CN102918204A

CN102918204A - 使用能够就地形成可再加工的强化树脂的反应性醇酸低聚物强化纸浆基材料

Info

Publication number: CN102918204A
Application number: CN2011800265628A
Authority: CN
Inventors: 野田勇夫; S·Y·兰尼; W·M·小艾伦
Original assignee: Procter and Gamble Ltd
Current assignee: Procter and Gamble Ltd; Procter and Gamble Co
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2013-02-06
Also published as: WO2011153438A1; EP2576903A1; US20110300376A1

Abstract

本文公开了用可再加工的醇酸树脂强化的纸浆基材料，所述可再加工的醇酸树脂由所述材料就地形成。本文还公开了用醇酸树脂涂覆纸浆基材料的方法，以及回收利用醇酸树脂涂覆的纸浆基材料的方法。

Description

使用能够就地形成可再加工的强化树脂的反应性醇酸低聚物强化纸浆基材料

发明领域

本公开涉及使用由所述材料就地形成的可再加工的醇酸树脂涂层强化纸浆基材料、用醇酸树脂涂覆纸浆基材料的方法、以及它们的用途。

发明背景

纸浆基材料如纸材、封皮纸和纸板（例如硬纸板、衬板、瓦楞纤维板）可涂覆有强化树脂以提高它们的机械特性如强度和抗水性。传统上用于强化纸浆基材料的一类涂层由高分子量的粘稠聚合物制得。在已制得纸浆基材料后，将该聚合物膜型涂层在高温下经由共挤出法施用于所述材料。虽然聚合物膜型涂层提供抗湿性、低蒸气渗透性、美观有益效果，并且不需要固化步骤，但是它们渗透到纸浆基材料纤维素结构中或与其反应的能力极低。这种缺乏对纸浆基材料的渗入限制了聚合物膜型涂层的潜在强化能力。此外，聚合物膜型涂层不易回收利用。为回收利用具有聚合物膜型涂层的纸浆基材料，首先必须使用昂贵的溶剂型离线工艺将涂层与纸浆基材料分离。

由于蜡涂层形成均匀的施用，并且不需要固化步骤，因此它们也常用于强化纸浆基材料。然而，必须在高成本的单独离线步骤中将这些涂层施用于纸浆基材料。此外，蜡涂层的高粘度阻止它们易于渗透到纸浆基材料纤维素结构中或不能与其反应，这限制了蜡涂层的潜在强化能力。此外，蜡涂层也不能回收利用。

基于聚乙烯醇（PVOH）和大豆的聚合物涂层已用作聚合物膜型涂层和蜡涂层的供选择的替代方案。在造纸过程期间，在片材刚要进入一系列烘干机之前，将基于PVOH和大豆的涂层混入浆液中并且喷雾到或轻辊涂到湿纸浆基片材上。基于PVOH和大豆的涂层可与淀粉和/或其它添加剂一起施用于纸浆基材料，并且可通过用水稀释它们而在一定程度上对其进行回收利用。然而，相对于聚合物膜型涂层和蜡涂层，基于PVOH和大豆的涂层是昂贵的，在施用前它们必须与淀粉和其它添加剂混合成浆液，并且需要相当高的施用温度（例如60℃至70℃）。

发明概述

本文公开了包含纸浆基制品和可再加工的醇酸树脂的产物。醇酸树脂由所述制品就地形成，并且以基于干重计约1克/平方米制品（g/m²）至约20g/m²的量涂覆所述制品。所述产物具有由TAPPI T810确定的比所述制品高至少约5%的破裂强度，和由TAPPI T822确定的比所述制品高至少约5%的环压。所述产物可包含添加剂如增塑剂、增粘剂、填料、纳米颗粒、颜料、反应促进剂、滑石、以及它们的混合物。

本发明的另一方面为制备强化纸浆基材料的方法。所述方法包括以约1克预聚物液体/平方米制品（g/m²）至约30g/m²的量，用预聚物液体涂覆纸浆基制品。然后固化所述预聚物液体。预聚物由醇酸低聚物、多元醇、赋形剂、以及它们的混合物组成，并且在约20℃至约50℃的涂覆温度下具有约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1的粘度。在本发明该方面的一些实施方案中，所述预聚物液体包含基于所述预聚物液体的总重量计约45重量%至约99重量%的水，并且基本上不含非水溶剂。在本发明该方面的可供选择的实施方案中，所述预聚物液体是纯的（即基本上不含水和非水溶剂）。所述预聚物液体还可包含能够促进酯缩合的催化剂。

本发明的另一方面包括由产物生产纸浆的方法，所述产物由涂覆有可再加工的醇酸树脂的纸浆基制品组成。醇酸树脂涂层可由所述制品就地形成，并且以基于干重计约1克/平方米制品（g/m²）至约20g/m²的量涂覆所述制品。在该方法中，在不存在非水溶剂的情况下，将水以及酸或碱加入所述产物中以形成混合物，并且将所述混合物加热到约50℃至约120℃的温度，持续至少约5分钟的时间。

通过结合实施例和所附权利要求阅读以下发明详述，本发明的其它特征对于本领域的技术人员而言可变得显而易见。

发明详述

现已发现，就地形成的醇酸树脂涂层可强化纸浆基材料。醇酸树脂由多元醇与多官能酸、酸酐、或多官能酸与酸酐的混合物的缩合形成，以获得酯部分。如本文所用，“缩合”是醇与羧酸或羧酸衍生物的反应，形成酯并且释放出水副产物。由于单独的多元醇、酸和酸酐单体具有多个官能团，一般具有至少三个官能团，因此醇酸树脂在固化时形成交联的分子网络，这是典型热固性树脂的特征。这些交联的分子网络赋予纸浆基材料机械强化（例如机械强度增加至多约50%，并且环压增加至多约120%），并且具有优异的尺寸稳定性。

用纸浆基材料就地形成的醇酸树脂涂覆所述材料获得显著的成本节省和经济优势。特定基重（例如99g/m²）的涂覆有醇酸树脂的纸浆基材料具有与更大基重（例如117g/m²）的未涂覆的纸浆基材料相同或更大的机械强度，所述醇酸树脂由所述纸浆基材料就地形成。通过用由纸浆基材料就地形成的醇酸树脂涂覆所述材料，可降低所述纸浆基材料的厚度，获得更轻的材料，而不危害机械强度。因此，由于生产过程期间需要较少的纸浆，并且由于运输和贮存较轻的材料更加便宜，因此实现成本节省。此外，醇酸树脂原料本身是廉价的，尤其是与用于PVOH涂层的材料相比（例如$1.00每磅对$1.50每磅）。涂覆有就地形成的醇酸树脂的纸浆基材料也是有利的，因为与未涂覆的材料相比，它们具有增强的抗水性，通过在生产线上加入槽式涂布阶段，可易于用于商业化，并且根据醇酸原料的选择，可具有不同的组成。

用纸浆基材料就地形成醇酸树脂涂层的工艺也是有利的。将醇酸树脂涂层以包含低分子量醇酸低聚物的低粘度预聚物液体形式施用于纸浆基材料。该预聚物液体可以纯形式，以分散体形式，或以水溶液形式施用。当预聚物液体在纸浆基材料上干燥时，预聚物液体中的低分子量醇酸低聚物自身反应，获得已就地固化的醇酸树脂涂层。主动促进水的蒸发，可促进该固化过程。令人惊奇且出乎意料的是，将预聚物液体加热至促进固化的温度（例如108℃）不导致纸浆基材料烧焦。由于预聚物液体具有低粘度，因此它易于处理，并且可在低温下施用于纸浆基材料。此外，预聚物液体的低粘度使其在交联前扩散到纸浆基材料的上层中，这提高了固化醇酸树脂的强化潜势。而且，不旨在被任何具体理论束缚，预聚物液体中的反应性醇酸低聚物能够与纸浆基材料的纤维素结构反应，还进一步提高醇酸树脂涂层的强化潜势。相比之下，聚合物膜型涂层和蜡涂层以粘稠的高分子量聚合物形式施用于纸浆基材料。高粘度的聚合物膜型涂层需要高施用温度，并且阻止这些涂层扩散到纸浆基材料的上层中以增强强化。

由于与常用于本领域的其它类型涂层不同，醇酸树脂强化涂层易于回收利用和可再加工，因此它们是更有利的。由于醇酸树脂用较不稳定酯键交联的化学结构，醇酸树脂涂覆纸浆基材料的回收利用是可行的。当这些酯键暴露于热和水时，醇酸树脂涂层水解成醇酸单体和低聚物。因此，醇酸树脂涂覆的纸浆基材料可通过暴露于热和水而简单且廉价地重新制浆，并且不需要首先将涂层与纸浆基材料分离通常所需的昂贵溶剂型分离工艺。此外，醇酸树脂涂层降解成单体和低聚物的能力避免了“粘性物质”的形成。在常规涂覆的纸浆基材料的回收利用期间，源自涂层的聚合物趋于和纤维以及其它物质附聚在一起形成粘性物质，所述粘性物质降低了产品品质，并且造成再加工期间造纸机部件黏粘。消除涂覆纸浆基材料再加工期间的粘性物质问题是本领域长期以来所感到的需求。

在一个方面，本发明涉及涂覆有可再加工的醇酸树脂的纸浆基制品。醇酸树脂以基于干重计约1克/平方米（g/m²）至约20g/m²的量，优选以约5g/m²至约15g/m²的量，更优选以约8g/m²至约10g/m²的量涂覆制品。醇酸树脂涂覆的制品具有由TAPPI T810确定的比相应的未涂覆的制品高至少约5%，优选高至少约10%的破裂强度，和由TAPPI T822确定的比相应的未涂覆的制品高至少10%，优选高至少20%的环压。通过用预聚物液体涂覆制品，并随后固化所述预聚物液体以形成可再加工的醇酸强化树脂，由所述制品就地形成醇酸强化树脂。

纸浆基制品是指任何纸材型材料。纸浆基制品的非限制性实例包括纸材、封皮纸、卡纸、纸板、硬纸板、衬板和瓦楞纤维板。如本文所用，术语“纸材”是指小于约0.20mm厚（例如约0.07mm至约0.20mm厚）并且具有小于约120g/m²（例如约60g/m²至约120g/m²）基重的纸浆基制品。如本文所用，术语“封皮纸”和“卡纸”可互换，并且是指约0.20mm至约0.25mm厚并且具有约120g/m²至约220g/m²基重的纸浆基制品。如本文所用，术语“纸板”是指至少0.25mm厚并且具有大于约75g/m²（例如约100g/m²至约450g/m²）基重的纸浆基制品。如本文所用，术语“硬纸板”是指用于生产瓦楞纤维板的一类纸板。如本文所用，术语“衬板”是指用于瓦楞纤维板平面的一类纸板。如本文所用，术语“瓦楞纤维板”是指由有凹槽的瓦楞片材和一个或两个衬板组成的一类硬纸板。在一些优选的实施方案中，纸浆基制品为衬板或瓦楞纤维板。

可再加工的醇酸树脂与通过多元醇与赋形剂缩合形成的酯键交联，所述赋形剂选自多官能酸、酸酐、以及多官能酸与酸酐的混合物。优选地，可再加工的醇酸树脂不包含显著量的能够经由自由基加成化学反应而引起交联的官能团（即不超过10重量%的碳-碳键为烯键和/或炔键）。当赋形剂为多官能酸时，多官能酸上的所有酸部分与多元醇上的醇部分的摩尔比为约10:1至约1:10，更优选约3:1至约1:3，并且甚至更优选约1:1。当赋形剂为酸酐时，酸酐上的所有酸酐部分与多元醇上的所有醇部分的摩尔比为约5:1至约1:5，优选约1.5:1至约1:1.5，甚至更优选约0.5:1。

所述多元醇优选为包含至少两个醇部分，优选至少三个醇部分的分子。所述醇部分优选为伯羟基。多元醇的非限制性实例包括甘油、1,3-丙二醇、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、乙二醇、二甘醇、聚甘油、双甘油、三甘油、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇、己三醇、赤藓醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、聚乙烯醇、以及它们的混合物。在一些具体的实施方案中，所述多元醇选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、以及它们的混合物。在一些优选的实施方案中，多元醇为甘油。

所述赋形剂选自多官能酸、酸酐、以及它们的混合物。所述多官能酸优选为包含至少两个羧酸部分，更优选至少三个羧酸部分的分子。所述酸酐优选为包含至少一个酸酐部分的分子。赋形剂的非限制性实例包括己二酸、马来酸、琥珀酸、癸二酸、辛二酸、富马酸、戊二酸、邻苯二甲酸、丙二酸、异酞酸、对苯二甲酸、壬二酸、二聚酸、二羟甲基丙酸、马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、以及它们的混合物。在一些具体的实施方案中，所述赋形剂为选自由下列组成的组的酸酐：马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、以及它们的混合物。在一些优选的实施方案中，赋形剂选自马来酸酐、柠檬酸、以及它们的混合物。

醇酸树脂涂覆的纸浆基制品的破裂强度可比相应的未涂覆制品的破裂强度高至少5%，优选高至少10%，并且高至多50%。在本发明方面的一些实施方案中，醇酸树脂涂覆的纸浆基制品的破裂强度可比相应的未涂覆制品的破裂强度高至多约25%（由TAPPI T810测定）。例如，涂覆制品的破裂强度可比相应的未涂覆制品的破裂强度高约5%至约30%。

醇酸树脂涂覆的纸浆基制品的环压可比相应的未涂覆制品的环压高至少10%，优选高至少20%。在本发明该方面的一些实施方案中，醇酸树脂涂覆的纸浆基制品的环压可出乎意料地比相应的未涂覆制品的环压高至多约120%（由TAPPI T822确定）。例如，涂覆制品的环压可比相应的未涂覆制品的环压高约20%至约60%。

在本发明该方面的一些实施方案中，醇酸树脂涂覆的纸浆基制品与相应的相同基重的未涂覆制品相比是强化的。如本文所用，术语“强化的”是指醇酸树脂涂覆的纸浆基制品具有与具有更大基重的未涂覆制品相同或比之更高的机械强度。例如，当具有99g/m²基重的醇酸树脂涂覆的纸浆基制品当其具有与117g/m²基重的未涂覆制品相同或比之更高的机械强度时是强化的。

可再加工的醇酸树脂还可包含添加剂。添加剂的非限制性实例包括增塑剂、增粘剂、填料、纳米颗粒、颜料、反应促进剂、滑石、或它们的混合物。在一些实施方案中，所述填料选自未改性粘土、云母、二氧化钛、以及它们的混合物。

在另一方面，本发明涉及用可再加工的醇酸树脂涂覆纸浆基制品的方法。在该方法中，以约1克预聚物液体/平方米制品（g/m²）至约30g/m²，优选约6g/m²至约25g/m²，更优选约10g/m²至约18g/m²的量，用预聚物液体涂覆纸浆基制品。然后固化所述预聚物液体。所述预聚物由醇酸低聚物、多元醇、赋形剂、以及它们的混合物组成，并且在将施用预聚物的温度（即涂覆温度）下具有约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1，优选约0.01kg·m^-1·s^-1至约0.1kg·m^-1·s^-1的粘度。涂覆温度一般将为约0℃至约50℃。例如在经受约0℃至约10℃温度的冷气候环境中，施用到纸浆基制品期间预聚物的粘度为约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1，优选约0.01kg·m^-1·s^-1至约0.1kg·m^-1·s^-1。在经受约10℃至约30℃温度的较暖温度环境中，施用到纸浆基制品期间预聚物的粘度为约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1，优选约0.01kg·m^-1·s^-1至约0.1kg·m^-1·s^-1。类似地，在经受约30℃至约50℃温度的热环境中，施用到纸浆基制品期间预聚物的粘度为约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1，优选约0.01kg·m^-1·s^-1至约0.1kg·m^-1·s^-1。可例如使用Brookfield（HBTD）粘度计确定预聚物液体的粘度。

可由常用于本领域的任何方法如通过加热或通过在环境温度下风干，进行固化预聚物液体。在一些实施方案中，固化预聚物液体包括在约100℃至约120℃，优选约105℃至约115℃的温度下将它加热约1分钟至约30分钟，优选约3分钟至约10分钟。

在一些实施方案中，预聚物液体包含基于所述预聚物液体的总重量计约45重量%至约99重量%的水，优选约75重量%至约90重量%的水，并且基本上不含非水溶剂（即基于所述预聚物液体的总重量计小于5重量%的非水溶剂）。在任选的实施方案中，预聚物液体基本上不含水和溶剂（即基于所述预聚物液体的总重量计小于5重量%的水和小于5重量%的溶剂）。在这些实施方案中，预聚物液体是纯的。

本发明该方面中的醇酸低聚物优选为由多元醇与多官能酸、酸酐、或多官能酸与酸酐的混合物缩合形成产物而获得的化合物，具有至多约10，优选至多约7，更优选至多约5（例如约4）个单体单元和/或约200g/mol至约3000g/mol，优选约300g/mol至约2000g/mol的分子量。

如前文所述，本发明该方面中的多元醇优选为包含至少两个醇部分，更优选至少三个醇部分的分子。优选地，所述醇部分为伯羟基。本发明该方面中的赋形剂选自多官能酸、酸酐、以及它们的混合物。如前文所述，多官能酸优选为包含至少两个羧酸部分，更优选至少三个羧酸部分的分子。如前文所述，酸酐优选为包含至少一个酸酐部分的分子。当赋形剂为多官能酸时，多官能酸上的所有酸部分与多元醇上的醇部分的摩尔比为约10:1至约1:10，更优选约3:1至约1:3，并且甚至更优选约1:1。当赋形剂为酸酐时，酸酐上的所有酸酐部分与多元醇上的所有醇部分的约5:1至约1:5，优选约1.5:1至约1:1.5，甚至更优选约0.5:1。

在本发明该方面的一些实施方案中，可将催化剂加入预聚物液体中。催化剂有助于促进酯缩合（例如使酯缩合速率比相同条件下无催化剂酯缩合加快约两倍至约十倍）。所述催化剂可为路易斯酸如辛酸亚锡和氯化铝，或无机酸如磺酸。可用作醇酸树脂再加工的催化剂的磺酸的非限制性实例包括甲磺酸、对甲基苯磺酸、苯磺酸、氯磺酸、乙磺酸、苯胺-2-磺酸、十二烷基苯磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、以及它们的混合物。催化剂（如果有的话）以基于所述预聚物液体的总重量计约0.05重量%至约2重量%的量存在。

在任选的实施方案中，如上文所述，预聚物液体可包含添加剂如增塑剂、增粘剂、填料、纳米颗粒、颜料、反应促进剂、滑石、或它们的混合物。

本发明该方面中的纸浆基制品可涉及任何纸材型材料。如上文所述，纸浆基制品的非限制性实例包括纸材、封皮纸、卡纸、纸板、硬纸板、衬板和瓦楞纤维板。在一些优选的实施方案中，纸浆基制品为衬板或瓦楞纤维板。

在另一方面，本发明涉及由上文所述方法形成的可再加工的醇酸树脂涂覆的纸浆基制品。在该方法中，以约1克预聚物液体/平方米制品（g/m²）至约30g/m²，优选约6g/m²至约25g/m²，更优选约10g/m²至约18g/m²的量，用预聚物液体涂覆纸浆基制品。然后固化所述预聚物液体。所述预聚物由醇酸低聚物、多元醇、赋形剂、以及它们的混合物组成，并且在约20℃至约50℃的涂覆温度下具有约0.001kg·m^-1·s^-1至约1kg·m^-1·s^-1，优选约0.01kg·m^-1·s^-1至约0.1kg·m^-1·s^-1的粘度。

如上文所述，可由常用于本领域的任何方法进行固化预聚物液体。在一些实施方案中，固化预聚物液体包括在约100℃至约120℃，优选约105℃至约110℃的温度下将它加热约1分钟至约30分钟，优选约3分钟至约10分钟。

在一些实施方案中，如上文所述，预聚物液体包含基于所述预聚物液体的总重量计约45重量%至约99重量%的水，优选约75重量%至约90重量%的水，并且基本上不含非水溶剂。在任选的实施方案中，预聚物液体基本上不含水和溶剂（即基于所述预聚物液体的总重量计小于5重量%的水和小于5重量%的溶剂）。在这些实施方案中，预聚物液体是纯的。

本发明该方面中的醇酸低聚物、多元醇和赋形剂的组成和比率为如上文所述。在本发明该方面的一些实施方案中，如上文所述，可将催化剂加入预聚物液体中。在任选的实施方案中，如上文所述，预聚物液体可包含添加剂。如上文所述，本发明该方面中的纸浆基制品可涉及任何纸材型材料。

如上文所述，与常用于本领域中的其它类型涂层不同，醇酸树脂强化涂层具有易于回收利用和可再加工的优点。因此，在另一方面，本发明涉及将涂覆有醇酸树脂的纸浆基制品再加工的方法。本发明的醇酸树脂涂层可由所述制品就地形成，并且以基于干重计约1克/平方米制品（g/m²）至约20g/m²的量涂覆所述制品。醇酸树脂涂覆的纸浆基制品具有由TAPPIT810确定的比制品高至少5%，优选高至少约10%的破裂强度，和比制品高至少约10%，优选至少约20%的环压。

将醇酸树脂涂覆的纸浆基制品再加工的方法包括通常用于造纸领域中的任何重新制浆或纸浆精化工艺。当采用纸浆精化工艺时，通常在再加工期间向涂覆的纸浆基制品中加入pH调节剂如硅酸钠和氢氧化钠，以及漂白剂如过氧化氢。

在本发明该方面的一个优选实施方案中，在不存在非水溶剂的情况下，将水和酸或碱加入涂覆有醇酸树脂的纸浆基制品中，以形成混合物。将混合物加热到约50℃至约120℃的温度，持续至少约3分钟，优选约5分钟至约30分钟的一段时间，以获得纸浆。虽然再加工酸树脂涂覆的纸浆基材料所用的温度与时间之间的关系取决于具体醇酸树脂涂层的组成，但是一般来讲，较低加工温度将需要较长的反应时间。酸或碱通过加速醇酸树脂中酯交联键的水解，可促进醇酸树脂降解。酸的非限制性实例包括甲磺酸、对甲基苯磺酸、苯磺酸、氯磺酸、乙磺酸、苯胺-2-磺酸、十二烷基苯磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、以及它们的混合物。碱的非限制性实例包括氢氧化钠、氢氧化钾、以及它们的混合物。

实施例

给出下述实施例是为了举例说明本发明，并不是旨在限制其范围。实施例1描述了可再加工的醇酸树脂涂覆的衬板的制备。实施例2描述了涂覆有可再加工的醇酸树脂的99g/m²衬板的机械特性。实施例3描述了醇酸树脂涂层量对99g/m²衬板破裂强度和环压的影响。实施例4描述了醇酸树脂涂覆的纸材的可再加工性。

实施例1

在该实施例中，制得可再加工的醇酸树脂涂覆的衬板。在热空气干燥箱中，将甘油（1摩尔当量）和柠檬酸（1摩尔当量）在100℃下加热60分钟，以形成包含柠檬酸甘油酯醇酸低聚物、甘油和柠檬酸的混合物。将该混合物加入不同量的热水中，以形成具有下列浓度的预聚物液体：按所述预聚物液体的总重量计50重量%，60重量%，70重量%，80重量%和90重量%的水。在20.5℃下，并以12g/m²、14g/m²和16g/m²的涂料重量，使用单纸浸泡式施胶机将每种预聚物液体施用到衬板（99g/m²基重）。通过调节施胶机的压力和速率来改变所施用的涂料重量。然后将预聚物液体在108℃下干燥约3分钟或约10分钟。

实施例2

确定得自实施例1的涂层衬板的机械特性。具体地讲，对每个醇酸树脂涂覆的衬板确定破裂强度（TAPPI T810）、厚度（TAPPI T411）、抗水性（30分钟Cobb测试，TAPPI T441）、孔隙率（TAPPI T460）和环压（TAPPI T822）。将结果与117g/m²基重的未涂覆衬板进行比较。表1示出了99g/m²基重和117g/m²基重的未涂覆衬板的机械特性。

表1：

破裂强度

醇酸树脂涂覆的99g/m²衬板的破裂强度随着涂层重量以及预聚物液体中醇酸低聚物和单体的量而增加。如表2中所示，涂覆有预聚物液体的99g/m²衬板的破裂强度超过117g/m²未涂覆衬板的破裂强度，所述预聚物液体具有基于所述预聚物液体的总重量计约50重量%至约70重量%的水。

表2：

厚度

醇酸树脂涂覆的99g/m²衬板的厚度随着预聚物液体中水的量而增加。这种厚度随着水的量而增加可归因于纤维溶胀。如表3中所示，涂覆有预聚物液体的衬板的厚度与117g/m²未涂覆衬板的厚度相似，所述预聚物液体具有基于所述预聚物液体的总重量计约50重量%的水。还发现，由于弯曲硬挺度随着厚度而增加，因此因醇酸树脂涂层造成的厚度增加，提高了衬板的环压特性。

表3：

环压

如表4中所示，醇酸树脂涂覆的99g/m²衬板的环压随着涂层重量而增加。

表4：

孔隙率

如表5中所示，醇酸树脂涂覆的99g/m²衬板的孔隙率随着涂层重量而降低，并且随着预聚物液体中存在的水的量而增加。

表5：

抗水性的Cobb测试（30分钟）

如表6中所示，醇酸树脂涂覆的99g/m²衬板的抗水性随着涂层重量以及预聚物液体中醇酸低聚物和单体的量而增加。

表6：

实施例3

确定了醇酸树脂涂层（基于干重计）的量对99g/m²衬板破裂强度和环压的影响。如实施例1中所述制备醇酸树脂涂覆的衬板。如实施例2中所述测定破裂强度和环压。将结果与具有99g/m²和117g/m²基重的未涂覆衬板进行比较（表7）。

表7：

实施例4

将醇酸树脂涂覆的纸材的可再加工性与聚乙烯醇（PVOH）涂覆的纸材的可再加工性进行比较。通过向纸材施用基于PVOH水溶液的总重量计13重量%、22重量%、或50重量%的PVOH，或施用基于预聚物液体的总重量计9重量%、17重量%、或25重量%的柠檬酸甘油酯醇酸低聚物和单体，来制备涂覆的纸材样本，所述预聚物液体由柠檬酸甘油酯醇酸低聚物和单体的水溶液组成。然后将涂覆的纸材样本在约100℃下固化约10分钟。

通过将涂覆的纸材样本放入约60℃至约65℃温度的水中，将所得混合物缓慢搅拌30分钟，然后干燥所述样本，确定涂覆的纸材样本的可再加工性。确定保留在纸材样本上的残余涂层量。

在所述工艺条件下，将所有痕量的醇酸树脂涂层从初始涂覆有醇酸树脂的所有三个纸材样本上除去。相比之下，0.34%、4.89%和25%的PVOH涂层分别保留在13重量%、22重量%、或50重量%PVOH涂覆的纸材样本上。

本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。

除非明确地不包括在内或换句话讲限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此以引用方式全文并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其单独地或者与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims

1.一种包含纸浆基制品和可再加工的醇酸树脂的产物，其中所述醇酸树脂由所述制品就地形成，并且以基于干重计约1克/平方米所述制品（g/m²）至约20g/m²的量涂覆所述制品，并且其中所述产物具有由TAPPI T810确定的比所述制品高至少5%的破裂强度。

2.如权利要求1所述的产物，其中所述破裂强度比所述制品的破裂强度高至少10%。

3.如权利要求1所述的产物，其中所述产物具有由TAPPI T822确定的比所述制品高至少10%的环压。

4.如权利要求1所述的产物，其中所述醇酸树脂的量为约5g/m²至约15g/m²。

5.如权利要求1所述的产物，其中所述制品选自纸材、封皮纸和纸板。

6.如权利要求1所述的产物，其中所述醇酸树脂为赋形剂和多元醇的缩合产物，所述赋形剂选自多官能酸、酸酐、以及它们的混合物。

7.如权利要求6所述的产物，其中所述多元醇选自甘油、1,3-丙二醇、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、乙二醇、二甘醇、聚甘油、双甘油、三甘油、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇、己三醇、赤藓醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、聚乙烯醇、以及它们的混合物。

8.如权利要求6所述的产物，其中所述赋形剂选自己二酸、马来酸、琥珀酸、癸二酸、辛二酸、富马酸、戊二酸、邻苯二甲酸、丙二酸、异酞酸、对苯二甲酸、壬二酸、二聚酸、二羟甲基丙酸、马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、以及它们的混合物。

9.如权利要求6所述的产物，其中所述多官能酸上的所有酸部分与所述多元醇上的所有醇部分的摩尔比为约10:1至约1:10，优选地所述摩尔比为约3:1至约1:3。

10.如权利要求1所述的产物，其中所述醇酸树脂还包含添加剂。

11.如权利要求12所述的产物，其中所述添加剂选自增塑剂、增粘剂、填料、纳米颗粒、颜料、反应促进剂、滑石、以及它们的混合物。

12.一种方法，所述方法包括：

(a)以约1克所述预聚物液体/平方米所述制品（g/m²）至约30g/m²的量，用所述预聚物液体涂覆纸浆基制品，所述预聚物液体包含醇酸低聚物、多元醇、赋形剂、或它们的混合物；以及

(b)固化所述预聚物液体。

13.如权利要求12所述的方法，其中涂覆所述制品的预聚物液体的量为约6g/m²至约25g/m²。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述预聚物液体包含基于所述预聚物液体的总重量计约45重量%至约99重量%的水，并且基本上不含非水溶剂。