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CN1295681A - 上胶纸及其在高速转化或复制操作中的用途 - Google Patents

上胶纸及其在高速转化或复制操作中的用途 Download PDF

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CN1295681A CN98814113A CN98814113A CN1295681A CN 1295681 A CN1295681 A CN 1295681A CN 98814113 A CN98814113 A CN 98814113A CN 98814113 A CN98814113 A CN 98814113A CN 1295681 A CN1295681 A CN 1295681A
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Abstract

一种在高速转化或复制操作中使用纸的方法,包括以下步骤:提供在碱性条件下用烯基琥珀酸酐和在35℃时不为固体的2－氧杂环丁烷酮上胶的纸张,并将所得纸张用于高速转化和复制操作中。一种在碱性条件下制备纸张的方法,包括以下步骤:提供含有烯基琥珀酸酐和在35℃时不为固体的2－氧杂环丁烷酮的上胶剂,然后用所述上胶剂对纸张进行上胶。

Description

上胶纸及其在高速转化或复制操作中的用途
发明领域
本发明涉及在高速转化或复制操作中使用碱性上胶纸的工艺。
发明背景
碱性高档纸的数量迅速增加，因为它能节省成本，可以使用沉淀碳酸钙，而目前对纸张耐久性和亮度改进的需求又在增大，以及关闭造纸机湿部的倾向也在增加。
高档纸现行的许多应用要求其特别注意在转化或最终使用前上胶。例如高速复制纸、信封、表格纸包括计算机打印纸、加算器用纸等。碱性高档纸最常用的上胶剂是烯基琥珀酸酐(ASA)和烷基乙烯酮二聚物(AKD)。这两类上胶剂都有反应活性的官能团，据认为可以以共价键结合到纤维素纤维上，而且其疏水基是离开纤维、朝向外的。这些憎水基团的性质和取向会使得纤维排斥水。
商用的AKD，含有一个β-内酯环(也叫做α-氧杂环丁烷酮环)，通过二聚烷基乙烯酮制得；而烷基乙烯酮是从两个饱和的直链脂肪酸酰基氯制得，最为广泛采用的是由棕榈酸和/或硬脂酸制得，其它的乙烯酮二聚物如烯基乙烯酮二聚物(Aquapel 421,HerculesIncorporated,Wilminton,DE,U.S.A.)也已商业使用。
商用的ASA基上胶剂是由马来酐与含14-22个碳原子的烯烃反应制得。
尽管ASA和AKD上胶剂取得了商业成功，但它们有缺点。在造纸机上，ASA经常会产生沉积，导致纸匹断裂和纸上有孔。ASA添加量超过2.0-2.5磅/吨纸，通常会导致不能接受的造纸机运行性能和纸张质量问题。然而，对于高填量的纸种来说，其上胶时添加量常常需要超过2.0-2.5磅/吨。最后，因为ASA不能长时间地以乳液形式运输和贮存，所以造纸商必须在即将使用前配制其乳液。
对于AKD基上胶剂，其最常提及的缺点是在造纸机上的胶化速率。通常，在完全胶化之前需要较长的熟化时间。
这两种上胶剂，特别是AKD型，对于目前使用的碱性条件下制得的高档纸(叫做碱性高档纸)，在典型的高速转化操作时会产生处理问题。这些问题包括：表格打印机和其它纸加工机械的操作速度降低，高速复制机的夹带纸或塞纸，打印机和信封折叠机高速操作时的定位错误。最近，已经引入了在35℃时非固体的2-氧杂环丁烷酮上胶剂(例如，Percis 2000上胶剂，Hercules Incorporated,Wilminton,DE,U.S.A.)来克服高速转化操作中的处理问题。
高速转化操作中的一个此类处理问题已被认定和测定，该问题描述于“碱性高档纸转化性能和最终用途性能的改进”，TAPPI 1994造纸商大会文集(Paper Makers Conference Proceedings)，第1册(1994)，第155-163页。此处引用其作为参考。上述问题发生在使用IBM 3800高速连续激光表格打印机时，此机器没有进行特殊改进，以适于处理碱性高档纸。因而，这一商业上很重要的激光打印机可以作为有效的测试设备，来测定各种上胶纸在现有转化设备中的转化性能和其最终使用性能。特别地，“起伏”现象可以给出在IBM 3800打印机的熔化器(fuser)上的非驱动滚轴和自动递纸器之上的驱动滚轴之间的滑移程度的测量指示。
这类起伏涉及运纸路径偏离两个滚轴之间的直线，该直线高于底板两英寸(5cm)，引起定位错误和自动进纸器中降落折叠。在稳态运行时，起伏率可以用运行600秒后，以英寸表示的高于直线运纸路径的起伏高度乘以10,000来表示。
典型的AKD上胶的碱性高档纸，其上胶剂添加量高于2.2磅/吨(每0.9公吨1kg)时，常常显示出无法接受的起伏率，一般在20-80的数量级。在其他高速转化机器中，如Halmiton-Stevens连续表格打印机或Winkler & Dunebier CH信封折叠机，纸处理速率也提供了转化性能的数字测量。
欧洲专利申请号0 629 741 A1公开了用2-氧杂环丁烷酮上胶剂上胶的纸，该上胶剂是烷基乙烯酮二聚物和各种分子量的2-氧杂环丁烷酮多聚物的混合物。其纸张所用的上胶剂的量，与目前那些以烷基乙烯酮二聚物和烯基琥珀酸酐上胶剂作上胶剂的纸张上的上胶剂用量差不多，但用于高速转化和复制的机器中，纸张的性能却得以改进。
美国专利5,685,815和欧洲专利申请0 666 368中公开了用2-氧杂环丁烷酮上胶剂上胶的纸张，该纸张用于高速转化或复制机器中时没有遇到进纸问题。2-氧杂环丁烷酮上胶剂在35℃之下为液体，可由碳链结构不规则如含有C=C双键和支链的脂肪酸制得。
美国专利5,725,731公开了用于高档纸的上胶剂组合物，其高档纸在用于高速转化机器中时没有遇到进纸问题。上胶剂组合物在35℃时不是固体，含有2-氧杂环丁烷酮化合物的混合物。该类化合物是饱和的和不饱和的脂肪酸混合物的反应产物。
美国专利5,407,537给出了一种使用合成的、具有反应活性的上胶剂化合物的方法，该方法不需要使用乳化剂，并可降低上胶剂化合物滞留在工艺水期间的水解。合成的具有反应活性的上胶剂化合物优选是烯基琥珀酸酐，其中烯基具有8-16个碳原子。另外，还公开了使用烯基琥珀酸酐和烷基乙烯酮二聚物之混合物的可能性。
英国专利申请GB 2,252,984 A中公开了一种上胶剂组合物，它是3-50wt％的烷基乙烯酮二聚物和97-50wt％的烷基或烯基环状酸酐的混合物。
瑞典专利申请893,906公开了用烷基乙烯酮二聚物和烯基琥珀酸酐组合物上胶的、包装流体的包装板。
在美国专利5,407,537、英国专利申请GB 2,252,984 A和瑞典专利申请893,906中的所公开的烷基乙烯酮二聚物是固体的烷基乙烯酮二聚物。
现在需要的是，在典型的转化和复制操作中具有改进的处理性能的碱性高档纸，同时胶化的水平必须与目前的用2-氧杂环丁烷酮或ASA对碱性高档纸上胶时所达到的水平相当。
发明的概述
本发明涉及一种在高速转化或复制操作中使用纸张的工艺方法，包括如下步骤：将纸张在碱性条件下用烯基琥珀酸酐(ASA)和在35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮上胶，并将所得纸张用于高速转化和复制操作中。优选地，2-氧杂环丁烷酮上胶剂包含至少一种2-氧杂环丁烷酮化合物，该化合物是含不饱和单羧基脂肪酸的反应混合物的反应产物。此处，为了简便“脂肪酸”一词代表脂肪酸或脂肪酸酰基卤。
在另一个实施方案中，本发明涉及一种制备碱性纸的工艺方法，包括如下步骤：提供含烯基琥珀酸酐(ASA)和35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮的上胶剂；用所述上胶剂对纸张进行上胶处理。
附图的简要说明
图1和图2是几种添加量下采用下述上胶剂、自然熟化上胶的曲线图：(a)35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮；(b)烯基琥珀酸酐(ASA)；(c)ASA和35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮的混合物。
发明的详细描述
为了方便，此后“脂肪酸”一词代表脂肪酸或脂肪酸酰基卤，当谈及用于制备上胶剂组合物的脂肪酸时，本领域的一般技术人将会意识到此处所用的这一术语的含义，因为在制备2-氧杂环丁烷酮化合物的第一步中，脂肪酸转变为酰基卤，优选酰基氯；也会意识到本发明可以采用脂肪酸或已转化为其酰基卤的脂肪酸作起始物。另外，本领域的一般技术人员还会很轻易地认识到，“脂肪酸”既可指纯的脂肪酸或脂肪酸酰基卤，也可指脂肪酸或脂肪酸酰基卤的混合物，因为脂肪酸通常来自天然来源，因而一般是混合物。
本发明的2-氧杂环丁烷酮已在美国专利5,685,815和5,725,731中公开。2-氧杂环丁烷酮可以是其混合物，在35℃时不为固体(基本上不是晶体、半结晶体或腊状体，也即它们不需加热至熔化，即可因加热而流动)。优选地，2-氧杂环丁烷酮在25℃时不为固体，更优选在20℃时不为固体。进一步更优选地，2-氧杂环丁烷酮在35℃时为液体，更优选地在25℃时为液体，最优选地在20℃时为液体。
根据本发明，2-氧杂环丁烷酮是具有下列通式化合物的混合物：
Figure 9881411300121
其中，n优选为0-6，更优选为0-3，最优选为0；R和R”是具有8-24个碳原子的烷基，既可以相同，也可以不同，既可以是饱和的，也可以是不饱和的，既可以是直链的，也可以是支链的；R’是具有2-40个碳原子的、饱和或不饱和的、直链或支链的烷基，优选具有4-32个碳原子；而且在化合物的混合物中，至少25％的R和R”基团是不饱和的基团。
2-氧杂环丁烷酮可以是含有各种2-氧杂环丁烷酮化合物的混合物，该化合物是含有不饱和单羧基脂肪酸的反应混合物的反应产物。所述反应混合物还可以含有饱和的单羧基脂肪酸和二羧酸。
优选地，制备2-氧杂环丁烷酮化合物之混合物的反应混合物中至少含有25wt％的不饱和单羧基脂肪酸，更优选的是至少含有70wt％的不饱和单羧基脂肪酸。
制备2-氧杂环丁烷酮化合物时反应混合物中所含的不饱和单羧基脂肪酸优选具有10-26个碳原子，更优选具有14-22个碳原子，最优选具有16-18个碳原子。例如，这些酸包括：油酸、亚油酸、十二碳烯酸、十四碳烯酸(肉豆蔻脑酸)、十六碳烯酸(棕榈油酸)、十八碳二烯酸(反亚油酸)、十八碳三烯酸(亚麻酸)、二十碳烯酸(顺-9-二十碳烯酸)、二十碳四烯酸(花生四烯酸)、顺-13-二十二碳烯酸(芥酸)、反-13-二十二碳烯酸(巴西烯酸)、二十二碳五烯酸(4,7,11-二十二碳三烯-18-炔酸)以及其酰基卤，优选酰基氯。可以使用一种或多种单羧基酸。优选的不饱和单羧基脂肪酸是油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈油酸及其酰基卤。最优选的不饱和单羧基脂肪酸是油酸和亚油酸及其酰基卤。
本发明中制备2-氧杂环丁烷酮化合物所用的饱和单羧基脂肪酸优选具有10-26个碳原子，更优选具有14-22个碳原子，最优选具有16-18个碳原子。例如，这些酸包括硬脂酸、异硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、十五烷酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十九烷酸、花生酸和山芋酸及其酰基卤，优选酰基氯。可以使用一种或多种饱和单羧基脂肪酸。优选的是硬脂酸和棕榈酸。
本发明中制备2-氧杂环丁烷酮化合物所用的烷基二羧酸优选具有6-44个碳原子，更优选具有9、10、22或36个碳原子。例如，这样的二羧酸包括癸二酸、壬二酸、1,10-十二双酸、辛二酸、巴西酸、二十二烷二酸和C36二聚物酸如美国俄亥俄州辛辛那提市Henkel-Emery生产的EMPOL 1008，以及它们的酰基卤，优选酰基氯。可以使用这些二羧酸的一种或多种。最优选的二羧酸是癸二酸和壬二酸。
当二羧酸用于制备本发明所用的2-氧杂环丁烷酮时，二羧酸与单羧酸(饱和的和不饱和的之和)的最大摩尔比优选约为5，更优选的最大摩尔比约为4，最优选的最大摩尔比约为2。
可以使用已知的制备标准乙烯酮二聚物的方法制备2-氧杂环丁烷酮化合物的混合物。首先从脂肪酸的混合物或脂肪酸与二羧酸的混合物出发，用PCl3或其它卤化剂、优选氯化剂，形成酰基卤、优选酰基氯。然后，在叔胺(包括三烷基胺和环烷基烷基胺)的存在下将酰基卤转化为乙烯酮，优选使用三乙基胺。接着将乙烯酮部分二聚，形成2-氧杂环丁烷酮。
C.E.Farley和R.B.Wasser在《纸张上胶》第2版的51-62页(W.F.Reynolds编辑，Tappi出版社，1989年)中描述了一些烯基琥珀酸酐(ASA)，它们可以用于与本发明的2-氧杂环丁烷酮相混合，此外引入作为参考。ASA由含有侧琥珀酸酐基的不饱和烃链构成。液态的ASA优选用于本发明的工艺中，通常从α-烯烃出发两步制得。第一步是烯烃的异构化，随机地将其双键从α-位置移开；第二步是异构化的烯烃与过量的马来酐反应，生成最终的ASA结构，如下面的化学式所示：
Figure 9881411300151
如果省去异构化步骤，就可能生成在室温下为固体的ASA。
起始的α-烯烃优选为C14-C22，可以是线性的，也可以带支链。为了实现本发明的目的，更优选的是用马来酐与含14-18个碳原子的烯烃反应，制备ASA。美国专利4,040,900公开了ASA典型的结构，此处以其整体作为参考。
从路易斯安娜州巴顿罗格的阿尔伯马勒公司(AlbemarleCorporation,Baton Rouge,La.)可以买到各种ASA。
本发明中有代表性的、与马来酐反应制备ASA的起始烯烃包括：十八碳烯、十四碳烯、十六碳烯、二十碳烯、2-正己基-1-辛烯、2-正辛基-1-十二碳烯、2-正辛基-1-癸烯、2-正十二烷基-1-辛烯、2-正辛基-1-辛烯、2-正辛基-1-壬烯、2-正己基-1-癸烯和2-正庚基-1-辛烯。
在ASA与2-氧杂环丁烷酮的混合物中，2-氧杂环丁烷酮与ASA的最大重量比优选约为9∶1，更优选的最大重量比约为4∶1，最优选的约2∶1。2-氧杂环丁烷酮与ASA的最小重量比约为1∶9，更优选的最小比例约为1∶4，最优选的约为1∶2。
通常，本发明的上胶剂采用分散液或乳液的形式，制备方法采用本领域常用的方法。优选的方式是将上胶剂作为内上胶剂，即将其在纸张成形前加入纸浆中。ASA和2-氧杂环丁烷酮上胶剂组分可以在添加前预先混合好，也可以分别加入。
本发明的纸张上胶时，全部上胶剂(即ASA加2-氧杂环丁烷酮)的添加率至少为0.5磅(0.2kg)/吨，更优选至少约1.5磅(0.8kg)/吨，最优选至少约为2.2磅/吨(1kg/0.9公吨)或更高。例如，纸张可以是连续的表格打印纸、打孔的连续表格纸、加算器用纸或信封用纸，以及其转化产品如复印纸和信封。
优选地，按本发明工艺制备的碱性纸含有水溶性的碱金属无机盐，最好为氯化钠(NaCl)。不过，本发明的纸张也可常常不含NaCl。
与采用单独的ASA或单独的35℃下不为固体的2-氧杂环丁烷酮作上胶剂的纸张相比，本发明的纸张在使用时具有以下几个优点：第一：在上胶剂添加量中等或较低时，本发明纸张的上胶剂自然熟化水平(室温下熟化7天后上胶情况)要比使用相当量的35℃下不为固体的2-氧杂环丁烷酮的纸张高；第二，纸张生产时造纸机沉积的程度要比使用同样量ASA上胶剂时低；第三，用ASA和35℃下不为固体的2-氧杂环丁烷酮进行机上上胶的情况要好于只采用35℃下不为固体的2-氧杂环丁烷酮的情况。这对于造纸机的运行情能常常是很重要的。
另外，本发明的工艺相对于使用ASA和固体烷基乙烯酮二聚物上胶剂的工艺也有改进。当使用固体烷基乙烯酮二聚物时，必须采用特殊的装置来熔化烷基乙烯酮二聚物，以便制备其水分散液。采用液体2-氧杂环丁烷酮时，该熔化步骤就没有必要存在了。
本发明的纸张用于高速转化机械或复印操作时，不会遇到较大的机器供纸问题。具体而言，根据本发明的纸张，可以制成纸张定量约15-24磅/1300平方英尺(6.8-10.9kg/121m2)的连续表格打印纸纸卷，其上胶剂添加量至少约为1.5磅/吨(0.68kg/0.9公吨)在IBM3800型高速连续表格激光打印机上运行时，没有较明显的机器供纸问题。
而且，根据本发明优选的纸张可以制成8×11英寸(21.6cm×28cm)的复印机，其定量约为15-24磅/1300平方英尺(6.8-10.9kg/121m2)，可以用于高速激光打印机或复印机上，当纸张优选以至少约1.5磅/砘(0.68kg/0.9公吨)的总上胶剂(即ASA加2-氧杂环丁烷酮)添加量上胶时，更优选以至少约2.2磅/吨(1kg/0.9公吨)的总添加量上胶时，其用在IBM 3825型高速复印机上时，误供纸或塞纸的比例低于每万张5张，优选低于每万张1张。作为对比，用AKD上胶的纸张在用于IBM 3825型高速复印机上时，夹带纸的比例要高得多(14250张中出现14次夹带纸)。在复印机的常规操作中，每万张出现10次夹带纸就属于不能接受的情况。而复印机制造商通常将每万张出现一次夹带纸视为不能接受。
本发明的定量约为15-24磅/1300平方英尺(6.8-10.9kg/121m2)的连续表格纸纸卷，可以在连续表格印刷机上以每分钟约1300-2000英尺(390-600m)或更高的印刷速率，转化成标准的打孔的连续表格。根据本发明，优选的、定量约为15-24磅/1300平方英尺(6.8-10.9kg/121m2)的连续表格纸纸卷，其上胶剂添加量至少约为2.2磅/吨(1kg/0.9公制吨)，可以在Hamilton-Setvens连续表格印刷机上转化成标准的、打孔的连续表格，其印刷速率至少每分钟约1775英尺(541m)，优选至少每分钟约1900英尺(579m)。
本发明的纸张也可以制成定量约为15-24磅/1300平方英尺(6.8-10.9kg/121m2)的信封纸纸卷，其上胶剂添加量至少约为2.2磅/吨(1kg/0.9公制吨)。该纸卷可以在Winkler & Dunnebier CH信封折叠机上至少每分钟转化成约900个信封。优选至少每分钟1000个信封。
本发明的纸张在高速复印机(IBM 3825)上运行速率至少为每分钟约58张，而每万张中夹带纸或塞纸少于1次。
本发明的纸张可以用于高速、连续表格激光打印机上，运行10分钟后，其起伏率，与用于同一打印机上、具有相同定量、相同上胶剂添加量但上胶剂是由硬脂酸和棕榈酸混合物制成的AKD上胶剂的连续表格纸相比，至少要低约10％，优选低约20％。
本发明的纸张可以用于速率为每分钟约58张的高速复印机(IBM3825)上，其夹带纸或塞纸的情况，与用于同一复印机上、具有相同定量、相同上胶剂添加量但上胶剂是由硬脂酸和棕榈酸混合物制得的AKD上胶剂的纸张相比，至少低约50％，优选低约70％。
本发明的纸张还可以在连续表格印刷机上转化成标准的、打孔的连续表格，其印刷速率，与具有相同定量、相同上胶剂添加量但上胶剂是由硬脂酸和棕榈酸制成的AKD上胶剂的纸张相比，至少高约3％。优选高约5％。实验过程
此处所用的份数、百分数除特别指明之外，均指重量。
在IBM 3800上进行评价的纸张是在一造纸机中试装置上制得。制备典型的表格纸造纸纸浆时，纸浆配料(三份南方硬木硫酸盐浆加一份南方软木硫酸盐浆)用双盘精磨机精磨成425ml加拿大标准游离度(C.S.E)。在向纸浆配料中加入填料(10％的中等颗粒的沉淀碳酸钙)前，用适量的H2SO4、NaHCO3、NaOH和CaCl2调节造纸纸浆的pH值、碱度和硬度，使其pH值为7.8-8.0，碱度为150-200ppm，硬度为100ppm。
可以采用常规的、制备商用2-氧杂环丁烷酮化合物的方法来制备2-氧杂环丁烷酮化合物，即从脂肪酸的混合物用常规的氯化剂制成酰基氯，然后在适当碱的存在下使酰基氯脱氯化氢。ASA为烯基琥珀酸酐C16C18，可从路易斯安娜州巴顿罗格的阿尔伯马勒公司(Albemarle Corporation,Baton Rouge,La.)购得。
ASA/2-氧杂环丁烷酮混合物的乳液可以在使用前按C.E.Farley和R.B.Wasser在《纸张上胶(第2版)》(W.E.Reynolds编辑，Tappi出版社，1989年，第51-62页)一书中所述方法制备，此处以其整体作为参考，乳液用Stalok 400阳离子淀粉(A.E.StaleyManufacturing Co.,Decatur IL)制备，淀粉与上胶剂的比例为3∶1。
进行上胶剂的湿部添加，加入季胶盐取代的阳离子淀粉(实施例3为0.75％，实施例1和2为0.5％)、明矾(0.2％)和助留剂(0.025％)，流浆箱和白水盘处的纸浆温度控制在110°F(43.3℃)。
湿压榨设定在表头压力40psi(2.8kg/cm2)。干燥机使得表面施胶装置处的水分为1-2％，卷轴处的水分为4-6％(每分钟77英尺(23.4m))。在表面施胶装置处(130°F(54.4℃),pH=8)添加约35磅/吨(15.9kg/0.9公吨)的氧化玉米淀粉Stayco(伊利诺宜斯州Decatur的A.E.Staley制造公司生产)和1磅/吨(0.45kg/0.9公吨)的NaCl。调节压光压力和卷轴水分，在卷轴处得到Sheffield平滑度为150个流动单位(#2柱，毛毯面向上)。
采集35分钟的卷纸，并在商用表格印刷机上将其转化为2箱的8英寸×11寸(21.6×28cm)的标准表格。在每35分钟的卷纸之前和之后也要采集样品，以便测定自然熟化上胶程度和定量(46磅/3000平方英尺，20.8kg/279m2)，同时测定平滑度。
转化后的纸张在评估之前，至少在打印机房间放置一天，以便使其达到平衡。每箱纸可以IBM 3800上进行10-14分钟(每分钟220英尺(66.7m))的评估。所有的样品都测定两次。在每次评估之间，至少用标准的酸性高档纸运行两分钟，以便重新恢复起始的机器条件。
为了确定上胶剂是否会给转化操作带来困难，在中试造纸装置上制成纸张，将其转化成表格纸，然后在IBM 3800高速打印机进行打印，IBM 3800的运行性能可以用来衡量转化性能。具体而言，IBM3800上两个固定辊之间纸张起伏的高度(英寸)和起伏的速率可以用来定量地表示转化性能。纸张起伏的越快、越高，其转化性能越差。
Hercules上胶剂测试(HST)是工业上测试上胶程度的标准试验。该方法采用染料的水溶液作渗透剂，当其从纸张上经过时对液体的前沿进行光学测定。该装置测定未与渗透剂接触的纸张表面的反射率降低到其起始反射率值一预先设定的百分比时所需的时间。除非特别注明，所有报告的HST测试数据均测量降低到80％反射率时的秒数，所用渗透剂为1％甲酸墨水与萘酚绿B染料的混合物。使用甲酸墨水比使用中性墨水的测试更苛刻，它倾向于给出更快的测试时间。高的HST值比低的值好。
实施例1
本实施例中，用2-氧杂环丁酮和烯基琥珀酸酐1∶1的混合物评价各种添加量时的上胶效率。作为对比，单独的2-氧杂环丁烷酮和ASA样品在同样条件下进行测试。
以Emerslo-221为原料用通常的方法制备2-氧杂环丁烷酮。Emersol-221可从俄亥俄州辛辛那提市的Henkel-Emery公司购得，其组成如下：
油酸            73％
亚油酸          8
棕榈油酸        6
肉豆蔻脑酸      3
亚麻油          1
饱和脂肪酸      9
ASA为烯基琥珀酸酐C16C18，可从路易斯安娜州巴顿罗格的阿尔伯马勒公司(Albemarle Corporation,Baton Rouge,La.)购得。
评价数据示于表1中，并在图1中以图形表示出来。数据表明，在上胶剂添加量相同时，ASA/2-氧杂环丁烷混合物的自然熟化上胶程度要低于单独ASA的情况，但要高于单独2-氧杂环丁烷酮的情况。
                                     表1
实验 上胶剂 上胶剂添加量，磅/吨干纸 自然熟化上胶程度(HST)，秒
 1A(对比) 2-氧杂环丁烷酮     1.5     2
 1B(对比) 2-氧杂环丁烷酮     2.25     82
 1C(对比) 2-氧杂环丁烷酮     3.0     143
 1D(对比)     ASA     1.1     34
 1E(对比)     ASA     1.4     153
 1F(对比)     ASA     1.7     186
    1G     1∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 1.4 41
    1H     1∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 1.8 116
    1F     1∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 2.25 194
实施例2
本实施例中对两种比例的2-氧杂环丁烷酮和烯基琥珀酸酐混合物在几种添加量时的上胶效率进行评价。作为对比，单独的2-氧杂环丁烷酮上胶剂样品和单独的ASA样品也在同样的条件下进行测试。
2-氧杂环丁烷酮的ASA与实施例1中所用的相同。结果示于表2中，并在图2中以图形表示出来。数据表明，在添加量低于约2.75磅/吨时，3∶1和65∶35的2-氧杂环丁烷酮/ASA的自然熟化
                                     表2
实验 上胶剂 上胶剂添加量，磅/吨干纸 自然熟化上胶程度(HST)，秒
 2A(对比) 2-氧杂环丁烷酮     1.5     2
 2B(对比) 2-氧杂环丁烷酮     2.25     50
 2C(对比) 2-氧杂环丁烷酮     3.0     289
 2D(对比)     ASA     1.1     34
 2E(对比)     ASA     1.4     178
 2F(对比)     ASA     1.7     226
2G     3∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 1.5 14
2H     3∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 2.25 128
2I     3∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 3.0 217
2J     65∶352-氧杂环丁烷酮/ASA 1.5 13
2K     65∶352-氧杂环丁烷酮/ASA 2.25 165
2L     65∶352-氧杂环丁烷酮/ASA 3.0 223
上胶程度要低于单独ASA时的情况，但要高于单独2-氧杂环丁烷酮时的情况。实施例3
本实施例中测试了3种比例的2-氧杂环丁烷酮和ASA混合物对于在IBM 3800上转化碱性高档纸的运行性能的影响。对比实验3A则使用了Hercon70上胶剂，该上胶剂是含有由棕榈酸和硬脂酸混合物制得的烷基乙烯酮二聚物的分散液，可从特拉华州威尔明顿的赫尔库勒斯公司(Hercules Incorporated,Wilmington,DE)购得。其余的实验所用的材料已在实施例1中作了描述。
评比数据示于表3。数据表明，由所有3种测试比例的2-氧杂环丁烷酮/ASA混合物所生产的纸张，其在IBM 3800上的运行性能为“好”到“很好”。而且，在3.0磅/吨的添加量下，所有三种测试
                                     表3
实验 上胶剂 上胶剂添加量，磅/吨干纸 自然熟化上胶程度(HST)，秒
3A(对比)     Hercon70     3.0     2.5
3B     1∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 3.0 2
3C     1∶32-氧杂环丁烷酮/ASA 3.0 1.5
3D     3∶12-氧杂环丁烷酮/ASA 3.0 1
注：IBM运行性能：
1-很好(起伏率X104＜2.1英寸/秒)
2-好(起伏率X104=2.1-6.2英寸/秒)
3-差(起伏率X104=6.2-16.7英寸/秒)
4-很差(起伏率X104≥16.7英寸/秒)比例所生产的纸张，其在IBM 3800上的运行性能要好于用Hercon70生产的纸张。
此处所给的实施例不是用来限制本发明的范围，而只是用来表述本发明的一些特定实施方案。可以对本发明进行各种改进和变化，但不会超出权利要求的保护范围。

Claims (30)

1、一种在高速转化或复制操作中使用纸的方法，包括以下：提供在碱性条件下用烯基琥珀酸酐和在35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮上胶的纸张，并将所得纸张用于高速转化和复制操作中。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于，所用的2-氧杂环丁烷酮包含至少一种2-氧杂环丁烷酮化合物，该化合物是含不饱和单羧基脂肪酸的反应混合物的反应产物。
3、权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有25wt％的不饱和单羧基脂肪酸。
4、权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有70wt％的不饱和单羧基脂肪酸。
5、权利要求2-4所述的方法，其特征在于，所述的不饱和单羧基脂肪酸包括选自于以下组中的一种或多种脂肪酸：油酸、亚油酸、十二碳烯酸、十四碳烯酸(肉豆蔻脑酸)、十六碳烯酸(棕榈油酸)、十八碳二烯酸(反亚油酸)、十八碳三烯酸(亚麻酸)、二十碳烯酸(顺-9-二十碳烯酸)、二十碳四烯酸(花生四烯酸)、顺-13-二十二碳烯酸(芥酸)、反-13-二十二碳烯酸(巴西烯酸)、二十二碳五烯酸(4,7,11-二十二碳三烯-18-炔酸)以及其酰基卤。
6、权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的不饱和单羧基脂肪酸包括选自下于以下组中的一种或多种脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈油酸以及其酰基卤。
7、权利要求2-6所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有25wt％的油酸或其酰基卤。
8、权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有70wt％的油酸或其酰基卤。
9、权利要求2-8所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有25wt％的亚油酸或其酰基卤。
10、权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物至少含有70wt％的亚油酸或其酰基卤。
11、权利要求1-10所述的方法，其特征在于，所述的2-氧杂环丁烷酮在25℃时不为固体。
12、权利要求1-11所述的方法，其特征在于，所述的2-氧杂环丁烷酮在25℃时为液体。
13、权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的2-氧杂环丁烷酮在20℃时为液体。
14、权利要求2-13所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物还含有饱和的单羧基脂肪酸。
15、权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的饱和的单羧基脂肪酸包括选自于以下组中的一种或多种脂肪酸：硬脂酸、异硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、十五烷酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十九烷酸、花生酸和山芋酸及其酰基卤。
16、权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的饱和的单羧基脂肪酸包括棕榈酸或硬脂酸或其酰基卤。
17、权利要求2-16所述的方法，其特征在于，所述的反应混合物还含二羧酸或其酰基卤。
18、权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的二羧酸包括含8-36个碳原子的二羧酸。
19、权利要求1-18所述的方法，其特征在于，所述的烯基琥珀酸酐是马来酐与具有14-18个碳原子的烯烃的反应产物。
20、权利要求19所述的方法，其特征在于，所述的烯基琥珀酸酐是由马来酐与选自于以下组中的烯烃的反应制得：十八碳烯、十四碳烯、十六碳烯、二十碳烯、2-正己基-1-辛烯、2-正辛基-1-十二碳烯、2-正辛基-1-癸烯、2-正十二烷基-1-辛烯、2-正辛基-1-辛烯、2-正辛基-1-壬烯、2-正己基-1-癸烯和2-正庚基-1-辛烯。
21、权利要求1-20所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不大于约9∶1。
22、权利要求21所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不大于约4∶1。
23、权利要求21所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不大于约2∶1。
24、权利要求1-23所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不小于约1∶9。
25、权利要求24所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不小于约1∶4。
26、权利要求24所述的方法，其特征在于，2-氧杂环丁烷酮与烯基琥珀酸酐的比例不小于约1∶2。
27、一种在碱性条件下制备纸张的方法，包括以下步骤：提供含有烯基琥珀酸酐和在35℃时不为固体的2-氧杂环丁烷酮的上胶剂，然后用所述上胶剂对纸张进行上胶。
28、权利要求27所述的方法，其特征在于，纸张用上胶剂进行内上胶。
29、采用如权利要求27或28所述的方法制得的纸张。
30、在高速转化或复制操作中使用权利要求29所述纸张的方法。
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