CN1162666A - 对纸张和纸板进行疏水疏油处理的方法 - Google Patents

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CN1162666A CN 97101239 CN97101239A CN1162666A CN 1162666 A CN1162666 A CN 1162666A CN 97101239 CN97101239 CN 97101239 CN 97101239 A CN97101239 A CN 97101239A CN 1162666 A CN1162666 A CN 1162666A
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J·-M·科帕特
A·德圣特
J·-C·勒泰利耶
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Abstract

为了加速用含氟丙烯酸共聚物和淀粉或聚乙烯醇处理的纸张或纸板的陈化或放置过程，可将交联剂如乙二醛或聚酰胺-表氯醇树脂加入进行处理的浴中。

Description

对纸张和纸板进行疏水疏油处理的方法
本发明涉及到对纸张和纸板进行疏水疏油处理的方法。
为了进行这种处理，过去已提出各种产品。更具体地讲，在其公开内容引用于此供本发明参考的EP 542 598中，已提出含氟的丙烯酸共聚物，其中按重量计包括：
(a)50-92％，优选为70-90％的一或多种下式的多氟单体：
Figure A9710123900041
其中Rf代表含有2-20，优选为4-16个碳原子的直链或支链全氟基团，B代表用碳原子与O连接并可含有一或多个氧，硫和/或氮原子的二价链序列，并且基团R之一代表氢原子，而另一个代表氢原子或含有1-4个碳原子的烷基；
(b)1-25％，优选为8-18％的一或多种下式的单体：其中B’代表含有1-4个碳原子的直链或支链亚烷基，R’代表氢原子或含有1-4个碳原子的烷基，R1和R2相同或不同，其中每一个代表氢原子，含有1-18个碳原子的直链或支链烷基或羟乙基或苯甲基，或者R1和R2与其连接的氮原子一起形成吗啉代，哌啶子基或1-吡咯烷基；
(c)1-25％，优选为2-10％的下式的乙烯基衍生物：
           R”-CH＝CH2                 (III)其中R”代表含有1-18个碳原子的羧酸烷基酯或烷基醚基团；
(d)0-10％，优选为0-8％的除了式I，II和III所示单体而外的任何单体。
这些完全可用水稀释的含氟产品可采用各种方法(用施胶机或本体)涂到纸张上并赋予纸张优异的疏水疏油性，尤其是具有特殊的耐水源或水基液体，脂肪物质和低表面张力的溶剂的性质，而同时又不需要添加剂(螯合剂，保存剂，固定树脂等)。
这类纸张在市场上用于包装湿的和/或脂肪食品，如用于包装饼干/糕点，快餐，人造奶油和牛油，肉类和家禽，巧克力，深冷产品或用于包装喂狗和猫的干食品(宠物食品，即pet food)。
在饲养动物的食品情况下，基于氟的处理必须能够对特别具有穿透性或渗透性的脂(游离脂肪酸)提供屏障以防止因这些脂迁移而出现污痕或污染，尤其是在包装纸的折角或折缝处出现污痕。
在EP 542 598中所述的含氟产品本身单独应用，用水简单稀释后按照常用的剂量(以纸张重量计为0.05-0.2％的氟)涂到纸张表面上，这样并不总是可在包装“宠物食品”时得到很好的结果，即脂会力图扩散经过纸张并留下污痕造成污染。
为了提高对脂的屏障效果，可将EP 542 598中所述的含氟丙烯酸聚合物与淀粉或聚乙烯醇一起使用。所用淀粉为阳离子，氧化或两性离子淀粉并且应用浓度一般为在含有含氟丙烯酸聚合物的水溶液中达到5-60g/l左右。阳离子淀粉是优选的。
各种聚乙烯醇的应用浓度在含有含氟丙烯酸聚合物的水溶液中可达到1-40g/l左右。优选应用低酯值(低于30，即水解程度高于98％)并且高粘度(在浓度为4wt％(重量百分比)的水溶液情况下粘度为22-32mPa.s)的聚乙烯醇。
在用纯水简单稀释的含氟丙烯酸聚合物不能成功地保证达到良好的宠物食品包装效果的情况下，在这同一水溶液中加淀粉或聚乙烯醇很明显可提高对脂的屏障作用并能够防止纸张出现油污。但是，一般只有在相当长的纸张陈化或放置期后，即在环境温度下简单保存2-3星期才可达到该结果。将纸张保存后才将其用于进行包装的要求，不能控制其生产设备产出的产品质量以及延迟交付用户的要求都给纸张制造商提出了一系列重要的问题。
现已发现可在仅仅几天(如少于1星期)后就可获得符合要求的对脂的屏障效果，从而克服了上述缺点，其中向上述配方中加入第三化合物，该化合物具有能够与制成纸张的纤维素纤维发生化学反应而形成交联点。作为反应性基团的例子，可具体提到环氧基或醛基。反应性或活性化合物尤其可选自脲醛或蜜胺甲醛缩合物或预缩合物，环氧基衍生物如二缩水甘油基甘油或者环氧丙基三烷基(芳基)卤化铵如(2，3-环氧丙基)三烷基氯化铵和N-甲基-N-(2，3-环氧丙基)氯化吗啉，用表氯醇处理的聚酰胺树脂以及乙二醛。
优选应用乙二醛和聚酰胺-表氯醇树脂。
本发明方法可有利地采用含水组合物实施，其中该组合物包括：
(a)1-10g/l，优选为1.5-5g/l的含氟丙烯酸共聚物；
(b)5-60g/l，优选为10-50g/l的淀粉或1-40g/l，优选为5-20g/l的聚乙烯醇；以及
(c)0.1-20g/l，优选为0.5-10g/l的交联剂。
可与水混合的有机溶剂任选可存在于本发明组合物中。这些溶剂源于含氟丙烯酸共聚物的合成过程并且例如为EP 542 598中所述的那些溶剂。
更具体地讲，可举出丙酮，四氢呋喃，二噁烷，二甲基甲酰胺，N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲亚砜，乙醇，异丙醇，乙二醇和丙二醇。这些溶剂的浓度为0-12.5g/l。
本发明组合物可通过将水溶液中的各种物料简单混合而得到。
可采用本技术领域里的普通技术人员已知的方法将聚乙烯醇或淀粉预溶于水。
可采用众所周知的施胶机技术进行的表面处理方法将本发明组合物涂抹到纸张或纸板上。
为了评估按照本发明处理的基体物料的表现性能，本申请人采用了以下试验：
将200g的YAM’S商标(EUKANUBA PUPPY质量)的炸丸子狗食放在100cm2在60℃和65％相对湿度的气候箱中下处理过的纸张上。
再将纸张连同狗食放在同样面积的未处理的吸收性纸张(滤纸类)上。之后，在整个试验品上加3.5kg的重量并在箱中保留3天。
通过测定吸收性纸张上出现的污痕总面积而评估脂的扩散性。在污痕面积少于吸收性纸张总面积的10％时可认为对脂的屏障效果是有效的。
以下实施例详述本发明，但并不限制本发明。
实施例1
采用如EP 542 598中实施例4所述含25％干物质的含氟丙烯酸共聚物溶液(溶液S4)，阳离子淀粉(Roquette公司的Hi Cat 145)和乙二醛。
用这些物质制成下表中所列的施胶机浴。
浴成分(g/l)                                                 浴号
    1     2     3     4
  溶液S4淀粉乙二醛水     20--980     2010-970     20-2978     20102968
   总量     1000     1000     1000     1000
用施胶机将各种组合物涂抹到重量为70g/m2用未施胶的漂白纸制成的纸张上。Enlevage的速率为110％。110℃干燥2分钟后这样处理的和未处理的纸张在环境温度下保存不同的时间，然后再用炸丸子进行试验。
所得结果列在下表中：
污染面积(％)                                 用所列浴处理的纸张 用未处理的纸张
    1     2     3     4
保存5天后保存3周后     100100     1000     100100     00     100100
从表中可以看出在恒定氟含量下只有用本发明浴No.4处理的纸张可对脂迁移构成有效的屏障，其中该纸张不要求相当长的陈化或放置期。
实施例2
同于实施例1制成上述施胶机浴，其中乙二醛用聚酰胺-表氯醇树脂(Hercules公司的Hercosett 57)代替。
浴成分(g/l)                                         浴号
    5     6
    溶液S4淀粉聚酰胺-表氯醇树脂水     20-0.5979.5     20100.5969.5
     总量     1000     1000
在施胶机涂抹各种组合物后，在与实施例1所述相同的条件下，获得下列结果：
污染面积(％)                                       用所列浴处理的纸张 用未处理的纸张
    1     2     5     6
保存5天后保存3周后     100100     1000     100100     00     100100
只有用本发明浴No.6处理的纸张可对脂迁移构成有效的屏障，而同时又不要求陈化或放置期。
实施例3
操作同于实施例1，只是淀粉用聚乙烯醇(Rhone-Poulenc公司的RhodoViol 30/5)代替。
获得下列水溶液：
浴成分(g/l)                                              浴号
    7     8
    溶液S4聚乙烯醇乙二醛水     2020960     20202958
    总量     1000     1000
在施胶机涂抹各种组合物后，在与实施例1所述相同的条件下，获得下列结果：
污染面积(％)                                     用所列浴处理的纸张 用未处理的纸张
    1     7     3     8
保存5天后保存3周后     100100     1000     100100     00     100100
只有用本发明浴No.8处理的纸张可对脂迁移构成有效的屏障，而同时又不要求陈化或放置期。
实施例4
操作同于实施例2，只是淀粉用聚乙烯醇代替。得到下列组合物：
浴成分(g/l)                                                浴号
    9
    溶液S4聚乙烯醇聚酰胺-表氯醇树脂水     20200.5959.5
      总量     1000
在施胶机涂抹后，在与实施例1所述相同的条件下，获得下列结果：
污染面积(％)                                           用所列浴处理的纸张 用未处理的纸张
    1     7     5     9
保存5天后保存3周后     100100     1000     100100     00     100100
只有用本发明浴No.9处理的纸张可对脂迁移构成有效的屏障，而同时又不要求陈化或放置期。

Claims (10)

1.用包括含氟丙烯酸共聚物和淀粉或聚乙烯醇的含水组合物对纸张或纸板进行疏水和疏油处理的方法。其特征在于含水组合物还含有至少一种交联剂。
2.权利要求1的方法，其中交联剂选自脲醛或蜜胺甲醛缩合物或预缩合物，环氧基衍生物，用表氯醇处理的聚酰胺树脂以及乙二醛。
3.权利要求1或2的方法，其中含氟丙烯酸共聚物中按重量计包括：
(a)50-92％的一或多种下式的多氟单体：
Figure A9710123900021
其中Rf代表含有2-20，优选为4-16个碳原子的直链或支链全氟基团，B代表用碳原子与O连接并可含有一或多个氧，硫和/或氮原子的二价链序列，并且基团R之一代表氢原子，而另一个代表氢原子或含有1-4个碳原子的烷基；
(b)1-25％一或多种下式的单体：
Figure A9710123900022
其中B’代表含有1-4个碳原子的直链或支链亚烷基，R’代表氢原子或含有1-4个碳原子的烷基，R1和R2相同或不同，其中每一个代表氢原子，含有1-18个碳原子的直链或支链烷基或羟乙基或苯甲基，或者R1和R2与其连接的氮原子一起形成吗啉代，哌啶子基或1-吡咯烷基；
(c)1-25％的下式乙烯基衍生物：
        R”-CH＝CH2                      (III)其中R”代表含有1-18个碳原子的羧酸烷基酯或烷基醚基团；
(d)0-10％除了式I，II和III所示单体而外的任何单体。
4.权利要求3的方法，其中含氟丙烯酸共聚物中按重量计包括：
70-90％的式(I)的多氟单体，
8-18％的式(II)的单体，
2-10％的式(III)的单体以及
0-8％的另一单体(d)。
5.权利要求1-4中任何一项的方法，其中采用阳离子淀粉。
6.权利要求1-5中任何一项的方法，其中采用聚乙烯醇，其酯值低于30并且其4wt％的水溶液20℃下的粘度为22-32mPa.s。
7.权利要求1-6中任何一项的方法，其中用施胶机将包括下列成分的含水组合物涂抹到待处理的纸张或纸板上：
(a)1-10g/l，优选为1.5-5g/l的含氟丙烯酸共聚物；
(b)5-60g/l，优选为10-50g/l的淀粉或1-40g/l，优选为5-20g/l的聚乙烯醇；以及
(c)0.1-20g/l，优选为0.5-10g/l的交联剂。
8.权利要求7的方法，其中交联剂是乙二醛或聚酰胺-表氯醇树脂。
9.权利要求7或8的方法，其中含水组合物还含有高达12.5g/l的一或多种可与水混合的有机溶剂。
10.采用权利要求1-9中任何一项的方法处理的纸张或纸板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304692C (zh) * 2004-03-25 2007-03-14 中国印钞造币总公司 提高纸制品的耐脏污性的方法
CN1795307B (zh) * 2003-04-07 2010-09-08 国际纸业公司 用于液体电子照相印刷的纸张及其制备方法
CN101326329B (zh) * 2005-12-02 2011-04-06 克莱里安特财务(Bvi)有限公司 用于纸和纸板的表面处理的含水乙醛酰基不溶粘料组合物

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