所述紙張襯底可以包含任何重量％的PV0H。優(yōu)選地，當(dāng)存在PVOH時(shí)， 基于包含于和/或在所述襯底上的施膠劑的總重量，PVOH的存在量為0. 001重量％ -100 重量％?；谠谒鲆r底中的施膠劑的總重量，該范圍包括0. 001,0. 002,0. 005,0. 006、 0. 008、0. 0U0. 02,0. 03,0. 04,0. 05,0. U0. 2、0· 4、0· 5、0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1、2、4、5、6、8、 10、12、14、15、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 和 100 重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含任何量的所述施膠劑。優(yōu)選地，基于所述襯底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含0. 01-20重量％的至少一種施膠劑，更優(yōu)選地包含1-10重量％施膠劑，最優(yōu)選包含2-8重量％施膠劑?；谒鲆r底的總重量，該范圍包括 0.01,0.05,0.1,0.2,0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19 和 20wt %的施膠劑，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述施膠劑可為至少一種表面施膠劑。然而，所述表面施膠劑可與至少一種內(nèi)部施膠劑組合使用。表面施膠劑和內(nèi)部施膠劑的實(shí)例可見(jiàn)于 G. A. Smook(1992), Angus Wilde Publications 的“Handbook for pulp and paper technologists”中，其通過(guò)引用而全部引入進(jìn)來(lái)。在一些情況中，所述表面施膠劑和內(nèi)部施膠劑可相同。當(dāng)所述紙張襯底同時(shí)包含內(nèi)部施膠劑和表面施膠劑時(shí)，它們可以任何比例存在，它們可為相同和/或不同的施膠劑。優(yōu)選地，表面施膠劑對(duì)內(nèi)部施膠劑的比例為 50/50-100/0，更優(yōu)選為75/25-100/0的表面施膠劑/內(nèi)部施膠劑。該范圍包括50/50、 55/45、60/40、65/35、70/30、75/25、80/20、85/15、90/10、95/5 和 100/0，包括這里任何的所
有范圍和子范圍。所述紙張襯底包含至少一種施膠劑。然而，施膠劑總量的至少大部分優(yōu)選位于所述襯底的外表面上。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含施膠壓制施加的涂層內(nèi)部的所述施膠劑。所述施膠壓制施加的涂層可穿插或未穿插所述襯底的纖維素纖維。然而，如果所述涂層和所述纖維素纖維互相穿插，可產(chǎn)生具有互相穿插層的紙張襯底。圖1-3顯示了在本發(fā)明紙張襯底中的所述紙張襯底1的不同實(shí)施方式。圖1顯示了具有纖維素纖維幅3和施膠組合物2的紙張襯底1，其中所述施膠組合物2具有最小的對(duì)所述纖維素纖維幅3的穿插。例如當(dāng)將施膠組合物涂敷到纖維素纖維幅上時(shí)可完成該實(shí)施方式。圖2顯示了具有纖維素纖維幅3和施膠組合物2的紙張襯底1，其中所述施膠組合物2穿插到纖維素纖維幅3中。紙張襯底1的穿插層4限定了其中至少施膠溶液滲入并處于所述纖維素纖維中的區(qū)域。所述穿插層可為至少部分所述紙張襯底的整個(gè)橫載面的1-99%，包括可為所述紙張襯底的 1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、
80、85、90、95和99%，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。例如，當(dāng)在涂敷法之前將施膠溶液加入到所述纖維素纖維中時(shí)，可實(shí)施該實(shí)施方式，如果需要可將該實(shí)施方式與隨后的涂敷法相結(jié)合。例如，加入點(diǎn)可位于施膠壓制機(jī)處。圖3顯示了具有纖維素纖維幅3和施膠溶液2的紙張襯底1，其中所述施膠溶液2 大約均勻分布遍及纖維素纖維幅3。例如，當(dāng)在涂敷法之前將施膠溶液加入到所述纖維素纖維中時(shí)，可實(shí)施該實(shí)施方式，如果需要可將該實(shí)施方式與隨后的涂敷法相結(jié)合。示例性的加入點(diǎn)可在造紙過(guò)程中的濕部、薄坯(thin stock)和厚坯(thick stock)處。優(yōu)選地，使所述穿插層4最小化和/或所述施膠劑的濃度優(yōu)選朝向所述紙張襯底的表面增大。因此，朝向所述襯底的頂部和/或底部外表面而存在的施膠劑的量?jī)?yōu)選大于朝向紙張襯底的內(nèi)部中央而存在的施膠劑的量?；蛘?，大部分所述施膠劑可優(yōu)選位于距離所述襯底的外表面等于或小于所述襯底總厚度的25%，更優(yōu)選10%的距離處。該方面也通稱(chēng)為使用例如淀粉通過(guò)列于實(shí)施例中的已知方法測(cè)量的Q4sr如果等于0. 5，則所述施膠劑大約均勻分布遍及所述紙張襯底。如果( 大于0. 5，則朝向所述紙張襯底的內(nèi)部中央比朝向所述紙張襯底的表面有著更多的施膠劑。如果( 小于0. 5，則朝向紙張襯底的內(nèi)部中央比朝向紙張襯底的表面有著更少的施膠劑。考慮到上述理由，本發(fā)明的所述紙張襯底優(yōu)選具有小于0. 5的Q4sr優(yōu)選具有0. 4的Q4sr更優(yōu)選具有小于0. 3的Q4sr最優(yōu)選具有小于0.25的Q4sr因此本發(fā)明所述紙張襯底的Q4^可為0至小于0.5。該范圍包括0、 0. 001,0. 002,0. 005,0. 01,0. 02,0. 05,0. 1,0. 15,0. 2,0. 25,0. 3,0. 35,0. 4,0. 45 和 0. 49， 包括其中的任何和所有范圍和子范圍。實(shí)質(zhì)上，Q是從橫截面圖上看沿著從所述紙張的外部邊緣從朝向所述紙張中央的方向上的淀粉量的測(cè)量值。這里可以理解Q可為任何Q使得其表示朝向所述紙張橫截面的外表面方向上具有淀粉的能力增強(qiáng)，Q可選擇Q(使用任何測(cè)試)以使得可提供本發(fā)明所述紙張襯底的任何一種或多種上述和下面提及的特性(例如內(nèi)鍵、濕膨脹率、IGT粘附(IGT Pick)，和/或IGT VPP分層等)。當(dāng)然，有其它方法來(lái)測(cè)量上述Q的等價(jià)值。本發(fā)明的精神使得用于測(cè)量朝向所述襯底中心的施膠劑的量與朝向所述襯底外表面的施膠劑的量的比例的任何Q測(cè)量方法或其類(lèi)似方法都是可接受的。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該比例使得盡可能多的施膠劑朝向所述襯底的外表面，因此可實(shí)現(xiàn)穿插區(qū)域最小化和/或位于所述穿插層中的淀粉的量最小化。還優(yōu)選在所述襯底的內(nèi)部和/或之上，甚至在非常高的施膠劑負(fù)載水平，優(yōu)選外部施膠劑負(fù)載水平下發(fā)生施膠劑的這種分布。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是當(dāng)通過(guò)使在該穿插層中的所述施膠劑濃度最小化或通過(guò)降低所述穿插層本身的厚度從而當(dāng)越來(lái)越多的外部施膠劑負(fù)載在穿插層表面上時(shí)，緊密控制位于所述穿插層內(nèi)部的施膠劑的量。本發(fā)明所述紙張襯底的以下特性是通過(guò)如此控制所述施膠劑而得到的。盡管所述施膠劑的該受控負(fù)載可以任何方式實(shí)現(xiàn)，在以下的討論中優(yōu)選通過(guò)施膠施膠壓制機(jī)對(duì)所述施膠劑進(jìn)行負(fù)載。所述紙張襯底優(yōu)選具有高尺寸穩(wěn)定性。具有高尺寸穩(wěn)定性的紙張襯底優(yōu)選具有降低的卷曲傾向。因此，與常規(guī)紙張襯底相比，本發(fā)明的優(yōu)選紙張襯底具有降低的卷曲傾向。尺寸穩(wěn)定性的一個(gè)很好的指標(biāo)是濕膨脹率的物理測(cè)量值，濕膨脹率優(yōu)選地是 Neenah濕膨脹率，其是通過(guò)使用干燥器和增濕器而非簡(jiǎn)單地使用鹽濃度對(duì)相對(duì)濕度(RH)進(jìn)行電子監(jiān)測(cè)和控制，使用TAPPI USEFUL METHOD 549測(cè)量的。周?chē)h(huán)境的所述RH在 50%-15%然后至85%之間變化，導(dǎo)致了在進(jìn)行測(cè)量的紙張樣品中的尺寸變化。例如，當(dāng)改變上述的所述RH時(shí)，本發(fā)明的所述紙張襯底在⑶方向上具有濕膨脹率為0. 1-1. 9%，優(yōu)選
0.7-1. 2%，最優(yōu)選 0. 8-1. 0%o 該范圍包括 0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9,1. 0、
1.1、1. 2,1. 3,1. 4,1. 5,1. 6,1. 7,1. 8和1. 9%，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。優(yōu)選所述紙張襯底的MD 內(nèi)鍵(internal bond)為 10-350ft_lbsX 10_3/in2，優(yōu)選 75-120ft-lbs X IO-Vin2,更優(yōu)選 80-100ft_lbs X l(T3/in2，最優(yōu)選 90-100ft_lbs X 1(Γ3/ in2。該范圍包括 10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、 85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、160、165、170、175、180、 185、190、195、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340 和 350ft-lbs X 10_3Λη2，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述MD內(nèi)鍵是通過(guò)測(cè)試TAPPI t-569 而測(cè)量的 Scott Bond。優(yōu)選所述紙張襯底的CD內(nèi)鍵為10-350ft-lbSXl(T7in2，優(yōu)選 75-120ft-lbs X IO-Vin2,更優(yōu)選 80-100ft_lbs X l(T3/in2，最優(yōu)選 90-100ft_lbs X 1(Γ3/ in2。該范圍包括 10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、 85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、160、165、170、175、180、 185、190、195、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340 和 350ft-lbs X 10_7in2，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述⑶內(nèi)鍵是通過(guò)測(cè)試TAPPI t-569 而測(cè)量的 Scott Bond。通過(guò)kott Bond測(cè)試TAPPI t-569而測(cè)量的以上⑶和MD內(nèi)鍵也可以J/m2進(jìn)行測(cè)量。將ft-lbSX10_7in2轉(zhuǎn)換成J/m2的換算系數(shù)是2。因此，為了將lOOft-lbsX 10—7 in2 的內(nèi)鍵換成 J/m2，簡(jiǎn)單地乘以 2 即可(即 IOOft-IbsX 10^/in2X 2J/m2/l ft-lbsXlO—3/ in2 = 200J/m2)。因此，在ft_lbsX 10_3/in2中的所有上述范圍可包括用于內(nèi)鍵的如下為J/ m2的相應(yīng)范圍。優(yōu)選所述紙張襯底的MD內(nèi)鍵為20-700J/m2，優(yōu)選150440J/m2，更優(yōu)選160-200J/ m2，最優(yōu)選 180-200J/m2ο 該范圍包括 20、22、24J6、28、30、40、50、60、70、80、90、100、110、 120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、 320、330、340、350、360、370、380、390、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、 620、640、660、680和700J/m2，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述MD內(nèi)鍵是通過(guò)測(cè)試 TAPPI t-569 而測(cè)量的 kottBond。優(yōu)選所述紙張襯底的CD內(nèi)鍵為20-700J/m2，優(yōu)選150440J/m2，更優(yōu)選160-200J/ m2，最優(yōu)選 180-200J/m2ο 該范圍包括 20、22、24J6、28、30、40、50、60、70、80、90、100、110、 120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、 320、330、340、350、360、370、380、390、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、 620、640、660、680和700J/m2，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述⑶內(nèi)鍵是通過(guò)測(cè)試 TAPPI t-569 而測(cè)量的 kottBond。優(yōu)選所述紙張襯底的Gurley孔隙度(Gurley porosity)為5-100秒，優(yōu)選7-100 秒，更優(yōu)選 15-50 秒，最優(yōu)選 20-40 秒。該范圍包括 5、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、 20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39 和 40 秒，包括其中的
10任何和所有范圍和子范圍。所述Gurley孔隙度是通過(guò)測(cè)試TAPPI t_536而測(cè)量的。優(yōu)選所述紙張襯底的CD Gurley挺度(Gurley Miffness)為100_450mgf，優(yōu)選 150-450mgf,更優(yōu)選 200-350mgf。該范圍包括 100、110、120、130、140、150、160、170、180、 190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、375、400、 425和450mgf，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述⑶Gurley挺度是通過(guò)測(cè)試 TAPPI t-543而測(cè)量的。優(yōu)選所述紙張襯底的MD Gurley挺度為40_250mgf，優(yōu)選100_150mgf。該范圍包括 40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240 和250mgf，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述MD Gurley挺度是通過(guò)測(cè)試TAPPI t-543而測(cè)量的。優(yōu)選所述紙張襯底的不透明度為85-105%，更優(yōu)選90-97%。該范圍包括85、86、 87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104 和 105%，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述不透明度是通過(guò)測(cè)試TAPPI t-425而測(cè)量的。本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何CIE白度，但優(yōu)選其CIE白度大于70，更優(yōu)選大于100，最優(yōu)選大于125或甚至大于150。所述CIE白度可在125-200，優(yōu)選130-200，最優(yōu)選 150-200的范圍內(nèi)。所述CIE白度范圍可大于或等于70、80、90、100、110、120、125、130、1；35、 140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195 和 200 CIE 白度點(diǎn)，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。測(cè)量CIE白度和在造紙纖維以及由此制備的紙張中得到該白度的實(shí)例可見(jiàn)于例如美國(guó)專(zhuān)利6，893，473中，這里其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。此外，測(cè)量CIE 白度和在造紙纖維以及由此制備的紙張中得到該白度的實(shí)例可見(jiàn)于例如2005年2月19日提交的標(biāo)題為"Fixation of Optical Brightening Agents Onto Papermaking Fibers，，的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/6 , 712，和2006年2月21日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/358，543、2006年6 月2日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/445809和2006年6月2日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/446421 中，這里其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何ISO亮度，但優(yōu)選大于80，更優(yōu)選大于90，最優(yōu)選大于95 ISO亮度點(diǎn)。所述ISO亮度可優(yōu)選為80-100，更優(yōu)選90-100，最優(yōu)選95-100 ISO亮度點(diǎn)。該范圍包括大于或等于80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99和100的ISO 亮度點(diǎn)，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。測(cè)量ISO亮度和在造紙纖維以及由此制備的紙張中得到該亮度的實(shí)例可見(jiàn)于例如美國(guó)專(zhuān)利6，893，473，這里其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。此外，測(cè)量ISO亮度和在造紙纖維以及由此制備的紙張中得到該亮度的實(shí)例可見(jiàn)于例如 2005 年 2 月 19 日提交的標(biāo)題為 “Fixation of Optical Brightening Agents Onto Papermaking Fibers”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/6 , 712，和2006年2月21日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/358，543中，這里其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。本發(fā)明的所述紙張襯底優(yōu)選具有改善的打印性能和改善的運(yùn)轉(zhuǎn)性(rurmability) (例如打印印刷性能(print press performance))。打印性能可通過(guò)確定改善的油墨濃度、 網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大、疊印(trapping)、印刷反差和/或印刷色調(diào)而進(jìn)行測(cè)量來(lái)定義一些性能。通常用于該性能測(cè)試的色彩包括黑色、青色、品紅和黃色，但并不限于這些。印刷性能可通過(guò)印刷系統(tǒng)、膠毯(blanket)、圖版、油墨裝置等的外觀檢查由打印沾污測(cè)定來(lái)進(jìn)行確定。沾污通常由纖維污染、涂層或施膠污染、填料或粘合劑污染、堆積等組成。本發(fā)明的所述紙張襯底具有如通過(guò)上述特性的每種或任何一種或其組合而確定的改善的印刷性能和/或運(yùn)轉(zhuǎn)性。所述紙張襯底可具有任何表面強(qiáng)度。似乎也與襯底打印性能密切相關(guān)的襯底表面強(qiáng)度的物理測(cè)試的實(shí)例是IGT粘附測(cè)試(IGT pick test)和蠟粘測(cè)試(wax pick test)。 此外，在本領(lǐng)域中已知這兩種測(cè)試與紙張襯底的強(qiáng)表面強(qiáng)度密切相關(guān)。盡管可使用這些測(cè)試中的任何一種，但優(yōu)選IGT粘附測(cè)試。IGT粘附測(cè)試是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其中通過(guò)相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試 ISO 3873 的 Tappi TestMethod 575 來(lái)測(cè)量性能。所述紙張襯底可具有通過(guò)IGT粘附測(cè)試而測(cè)量的表面強(qiáng)度至少約為1的至少一個(gè)表面，所述表面強(qiáng)度優(yōu)選至少約為1. 2，更優(yōu)選至少約為1. 4，最優(yōu)選至少約為1. 8m/s。所述襯底具有通過(guò)IGT粘附測(cè)試而測(cè)量的至少約為2. 5,2. 4,2. 3,2. 2,2. 1,2. OU. 9,1. 8,1. 7、
I.6,1. 5,1. 4,1. 3,1. 2,1. 1和1. Om/s的表面強(qiáng)度，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。另種已知的相關(guān)測(cè)試是測(cè)量IGT VPP分層的測(cè)試且在本領(lǐng)域中是已知的(按N/m 計(jì)量)。本發(fā)明所述紙張襯底的IGT VPP分層可為任何值，但優(yōu)選大于150N/m，更優(yōu)選大于 190N/m，最優(yōu)選大于210N/m。如果所述襯底是再生-紙張襯底(r印ro-paper substrate), 則所述IGT VPP分層優(yōu)選為150-175N/m，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。根據(jù)本發(fā)明的所述紙張襯底在離開(kāi)造紙機(jī)時(shí)具有高或低的定量(basis weight)， 包括定量為至少101bS/3000平方英尺，優(yōu)選從至少20至5001bs/3000平方英尺，更優(yōu)選從至少40至3251bs/3000平方英尺。所述定量可至少為10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、 125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475 和 5001bs/3000 平方英尺，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。根據(jù)本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何表觀密度。所述表觀密度可為1-20，優(yōu)選 4-14，最優(yōu)選5-101b/3000ft2/0. 001 英寸厚度。所述密度可至少為 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
II、12、13、14、15、16、17、18、19和201b/3000ft2/0.001英寸厚度，包括其中的任何和所有范
圍和子范圍。根據(jù)本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何厚度(caliper)。所述厚度可為2_35mil， 優(yōu)選5-30mil，更優(yōu)選10-2&ι 1，最優(yōu)選12-24miL·所述厚度可為至少1、2、3、4、5、6、7、8、 9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34 和35mil，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述紙張襯底可任選具有I-梁結(jié)構(gòu)或如同其中包含I-梁結(jié)構(gòu)而起作用。然而， I"梁結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。該ι-梁結(jié)構(gòu)是作為將所述施膠劑在所述紙張襯底內(nèi)部和/或之上進(jìn)行選擇性放置和緊密可控定位的結(jié)果而產(chǎn)生的。“I-梁”和性能特征在文獻(xiàn)中有描述，例如，其效果描述在2004年4月8日公布的USSN為10/662,699和公開(kāi)號(hào)為20040065423的公開(kāi)申請(qǐng)中，這里其通過(guò)引用也全部并入進(jìn)來(lái)。然而，并不知道如何控制在造紙機(jī)和/或試驗(yàn)裝置條件下制得的襯底的所述I-梁結(jié)構(gòu)和/或I-梁性能特征。本發(fā)明的實(shí)施方式也可包括通過(guò)緊密控制所述施膠劑穿過(guò)所述襯底橫截面的位置來(lái)取得改善的I-梁結(jié)構(gòu)和/或性能特征。同時(shí)在本發(fā)明當(dāng)前范圍內(nèi)的是產(chǎn)生所述襯底的改善的I-梁結(jié)構(gòu)和/或改善的 I-梁性能特征的機(jī)會(huì)，同時(shí)增大施膠劑在所述襯底內(nèi)部和/或所述襯底之上的負(fù)載，特別是控制其中和/或其上的外部施膠劑負(fù)載。本發(fā)明的所述紙張襯底也可包括任選物質(zhì)，該任選物質(zhì)包括助留劑、粘合劑、填料、增稠劑和防腐劑。填料的實(shí)例包括但不限于粘土、碳酸鈣、硫酸鈣半水合物和硫酸鈣脫水物。優(yōu)選的填料是優(yōu)選形式為沉淀碳酸鈣的碳酸鈣。粘合劑的實(shí)例包括但不限于聚乙烯醇、Amres (聚酰胺3，3-環(huán)氧丁腈樹(shù)脂型(Kymene))、Bayer Parez、多氯化物乳化液、改性淀粉如羥乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加合物、乙二醛(ethanedial)/多元醇縮合物、聚酰胺、表氯醇、草酸醛(glyoxal)、草酸醛脲、乙二醛、脂族聚異氰酸酯、異氰酸酯、二異氰酸1，6_亞己基酯、二異氰酸酯、聚異氰酸酯、聚脂、聚酯樹(shù)酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。其它任選物質(zhì)包括但不限于硅石如膠體和/或溶膠。硅石的實(shí)例包括但不限于硅酸鈉和/或硼硅酸鹽。任選物質(zhì)的其它實(shí)例是溶劑，包括但不限于水。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含分散在本體和孔隙度增強(qiáng)添加劑纖維素纖維中的選自凝結(jié)劑、絮凝劑和包埋劑的助留劑。助留劑的實(shí)例也可見(jiàn)于US專(zhuān)利6，379，497中，其通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)?；谒鲆r底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含0. 001-20重量％的所述任選物質(zhì)，優(yōu)選包含0. 01-10重量％，最優(yōu)選0. 1-5. 0重量％的至少一種所述任選物質(zhì)中的每一種?；谒鲆r底的總重量，該范圍包括0. 001,0. 002,0. 005,0. 006,0. 008,0. 01、 0. 02,0. 03,0. 04,0. 05,0. U0. 2、0· 4、0· 5、0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、
16、18和20重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述紙張襯底可通過(guò)使所述施膠劑接觸所述纖維素纖維而制得。更進(jìn)一步地，可在能使本發(fā)明的所述紙張襯底包含任何上述量的纖維素和施膠劑的容許濃度水平上發(fā)生所述接觸。本申請(qǐng)的所述紙張襯底可通過(guò)使所述襯底接觸包含至少一種施膠劑的內(nèi)部和/ 或外部施膠溶液而制得。所述接觸可發(fā)生在造紙?zhí)幚淼娜魏螘r(shí)候，包括但不限于濕部(wet end)、流漿箱(head box)、施膠壓制機(jī)、水箱和/或涂布機(jī)。另外的加入點(diǎn)包括成漿池、原料箱和風(fēng)扇泵的吸水管。所述纖維素纖維、施膠劑和/或任選組分可以任何組合彼此之間進(jìn)行順序、連續(xù)和/或同時(shí)接觸。所述紙張襯底可通過(guò)施膠壓制機(jī)，其中在造紙領(lǐng)域中通常已知的任何施膠方法都是可接受的。例如，所述施膠壓制機(jī)可為槽式施膠壓制機(jī)(puddle mode size press) (例如傾斜、垂直、水平)或計(jì)量施膠壓制機(jī)(如刀刃計(jì)量(blade metered)、棒計(jì)量(rod metered))0在所述施膠壓制機(jī)處，施膠劑如粘合劑可接觸所述襯底。根據(jù)需要，任選可將這些施膠劑加入到造紙工藝的濕部。施膠后，所述紙張襯底可根據(jù)上述舉例說(shuō)明的方法和造紙領(lǐng)域中通常已知的其他干燥方法進(jìn)行再次干燥或不進(jìn)行干燥。可將所述紙張襯底干燥至含有任何選擇量的水。優(yōu)選地，將所述襯底干燥至包含少于或等于10%的水。優(yōu)選地，所述紙張襯底通過(guò)在施膠壓制機(jī)上使至少一種施膠劑與所述纖維相接觸而制得。因此，所述施膠劑是施膠溶液的一部分。所述施膠溶液優(yōu)選以至少8重量％，優(yōu)選至少或等于10重量％，更優(yōu)選大于或等于12重量％，最優(yōu)選大于或等于13重量％固體施膠劑的％固體濃度包含至少一種施膠劑。此外，所述施膠溶液包含8-35重量％固體施膠劑，優(yōu)選10-25重量％固體施膠劑，更優(yōu)選12-18重量％固體施膠劑，最優(yōu)選13-17重量％ 固體施膠劑。該范圍包括至少8、10、12、13、14重量％固體施膠劑和至多15、16、17、18、20、 22、25、30和35重量％固體施膠劑，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。施加到紙張上的約等于或完全等于外部施膠劑的量的以及在一些情況中約等于或完全等于施加到所述纖維上的所有施膠劑的量的所述負(fù)載可為任何負(fù)載。優(yōu)選地，所述施膠劑負(fù)載至少為0. 25gsm,優(yōu)選0. 25-10gsm,更優(yōu)選3. 5-10gsm,最優(yōu)選4. 4-lOgsm。所述施膠劑負(fù)載可優(yōu)選為至少 0. 25,0. 5,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0,3. 5,3. 6,3. 7,3. 8,3. 9,4. 0、 4. 1,4. 2,4. 3,4. 4,4. 5,4. 6,4. 7,4. 8,4. 9,5. 0,5. 5,6. 0,6. 5，可優(yōu)選最多為 7. 0,7. 5,8. 0、 8. 5、9. 0、9. 5和10. Ogsm，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述紙張襯底可具有任何內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比。在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述襯底包含大量的施膠劑和/或施膠劑負(fù)載，而同時(shí)具有低的內(nèi)鍵。因此，如果可能，優(yōu)選內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比接近0。表示在本發(fā)明襯底中的所希望現(xiàn)象的另個(gè)方式是提供以下紙張襯底，其隨著施膠劑含量和/或施膠負(fù)載的增大，具有降低或保持恒定或最低限度的增大的內(nèi)鍵。 討論該現(xiàn)象的另種方式是隨著施膠劑負(fù)載的增大，所述紙張襯底在內(nèi)鍵上的變化為O、負(fù)數(shù)或小的正數(shù)。希望以通過(guò)如上所述的施膠壓制機(jī)施加到纖維上的施膠劑重量％固體的多種程度而使本發(fā)明的該紙張襯底呈現(xiàn)這種現(xiàn)象。在另個(gè)實(shí)施方式中，希望具有所述紙張襯底具有任何一種和/或所有上述現(xiàn)象以及具有通過(guò)上述的IGT粘附和/或蠟粘測(cè)試而測(cè)量的強(qiáng)表面強(qiáng)度。本發(fā)明的所述紙張襯底可具有任何內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比。所述內(nèi)鍵/施膠劑負(fù)載比可小于100J/m2/gSm，優(yōu)選小于80J/m2/gSm，更優(yōu)選小于60J/m2/gSm，最優(yōu)選小于40J/m2/ gsm。所述內(nèi)鍵 / 施膠劑負(fù)載比可小于 100、95、90、85、80、75、74、73、72、71、70、69、68、67、 66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45、44、43、42、 41、40、38、35、32、30、28、25、22、20、18、15、12、10、7、5、4、3、2和 lj/m2/gsm，包括其中的所有任何范圍和子范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述紙張襯底可證明內(nèi)鍵的變化作為所述襯底包含的施膠劑的變化的函數(shù)即△內(nèi)鍵/△施膠劑重量％，和/或作為施加到所述襯底上的施膠劑負(fù)載的變化的函數(shù)即△內(nèi)鍵/△施膠劑負(fù)載優(yōu)選是負(fù)的。即隨著紙張包含的施膠劑的量的逐漸增加或隨著施加到紙張上的施膠劑的量的逐漸增加，所述內(nèi)鍵是減小的。優(yōu)選地，所述Δ內(nèi)鍵/Δ施膠劑重量％和/或所述Δ內(nèi)鍵/Δ施膠劑負(fù)載等于或小于約0，優(yōu)選小于-1，更優(yōu)選小于-5，最優(yōu)選小于-20。所述△內(nèi)鍵/△施膠劑重量％和/或所述△內(nèi)鍵/Δ施膠劑負(fù)載的該范圍包括小于或等于 0、-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-12、-13、-1
4、-15、-16、-17、-18、-19和_20，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述紙張襯底可證明內(nèi)鍵的變化作為所述襯底包含的施膠劑的變化的函數(shù)即△內(nèi)鍵/△施膠劑重量％，和/或作為施加到所述襯底上的施膠劑負(fù)載的變化的函數(shù)即△內(nèi)鍵/△施膠劑負(fù)載當(dāng)為正數(shù)時(shí)盡可能地小。即，隨著紙張包含的施膠劑的量的逐漸增加或隨著施加到紙張上的施膠劑負(fù)載的量的逐漸增加，所述內(nèi)鍵也是增加的，但以非常小的增量而增加。優(yōu)選地，所述△內(nèi)鍵/△施膠劑重量％和/或所述△內(nèi)鍵 / Δ施膠劑負(fù)載等于或小于約100，優(yōu)選小于75，更優(yōu)選小于50，最優(yōu)選小于25。Δ內(nèi)鍵/ Δ施膠劑重量％和/或所述Δ內(nèi)鍵/Δ施膠劑負(fù)載的該范圍包括小于或等于100、95、90、 85、80、75、70、65、60、55、52、50、47、45、42、40、37、35、32、30、28、25、22、20、18、15、12、10、7、
5、3和1，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)在施膠壓制機(jī)中以12重量％、13重量％、14重量％或16重量％，或甚至更大的施膠劑固體含量來(lái)施加所述施膠劑時(shí)，所述△內(nèi)鍵/△施膠劑負(fù)載小于55，優(yōu)選小于40，更優(yōu)選小于30，最優(yōu)選小于25。在另個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)在施膠壓制機(jī)中以15重量％、16重量％或17重量％或甚至更大的施膠劑固體含量來(lái)施加所述施膠劑時(shí)， 所述Δ內(nèi)鍵/Δ施膠劑負(fù)載小于55，優(yōu)選小于40，更優(yōu)選小于30，最優(yōu)選小于25。在另個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)在施膠壓制機(jī)中以18重量％、19重量％或20重量％，或甚至更大的施膠劑固體含量來(lái)施加所述施膠劑時(shí)，所述△內(nèi)鍵/△施膠劑負(fù)載小于陽(yáng)，優(yōu)選小于40，更優(yōu)選小于30，最優(yōu)選小于25。當(dāng)在施膠壓制機(jī)中以12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、 16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％或甚至更大的施膠劑固體含量來(lái)施加所述施膠劑時(shí)，上述這些范圍的每個(gè)包括但不限于小于55、54、53、52、51、50、48、46、44、42、 40、38、35、32、30、28、25、23、20、18、15、12、10、7、5、2、0、-1、-5、-10 和-20，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。當(dāng)在施膠壓制機(jī)中使纖維接觸所述施膠劑時(shí)，優(yōu)選所述施膠溶液的粘度在IOOrpm 和150° F下，使用布氏粘度計(jì)、2號(hào)錠時(shí)為100-500厘泊。優(yōu)選地，按照上述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的所述粘度為125-450，更優(yōu)選150-300厘泊。如在IOOrpm和150° F下，使用布氏粘度計(jì)、2號(hào)錠時(shí)測(cè)量的該范圍包括 100、125、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、 270、280、290、300、325、350、375、400、425和450厘泊，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。在施膠壓制機(jī)中，當(dāng)包含所述施膠劑的所述施膠溶液接觸所述纖維以制備本發(fā)明的紙張襯底時(shí)，有效壓區(qū)壓力(nip pressure)可為任何壓區(qū)壓力，但優(yōu)選為80-300，更優(yōu)選90-275，最優(yōu)選100-2501bs/線性英寸。所述壓區(qū)壓力可為至少80、90、100、110、120、 130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290 和 300 磅 /
線性英寸，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。此外，所述施膠壓制機(jī)的輥可具有P&J硬度，優(yōu)選任何P&J硬度。因?yàn)橛袃蓚€(gè)輥， 第一個(gè)輥可具有第一硬度，而第二個(gè)輥可具有第二硬度。所述第一硬度和第二硬度可相等和/或彼此不同。例如，在施膠壓制機(jī)中第一個(gè)輥的所述P&J硬度可具有35P&J硬度的第一硬度，而第二輥具有35P&J硬度的第二硬度?；蛘邇H用于例舉，在施膠壓制機(jī)中第一輥的所述P&J可具有35P&J硬度的第一硬度，而第二輥具有45P&J硬度的第二硬度。即使所述輥可具有任何P&J，在施膠壓制機(jī)中優(yōu)選所述輥較軟而不是較硬。所述紙張襯底可在含一個(gè)或多個(gè)壓區(qū)(nip)的加壓區(qū)中進(jìn)行壓制。然而，可使用造紙領(lǐng)域中通常已知的任何壓制方法。所述壓區(qū)可為但不限于在壓制機(jī)中的單毛毯 (single felted)壓區(qū)、雙毛毯(double felted)壓區(qū)、輥壓區(qū)和寬壓區(qū)。然而，可使用在造紙領(lǐng)域中通常已知的任何壓區(qū)。所述紙張襯底可在干燥區(qū)域進(jìn)行干燥?？墒褂迷谠旒堫I(lǐng)域中通常已知的任何干燥方法。所述干燥區(qū)域可包括和包含烘筒、滾筒干燥、Condebelt干燥、IR或本領(lǐng)域中已知的其它干燥方法和機(jī)械。所述紙張襯底可干燥至包含任何選擇量的水。優(yōu)選地，將所述襯底干燥至包含小于或等于10%的水。所述紙張襯底可通過(guò)造紙領(lǐng)域中通常已知的任何砑光方法進(jìn)行砑光。更特別地， 例如，可使用濕堆訝光(wet stack calendering)、干堆訝光(dry stack calendering)、 鋼壓區(qū)砑光(steel nip calendering)、熱軟砑光(hot soft calendering)或?qū)拤簠^(qū)砑光 (extended nip calendering)等。
所述紙張襯底可根據(jù)造紙領(lǐng)域中通常已知的任何精密磨削方法進(jìn)行精密磨削。精密磨削是涉及摩擦處理來(lái)加工紙張襯底的表面的方法。可將所述紙張襯底與施加于它的砑光方法或不與該砑光方法相繼和/或同時(shí)地進(jìn)行精密磨削。精密磨削的實(shí)例可見(jiàn)于美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)20040123966和其所引用文獻(xiàn)，以及2006年6月2日提交的名稱(chēng)為“PROCESS FOR SMOOTHING THE SURFACE OF FIBROUS WEBS” 的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng) USSN 60/810, 181, 這里它們通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。本發(fā)明的紙板和/或襯底還可包含至少一個(gè)涂層，包括兩個(gè)涂層以及多個(gè)涂層。 所述涂層可施加到所述紙板和/或襯底的至少一個(gè)表面上，包括兩個(gè)表面。此外，所述涂層可穿透所述紙板和/或襯底。所述涂層可包含粘合劑。此外，所述涂層也可任選包含顏料。 所述涂層的其它任選成分為用于印刷組合物的表面活性劑、分散助劑和其它常規(guī)添加劑。所述襯底和涂層通過(guò)包括浸滲方法的任何常規(guī)涂層施加方法而彼此接觸。施加所述涂層的優(yōu)選方法是具有一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的串聯(lián)涂敷方法。所述涂敷設(shè)備可為造紙領(lǐng)域中通常已知的任何已知涂敷裝置，包括如刷、棒、氣刀、噴霧、簾、刀刃、轉(zhuǎn)移輥、反向輥和/或流延涂布裝置，以及它們的任何組合。所述涂敷的襯底可在干燥區(qū)域進(jìn)行干燥?？墒褂迷旒埡?或涂敷領(lǐng)域中通常已知的任何干燥方法。所述干燥區(qū)域可包括和包含IR、空氣沖擊干燥機(jī)和/或蒸汽加熱干燥罐， 或涂敷領(lǐng)域中已知的其它干燥方法和機(jī)械。所述涂敷襯底可根據(jù)造紙領(lǐng)域中通常已知的任何拋光方法進(jìn)行拋光。包括一種或多種拋光設(shè)備的該拋光方法的實(shí)例包括光澤砑光(gloss calendar)、軟壓區(qū)砑光(soft nip calendar)和/或?qū)拤簠^(qū)訝光。制備本發(fā)明的所述組合物、顆粒和/或紙張襯底的這些上述方法可加入到任何常規(guī)造紙?zhí)幚碇幸约稗D(zhuǎn)化處理中，這些方法包括磨光、砂磨、切開(kāi)、擦劃、穿孔、發(fā)火花、砑光、 紙張拋光、轉(zhuǎn)換、涂覆、層壓、印刷等。優(yōu)選的常規(guī)方法包括適用于生產(chǎn)能夠用作涂敷和/或無(wú)涂敷紙張制品、紙板和/或襯底的紙張襯底的那些方法。教科書(shū)如在G. A. Smook(1992)， Angus Wilde Publications 的“Handbook for pulp and paper technologists，，中描述的那些，這里通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。例如，可根據(jù)已知的機(jī)械、熱機(jī)械、化學(xué)品和半化學(xué)品等、制漿和其它公知的制漿方法通過(guò)任何已知的合適的消化、精煉和漂白操作而制備纖維用于造紙。在特定實(shí)施方式中，可從非木質(zhì)的草本植物中提供至少部分紙漿纖維，所述草本植物包括但不限于洋麻、大麻、黃麻、亞麻、劍麻或蕉麻，盡管由于法律約束和其它考慮可使得大麻和其它纖維來(lái)源的使用是不切實(shí)際的或不可能的。在本發(fā)明的方法中可使用漂白或未漂白的紙漿纖維。所述襯底還可包括其它常規(guī)添加劑如淀粉、礦物質(zhì)和聚合物填料、助留劑和強(qiáng)化聚合物。在可使用的所述填料中可為有機(jī)和無(wú)機(jī)顏料，例如礦物質(zhì)如碳酸鈣、高嶺土和滑石以及膨脹和可膨脹微球。其它常規(guī)添加劑包括但不限于濕強(qiáng)度樹(shù)脂、內(nèi)部膠料(internal size)、干強(qiáng)度樹(shù)脂、明礬、填料、顏料和染料。所述襯底可包括填充劑如可膨脹微球、紙漿纖維和/或二酰胺鹽(diamide salt)。具有膨化能力的可膨脹微球的實(shí)例是描述于2005年3月11日提交的，標(biāo)題為 "COMPOSITIONS CONTAINING EXPANDABLE MICROSPHERES AND AN IONIC COMPOUND,AS WELL AS METHODS OF MAKING AND USING THE SAME” 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 60/660，703 中，以及 2006
16年3月13日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/374，239中，這里它們通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。其它實(shí)例包括見(jiàn)于1999年5月19日提交的美國(guó)專(zhuān)利6，379，497和2004年6月1日提交的具有公開(kāi)號(hào)20060102307的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，這里它們通過(guò)引用也全部并入進(jìn)來(lái)。當(dāng)加入該填充劑時(shí)，每噸纖維素纖維可加入0. 25-20，優(yōu)選3-15磅的填充劑(例如可膨脹微球和/ 或組合物和/或以下討論的顆粒)。填充纖維的實(shí)例包括例如機(jī)械纖維，如，細(xì)磨木漿、BCTMP和其它機(jī)械和/或半機(jī)械紙漿。更特定典型實(shí)例如下提供。當(dāng)加入該紙漿時(shí)，占總重量的0.25-75重量％，優(yōu)選小于60重量％的所用纖維可來(lái)自該填充纖維。二酰胺鹽的實(shí)例包括描述于2003年9月15日提交的公開(kāi)號(hào)為20040065423的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中的那些，其在這里通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。該鹽包括氨基乙基乙醇胺 (aminoethylethalonalamine)的單-禾口二 -硬月旨酷胺，其商業(yè)上稱(chēng)為 Reactopaque 100， (Qmnova Solutions Inc. ,Performance Chemicals,1476 J. A. Cochran By-Pass,Chester, S. C.四706，USA，其被總部在 Ondeo Nalco Center, Naperville、111. 60563 USA 的 Ondeo Nalco Co.出售)或其化學(xué)等價(jià)物。當(dāng)使用該鹽時(shí)，可使用以重量折干計(jì)算為約0.025-約 0. 25重量％的所述二酰胺鹽。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述襯底可包括填充劑如描述于2005年3月11 日提交的標(biāo)題為 “COMPOSITIONS CONTAINING EXPANDABLE MICROSPHERES AND AN IONIC COMPOUND, AS WELL AS METHODS OF MAKING AND USING THE SAME” 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 60/660, 703中的那些，其在這里通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。以下對(duì)該實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?；谒鲆r底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含0.001-10重量％，優(yōu)選 0. 02-5重量%，更優(yōu)選0. 025-2重量0Z0，最優(yōu)選0. 125-0. 5重量0Z0的本發(fā)明所述組合物和/ 或顆粒。該范圍包括 0. 001,0. 005,0. 01,0. 05,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0,3. 5,4. 0,4. 5 和 5. 0
重量％，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。本發(fā)明的所述紙張襯底可包含的填充物(手段)/劑為0. 25-50，優(yōu)選5_20干燥磅/噸成品，當(dāng)該填充物(手段)為添加劑時(shí)。該范圍包括0. 25、0. 5、0. 75、1.0、2.0、2. 5、 3. 0,3. 5、4、4· 5、5、5· 5、6、6· 5、7、7· 5、8、8. 5、9、9· 5、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、
45和50干燥磅/噸成品，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。當(dāng)所述紙張襯底包含填充劑時(shí)，所述填充劑優(yōu)選是用于膨脹紙張制品和襯底的可膨脹微球、組合物和/或顆粒。然而，在該特定實(shí)施方式中，可使用任何填充物(手段)，而隨后的所述可膨脹微球、組合物和/或紙張襯底是優(yōu)選的填充物(手段)。其它可選擇填充物(手段)的實(shí)例可為但不限于表面活性劑、Reactopaque、預(yù)膨脹球，BCTMP(漂白的化學(xué)-熱機(jī)械木漿)、精密磨削和用于在紙張或紙板襯底中產(chǎn)生I-梁效果的疊層構(gòu)造。當(dāng)并入或施加到紙張襯底中時(shí)，該膨脹方法在缺少粗砑光條件(即在每個(gè)砑光裝置中，在單個(gè)壓區(qū)和/或較少壓區(qū)的壓力下)的情況下可提供足夠的打印質(zhì)量、厚度、定量等，仍然產(chǎn)生了具有單個(gè)、部分或結(jié)合的這里提及的物理規(guī)格和性能特性的紙張襯底。當(dāng)本發(fā)明的所述紙張襯底包含填充劑時(shí)，優(yōu)選的填充劑如下?；谒鲆r底的總重量，本發(fā)明的所述紙張襯底可包含0.001-10重量％，優(yōu)選 0. 02-5重量％，更優(yōu)選0. 025-2重量％，最優(yōu)選0. 125-0. 5重量％的可膨脹微球。
所述可膨脹微球可包含形成了其內(nèi)部空隙的可膨脹外殼。所述可膨脹外殼可包含含有碳和/或雜原子的化合物。含碳和/或雜原子的化合物的實(shí)例可為有機(jī)聚合物和/或共聚物。所述聚合物和/或共聚物可為支鏈的和/或交聯(lián)的?？膳蛎浳⑶騼?yōu)選是包含熱活化膨脹劑的可熱膨脹熱塑性聚合物空心球?？膳蛎浳⑶蚪M合物的實(shí)例，它們的含量/成分，制備方法和用途可見(jiàn)于U. S. Pat. Nos. 3，615，972、 3，864，181,4, 006，273,4, 044，176,6, 617，364中，這里它們通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。更多參考文獻(xiàn)見(jiàn)公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng):20010044477,20030008931,20030008932和 20040157057，這里它們通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。微球可由聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚苯乙烯或氯乙烯制備。微球可包含Tg為-150至+180°C，優(yōu)選50至150°C，最優(yōu)選75至125°C的聚合物和/或共聚物。微球也可包含至少一種起泡劑，通過(guò)施加適量的熱量其能在所述微球的內(nèi)壁上提供內(nèi)壓力，該壓力導(dǎo)致所述球膨脹。起泡劑可為液體和/或氣體。此外，起泡劑的實(shí)例可選自低沸點(diǎn)分子及其組合。該起泡劑可選自低級(jí)烷烴如新戊烷、新己烷、己烷、丙烷、丁烷、戊烷和它們的混合物及異構(gòu)體。異丁烷是用于聚偏二氯乙烯微球的優(yōu)選起泡劑。合適的涂敷的未膨脹微球和膨脹微球公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利4，722，943和4，829，094中，這里它們通過(guò)引用而全部并入進(jìn)來(lái)。所述可膨脹微球在未膨脹狀態(tài)下的平均直徑可以為約0. 5-200微米，優(yōu)選2-100 微米，最優(yōu)選5-40微米，其在最大膨脹狀態(tài)下達(dá)到所述平均直徑的約1. 5-10倍，優(yōu)選2-10 倍，最優(yōu)選2-5倍。 所述可膨脹微球可為帶負(fù)電或帶正電的。此外，所述可膨脹微球可為中性的。更進(jìn)一步地，所述可膨脹微球可引入到本發(fā)明的組合物和/或顆粒中，所述組合物和/或顆粒在 10_6M至0. IM的離子強(qiáng)度時(shí)在為約9. 0或更小的pH下具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)。在本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒中，所述可膨脹微球可為中性的、帶負(fù)電的或帶正電的，優(yōu)選為帶負(fù)電的。此外，本發(fā)明的所述組合物和/或顆?？砂哂猩鲜龊拖旅婀_(kāi)的同樣物理特性的可膨脹微球，并可以如上和如下所述的用于所述可膨脹微球的相同方法和相同量而引入到根據(jù)本發(fā)明的所述紙張襯底中。更進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述組合物和/或顆?？砂膳蛎浳⑶蚝椭辽僖环N離子化合物。當(dāng)本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒包含可膨脹微球和至少一種離子化合物時(shí)，本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒在10_6M-0. IM的離子強(qiáng)度和約9. 0或更小的PH下具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)。優(yōu)選地，如通過(guò)分析和物理領(lǐng)域中已知的測(cè)量ζ電勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)方法所測(cè)得的，優(yōu)選在室溫下使用顯微電泳法的方法所測(cè)量的，在KTfiM至0. IM的離子強(qiáng)度和約9.0或更小的pH時(shí)，所述凈ζ電勢(shì)大于或等于零至+500，優(yōu)選大于或等于0至 +200，更優(yōu)選大于或等于0至+150，最優(yōu)選+20至+130mV。所述離子化合物可為陰離子和/或陽(yáng)離子的，當(dāng)所述可膨脹微球?yàn)殛庪x子的時(shí)則優(yōu)選所述離子化合物為陽(yáng)離子的。此外，所述離子化合物可有機(jī)的、無(wú)機(jī)的，和/或兩者的混合物。更進(jìn)一步地，所述離子化合物可為漿液和/或膠體的形式。最后，所述離子化合物可具有Inm-I微米，優(yōu)選2nm-400nm的粒徑。
所述離子化合物可為下面提及的和/或造紙領(lǐng)域中通常已知的任何任選物質(zhì)和常規(guī)添加劑。更優(yōu)選地，所述離子化合物可為下面提及的助留劑的任何一種或組合。在本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒中，離子化合物與可膨脹微球的重量比為 1 500-500 1，優(yōu)選 1 50-50 1，更優(yōu)選 1 10-10 1，只要在 KT6M 至 0. IM 的離子強(qiáng)度和約9. 0或更小的pH下所述組合物和/或顆粒具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)便可。所述離子化合物可為無(wú)機(jī)的。所述無(wú)機(jī)離子化合物的實(shí)例可包括但不限于硅石、 氧化鋁、氧化錫、氧化鋯、氧化銻、氧化鐵和稀土金屬氧化物。當(dāng)與所述可膨脹微球接觸時(shí)， 所述無(wú)機(jī)物可優(yōu)選為漿液和/或膠體和/或溶膠的形式并具有Inm-I微米，優(yōu)選2nm-400 微米的粒徑。當(dāng)所述無(wú)機(jī)離子化合物為膠體和/或溶膠的形式時(shí)，優(yōu)選的化合物包含硅石
和/或氧化鋁。所述離子化合物可為有機(jī)的。所述離子有機(jī)化合物的實(shí)例可為含碳化合物。此外，所述離子有機(jī)化合物可包含雜原子如氮、氧和/或鹵素。更進(jìn)一步地，所述離子有機(jī)化合物可包含含雜原子官能團(tuán)如羥基、胺、酰胺、羰基、羧基等基團(tuán)。此外所述離子有機(jī)化合物可包含多于一個(gè)的正電荷、負(fù)電荷或其混合物。所述離子有機(jī)化合物可為聚合的和/或共聚的，其可為環(huán)狀、支化和/或交聯(lián)的。當(dāng)所述離子有機(jī)化合物是聚合的和/或共聚的時(shí)，所述化合物的重均分子量?jī)?yōu)選為600-5，000, 000，更優(yōu)選為1000-2，000, 000，最優(yōu)選為 20，000-800，000。優(yōu)選地，所述離子有機(jī)化合物可為含胺的化合物。更優(yōu)選地，所述離子有機(jī)化合物可為多胺。最優(yōu)選聚二烯丙基二甲基氯化銨(聚(DADMAC))、聚(乙烯基胺)和/ 或聚(乙烯亞胺)(poly (ethylene imine))。本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒可包含至少一種可膨脹微球和至少一種離子化合物，其中所述離子化合物接觸所述可膨脹微球的外表面。該接觸可包括其中用所述離子化合物涂敷和/或浸漬所述可膨脹微球的體系。優(yōu)選地，當(dāng)不希望被理論所限制時(shí)，所述離子化合物通過(guò)非共價(jià)內(nèi)部分子力而連接到所述可膨脹微球的外表面上以形成具有內(nèi)部可膨脹微球和在其上層敷有外部離子化合物的顆粒。然而，所述可膨脹微球?qū)拥耐獗砻娌糠挚梢圆煌耆煌獠侩x子化合物層所覆蓋，而所述可膨脹微球?qū)拥耐獗砻娌糠謱?shí)際上可被外部離子化合物層完全覆蓋。這可導(dǎo)致所述可膨脹微球?qū)拥耐獗砻娴囊恍┎糠质潜┞兜?。本發(fā)明的所述組合物和/或顆?？赏ㄟ^(guò)使所述可膨脹微球與所述離子化合物進(jìn)行接觸、混合、吸收、吸附等而制得。可膨脹微球和離子化合物的相對(duì)量可通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行調(diào)整，只要在10_6M至0. IM的離子強(qiáng)度下和約9. 0的PH下所得組合物和/或顆粒具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)便可。優(yōu)選得，在本發(fā)明所述組合物和/或顆粒中，相互接觸的離子化合物與所述可膨脹微球的重量比可為1 100-100 1，優(yōu)選為1 80-80 1，更優(yōu)選為1 1-1 60，最優(yōu)選為1 2-1 50，只要在KTfiM至0. IM的離子強(qiáng)度下和約9.0 或更低的PH下所述組合物和/或顆粒具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)便可。所述離子化合物和所述可膨脹微球之間的接觸時(shí)間在毫秒至數(shù)年之間進(jìn)行變化， 只要在10_6Μ至0. IM的離子強(qiáng)度下和約9. 0或更低的PH下所得組合物和/或顆粒具有大于或等于OmV的凈ζ電勢(shì)便可。優(yōu)選地，所述接觸發(fā)生0.01秒-1年，優(yōu)選0. 1秒-6個(gè)月， 更優(yōu)選0. 2秒-3周，最優(yōu)選0. 5秒-1周。在所述可膨脹微球與所述離子化合物接觸之前，可膨脹微球和/或所述離子化合物均可分別為漿料、濕濾餅，固體、液體、分散體、膠體，凝膠。此外，可膨脹微球和/或所述離子化合物均可進(jìn)行稀釋。本發(fā)明的所述組合物和/或顆粒在未膨脹狀態(tài)下的平均直徑可以為約0. 5-200微米，優(yōu)選為2-100微米，最優(yōu)選為5-40微米，并且在最大膨脹狀態(tài)下達(dá)到所述平均直徑的約 1. 5-10倍，優(yōu)選為2-10倍，最優(yōu)選為2-5倍。本發(fā)明的所述組合物和/或顆?？稍谠旒堉昂?或期間通過(guò)上述接觸方法而制得。優(yōu)選地，所述可膨脹微球和所述離子化合物進(jìn)行接觸以制備本發(fā)明的所述組合物和/ 或顆粒，并然后將該得到的本發(fā)明組合物和/或顆粒隨后和/或同時(shí)接觸以下提及的纖維。所述紙張襯底可通過(guò)使填充劑(如上述的可膨脹微球和/或所述組合物和/或顆粒)連續(xù)和/或同時(shí)地接觸纖維素纖維而制得。更進(jìn)一步地，所述接觸可在能使本發(fā)明的所述紙張襯底包含任何上述量的單獨(dú)的或任何組合的纖維素和填充劑(如上述的可膨脹微球和/或所述組合物和/或顆粒)的容許濃度上發(fā)生。更具體地，本申請(qǐng)的所述紙張襯底可通過(guò)加入0. 25-20，優(yōu)選5-15，最優(yōu)選7-12磅填充劑(如上述可膨脹微球和/或所述組合物和/或顆粒)/噸纖維素纖維而制得。該范圍包括0. 25、0. 5、0. 75、1. 0、2. 0、2. 5、3. 0、 3.5、4、4·5、5、5·5、6、6· 5、7、7· 5、8、8· 5、9、9· 5、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45 和 50干燥磅/噸成品，包括其中的任何和所有范圍和子范圍。所述接觸可發(fā)生在造紙?zhí)幚碇械娜魏螘r(shí)候，包括但不限于厚坯(thick stock)、薄坯(thin stock)、流漿箱和涂布機(jī)，優(yōu)選的加入點(diǎn)為薄坯。其它加入點(diǎn)包括成漿池、原料箱和風(fēng)扇泵的吸管。所述紙張襯底也可通過(guò)使其它任選物質(zhì)接觸所述纖維素纖維而制得。所述接觸可發(fā)生在造紙?zhí)幚淼娜魏螘r(shí)候，包括但不限于厚坯、薄坯、流漿箱、施膠壓制機(jī)、水箱和涂布機(jī)。其它加入點(diǎn)包括成漿池、原料箱和風(fēng)扇泵的吸管。所述纖維素纖維、填充劑、施膠劑和/ 或任選組分可以任何組合彼此之間連續(xù)、順序和/或同時(shí)地進(jìn)行接觸。所述纖維素纖維和填充劑可在加入所述造紙?zhí)幚碇盎蛩鲈旒執(zhí)幚砥陂g以任何組合進(jìn)行預(yù)混合。如全文所使用的，將范圍用作描述在包括其中所有子范圍的范圍內(nèi)的每個(gè)值的簡(jiǎn)略表達(dá)方式。根據(jù)上述教導(dǎo)在本發(fā)明上作出多種改變和變化是可能的。因此，可以理解在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以以除這里特別描述之外的方式實(shí)施本發(fā)明。相對(duì)于涉及本發(fā)明主題和所有其實(shí)施例的相關(guān)部分，這里引用的所有參考，以及它們所引用的參考在此通過(guò)參考而并入進(jìn)來(lái)。借助于以下具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地解釋本發(fā)明，所述實(shí)施例并非以任何方式來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1以下是對(duì)在量化上面描述的Q時(shí)所使用的一種方法的描述。工藝使用報(bào)告定量確定在ζ-方向上的淀粉滲透的新方法Raj R. Bodalia, Steve Van Winkle 禾口 P. Johnson
工藝分析科學(xué)-pdc摘要在該報(bào)告中研究和描述了使用圖像分析(Lappalainen，Solasaari, Lipponen,2005)的用于確定量化淀粉滲透值Q的新方法。當(dāng)在z_方向上的淀粉滲透降低時(shí)，無(wú)因次數(shù)Q4^接近于零。如果淀粉在ζ-方向上完全分布，所述Q4^值為0.5。在該研究中研究了三個(gè)紙張樣品。紙盒板(carton)、CIS板和復(fù)印紙的Q全s值分別為0. 2,0. 5和 0. 5，這與視覺(jué)觀察在定性方面是一致的。應(yīng)注意的是圖像分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有產(chǎn)生實(shí)際的淀粉的重量百分比或滲透深度，并且必須小心操作以免誤報(bào)了數(shù)據(jù)。該方法可提供用于最優(yōu)化和精調(diào)與淀粉-滲透有關(guān)的工藝參數(shù)的新手段。前言對(duì)于涉及紙張性能的相關(guān)工藝變量來(lái)說(shuō)，在紙張和紙板中于ζ-方向上的淀粉滲透及其分布是很受關(guān)注的。在2005年4月的TAPPI涂料會(huì)議(TAPPI Coating Conference) 期間，引入了無(wú)因次數(shù)滲透值Q用來(lái)幫助評(píng)價(jià)淀粉滲透的圖像分析數(shù)據(jù)(Lappalainen， Lipponen, Solasaari，2005)。該方法可便于對(duì)具有不同淀粉滲透水平的紙張樣品進(jìn)行半定量比較或分級(jí)。該報(bào)告的目的是使用標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合顯微鏡和可免費(fèi)獲得的軟件來(lái)重復(fù)作者的方法以確定在不同淀粉-施膠紙中的Q 。結(jié)果和討論選擇具有不同淀粉水平的三個(gè)紙張和紙板樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)。將來(lái)自每個(gè)樣品的五個(gè)復(fù)制品進(jìn)行橫切片并用12/KI溶液(約2N)進(jìn)行染色。使用光學(xué)顯微鏡在IOX下對(duì)所述橫截面進(jìn)行拍照。代表性橫截面的顯微照片示于圖1中。在該研究中使用了圖像分析免費(fèi)軟件ImaReJ(從http //rsb. info, nih. rov/ i 下載)。將圖像轉(zhuǎn)變成具有增強(qiáng)對(duì)比度的8-位灰度(在所有范圍內(nèi)歸一化)。將所述飽和像素值設(shè)置成默認(rèn)值、0. 5%，并選擇自動(dòng)閾值選項(xiàng)。將所述橫截面分成相等厚度的四個(gè)矩形部分(感興趣的四個(gè)相等的區(qū)域，“R0I”)并將這些部分定義為頂部、頂部-中間、中間-底部和底部。基于所述自動(dòng)閾值，計(jì)算了在每個(gè)ROI內(nèi)部的碘染色部分的面積分?jǐn)?shù)。使用如下顯示的方程式計(jì)算了滲透值Qwsp和Qlissr然后作為從兩個(gè)側(cè)面得到的所述滲透值的加權(quán)平均而計(jì)算了平均滲透值Q4sr
權(quán)利要求
1.紙張襯底，包含多個(gè)纖維素纖維；和施膠劑；其中所述紙張襯底具有0. 6-1. 5%的濕膨脹率，不超過(guò)300 J/m2的CD內(nèi)部 Scott鍵和/或不超過(guò)300 J/m2的MD內(nèi)部Scott鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述紙張襯底具有0.6-1. 25%的濕膨脹率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，進(jìn)一步包括0.25-10gsm的施膠劑；其中所述紙張襯底具有0. 6-1. 25%的濕膨脹率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，進(jìn)一步包括0.25-10gsm的施膠劑；其中所述紙張襯底具有小于100 J/m2/gsm的內(nèi)鍵/施膠劑比和0. 6-1. 25%的濕膨脹率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紙張襯底，其中內(nèi)鍵/施膠劑比小于或等于80J/m2/gsm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紙張襯底，其中內(nèi)鍵/施膠劑比小于或等于60J/m2/gsm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紙張襯底，其中內(nèi)鍵/施膠劑比小于或等于40J/m2/gsm。
8.制備權(quán)利要求1所述的紙張襯底的方法，包括使包含施膠劑的溶液接觸多個(gè)纖維素纖維，其中所述溶液具有至少12重量％固體施膠劑的固體含量，并且使用布氏粘度計(jì)，2號(hào)錠，在100 rpm和150° F下，所述溶液的粘度為 100-500 厘泊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述溶液的粘度為150-300厘泊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述溶液含有至少15重量％的施膠劑固體含量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述溶液含有0.25-10gsm的施膠劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述紙張襯底具有小于100J/m2/gSm的內(nèi)鍵/施膠劑比和0. 6-1. 25%的濕膨脹率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述紙張襯底具有小于60J/m2/gSm的內(nèi)鍵 /施膠劑比和0. 6-1. 25%的濕膨脹率。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述紙張襯底具有小于40J/m2/gSm的內(nèi)鍵 /施膠劑比和0. 6-1. 25%的濕膨脹率。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底的IGT粘附至少為1。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底的IGT粘附至少為1.25。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底的IGT粘附至少為1.5。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底的IGT粘附大于1.7。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底包含大于4gsm的施膠劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底包含大于3.5 gsm的施膠劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張襯底，其中所述襯底包含大于4.5 gsm的施膠劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含高表面施膠和低內(nèi)部施膠并具有高尺寸穩(wěn)定性的紙張襯底，以及制備和使用組合物的方法。
文檔編號(hào)D21H21/18GK102517989SQ2011104368
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者D·W·安德森, K·K·莫漢, P·M·弗洛斯, 凱皮爾·M·辛, 湯姆·阿恩森, 洪耀良, 黃衍初 申請(qǐng)人:國(guó)際紙業(yè)公司