CN1137085A - 纸表面品质改良剂 - Google Patents
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Abstract
提供一种含有丙烯酰胺系树脂组合物的纸表面品质改良剂。该树脂组合物系在尿素化合物的存在下,由丙烯酰胺单体聚合,或由丙烯酰胺单体及丙烯腈单体,或由丙烯酰胺单体及交联剂,或由丙烯酰胺单体、丙烯腈单体及交联剂共聚合所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得。该纸表面品质改良剂比传统的品质改良剂具有优异的表面强度、抗张强度及内部强度的增进效果。
Description
本发明涉及纸表面品质改良剂。更明确的说,本发明是关于一种纸的表面强度(凝聚性)、抗张强度及内部强度(凝聚性)的改良剂,尤其可减低印刷时发生之纸粉的一种含有丙烯酰胺系树脂组合物的纸表面品质改良剂。
为了改进纸的表面品质及印刷性等目的,以往使用一种含有淀粉;氧化淀粉、阳离子化淀粉及酵素变性淀粉等淀粉衍生物;羧甲基纤维素等纤维素衍生物或聚乙烯醇(PVA)、阴离子性丙烯酰胺系树脂等天然及合成水溶性聚合物。其中最广泛的被使用者为价廉的淀粉衍生物。但该淀粉衍生物及PVA在使用时须经炊煮使其溶解,因此其作业性不佳并且在涂布时会产生泡沫等困扰问题。更有甚者,淀粉类具有腐败及老化等问题。因此最近已广泛的以阴离子性聚丙烯酰胺系树脂替代淀粉衍生物及PVA来作为新闻纸、道林纸及其他各种纸的表面品质改良剂。
上述阴离子性聚丙烯酰胺系树脂是一种水溶性聚合物,它是使(甲基)丙烯酰胺及丙烯酸或甲基丙烯酸等对水具有相当溶解性的单体在水中进行游离基共聚合反应而制得的。这些水溶性聚合物已被建议作为纸的表面强度的改进剂应用(日本特公昭43-27529号公报)。但是,其对纸的表面强度的改进效果尚不理想。
另有一种纸的强度改良剂被人所知,它是使α,β-不饱和酰胺,α,β-不饱和腈及非离子性单体共聚合反应,然后再使所得之共聚合物在碱性水溶液中反应而制得(特开昭59-94699号公报)。这种改良剂为一种内部添加剂,将其作为如同本发明之外部添加剂使用时,无法在表面强度、抗张强度及内部强度上表现足够的改进效果。
除上述外,另有一种丙烯酰胺系树脂已被建议作为纸的表面品质改良剂使用,它是以丙烯酰胺、α,β-不饱和单羧酸、α,β-不饱和二羧酸及不饱和磺酸或其盐作为必须成份,在尿素化合物的存在下共聚合反应而制得(特开平5-302298号公报)。但是,此种树脂对纸的表面强度的改进效果仍难令人满意。
最近对于进一步改进纸的表面品质的要求已逐渐高涨,因为由于纸的表面强度的不足在印刷上引起之困扰日益增加,故现有的改良剂已无法满足需求。
尤其,时下新闻用纸等是主要利用胶版印刷法印刷,此时在印刷中产生的纸粉常构成极大困扰。为解决此一问题已有人利用堰辊涂布机(gate roll coater)等将淀粉衍生物、PVA或常用的丙烯酰胺系树脂涂布于纸面上以图改进其表面强度。
虽然涂布此种水溶性聚合物的纸确能改进其表面强度,但在印刷工序中施加于纸表面的滋润用水会导致纸表面的粘性显著增加,结果反而增加纸粉的产生。因此,为了减少新闻纸等印刷时之纸粉的产生,需要具有优异的表面强度改进效果之纸表面品质改良剂。
为满足上述需求,本发明提供一种可将纸的表面强度、内部强度及抗张强度改进且又可减少印刷时产生的纸粉的纸表面品质改良剂。
本发明人为了解决上述问题,经潜心研究发现,于尿素化合物之存在下,将丙烯酰胺单体单独聚合,或丙烯酰胺单体及交联剂,或丙烯酰胺、丙烯腈单体及交联剂共聚合所得之丙烯酰胺系树脂予以水解所得到的丙烯酰胺系树脂组合物作为纸表面品质改良剂使用即可发挥优异之表面强度、抗张强度及内部强度之增进效果,从而完成了本发明。
本发明提供的纸表面品质改良剂是一种含有由下述方法制取的丙烯酰胺系树脂组合物;于尿素化合物的存在下,使丙烯酰胺单体单独聚合,或使50-99.5摩尔%丙烯酰胺单体及0.5-50摩尔%丙烯腈单体,或丙烯酰胺单体及对此丙烯酰胺单体0.005-5摩尔%的交联剂,或50-99.5%丙烯酰胺单体、0.5-50%摩尔%丙烯腈单体及对这些丙烯酰胺单体及丙烯腈单体之单体总量0.005-5%的交联剂共聚合制得丙烯酰胺系树脂,继之对此丙烯酰胺系树脂添加丙烯酰胺单体及丙烯腈单体的合计量的1-40摩尔%水解剂进行水解,其中该丙烯酰胺系树脂的构成成份的单体与尿素化合物的比率为95-40重量%∶5-60重量%,较佳为95-60重量%∶5-40重量%,更佳为95-70重量%∶5-30重量%。
即,本发明丙烯酰胺系树脂组合物是在尿素化合物的存在下,使丙烯酰胺单体单独聚合,或使丙烯酰胺单体及丙烯腈单体共聚合,或使丙烯酰胺单体及交联剂共聚合,或丙烯酰胺单体、丙烯腈单体及交联剂共聚合制得丙烯酰胺系树脂,随后将此树脂的氨基甲酰基或氰基予以水解而将其转换成为阴离子性羧基。此丙烯酰胺系树脂组合物经推测与传统的由如分子内具有羧基的丙烯酸等单体与丙烯酰胺共聚合所得的丙烯酰胺系树脂形成有不同的序列或链区(sequence)。由于此种羧基序列的差异,使得本发明丙烯酰胺系树脂组合物能够发挥传统的阴离子性丙烯酰胺系树脂所没有的表面强度、抗张强度及内部强度的增进效果。
在本发明中所用的尿素化合物包括脲、硫脲、乙撑脲及乙撑硫脲等。这些尿素化合物可单独或二种以上组合使用,但单独使用脲时在经济上最可取。
可用于本发明的丙烯酰胺单体除了丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺之外,还包括诸如N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺等N-取代(甲基)丙烯酰胺。此等丙烯酰胺可单独或二种以上组合使用。
可用于本发明的丙烯腈单体的具体例子为丙烯腈、甲基丙烯腈等。它们可单独或组合使用。
可用于本发明的交联剂包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等二(甲基)丙烯酸酯;亚甲基二(甲基)丙烯酰胺、乙烯-二(甲基)丙烯酰胺、六亚甲基-二(甲基)丙烯酰胺、N,N′-二-丙烯酰胺乙酸、N,N′-二-丙烯酰胺甲基乙酸酯、N,N-苄叉-二-丙烯酰胺等二(甲基)丙烯酰胺;己二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯等二乙烯酯;环氧丙烯酸酯;尿烷丙烯酸酯;烯丙基(甲基)丙烯酸酯、二烯丙基酞酸酯、二烯丙基马来酸酯、二烯丙基琥珀酸酯、二烯丙基丙烯酰胺、二乙烯苯、二异丙烯苯、二烯丙基胺、N,N-二烯丙基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基铵、二烯丙基氯菌酸酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯等二官能乙烯系单体。
可用的交联剂还包括:1,3,5-二丙烯酰基六氢-S-三氮嗪、三烯丙基异三聚氰酸酯、N,N-二烯丙基丙烯酰胺、三烯丙基胺、三烯丙基三苯六羧酸酯等三官能乙烯系单体;四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、四烯丙基苯均四酸酯、N,N,N′,N′-四烯丙基-1,4-二氨基丁烷、四烯丙基胺盐、四烯丙氧基乙烷等四官能乙烯系单体;四羟甲基甲烷、三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羟甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、4,4′-二(乙撑亚胺羰基氨基)二苯基甲烷等水溶性氮丙啶基化合物;(聚)乙二醇二缩水甘油乙醚、(聚)丙二醇二缩水甘油乙醚、(聚)丙二醇缩水甘油乙醚、(聚)甘油二缩水甘油、(聚)丙乙醇二缩水甘油乙醚、(聚)甘油三缩水甘油乙醚等水溶性多官能环氧化合物。
其他可用的交联剂为例如3-(甲基)丙烯氧基甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯氧基丙基二甲氧基甲基硅烷及3-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷等硅酮化合物。
除了上述的丙烯酰胺单体、丙烯腈单体及交联剂之外亦可使用其他可与彼等共聚合的阴离子性乙烯系单体、阳离子性乙烯系单体及非离子性乙烯系单体,只要其使用不伤害生成的丙烯酰胺树脂的性能。这些其他单体可单独或组合使用。
阴离子性乙烯系单体例如包括:丙烯酸及甲基丙烯酸等α,β-不饱和单羧酸及其钠盐、钾盐等碱金属及其铵盐等盐类;马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等α,β-不饱和二羧酸及其钠盐、钾盐等碱金属盐及其铵盐等盐类;乌头酸、3-丁烯-1,2,3-三羧酸、4-戊烯-1,2,4-三羧酸等α,β-不饱和三羧酸及其钠盐、钾盐等碱金属盐及其铵盐等盐类;乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯盐胺-2-甲基丙烷磺酸等有机磺酸及其钠盐、钾盐等碱金属盐及其铵盐等盐类;乙烯磷酸、α-苯基乙烯基磷酸及其钠盐、钾盐等碱金属及其铵盐等盐类。这些单体可组合使用。
可用的阳离子性乙烯系单体例如包括:二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯或二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、烷基二烯丙基胺、二烷基烯丙基胺、丙烯基胺、二烯丙基胺等具有叔胺基、仲胺基或伯胺基的乙烯系单体及其盐酸、硫酸等无机酸盐或甲酸、醋酸等有机酸盐等盐类。
另外,由该含有叔胺基的乙烯系单体与甲基氯、甲基溴等烷基卤或苄基氯、苄基溴、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、表氯醇、3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵、缩水甘油基烷基氯化铵等芳烷基卤等季铵化试剂反应生成的含季铵盐的乙烯系单体,例如2-羟基-N,N,N′,N′-五甲基-N′-[3-{(1-连氧-2-丙烯基)氨基}丙基]-1,3-丙烯二氯二铵等也可以使用。
可用的非离子性乙烯系单体为例如醇及(甲基)丙烯酸的酯类,苯乙烯,苯乙烯衍生物,醋酸乙烯酯,丙酸乙烯酯及甲基乙烯醚等。此等单体可单独或组合使用。
丙烯盐胺系树脂的制造方法如下:
将生成丙烯酰胺树脂所需的单体成份及尿素化合物以合计浓度2-50重量%,较佳为5-30重量%,最佳为10-30重量%的量连同适当溶剂,置于适当反应器中。使用常用的聚合反应引发剂在40-100℃温度下进行聚合反应0.5-10小时。此时不用说,可以依使用的成份的特征将单体连续滴加或分批添加。
通常可以水作为溶剂,但也可添加诸如甲醇、乙醇、丙醇及丁醇等低级醇类作为助溶剂。
上述尿素化合物与构成丙烯酰胺系树脂的单体的用量比率为95-40%∶5-60%,%,较佳为95-60%∶5-40%,最佳为95-70%∶5-30%。若尿素化合物的用量为5%以下或60%以上时,无法发挥充分的表面强度、抗张强度及内部强度增进效果。
构成上述丙烯酰胺系树脂的单体,即丙烯酰胺单体及丙烯腈单体的用量比率为99.5-50摩尔%,较佳为95-70摩尔%∶5-30摩尔%,最佳为95-80摩尔%∶5-20摩尔%。若丙烯腈单体的用量为0.5摩尔%以下时,其生成的丙烯酰胺系树脂无法发挥充分的表面强度、抗张强度及内部强度增进效果,但超过50摩尔%时则生成的丙烯酰胺系树脂变为水不溶性的。
至于交联剂的用量通常为构成丙烯酰胺系树脂的单体总量的0.005-5摩尔%,较佳为0.01-2摩尔%,最好为0.01-1摩尔%。
聚合所用聚合反应引发剂可为常用的化合物,例如过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵;叔丁基化过氧氢、二叔丁基过氧化物等过氧化物类;溴酸钠、溴酸钾等溴酸盐;过硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸铵等过硼酸盐;过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸铵等过碳酸盐;过磷酸钠、过磷酸钾、过磷酸铵等过磷酸盐。此等引发剂可单独使用,但也可与还原剂组合而作为氧化还原体系使用。此时可用的还原剂为例如亚硫酸盐,亚硫酸氢盐,或N,N,N′,N′-四甲基乙二胺等有机胺类,2,2′-偶氮-二-2-脒基丙烷盐酸盐等偶氮化合物;另外,例如醛糖等还原性糖也可使用。
偶氮化合物也可使用偶氮二异丁腈,2,2′-偶氮-二-2-脒基丙烷盐酸盐,2,2′-偶氮-二-2,4-二甲基-戊腈、4,4′-偶氮-二-4-氰基戊酸及其盐等偶氮化合物。此等引发剂可单独或组合使用。引发剂的使用量为构成丙烯酰胺系树脂的单体总量的0.005-5摩尔%,最好为0.01-2摩尔%。
若需要可使用常用的链转移剂,例如烯丙醇、烯丙胺等烯丙基化合物,氢硫基乙醇,氢硫基醋酸或其碱金属盐或铵盐,异丙醇,次磷酸钠等。
水解剂可以使用诸如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属氢氧化物;碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂等碱金属碳酸盐;铵;甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺等胺碱或硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等无机酸;或甲酸、乙酸、丙酸、甲基硫酸等有机酸。其中对丙烯酰胺树脂水解效果最好的为氢氧化钠及氢氧化钾。
此水解剂最好于聚合反应停止后添加于反应混合物中,或为了缩短反应时间,可在转化率达95摩尔%时添加。若于转化率95摩尔%以下时添加,则会起副反应而降低生成的丙烯酰胺系树脂的表面强度、抗张强度及内部强度增进效果。
水解剂的添加量为丙烯酰胺单体及丙烯腈单体的合计量的1-40摩尔%,最好为5-30摩尔%。反应是于40-100℃进行0.1-20小时。若水解剂的用量在1摩尔%以下时,无法将足够的阴离子基引入丙烯酰胺树脂中,结果无法充分地改进纸的表面强度、抗张强度及内部强度。而当水解剂的用量在40摩尔/%以下时,水解效果不好,亦即反应效率差。反应时间低于0.1小时时,无法将足够的阴离子基引入,以致无法改进表面强度、抗张强度及内部强度。反应时间在20小时以上时,并不相应地增加阴离子基的引入量,故经济上不可取。
依上述条件水解丙烯酰胺系树脂后,将反应混合物的pH调节为6-10,而后停止水解,获得丙烯酰胺系树脂组合物。含有此种丙烯酰胺系树脂组合物的纸表面品质改良剂,考虑到其作业性,最好在25℃具有15000cps粘度(依布鲁克菲尔德回转式粘度计测定)。
本发明纸表面品质改良剂可以和例如淀粉、氧化淀粉、阳离子化淀粉等淀粉类,羧甲基纤维素等纤维素类,PVA,聚丙烯酰胺等天然或合成水溶性聚合物并用。此外,亦可视需要添加诸如表面上浆剂、防滑剂、防腐剂、消泡剂、粘度调节剂、防锈剂、脱模剂、阻燃剂及涂料等添加剂。
若将本发明纸表面品质改良剂作为涂布溶液使用时,其浓度最好为0.1-15重量%。涂布量依纸张的上浆度而适当的决定。
本发明纸表面品质改良剂可涂布于纸或纸板面上。即利用上浆压机、膜压机、堰辊涂布机(gate roll coater)、刮刀涂布机、滚压机、棒涂布机、气刀涂布机或喷涂法涂布。
本发明纸表面品质改良剂可用于新闻用纸、涂布原纸、衬纸、纸板、难燃原纸、明信片及道林纸的原纸,印刷及笔记用纸、PPC用纸、墨水喷射印刷用纸、及热敏纸等经酸性或中性造纸生产的各种原纸。本发明纸表面品质改良剂可用于任何不同上浆度的原纸。将其借助上浆压机涂布时,为了调整原纸的吸液量,最好是使用内部上浆剂。
本发明纸表面品质改良剂虽可用于上述各种纸及纸板,但对新闻用纸及酸性道林纸特别可发挥优异功效。
下面用实施例及比较例更具体的说明本发明。文中的百分率(%)均以重量为基准。但本发明不受实施例限定。
实施例1
于备有搅拌机、温度计、回流冷却管及氮气导入管的容积为1公升的四颈烧瓶中放置水341.6克、脲11.9克、50%丙烯酰胺水溶液213.3克及异丙醇13.5克。利用氮气吹除反应系内的氧气后,于45℃下添加5%过硫酸铵水溶液3.4克及2%偏亚硫酸氢钠水溶液1.8克,然后使该反应混合物在80℃下反应1小时,之后于该反应混合物中再添加20%氢氧化钠水溶液60.0克(丙烯酰胺量的20摩尔%)后,使该反应混合物在80℃下再反应1小时。然后添加水24.0克及20%硫酸65.3克使反应停止,获得含固体物量20.8%、粘度5600cps、pH6.4的透明丙烯酰胺树脂组合物A。
实施例1-7及比较例1-6
依照实施例1所述方法,但只改变如表1所示的(a)-(d)成份的种类、量或单体/尿素比率,水解剂的种类及量,制得丙烯酰胺系树脂组合物B-G(实施例)及H-M(比较例)。
实施例1-7及比较例1-6所得的各种丙烯酰胺系树脂组合物A-M的特性列示于表1中,其中粘度为借助布鲁克菲尔德粘度计在25℃下测定的。
实施例1-7及比较例1-6所得的树脂组合物A-M以及氧化淀粉(日本食品化工制备的氧化淀粉,MS-3800)及PVA(Kuraray公司制备的聚乙烯醇,PVA-117)的应用效果的评估依照下述方法进行。
表面强度
干燥附着(Dry pick):RI印刷试验机,夹持宽度10mm
油墨:FINE INK(大日本油墨化学工业
制,IGT印刷试验用)、油墨的T.V.=24
湿附着(Wet pick):RI印刷试验机(备有Moton辊),夹持宽度
10mm
油墨:CAPS G(大日本油墨化学工业制,
胶版印刷用),油墨的T.V.=12
对于各试样用肉眼观察评估印刷后纸面的纸粉发生状况及程度(那拨拉度,picking),并将其分10个级别评估,10为优,1为劣。
内部强度
内聚力(kgf·cm):使用内部粘着试验机(熊谷理机工业制),于粘着压力5kg/cm2、30秒的条件下测定。
抗张强度
干燥断裂长度(km):依JIS P8113测定
湿润断裂长度(km):依JIS P8135测定
应用例1-7(用新闻用纸评估)
利用3号辊棒涂布机(Bar Coater No.3)将实施例1-7制得的丙烯酰胺系树脂组合物A-G的1%水溶液涂布于新闻用纸(重43g/m2)的单面上,然后置于转筒干燥机中,于80℃、50秒的条件下干燥。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量为0.06-0.07g(固体)/m2。干燥后将试样置于温度20℃、相对湿度(RH)65%的恒温恒湿室中,经过24小时之后,对试样进行评估试验。试验结果示于表2中。
比较应用例1-6
除了使用比较例1-6制得的丙烯酰胺系树脂组合物H-M之外,其余都依应用例1-7的方法进行涂布及评估试验。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量为0.07-0.08(固体)/m2。试验结果示于表2中。
比较应用例7
除了使用浓度3%的MS-3800(日本食品化工制备的氧化淀粉)水溶液之外,其余都依应用例1-7的方法进行涂布及评估试验。氧化淀粉的涂布量为0.27g(固体)/m2。
试验结果示于表2中。
比较应用例8
除了使用浓度1%的PVA-117(Kuraray公司制备的聚乙烯醇)水溶液之外,其余都依应用例1-7的方法进行涂布及评估试验。试验结果示于表2中。
比较应用例9
除了只使用水之外,其余都依应用例1-7的方法进行涂布及评估试验。试验结果示于表2中。
应用例8-14(用酸性道林纸评估)
使用3号辊棒涂布机,将实施例1-7制得的丙烯酰胺系树脂组合物A-G的3%水溶液涂布于酸性道林纸(重量73g/m2)的单面上,然后置于转筒干燥机中于80℃、50秒的条件下干燥。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量以固体物计为0.47-0.50g/m2。干燥后将试样置于20℃、65%RH的恒温恒湿室中,经24小时后进行评估试验。试验结果示于表3中。
比较应用例10-15
除了使用比较例1-6制得的丙烯酰胺系树脂组合物H-M之外,其余都依应用例8-14的方法进行涂布及评估试验。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量以固体物计为0.48-0.49g/m2。试验结果示于表3。
比较应用例16
除了使用浓度6%的MS-3800(日本食品化工制备的氧化淀粉)水溶液之外,其余都依应用例8-14的方法进行涂布及评估试验。氧化淀粉的涂布量以固体物计为1.02g/m2。试验结果示于表3中。
比较应用例17
除了使用浓度3%的PVA-117(Kuraray公司制备的聚乙烯醇)水溶液之外,其余都依应用例8-14的方法进行涂布及评估试验。PVA的涂布量以固体物计为0.49g/m2。试验结果示于表3中。
比较应用例18
除了只使用水之外,其余都依应用例8-14的方法进行涂布及评估试验。试验结果示于表3中。
应用例15-21(用中性道林纸评估)
利用实验型压机(辊夹压:20kg/cm2,涂速:100m/分),将实施例1-7制得的丙烯酰胺系树脂组合物A-G的1.5%水溶液涂布于中性道林纸(重84g/m2)的两面,然后置于转筒干燥机中,于80℃、50秒的条件下干燥。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量以固体物计为0.32-0.34g/m2。干燥后置于20℃、65%RH的恒湿恒湿室中,经24小时后对试样进行评估试验。试验结果示于表4中。
比较应用例19-24
除了使用比较例1-6制得的丙烯酰胺系树脂合物H-M之外,其余都依应用例15-21的方法进行涂布及评估试验。丙烯酰胺系树脂组合物的涂布量以固体物计为0.33-0.34g/m2。试验结果示于表4中。
比较应用例25
除了使用浓度3%的MS-3800(日本食品化工制备的氧化淀粉)水溶液之外,其余都依应用例15-21的方法进行涂布及评估试验。氧化淀粉的涂布量以固体物计为0.68g/m2。试验结果示于表4中。
比较应用例26
除了使用浓度1.5%的PVA-117(Kuraray公司制备的聚乙烯醇)水溶液之外,其余都依应用例15-21的方法进行涂布及评估试验。PVA的涂布量以固体物计为0.34g/m2。试验结果示于表4中。
比较应用例27
除了只使用水之外,其余都依应用例15-21的方法进行涂布及评估试验。试验结果示于表4。
由表1、2、3及4显示,涂布本发明组合物的纸的表面强度、抗张强度及内部强度比涂布传统丙烯酰胺树脂、氧化淀粉及PVA均较优。同时,本发明组合物应用在新闻用纸及酸性道林纸上时,尤其可发挥优异的效果。
表1 丙烯酰胺系树脂组合物的组成及特性
注:AAc丙烯酸;IA:衣康酸;St:苯乙烯;DM:二甲基胺乙基甲基丙
树脂组合物 | (a)丙烯酰胺(摩尔%) | (b)丙烯腈(摩尔%) | (c)交联剂(摩尔%) | (d)其他单体(摩尔%) | 单体/脲(重量%) | 水解剂 | 固体分(%) | 粘度(cps,25℃) | pH | ||
例施实 | 1 | A | 100 | 90/10 | NaOH 20 | 20.8 | 5600 | 6.4 | |||
2 | B | 85 | 15 | 80/20 | KOH 20 | 20.5 | 7600 | 6.3 | |||
3 | C | 95 | AAc 5 | 90/10 | H2SO4 15 | 19.7 | 7400 | 7.7 | |||
4 | D | 95.5 | 4 | St 0.5 | 80/20 | NaOH 30 | 20.6 | 5100 | 8.3 | ||
5 | E | 93 | 7 | MBAAm0.02 | 60/40 | NaOH 20 | 19.8 | 5500 | 8.3 | ||
6 | F | 88 | 10 | DM 2 | 70/30 | NaOH 10 | 19.7 | 4000 | 8.1 | ||
7 | G | 98 | 15 | MBAAm0.02 | IA 2 | 85/15 | NaOH 15 | 20.5 | 6800 | 8.2 | |
例较比 | 1 | H | 80 | AAc 20 | 100/0 | 20.8 | 7400 | 7.6 | |||
2 | I | 85 | 15 | 100/0 | NaOH 20 | 21.6 | 4550 | 7.9 | |||
3 | J | 80 | AAc 20 | 90/10 | 20.5 | 5350 | 6.4 | ||||
4 | K | 100 | 100/0 | NaOH 20 | 21.3 | 7350 | 7.9 | ||||
5 | L | 75 | 20 | MAc 5 | 100/0 | NaOH 20 | 20.1 | 5500 | 8.0 | ||
6 | M | 80 | 15 | AAc 5 | 80/20 | 20.7 | 6050 | 7.5 |
烯酸酯
MBAAm:亚甲基-二-丙烯酸酯
水解剂栏中的数值代表水解剂对(a)丙烯酰胺及(b)丙烯腈的合计量的摩尔%。
表2 用于新闻纸时的效果评估
树脂组合物 | 涂布量(g/m2) | 干燥附着 | 湿附着 | 干燥断裂长度(km) | 湿断裂长度(km) | ||
应用例(本发明) | 1 | A | 0.07 | 10 | 10 | 6.61 | 0.95 |
2 | B | 0.06 | 10 | 10 | 6.72 | 0.96 | |
3 | C | 0.07 | 9 | 9 | 6.59 | 0.94 | |
4 | D | 0.07 | 10 | 10 | 6.63 | 0.95 | |
5 | E | 0.07 | 9 | 8 | 6.58 | 0.94 | |
6 | F | 0.06 | 9 | 9 | 6.54 | 0.94 | |
7 | G | 0.07 | 10 | 9 | 6.59 | 0.94 | |
比较应用例 | 1 | H | 0.07 | 6 | 6 | 6.33 | 0.89 |
2 | I | 0.08 | 6 | 5 | 6.36 | 0.91 | |
3 | J | 0.07 | 7 | 6 | 6.41 | 0.92 | |
4 | K | 0.07 | 6 | 6 | 6.38 | 0.92 | |
5 | L | 0.08 | 6 | 6 | 6.31 | 0.92 | |
6 | M | 0.07 | 5 | 5 | 6.24 | 0.91 | |
7 | 氧化淀粉 | 0.27 | 4 | 4 | 6.18 | 0.87 | |
8 | PVA | 0.07 | 6 | 5 | 6.20 | 0.88 | |
9 | 水 | -- | 1 | 1 | 6.04 | 0.85 |
表3 用于酸性道林纸时的效果评估
树脂组合物 | 涂布量(g/m2) | 干燥附着 | 湿附着 | 内部强度(kgf·cm) | ||
应用例 | 8 | A | 0.49 | 10 | 10 | 2.78 |
9 | B | 0.47 | 10 | 10 | 2.84 | |
10 | C | 0.50 | 10 | 10 | 2.83 | |
11 | D | 0.48 | 10 | 10 | 2.79 | |
12 | E | 0.47 | 9 | 9 | 2.75 | |
13 | F | 0.50 | 9 | 8 | 2.73 | |
14 | G | 0.48 | 10 | 9 | 2.77 | |
比较应用例 | 10 | H | 0.48 | 6 | 5 | 2.55 |
11 | I | 0.48 | 6 | 5 | 2.53 | |
12 | J | 0.49 | 7 | 6 | 2.70 | |
13 | K | 0.50 | 6 | 6 | 2.63 | |
14 | L | 0.48 | 5 | 6 | 2.58 | |
15 | M | 0.47 | 5 | 5 | 2.69 | |
16 | 氧化淀粉 | 1.02 | 4 | 3 | 2.33 | |
17 | PVA | 0.49 | 6 | 6 | 2.28 | |
18 | 水 | -- | 1 | 1 | 1.67 |
表4 用于酸性道林纸时的效果评估
树脂组合物 | 涂布量(g/m2) | 干燥附着 | 湿附着 | 内部强度(kgf·cm) | ||
应用例 | 15 | A | 0.34 | 10 | 9 | 4.38 |
16 | B | 0.32 | 10 | 9 | 4.46 | |
17 | C | 0.33 | 8 | 9 | 4.36 | |
18 | D | 0.34 | 9 | 9 | 4.41 | |
19 | E | 0.32 | 9 | 9 | 4.39 | |
20 | F | 0.34 | 8 | 8 | 4.34 | |
21 | G | 0.33 | 9 | 9 | 4.45 | |
比较应用例 | 19 | H | 0.34 | 7 | 6 | 3.98 |
20 | I | 0.33 | 7 | 6 | 4.25 | |
21 | J | 0.33 | 8 | 7 | 4.30 | |
22 | K | 0.33 | 7 | 6 | 4.15 | |
23 | L | 0.33 | 6 | 6 | 4.18 | |
24 | M | 0.34 | 7 | 7 | 4.20 | |
25 | 氧化淀粉 | 0.68 | 5 | 5 | 3.86 | |
26 | PVA | 0.34 | 7 | 6 | 3.78 | |
27 | 水 | -- | 1 | 1 | 2.66 |
Claims (18)
1.一种纸表面品质改良剂,它含有丙烯酰胺系树脂组合物,其特征在于该树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由丙烯酰胺单体聚合反应所得的丙烯酰胺树脂经由水解制得的。
2.如权利要求1中所述的纸表面品质改良剂,其中构成该丙烯酰胺树脂的单体及该尿素化合物的比率为95~40重量%:5~60重量%。
3.如权利要求2中所述的纸表面品质改良剂,其中该比率为95~60重量%:5~40重量%。
4.如权利要求2中所述的纸表面品质改良剂,其中该比率为95~70重量%:5~30重量%。
5.一种纸表面品质改良剂,它含有丙烯酰胺系树脂组合物,其特征在于该树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由99.5~50摩尔%丙烯酰胺单体及0.5~50摩尔%丙烯腈单体共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,其中构成该丙烯酰胺树脂的单体及该尿素化合物的比率为95~40重量%:5~60重量%。
6.如权利要求5中所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯酰胺树脂组合物是于尿素化合物的存在下,由95~70摩尔%丙烯酰胺单体及5~30摩尔%丙烯腈单体共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该比率为95~60重量%∶5~40重量%。
7.如权利要求6中所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯酰胺树脂是于尿素化合物的存在下,由95~80摩尔%丙烯酰胺单体及5~20摩尔%丙烯腈单体共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该比率为95~70重量%∶5~30重量%。
8.一种纸表面品质改良剂,它含有丙烯酰胺系树脂组合物,其特征在于该树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由丙烯酰胺单体及该丙烯酰胺单体的0.005~5摩尔%交联剂共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该丙烯酰胺树脂的单体及该尿素化合物的比率为95~40重量%∶5~60重量%。
9.如权利要求8中所述的纸表面品质改良剂,其中该交联剂的用量为丙烯酰胺单体量的0.01~2摩尔%,而该比率为95~60重量%∶5~40重量%。
10.如权利要求9中所述的纸表面品质改良剂,其中该交联剂的用量为丙烯酰胺单体量的0.01~1摩尔%,而该比率为95~70重量%∶5~30重量%。
11.一种纸表面品质改良剂,它含有丙烯酰胺系树脂组合物,其特征在于该树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由99.5~50摩尔%丙烯酰胺单体、0.5~50摩尔%丙烯腈单体及这些单体合计量的0.005~5摩尔%的交联剂共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该构成丙烯酰胺树脂的单体及该尿素化合物的比率为95~40重量%∶5~60重量%。
12.如权利要求11中所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯酰胺系树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由95~70摩尔%丙烯酰胺单体、5~30摩尔%丙烯腈单体及这些单体合计量的0.01~2摩尔%的交联剂共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该比率为95~60重量%∶5~40重量%。
13.如权利要求12中所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯酰胺系树脂组合物是在尿素化合物的存在下,由95~80摩尔%丙烯酰胺单体、5~20摩尔%丙烯腈单体及这些单体合计量的0.01~1摩尔%的交联剂共聚合反应所得到的丙烯酰胺树脂经由水解制得,而该比率为95~70重量%∶5~30重量%。
14.如权利要求1~13中任1项所述的纸表面品质改良剂,其中该水解剂选自氢氧化钠及氢氧化钾,而其用量为单体总量的1~40摩尔%。
15.如权利要求1~14中任1项所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯酰胺单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺及N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺中选用。
16.如权利要求1~15中任1项所述的纸表面品质改良剂,其中该丙烯腈单体由丙烯腈及甲基丙烯腈中选用。
17.如权利要求1~16中任1项所述的纸表面品质改良剂,其中该尿素化合物由脲、硫脲、乙撑脲及乙撑硫脲中选用。
18.如权利要求8,9,10,11,12或13项所述的纸表面品质改良剂,其中该交联剂由亚甲基-二-丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺及1,3,5-三羟甲基六氢-S-三嗪中选用。
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