專(zhuān)利名稱(chēng)：使用由疏水性單體/苯乙烯/馬來(lái)酸酐型聚合物構(gòu)成的共聚物的膠乳－分散體粘合紙張的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷、書(shū)寫(xiě)或包裝用紙的表面處理。
關(guān)于紙張的表面粘合處理，已知是使用含有膠乳分散體的印刷劑進(jìn)行的，該膠乳-分散體由在水溶性和水分散性陰離子聚合物的水溶液中的疏水性單體的聚合或共聚合所構(gòu)成，尤其是由苯乙烯/馬來(lái)酸酐共聚物，如德國(guó)專(zhuān)利DE 2548 393所述。至少當(dāng)紙張是用新紙漿制造的情況下這些制品是令人滿(mǎn)意的。對(duì)于機(jī)械紙漿或100％回收的或者只是部分回收的紙漿來(lái)說(shuō)，要獲得令人滿(mǎn)意的濕強(qiáng)度是非常困難的，甚至是不可能的。這個(gè)現(xiàn)象已經(jīng)能從“印刷和書(shū)寫(xiě)”紙中看出來(lái)它對(duì)于包裝紙則成為一個(gè)主要的問(wèn)題。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基于以低分子量的苯乙烯/馬來(lái)酸酐共聚物為主要成分的膠乳的粘合組合物對(duì)這個(gè)問(wèn)題提供了意象不到的解決方法。
因此，本發(fā)明是關(guān)于膠乳-分散體的應(yīng)用，例如由苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯類(lèi)構(gòu)成的疏水單體的混合物在水溶性或水分散性?xún)捎H共聚物的水溶液中以乳液聚合反應(yīng)生成的那些膠乳-分散體，該兩親共聚物在一種游離基引發(fā)劑的參與下，由疏水單體和帶有羧酸官能的親水單體結(jié)合而成，其中所述兩親共聚物的分子量為500～5000，它用于粘合處理印刷紙或書(shū)寫(xiě)紙和包裝紙，尤其是應(yīng)用到由回收紙漿制備的紙上。在該膠乳-分散體中，所述分子量在500～5000的共聚物優(yōu)選的是一種由一種或多種選自苯乙烯或其衍生物、異丁烯或其衍生物和(甲基)丙烯酸酯的疏水單體，和選自一種或多種(甲基)丙烯酸和馬來(lái)酸酐的親水單體的共聚物，對(duì)于后者，可以部分地用一種醇或胺改性而同時(shí)仍保留其在水介質(zhì)中的可水溶性或可水分散性，尤其是對(duì)于苯乙烯和馬來(lái)酸酐的共聚物，其中的酸酐部分可以用，也可以不用一種醇或胺改性，而其中酸的值是在150～500之間。在親水共聚物的水溶液中可乳液聚合的疏水單體選自苯乙烯和其衍生物，(甲基)丙烯酸酯，包括由(甲基)丙烯酸與全氟醇酯化而生成的氟(甲基)丙烯酸酯，或這些單體的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的膠乳-分散體的應(yīng)用也完全可以適用于回收紙漿制造的包裝紙板的處理，這種處理要求有一定程度的防水性。
實(shí)施例實(shí)施例1根據(jù)本發(fā)明的膠乳的制備。
把1269g分子量為1900的一種含74.3％(重量)苯乙烯和25.7％(重量)馬來(lái)酸酐的低聚物、6825g去離子水和500g 28％氨水按順序加入到裝有機(jī)械攪拌器的20升三頸玻璃反應(yīng)器中。把反應(yīng)混合物加熱到60℃并不斷攪拌直到該低聚物溶解。把該溶液加熱至85℃然后把1374g苯乙烯和1587g丙烯酸丁酯的混合物在氮?dú)鈿夥罩性跀嚢柘屡c52.9g在1057g水中的(NH4)2S2O8水溶液一起加入，這個(gè)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行2小時(shí)，用泵計(jì)量出上述在85℃的已經(jīng)制備好的低聚物溶液。該反應(yīng)介質(zhì)在85℃再保溫2小時(shí)，然后伴隨輕柔的攪拌冷卻。
所獲得的膠乳具有如下的特性固體＝23.5％23℃Brookfield黏度＝20mPa.spH＝8.85平均粒徑＝55nm實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例顯示本發(fā)明的粘合劑用于印刷和書(shū)寫(xiě)紙張表面處理時(shí)就其防水性而言的優(yōu)點(diǎn)。
最終的粘合品級(jí)通過(guò)COBB試驗(yàn)評(píng)估，該試驗(yàn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟知的，是按照NF標(biāo)準(zhǔn)EN 20535-ISO 535進(jìn)行的。這里，COBB試驗(yàn)的接觸時(shí)間是60秒。
所述的處理是使用實(shí)驗(yàn)規(guī)格的壓機(jī)在二種類(lèi)型的紙上進(jìn)行，其中的一種單位面積重量為70g/m2，沒(méi)有內(nèi)粘合處理，另一種為90g/m2，它可以進(jìn)行，也可以不進(jìn)行烷基烯酮二聚物(Hercules生產(chǎn)的Aquapel，下文中用AKD表示)內(nèi)粘合處理。這二種紙用新的化學(xué)紙漿制造。
該試驗(yàn)報(bào)告了用含有下列物質(zhì)的含水組合物所得粘合處理的結(jié)果5％重量的AMYLIS100P(Roquette)陰離子淀粉，2.5％，5％或10％重量的膠乳-分散體活性物質(zhì)，通過(guò)加入所需剩余量的去離子水以使該組合物達(dá)到100％。根據(jù)本發(fā)明的膠乳-分散體是實(shí)施例1中所描述的那些。依照現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比制品是德國(guó)專(zhuān)利DE 2 548 393中實(shí)施例7的分散體。
下表是在沒(méi)有內(nèi)粘合處理的紙張上獲得的
下表是在用AKD內(nèi)粘合處理的紙張上獲得的
認(rèn)為一種合格的印刷和書(shū)寫(xiě)紙應(yīng)該有少于30～40的COBB 60，很容易看出本發(fā)明的膠乳-分散體具有超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的不可否認(rèn)的優(yōu)越性。
實(shí)施例3在此實(shí)施例中，紙張是使用不含內(nèi)粘合劑的或者為脫墨機(jī)械紙漿或者為回收紙漿制造的。所述的處理是在一種中試造紙機(jī)上，使用三種相當(dāng)于表面粘合劑沉積速度的供料速度進(jìn)行的--在上述的實(shí)施例中的速度--在第一網(wǎng)上為9、12和15kg/t的紙，在第二網(wǎng)上為3、6、和12kg/t。
下表是在脫墨機(jī)械紙漿的紙上獲得的
下表是在100％的回收紙漿的紙上獲得的
這些結(jié)果表明本發(fā)明的粘合劑對(duì)于12至15kg/t的沉積速度具有足夠的粘合，而對(duì)比制品在這種使用速度下則不能使粘合達(dá)到一種令人滿(mǎn)意程度。
權(quán)利要求
1.膠乳-分散體在粘合紙張?zhí)幚碇械膽?yīng)用，如由苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯構(gòu)成的疏水單體的混合物在一種水溶性的或水分散性的兩親共聚物的含水溶液中以乳液聚合反應(yīng)生成的那些膠乳-分散體，所述兩親共聚物是在一種游離基引發(fā)劑的參與下由疏水的單體和具有羧酸官能的親水單體的結(jié)合而構(gòu)成的，其中所述的兩親共聚物的分子量為500～5000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的膠乳-分散體的應(yīng)用，其特征在于，在所述膠乳-分散體中，所述分子量在500～5000的共聚物是一種由一種或多種選自苯乙烯或其衍生物、異丁烯或其衍生物和(甲基)丙烯酸酯的疏水單體，和一種或多種選自(甲基)丙烯酸和馬來(lái)酸酐的親水單體的共聚物，對(duì)于后者，可部分地用一種醇或胺改性而同時(shí)仍保留其在含水介質(zhì)中的可水溶性或可水分散性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的膠乳-分散體的應(yīng)用，其特征在于，在所述膠乳-分散體中，分子量在500～5000的共聚物是苯乙烯和馬來(lái)酸酐的共聚物，其中的酸酐部分可以用，也可以不用一種醇或胺改性，而其中酸值是在150～500之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的膠乳-分散體的應(yīng)用，其特征在于，在所述膠乳-分散體中，所述疏水單體選自苯乙烯和其衍生物，(甲基)丙烯酸酯，包括由(甲基)丙烯酸與全氟醇酯化生成的氟(甲基)丙烯酸酯，或這些單體的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意1個(gè)權(quán)利要求所述的應(yīng)用，其中所述的紙是印刷紙或書(shū)寫(xiě)紙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意1個(gè)權(quán)利要求所述的應(yīng)用，其中所述的紙是包裝紙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意1個(gè)權(quán)利要求所述的應(yīng)用，其中所述的紙是由脫墨的機(jī)械紙漿和由回收紙漿制造的包裝紙。
全文摘要
在紙張粘合制劑中所使用的這類(lèi)膠乳—分散體,它能夠獲得合理的COBB值,甚至對(duì)于印刷紙和書(shū)寫(xiě)紙或用回收或脫墨的機(jī)械紙漿制造的包裝紙亦是如此。
文檔編號(hào)C08F222/06GK1177602SQ9711366
公開(kāi)日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1997年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月31日
發(fā)明者布魯諾·弗萊特, 伊莎貝爾·貝特米尤克斯 申請(qǐng)人:埃爾夫阿托化學(xué)有限公司