CN1318120A - 纸张和纸板表面整饰的含水制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种用于纸张和纸板表面整饰的含水制剂,所述制剂包含多糖基共粘合剂,其特征在于,包含在所述制剂中的共粘合剂是用磺乙基基团进行醚化的水溶性纤维素衍生物。
Description
本发明涉及水溶性磺乙基纤维素醚作为纸张和纸板表面整饰用含水制剂的共粘合剂的用途;所述水溶性磺乙基纤维素醚例如:磺乙基纤维素醚,羧甲基磺乙基纤维素醚,羟乙基磺乙基纤维素醚,甲基磺乙基纤维素醚,羟丙基磺乙基纤维素醚,以及适当疏水改性的磺乙基纤维素混合醚。所述制剂还称为涂布色料。
长期以来,水溶性聚乙烯醇,聚丙烯酰胺,聚丙烯酸酯,藻酸盐,淀粉,脱乙酰壳多糖,淀粉醚,改性淀粉醚,非离子纤维素醚,例如甲基纤维素醚,羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚以及疏水改性的纤维素醚;离子纤维素醚,例如甲基-,羧甲基纤维素醚(CMC)和羧甲基甲基纤维素醚,一直用作包含颜料的涂布色料的共粘合剂,所述涂布色料用于涂布纸张和纸板(参见DE1621694,EP0399775,US4994112,EP0382576,US5080717)。
用作共粘合剂的产品,其任务是控制涂布操作所需的流变性以及保证纸张或纸板表面的均匀涂布。业已知道,当使用纤维素醚,特别是羧甲基纤维素醚时,借助原料纤维素的聚合度和纤维素醚的取代度,可能得到涂布操作所需的性能。
除确立由特定应用机构确定的流变性以外,在含颜料涂布色料中的共粘合剂,其另外的任务是:在涂布操作期间防止涂布色料的吸收,和保证色料无问题的处理。在这一点上,改善保水性能将是特别重要的,这是因为它可能避免涂布操作期间涂布色料浓度不能接受的增加,并因此可能在更低的断纸率下保证更长的运行领次数和更少的停机次数。由于在涂布操作期间和干燥期间存在于涂布色料中的添加剂可控渗透入原纸中,因此另外保证了更为均匀并因此更高质量的涂层,这可能减少涂布色料组份在涂层中的迁移(参见J.S.Malik,J.E.Kline,Tappi1992,Coating Conference ProceedingsTappi-Press,Atlanta,第105至113页)。
根据现有技术,特别是可以借助颜料的性质和数量(例如白垩和/或高岭土)和粘合剂或共粘合剂的性质和数量(例如CMC),有目的的来确立涂布色料的流变性。当将CMC用作共粘合剂时,通过增加共粘合剂的数量或通过提供更高取代度的CMC(羧甲基基团的取代度约为1或更高),可以取得涂布色料动态水释放容量的改善值,和改善质量的纸张表面涂层。然而,这些可能性对于制备CMC和纸张整饰剂总与经济上的缺点相伴随,因为,改善的性能唯一可以取得的办法是使用更大量的原料(碱溶液,氯乙酸),或化费更长的纤维素碱化或醚化反应时间。
另外,借助增加所使用CMC的分子量和粘度,也可以取得改善的涂布色料动态水释放容量值。然而,正如必须避免过度增加涂布色料的粘度一样,高分子量羧甲基纤维素醚只可以在一定限度内进行加工,这是因为否则的话可能会发生加工问题,如涂布刮刀纹,纸幅断裂等。当将高粘度羧甲基纤维素醚用于涂布色料时,通常只能处理低浓度的CMC溶液。然而,这种处理又损害涂布纸的质量(例如纸张白度下降)。如果以水溶液的形式添加高分子量共粘合剂,那么,这又会将大量不希望的水引入颜料涂布色料中。对于涂布纸或纸板,这将导致更低固含量的颜料涂布色料并增加的干燥时间,并因此对于使用者而言将导致更高的能量费用和更低纸的生产率。
随着更高机速的趋势和在碳酸钙的情况下增加使用颜料的趋势,当不与迄今为止经常与之结合的高岭土结合使用时,使用颜料将导致涂布色料明显更差的保水性能,因此,迫切需要提供改善质量的产物,所述产物具有更低的动态水释放容量。将所述的改善的共粘合剂添加至颜料涂布色料中,应当不会伴随色料粘度不可接受的增加。此外,引入新颖的共粘合剂应当不会损害涂布纸的质量。
令人惊奇的发现,将烷基磺化的和羟烷基磺化的羧基多糖或混合醚,如磺乙基纤维素衍生物,特别是磺乙基纤维素醚(SEC),羧甲基磺乙基纤维素醚,甲基磺乙基纤维素醚,甲基羟乙基磺乙基纤维素醚,甲基羟丙基磺乙基纤维素醚,乙基磺乙基纤维素醚,羟乙基磺乙基纤维素醚和羟丙基磺乙基纤维素醚用作共粘合剂,将改善涂布色料的质量。业已发现,与CMC作为共粘合剂的涂布色料相比,在相同固含量和相同粘度时,包含基于磺乙基纤维素的共粘合剂的涂布色料将显示出更低的动态水释放容量值,同时还将有改善的流变性。此外,使用疏水改性的磺乙基纤维素混合醚,如羟丙基磺乙基纤维素醚,将改善印刷用途纸张的质量。
特别是,所述作用为原料,磺烷基化试剂以及由磺烷基基团确立的取代度(DS)的函数。所述的原料优选是杂多糖和同多耱,如纤维素(例如化学纤维素纸浆,棉短绒,粗棉短绒,针叶木亚硫酸盐浆,针叶木硫酸盐浆和/或阔叶木浆),半乳甘露聚糖(瓜尔胶,槐树豆粉),淀粉(玉米,土豆,麦淀粉等)以及其水解产物,或酶、热和/或氧化降解产物,果胶,角叉菜胶,藻酸盐,黄原胶,半纤维素,壳多糖和脱乙酰壳多糖。此外,磺乙基改性的蛋白质,如明胶等也在所要求的范围内。
根据本发明所要求的磺烷基化多糖醚的重均分子量[Mw](得自Wyatt的DAWN四角激光散射光度计)至多为108[g.mo1-1],优选至多为200,000[g.mol-1]。
所要求的磺乙基基团转移剂是常在文献中描述的化合物,如氯甲基磺酸,氯代乙磺酸,氯代丙磺酸,1,3-丙砜,乙烯基磺酸或乙烯基磺酸钠等。
本发明要求的磺烷基化多糖醚是以本领域普通技术人员熟知的方法生产和配制的。磺烷基化多糖醚可以粉未,粒料或悬浮液形式,作为单糖醚添加至涂布色料制剂中。出于工艺和经济的原因,可能需要在进一步的合成步骤中使单醚另外地与常规的长链或短链烷基或烷芳基,羧烷基或羟烷基基团转移剂进行反应,所述转移剂如氯甲烷,氯乙烷或长链缩水甘油醚,具有3-30碳原子的氯化或溴化的烃类;氯乙酸或氯乙酸钠;环氧乙烷,环氧丙烷或环氧丁烷;以便得到二元或三元的混合醚。
另外还可能使用本发明要求的单醚或二元或三元混合醚与常规、水溶性、未改性多糖的物理掺混物,所述常规多糖如:淀粉,藻酸盐或半乳甘露聚糖,或水溶性、改性的多糖,特别是多糖醚,如淀粉醚(例如羧甲基淀粉,甲基淀粉,乙基淀粉,羟乙基淀粉,羟丙基淀粉),纤维素醚(例如尤其是甲基纤维素,乙基纤维素,甲基羟烷基纤维素,羟烷基纤维素,羧甲基纤维素,羧甲基羟乙基纤维素),半乳甘露聚糖醚(例如羧甲基瓜尔胶,羟丙基瓜尔胶)。
对于涂布色料制剂中本发明要求的共粘合剂和本发明要求的物理掺混物的用量没有任何限制。然而,所述的用量通常将满足工艺(粘度)或经济因素。通常,相对于100份颜料,添加至涂布色料中共粘合剂的比例至多为10份,特别是至多2份,优选至多1份。
当纤维素基共粘合剂用作含颜料涂布色料的添加剂时,所使用的纤维素醚优选是:具有可能最高溶解质量的那些纤维素醚。凝胶颗粒、纤维和微粒可能会使过滤器和筛网堵塞。如果更粗的话,在涂布设备底下将收集到不溶于水的纤维素颗粒,可能会发生涂布刮刀纹和纸幅断裂。因此,必需使用这样的纤维素醚,它将得到不含凝胶颗粒、纤维或微粒的水溶液。通常,纤维素醚的水溶性是由醚化组份的取代度所确立的。
涉及本发明要求的纤维素醚所使用的并由下面例子描述的术语“DS”(取代度)表示:每个葡糖酐单元中纤维素中的取代羟基的平均数。如果所使用的纤维素醚中的磺乙基基团的DS小于1.2,那么这对于本发明将是有益的。本领域普通技术人员知道,为了生产水溶性CMC,取代度必须约为0.4,而且为了生产水溶性的、无另外取代的SEC,取代度必须至少约0.2-0.3。在包含没有另外取代基的SEC的本发明的含水制剂的情况下,SEC的DS优选从0.2-0.9,特别是0.3-0.75。如果要生产不含纤维的溶液,那么,取代度通常将明显地更高(参见EP0319867)。在包含磺乙基基团的混合醚的情况下,取得水溶性必需的磺乙基基团的取代度将明显地更低。在本发明制剂中使用的混合醚的情况下,磺乙基基团的取代度(DS)优选从0.05-0.9,。特别是0.01-0.8,特别优选从0.1-0.7。
本发明的含水制剂可以包含:一种或多种现有技术的助剂,优选的是选自:分散剂(特别是聚磷酸酯,聚丙烯酸酯),粘合剂(特别是淀粉和淀粉醚,酪蛋白,基于丁二烯/苯乙烯,丙烯酸酯/苯乙烯,丙烯酸酯/醋酸乙烯酯,醋酸乙烯酯/乙烯和上述产物与丙烯腈的共聚物的聚合物分散体),消泡剂(特别是动物或植物脂肪的乳液,聚硅氧烷乳液或高级醇及其酯),光学增亮剂以及其受体(特别是聚乙烯醇,酪蛋白,CMC),调节色彩位置的遮蔽染料(特别是颜料化染料,直接染料和碱性染料),增加耐水性的产物(特别是蜜胺和脲醛树脂,乙二醛,环氧树脂)和/或涂布纸最终整饰需要的助剂(特别是硬脂酸钙、钠或铵,蜡分散体,聚乙二醇类和聚乙烯分散体)。在含颜料涂布色料中使用的颜料是本领域普通技术人员熟知的原料,如高岭土,自然碳酸钙,滑石,缎光白,沉淀碳酸钙,二氧化钛,氢氧化铝,石膏,硫酸钡,塑性颜料,它们可以单独使用或以干混物形式使用或以预分散的形式(“浆液”)使用。
在本发明的另一实施方案中,含水制剂是所谓的施胶剂,所述施胶剂包含:无颜料制剂中的共粘合剂,并且包含或不含一种或多种上述助剂。所述制剂优选包含:含磺乙基纤维素醚的水溶液,所述醚的浓度为0.1-30%,特别是0.1-15%。
以颜料浆液高度浓缩的水溶液的形式,添加实施例中使用的共粘合剂。本发明要求的磺乙基纤维素衍生物的水溶液均具有T>95%高的传输值(2wt%水溶液,所用光的波长λ=550nm,单元的光通道长度=10mm)[Hitachi model101分光光度计,Hitachi Ltd.,Tokyo,Japan]。以此方式,可以保证<1%的低纤维含量。
使用文献中描述的动态测量法(参见Das Papier50(1996),no.3,97et seq.)来测量涂布色料的动态水释放容量、流变性能以及固着性。
表1中示出的纤维素醚用于下面所述的试验。本发明要求的磺乙基纤维素衍生物的生产可以从下面文献获知(参见US-A2811519;US4972007;EP0319865A2)。
表1:用来测量保水性的产品特性
No. | 试样号 | 产品 | 粘度[mPa.s]1) | MS2) | DS2) | pH3) | 备注 |
1 | WalocelCRT5G4) | 羧甲基纤维素 | 990 | 0.77 | 10.3 | 参考试样 | |
2 | SEC1 | 磺乙基纤维素 | 805 | - | 0.70 | 8.6 | 本发明 |
3 | SEC2 | 磺乙基纤维素 | 843 | - | 0.48 | 7.0 | 本发明 |
4 | SEC3 | 磺乙基纤维素 | 823 | - | 0.49 | 6.3 | 本发明 |
5 | SEC4 | 磺乙基纤维素 | 1408 | - | 0.41 | 6.9 | 本发明 |
6 | SE瓜耳胶 | 磺乙基瓜耳胶 | 1294 | - | 0.49 | 7.5 | - |
7 | CM瓜耳胶 | 羧甲基瓜耳胶 | 1542 | - | 0.59 | 6.4 | 用于瓜耳胶醚的参考试样 |
8 | HPSE瓜耳胶 | 羟丙基磺乙基瓜耳胶 | 814 | 0.95 | 0.1 | 8.3 | - |
9 | HPSEC | 羟丙基磺乙基纤维素 | 852 | 2.0 | 0.18 | 6.0 | - |
1)Brookfield RVT,100rpm,T=25℃,绝干,标称粘度范围:对于Walocel CRT5G和相应的试样为800-1600mPa.s(c=10%)
2)磺乙基、羧甲基[DS]和羟丙基基团[MS]的平均取代度
3)10%水溶液的pH值
4)Wolff Walsrode AG的市售产品。
根据表2所示的标准制剂,将表1描述的产品与作为颜料的高岭土和白垩一起掺入涂布色料中。利用动态测量法检测流变性和起始水释放性。首先,将表2所示的制剂用作标准制剂。然而对于在此所述的制剂配料,没有随后的限制。
表2:水释放容量检测用的标准涂布色料制剂
制剂配料 | 固含量[%] | 色料量[克] |
高岭土1) | 99 | 30 |
白垩2) | 99 | 70 |
胶乳粘合剂3) | 50 | 12 |
共粘合剂(参见表1) | 99.5 | 0.3 |
光学增亮剂4) | 100 | 0.35 |
压光助剂5) | 50 | 0.75 |
用水确立的固含量:66-71%(参见表3) | ||
用氢氧化钠溶液确立的色料的pH:8.5-9.5 |
1)Amazon88,Kaolin International B.V.,荷兰
2)Hydrocarb90,0mya,Germany and Plüss Staufer,瑞士
3)Baystal P8588,Polymer Latex GmbH,德国
4)Blankophor P,液体,Bayer AG,德国
5)硬脂酸钙,Henkel KGaA,德国。
表3示出了:动态测量条件下流变性和起始水释放容量的检测结果,在所有情况下,相对于100份颜料,共粘合剂用量均为0.3份。
表3:涂布色料流变性和起始水释放容量(WRC)的对比
No. | 试样1) | SC[%]色料2) | 共粘合剂含量3) | 粘度1[mPa.s]4) | 粘度2mPa.s]5) | 固着 | 5巴时的动态WRC6)[mg/min×cm2] | |
时间[秒] | SC[%] | |||||||
1 | 没有共粘合剂 | 69.8 | 0 | 580 | 666 | 10 | 70.3 | >100 |
2 | WalocelCRT5G(空白试样) | 69.8 | 0.5 | 615 | 691 | 105 | 71.1 | 50 |
3 | SEC1 | 69.8 | 0.5 | 492 | 428 | 60 | 71.0 | 46 |
4 | SEC4 | 69.8 | 0.5 | 474 | 418 | 60 | 71.1 | 48 |
5 | SEC3 | 69.8 | 0.5 | 564 | 499 | 60 | 70.9 | 49 |
6 | SEC2 | 69.8 | 0.5 | 492 | 421 | 60 | 71.0 | 42 |
7 | 没有共粘合剂 | 71.1 | 0 | 1002 | 1443 | 10 | 71.5 | >100 |
8 | WalocelCRT5G(空白试样) | 71.2 | 0.5 | 1050 | 1585 | 240 | 73.1 | 46 |
9 | SEC1 | 71.2 | 0.5 | 703 | 629 | 50 | 72 | 36 |
10 | WalocelCRT5G(空白试样) | 66.2 | 1.2 | 420 | 391 | 20 | 67.0 | 45 |
11 | SE瓜耳胶 | 66.4 | 1.2 | 291 | 276 | 30 | 67.2 | 40 |
12 | HPSE瓜耳胶 | 66.2 | 1.2 | 279 | 258 | 30 | 67.4 | 42 |
13 | CM瓜耳胶(空白试样) | 66.4 | 1.2 | 354 | 337 | 30 | 67.1 | 58 |
14 | HPSEC | 66.4 | 1.2 | 347 | 311 | 20 | 67.2 | 43 |
1)试样名称,参见表1
2)色料的固含量
3)示于表2制剂中的共粘合剂的含量
4)Low-Shear Haake CV100,在γ点剪切速率=300l/s的初始粘度
5)Low-Shear Haake CV100,在γ点剪切速率=300l/s时10分钟后的粘度
6)在时间t=0分钟[=立即测量],5巴时的水释放容量(WRC)。
原则上,利用具有最低可能水含量,即高固含量的涂布色料,是生产涂布印刷纸的一种趋势。因此,在干燥期间能取得能量节省,更高的生产率和更多的涂布薄膜。为了保证所述色料的流动性,涂布色料的粘度和水释放性,特别是起始水释放性必须很低。这样的话,就可能使涂布操作期间涂布色料的粘度以及固含量突然增加的危险最小化。如果色料的保水性在临界范围内,那么,由于水迅速渗透入纸张中,因此,在涂布装置约2-4巴的压力脉冲作用可能会导致涂布刮刀下的固含量突然升高。这将造成刮料机“沸溢”或形成须,即涂布色料在涂布装置上的沉积物,形成涂布刮刀纹或纸幅断裂。
在涂布操作之后,涂布色料的固着意指:存在于制剂中的配料的所有传输过程均停止。如果所述操作持续太长时间,那么在纸中和在纸张表面均可能开始迁移过程,在某些情况下,这可能会造成印刷缺陷(例如斑纹)。
在检测涂布色料保水性的这种情况下,在进行测试时使用文献(参见Das Papier,50(3)(1996)第97-106页,D.W.Jones等人)所述的动态测量法。在此方法中,将待测试的涂布色料引入上述测量单元中并在限定的条件下进行剪切。以存在于色料中的瞬时固含量为函数记录释放的水量。将时间t=0时的释放水量称为起始释放水。表3的结果表明:利用磺乙基纤维素醚(3-6号)配制的涂布色料与标准色料(Walocel CRT5G(现有技术))相比,显示出了改善的5巴动态水释放容量。与用CMC配制的涂布色料相比,添加磺乙基化多糖,如磺乙基纤维素,羟丙基磺乙基纤维素,磺乙基瓜耳胶,羟丙基磺乙基瓜耳胶(参见表3),将使涂布色料的液化作用令人惊奇地增加。产物的保水性将恒定地保持在高水平。令人惊奇的是,测量的粘度仍明显低于未增稠的那些涂布色料(参见表3,第1号以及3-6号,7号以及9号)。这将产生上述的优点,特别是,实施例7-9所示的高度颜料化的,特别是临界制剂。尽管水溶液具有类似的粘度值(参见表4),但用SEC增稠的涂布色料的粘度仍明显低于参考例以及未增稠色料的粘度。
此外,与参考例(Walocel CRT5G[表3,2号和8号])相反的是,当使用由磺乙基纤维素醚配制的色料时,色料的固着将更为迅速。并因此,使得例如涂布表面处粘合剂部分迁移过程的危险变得最小。
利用表4所示的产品,在涂布装置上进行机器试验。
表4:机器试验用共粘合剂的特性
No. | 试样 | 粘度[mPa.s]1) | DS-SE2) | 盐含量[%] | pH |
1 | Walocel CRT5G(CMC)4)(空白试样) | 990 | 0.77 | <0.5 | 10.3 |
2 | Walocel CRT3G(CMC)4)(空白试样) | 406 | 0.82 | <1 | 7.7 |
3 | SEC15) | 805 | 0.70 | <1 | 8.6 |
4 | 羟丙基磺乙基纤维素醚 | 363 | 0.2[MS:2.1] | <1 | 6.0 |
5 | SEC65) | 323 | 0.75 | <0.5 | 6.6 |
1)Brookfield RVT,100rpm,T=25℃,绝干,标称粘度范围:800-1600mPa.s(1&3号)或300-450mPa.s(2,4,5号)
2)磺乙基或羟丙基基团的取代度[MS]
3)10%溶液的pH值
4)Wolff Walsrode AG的市售产品。
5)磺乙基纤维素醚。
在这种情况下使用的标准试样是产品Walocel CRT5G和WalocelCRT3G(均为羟甲基纤维素醚)。按照磺乙基纤维素醚(SEC1和6)以及羟丙基磺乙基纤维素醚(HPSEC)对标准试样进行检测。将表5所示标准制剂中的共粘合剂引入已预分散的颜料浆液,其中含有下面所述的添加剂。
所使用的原纸为木质LWC纸(36克/米2)。在这种情况下,以约1600米/分的涂布机速,将约9克/米2的涂布色料涂布至纸张的表面上。利用涂布刮体系(硬刮刀),将涂层涂布至纸张的两个面上(首先是上面,然后是网面)。然而,对于所述涂布体系,没有随后的限制。原则上,可以使用其它涂布装置,如辊涂机,注涂机或喷涂机。
然后,对涂布纸进行干燥和压光,并借助胶印法进行印刷。表6示出了流变性、固着性和动态水释放容量的结果。
表5:机器试验/制剂1)
No. | 制剂5) | SC2)[%] | 试验号3) | ||||
V1 | V2 | V3 | V5 | V6 | |||
12345678910 | Hydrocarb90MHHAmazon88Baystal P8588Walocel CRT5GSEC1HPSEC2)Walocel CRT3GSEC6Blankophor P硬脂酸钙 | 787250101010141410050 | 7030120.50----0.350.75 | 703012-0.50---0.350.75 | 703012--0.50--0.350.75 | 703012---0.50-0.350.75 | 703012----0.500.350.75 |
总计 | 113.6 | 113.6 | 113.8 | 113.6 | 113.6 | ||
标称SC4): 69.0%确立的pH值: 8.5-9.0 |
1)标称速度:1600米/分
上面和网面的涂布率:9克/米2
上面和网面的水份含量:分别为4和5.5%
刮刀(SB):0.457/40°(倾斜3°)
干燥方式,IR/AIF:第一次IR后暂停(+下降AIF)
压光机:600米/分;压区:11,N/mm:160,温度(H1/H2):90/90℃
2)SC=在所有情况下,在网上面一开始确立的固含量
3)V1包含与V2(SEC1作为共粘合剂)相对比的Walocel CRT5G(标准);V5包含与V3(HPSEC)和V6(SEC6作为共粘合剂)相对比的Walocel CRT3G(标准)
4)SC=在所有情况下,在网上面一开始确立的固含量
5)制剂的配料购自表2所示的制造商。
与确定动态测量条件下水释放容量的初步试验不一样,实际试验的目的是配制具有最高可能固含量的涂布色料,以便能评定在实际操作条件下涂布操作的运行性能。一开始,试着将固含量69.9%的涂布色料涂布至纸张的表面上。在首先进行的对网上面进行涂布时,由于刮刀的“沸溢”等所致的流变性问题,因此在试验期间,固含量必须降低。因此,为了试样彼此进行对比(表6),应当使用对网面(SS)的涂布结果。
表6:用于机器试验的涂布色料,其流变性和动态水释放容量(WRC)的结果
No. | 试样1) | SC2)[%] | SC差6)[%] | 粘度13)[mPa.s] | 粘度24)[mPa.s] | 固着 | 3巴时的动态WRC[mg/min.cm2]5) | ||
时间[秒] | SC[%] | ||||||||
1 | WalocelCRT5G(参考试样) | V1BSS | 65.7 | - | 204 | 189 | 130 | 67 | 39 |
2 | SEC1 | V2 SS | 67.3 | +1.6 | 187 | 176 | 60 | 68 | 55 |
3 | WalocelCRT3G(参考试样) | V5 SS | 65.4 | - | 182 | 175 | 105 | 68 | 50 |
4 | HPSEC | V3 SS | 67.1 | +1.7 | 204 | 195 | 90 | 68 | 45 |
5 | SEC6 | V6 SS | 67.3 | +1.9 | 225 | 221 | 78 | 66 | 53 |
1)试样参见表5;SS=网面
2)色料的固含量
3)Low-Shear Haake CV100,在γ点剪切速率=300l/s的初始粘度
4)Low-Shear Haake CV100,在γ点剪切速率=300l/s时10分钟后的粘度
5)在时间t=0秒,3巴时的水释放容量(WRC)
6)相对于参考试样固含量之差。
所有固含量(SC),pH值以及粘度数据均涉及涂布装置的最终值(网面)。
初步试验的结果证实:磺乙基纤维素衍生物将伴随更低的增稠性或更强的液化作用。利用SECno.1,SECno.6和HPSEC(参见表6的2,4,5号)进行试验的结果表明:在所有情况下均可以建立起高出约1.5-2%的固含量。所得到的色料粘度基本上与相应的参考试样相同(参见表6的1号和3号)。尽管在所有情况下3巴时的动态水释放容量显示出类似的数值,但利用由磺乙基纤维素衍生物增稠的涂布色料将伴随有明显更短的固着时间。而且还对在干燥和随后的涂布操作中将产生的优点进行了参考。
尽管在涂布试验开始时必须借助添加水来降低固含量,以便避免在涂布期间由于在涂布装置上形成沉积物(例如刮刀的“沸溢”,形成石笋)所造成的问题,但将色料涂布至网面上的特点在于:使纸幅具有更为均匀的运行性能。在整个试验中,在网面进行涂布试验的固含量实际上保持恒定(参见表7,一开始和结束的对比)。
表7:机器试验3)/网面结果1)(≡试验结束)
No. | 共粘合剂 | 试验 | 固含量[%] | 粘度2)[mPa.s] | 涂布率[g/m2] | 水分含量[%] | ||
开始 | 结束 | 开始 | 结束 | |||||
1 | WalocelCRT5G(参考试样) | V1B | 66.1 | 66.0 | 380 | 370 | 9.0 | 5.5 |
2 | SEC1 | V2 | 67.5 | 67.3 | 330 | 350 | 9.0 | 5.4 |
3 | WalocelCRT3G(参考试样) | V5 | 65.9 | 65.4 | 390 | 360 | 9.3 | 5.3 |
4 | HPSEC | V3 | 67.2 | 67.1 | 370 | 390 | 8.9 | 5.4 |
5 | LP-S-32172 | V6 | 67.4 | 67.3 | 470 | 460 | 9.3 | 5.6 |
1)网面结果(≡试验结束)
在所有情况下色料的pH值为8.6-8.8;参见V1B(空白试样)以及V2;V5(空白试样)以及V3和V6
2)BTookfield RVT粘度,100rpm,T=28℃
3)涂布机速:1600米/分
表8和9示出了对未压光纸和压光纸的试验结果。
表8:对未压光纸/VESTRA(网面)(≡试验结束)的试验结果1)
标准试验 | 方法 | V1B | V2 | V3 | V5 | V6 |
定量[克/米2]白度,R457[%]厚度[微米]泛黄度透明度比色法: L*a*b*比容[cm3/g]纸业密度[g/cm3]粗糙度[微米] | DIN ISO536DIN53145I/2DIN EN20534DIN6167DIN53146DIN5033DIN53105DIN EN20534DIN ISO8791-4 | 57.178.2684.3092.5991.83-0.702.451.190.844.51 | 57.678.1684.3592.4791.78-0.702.511.170.854.37 | 57.378.2674.6492.4391.95-0.702.671.170.854.11 | 57.978.5684.2692.9591.97-0.602.421.170.854.31 | 58.078.1684.3192.5691.80-0.682.481.170.864.12 |
Tappi75°光泽[%] | Tappi480OM92 | 18.5 | 19.0 | 18.8 | 18.4 | 18.9 |
网面的结果(≡试验结束),参见V1B(空白试样)以及V2;V5(空白试样)以及V3和V6
表9:对压光纸/VESTRA(网面)(≡试验结束)的试验结果1)=
标准试验 | 方法 | V1B | V2 | V3 | V5 | V6 |
定量[克/米2]白度,R457[%]厚度[微米]泛黄度透明度[%1比色法:L*a*b*比容[cm3/g]纸业密度[g/cm3]粗糙度[微米] | DIN ISO536DIN53145I/2DIN EN20534DIN6167DIN53146DIN5033DIN 53105DIN EN20534DIN ISO8791-4 | 57.476.2524.9391.2991.10-0.782.820.901.111.39 | 56.976.0525.1391.4291.05-0.782.900.921.091.54 | 56.575.8535.4991.1491.07-0.883.150.931.071.47 | 56.776.3515.1391.5791.16-0.742.910.901.111.45 | 56.476.2515.0390.9991.08-0.782.870.901.111.37 |
Tappi75°光泽[%] | Tappi480OM92 | 58.8 | 56.9 | 54.0 | 55.4 | 57.2 |
1)网面的结果(≡试验结束),参见V1B(空白试样)以及V2;V5(空白试样)以及V3和V6
在所有情况下,试样之间的差均在用于纸张试验的标准偏差内。
然后,借助胶印法对用不同共粘合剂配制的涂布色料或由其涂布的纸张进行印刷。表10示出了适印性试验的结果。
表10:胶印试验的结果
试验 | 纸张试样1) | ||||
V1B | V2 | V3 | V5 | V6 | |
印刷光泽[%] | 26 | 24 | 23 | 26 | 24 |
光学密度[%] | 1.45 | 1.45 | 1.39 | 1.43 | 1.42 |
干掉毛[cm/s]2) | 分离出 | 分离出 | 分离出 | 分离出 | 分离出 |
湿掉毛[cm/s] | 分离出 | 分离出 | 分离出 | 分离出 | 分离出 |
吸收试验3) | 300 | 300 | 300 | 300-600 | 300 |
斑纹试验4) | 2 | 1 | 0 | 2 | 1 |
起泡试验 | 无起泡 | 无起泡 | 无起泡 | 无起泡 | 无起泡 |
1)结果网面;油墨:408020;进行对比:V1B(标准)与V6;V3与V5(标准)和V6
2)油墨:408002
3)油墨:520068
4)油墨:408010;0=没有斑纹,1=几乎没有斑纹,2=轻度斑纹
5)胶印,54克/米2双面涂布和压光,纸幅宽度:0.57米(size76cores);型号:Rotoman C(MAN),速度:25,000纸页/小时(约4.4米/秒),干燥器长度10米(3组),墨水单元:4,正面和重印,色彩程序:黑色/青色/品红色/黄色(Huber standard LWC油墨[Michael HuberGmbH,Munich]),润湿剂组合物:异丙醇含量13%(pH值=4.8)(润湿剂添加剂Hydrofix A8085-09,2%)
关于光泽度,网面的光泽度值至少为23%,至多为26%。光学密度值在1.39-1.45的范围内,因此仅显示出轻微的变化。对于所有纸张,标准油墨no.408002将使各涂布颗粒破裂。相反,更为软性的油墨序号408001将不会掉毛。在所有情况下,纸张的抗掉毛性在临界范围内。然而,由于它们均为均一的质量水平,因此,试样之间不可能进行区分。所有纸张均显示出迅速的吸收性能,这对于油墨干燥有正面影响。
在试验V2和V6中,特别是正面地对印刷结果进行评估。特别是,用羟丙基磺乙基纤维素配制的色料(V3)在印刷时显示出许多优点。
在试验设置的条件下(纸幅温度120-150℃),在任何起泡试验中均没有例子,术语起泡用来描述蒸汽从涂布纸或原纸表面的突然逸出。
Claims (7)
1.一种含有多糖基共粘合剂、用于纸张和纸板表面整饰的含水制剂,其特征在于,所述制剂包含:作为共粘合剂、用磺烷基基团、特别是磺乙基基团进行醚化的水溶性纤维素醚。
2.根据权利要求1的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,所述共粘合剂包含:磺乙基纤维素醚,其中对于磺乙基纤维素而言,磺乙基基团的取代度低于1.2,优选从0.2-0.9,而对于混合醚而言从0.005-0.9。
3.根据权利要求1或2的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,用磺乙基基团醚化的纤维素衍生物包含:羧甲基磺乙基纤维素,甲基磺乙基纤维素,甲基羟烷基磺乙基纤维素,甲基羟丙基磺乙基纤维素,羟乙基磺乙基纤维素或羟丙基磺乙基纤维素。
4.根据权利要求1-3任一项的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,共粘合剂包含:磺乙基基团取代度从0.3-0.75的磺乙基纤维素,或磺乙基基团取代度从0.01-0.7,特别是从0.1-0.7的羧甲基纤维素,甲基纤维素,甲基羟乙基纤维素,甲基羟丙基纤维素,羟乙基纤维素或羟丙基磺乙基纤维素。
5.根据权利要求1-4任一项的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,所述制剂包含至少一种颜料,特别是碳酸钙,高岭土,石膏,二氧化钛或其混合物。
6.根据权利要求1-4任一项的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,所述制剂不含颜料,而包含单独的共粘合剂或与其它助剂一起的共粘合剂。
7.根据权利要求6的用于纸张和纸板表面涂布的含水制剂,其特征在于,以浓度从0.1-30%,特别是从0.1-15%的水溶液的形式,使用用作共粘合剂的磺乙基纤维素醚。
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