CN1673454A

CN1673454A - 提高纸制品的耐脏污性的方法

Info

Publication number: CN1673454A
Application number: CN200410008541.5A
Authority: CN
Inventors: 张荣禹; 赵刚; 马山; 沙涛; 李向明; 刘永红
Original assignee: China Banknote Printing and Minting Corp
Current assignee: China Banknote Printing and Minting Group Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: CN1304692C

Abstract

本发明涉及一种使纸制品具有防水防油效果的方法，使用具有以下分子式的含氟丙烯酸聚合物作为防水防油剂：[C₈F₁₇SOR(CH₂)₂CRO－CH₂]_n，R为含有1－5个碳原子的烷基，n为2－5，加至纸浆中和/或施于纸页表面以得到耐脏污纸页，该方法简单实用，内部和外部处理后得到的纸制品具有防水防油、耐脏污的功效。本发明方法尤其适用于具有防伪特征的各种票据，例如钞票纸的制造，有效提高其耐脏污性。

Description

提高纸制品的耐脏污性的方法

技术领域

本发明涉及造纸技术，具体是涉及造纸过程中使纸制品具有防水防油功效的方法，从而达到提高纸制品，尤其是具有防伪特征的纸制品的耐脏污性的目的。

背景技术

纸制品，包括纸张和纸板，尤其是流通领域中的票据，遭遇水或油污的时候，表面很容易脏污，其使用性能就会有所下降，甚至不能继续使用。具有防伪特征的纸张，尤其是钞票，在流通领域中与各类人群接触最多，因此最容易被污染。钞票的耐脏污、防水防油等物化性能差，加之其流通量较大，自然难以保持自身的清洁，因此钞票无疑被认为是最肮脏的纸张。被污染的钞票不仅在形象上被大打折扣，并可能成为致病菌的传播源，只能结束其使用寿命。钞票纸是钞票的初期产品，实现钞票纸耐脏污性能的最终目的是提高钞票在流通中抵御各种日常污物粘附的能力。

纸张在日常生活中常沾染的污物可分为三大类：油类、水类和油水混合类。因此，如果纸页能够同时实现较好的既疏水又疏油的能力，就可以达到令纸制品耐脏污的目的；同样，如果通过一种有效方法提高钞票纸这种流通频率高的纸张对污染物的抵御脏污的能力，将延长钞票的流通使用寿命，并满足人们日益提高的生活和卫生方面的要求。

中国专利申请97101239.3中记载了采用含氟丙烯酸共聚物与聚乙烯醇或氧化淀粉含水混合物对纸张进行疏水疏油处理的方法，其含氟丙烯酸共聚物要求包括多氟单体在内的三种不同化合物混和而成的共聚物，并借助至少一种交联剂的作用，在有效提高纸张对脂类的屏障效果的同时缩短其为了达到该效果所必需的相当长的纸张陈化或放置时间，并且其处理方法是以涂抹的方式施用于纸张表面。该方法主要适用于包装湿的和/或脂肪食品，如食品包装纸等的处理。

中国专利申请95193390.6提到了一种防水防油的水性组合物，其中明确指出该组合物的防水防油主要针对类似纺织品的含纤维制品的基材的处理过程，所以该水性组合物也是针对性极强地选用至少含有聚烷氧基化的聚氨酯和含氟丙烯酸聚合物(该含氟丙烯酸聚合物包括含氟丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体、至少一种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体和一种含有季胺表面活性剂的可聚合的阳离子乳化剂的聚合反应产物)的组成成分，该组合物不适用于一般纸页和有防伪标识而用作其他用途纸页的处理。

通过对纸页表面或内部进行疏水疏油处理，使产品提高对生活污染物的防御能力，从而提高纸张的使用寿命，尤其是对有防伪标识的纸页，特别是对钞票纸页进行处理，使之获得较好的防水防油效果，使钞票具有防水防油耐脏污性能，将产生更加积极的效益。

发明内容

本发明采用含氟丙烯酸聚合物作为防水防油剂，通过对纸页内部或外部处理获得了防水防油效果，实现了纸页耐脏污的目的，解决了上述问题。

本发明的目的在于提供一种使纸制品具有防水防油功效的方法，通过选择和采用含氟丙烯酸聚合物作为防水防油剂，在造纸工艺中通过内部处理和/或表面处理，获得具有防水防油耐脏污特性的纸页。

本发明的目的还在于提供以采用含氟丙烯酸聚合物作为防水防油剂，将其加至纸浆中和/或施于纸页表面之后所得到的纸制品。

根据本发明提供的使纸制品具有防水防油功效的方法，包括将含氟丙烯酸聚合物的原料加至纸浆中的步骤和/或对抄造得到的纸页进行表面处理的步骤，所述含氟丙烯酸聚合物具有以下分子式：[C₈F₁₇SOR(CH₂)₂CRO-CH₂]_n，其中R为含有1-5个碳原子的烷基，n为2-5。

本案发明人经过对现有技术的分析和大量试验探索，发现选择所述含氟丙烯酸聚合物作为抗水抗油剂，采用加入纸浆中的内部处理和/或表面施胶处理，得到的纸制品具有疏水疏油性能，因而获得了极佳的防水防油、耐脏污的效果。

根据本发明的方法，所述内部处理是将包括含氟丙烯酸聚合物的原料加入浆池或于浆料上网前的流送系统，以纸浆绝干重量计，该原料中包括：所述含氟丙烯酸聚合物0.5％-10％、羧甲基纤维素钠0-2％、聚胺聚酰胺环氧氯丙烷0-3％；也可以选择对已经抄造出的纸页使用所述的含氟丙烯酸聚合物，通过表面施胶工艺实施表面处理；也可以将所述含氟丙烯酸聚合物与表面施胶剂制成含水组合物，使用该含水组合物通过表面施胶工艺实施表面处理，该含氟丙烯酸聚合物的浓度为0.1％-3.0％(重量)，表面施胶剂的浓度为5％-15％。当然根据产品的性能和使用要求，可以同时采用内部处理和表面施胶处理。

各种试验结果表明，按照本发明的方法，单独使用所述含氟丙烯酸聚合物添加剂到纸浆中作为抗水抗油剂，即可使纸张获得一定的耐脏污能力，但对各类流通票据，例如钞票纸，不仅要求耐脏污能力，还需要满足钞票纸使用要求的特性，尤其是湿强度、物理强度等，因此优选同时使用羧甲基纤维素钠和聚胺聚酰胺环氧氯丙烷。但是如果仅仅要求钞票纸的耐脏污能力，不对其它指标有较高要求的情况下，仅仅使用防水防油剂即可。可以采用任何公知的向纸浆中加入助剂或填料的方法，例如，纸浆调和时在浆池中添加，或在上网前的纸浆流送系统内施加等。

同样，单独使用表面施胶剂处理的纸张没有耐脏污能力，但在本发明提出的防水防油剂中加入表面施胶剂则可在改善纸张的表面性能、强度等指标的同时，使以满足钞票纸对纸张的基本要求。另一方面，使用防水防油剂与表面施胶剂混合施胶即可实现钞票纸的耐脏污的功效，但这种施胶剂在工业化生产条件下不稳定，会影响施胶最终效果，通过在防水防油剂与表面施胶剂的混合剂中加入稳定剂可明显改善施胶剂的稳定性。

根据本发明优选的方法，实施表面处理的含水组合物中，可使用的表面施胶剂包括聚乙烯醇(优选中高聚合度的产品，相对分子量为12～17×10⁴)、氧化淀粉或明胶，所述含水组合物中还可以含有苯乙烯-丙烯酸共聚物(或称苯丙乳液)作为稳定剂，浓度为0.1％-1.0％，将上述组合物的水溶液采用公知的纸制品表面施胶设备涂敷于纸页表面，例如通过槽式表面施胶工艺涂敷于纸页表面，经干燥后获得具有表面耐脏污特性的纸制品。

优选地，该含水组合物中，含氟丙烯酸聚合物的浓度为0.4-1.0％，表面施胶剂的浓度为7％-12％，苯乙烯-丙烯酸共聚物的浓度为0.4％-0.7％。

采用内部处理时，以纸浆绝干重量计，添加原料中包括：含氟丙烯酸聚合物1.0％-5.0％、羧甲基纤维素钠0.8-1.5％、聚胺聚酰胺环氧氯丙烷1.5-2.0％。在制造具有防水防油功效的钞票纸过程中，该内部处理的具体方法可以是在纸浆中依次加入上述含氟丙烯酸、羧甲基纤维素钠和聚胺聚酰胺环氧氯丙烷(PPE)，加入地点可以是浆池或浆料上网前流送系统，常规操作后使纸制品在满足钞票纸要求的同时获得耐生活污染(如：咖啡、酱油、油、果汁、牛奶等)的能力。

综上所述，本发明的关键在于，在现有技术的基础上，经过试验筛选，提出使用具有特定化学组成的含氟丙烯酸聚合物作为有效防水防油剂的操作方法，配合辅剂的使用，所提供的使纸制品具有防水防油功效的方法简单实用，可操作性强，得到的纸页具有疏水疏油性能，该纸页经干燥后获得的产品即纸制品可防水防油，耐脏污，对生活污染物的抵御能力增强，从而提高了纸制品的使用寿命，尤其适用于具有防伪特征的纸制品，例如钞票等流通票据，其在防水防油的同时，还满足了作为流通领域的特殊纸制品在流通使用中的特殊需要，并且不改变其原有的特征，如触感和特有的质感等。

具体实施方式

以下通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的实施范围。

本发明所用的含氟丙烯酸聚合物[C₈F₁₇SOR(CH₂)₂CRO-CH₂]_n(R为含有1-5个碳原子的烷基，n为2-5)，天津尤奈特科技发展有限公司的商购品。

纸张耐脏污能力检测试验：

将采用本发明方法生产出来的纸张(不论是内部处理，还是表面处理)，放置在通常大气物理条件下(即：对温度、湿度无特殊要求)，用市售的多种污染物进行污染，观察其耐受能力，并与传统工艺的钞票纸进行对比。

污染物采用以下几种：

咖啡(雀巢牌，浓度参照产品中有关使用说明)、酱油、醋、牛奶(常规标准的纯鲜奶)、色拉油(绿宝牌)、猪油，墨汁(一得阁牌)

处理方式：将待测纸张在桌上铺平，用试验室滴管吸取一定量污染物，滴于纸面上，30秒后用软纸擦除，观察纸面上是否留有痕迹或有渗透。

实施例1

在纸浆(全棉浆)中按相对于纤维绝干重量百分比依次加入5％的含氟丙烯酸，0.8％羧甲基纤维素钠，2.0％聚胺聚酰胺环氧氯丙烷(PPE，杭州市化工研究所生产，固含量10％左右，粘度约0.6Pa.s，pH5～7)，用试验室抄片机抄出定量为100g/m²的纸片，然后用上述所有污染物与传统工艺生产的钞票纸(除成分外，所有操作条件均相同)进行对比，结果如下：

污染物	咖啡	酱油	醋	牛奶	色拉油	猪油	墨汁
污染物	咖啡	酱油	醋	牛奶	色拉油	猪油	墨汁	实施例纸张	○	○	○	○	○	○	◆
传统工艺钞票纸	◆	◆	◆	◇	◇	◇	◆	实施例纸张	○	○	○	○	○	○	◆

注释：

“○”表示污染物在纸张表面没有渗入，同时也没有留下明显痕迹；

“◇”表示污染物渗入纸张表面，但在放置一段时间后没有留下明显痕迹；

“◆”表示污染物渗入纸张表面，同时也留下明显痕迹。

实施例2

将未经施胶的纸张(全棉浆)按下述施胶配方采用槽式表面施胶工艺涂敷纸页进行表面施胶，然后用上述所有污染物与传统工艺生产的钞票纸(制浆及抄纸工艺相同，但可以使用常规表面施胶剂处理)进行对比。

施胶剂配方(重量百分比)：含氟丙烯酸聚合物1.0％，聚乙烯醇(四川维尼纶厂生产，相对分子量12×10⁴～17×10⁴)8％，苯乙烯-丙烯酸乳液(广西南宁博士科工贸有限公司生产)1.0％，混合成水溶液。

施胶温度：60℃。

对比结果如下：

污染物	咖啡	酱油	醋	牛奶	色拉油	猪油	墨汁
污染物	咖啡	酱油	醋	牛奶	色拉油	猪油	墨汁	实施例纸张	○	○	○	○	○	○	▲
传统工艺钞票纸	◆	◆	◆	◇	◇	◇	◆	实施例纸张	○	○	○	○	○	○	▲

注释：

“▲” 表示污染物在纸张表面留下较轻微的痕迹；

“◆” 表示污染物渗入纸张表面，同时也留下明显痕迹。

实施例3纸张耐折度和断裂长的检测

对实施例1和2方法抄出的纸张和传统工艺生产的钞票纸同时进行物理指标耐折度的性能比较，结果如下：

实施方案	耐折度	裂断长m
	耐折度		双次
	表面未加防水防油剂		双次	2614	5800
表面施加防水防油剂	表面未加防水防油剂	2512	5920	2614	5800

实施方案	耐折度	裂断长m
	耐折度		双次
	浆内未加防水防油剂		双次	6034	8500
浆内施加防水防油剂	浆内未加防水防油剂	5089	7860	6034	8500

根据行业标准，钞票纸的耐折度要求不少于2000次(双折)，断裂长不低于5000米。以上数据说明，采用防水防油处理后，对于纸张较为重要的物理指标，例如耐折度和裂断长，该抗水抗油剂对其影响不是很大，均在正常参数范围内。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims

1、一种使纸制品具有防水防油功效的方法，其特征在于在造纸工艺中将包括含氟丙烯酸聚合物的原料加至纸浆中和/或对抄造得到的纸页进行表面处理，所述含氟丙烯酸聚合物具有以下分子式：[C₈F₁₇SOR(CH₂)₂CRO-CH₂]_n，其中R为含有1-5个碳原子的烷基，n为2-5。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，将包括含氟丙烯酸聚合物的原料加入浆池或于浆料上网前的流送系统，以纸浆绝干重量计，该原料中包括：所述含氟丙烯酸聚合物0.5％-10％、羧甲基纤维素钠0-2％、聚胺聚酰胺环氧氯丙烷0-3％。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述的含氟丙烯酸聚合物制成含水组合物，对纸页实施表面处理，该含氟丙烯酸聚合物的浓度为0.1％-3.0％。

4、如权利要求3所述的方法，其中所述的含水组合物中还包括表面施胶剂，通过表面施胶工艺对纸页实施表面处理，该表面施胶剂包括聚乙烯醇、氧化淀粉或明胶，其浓度为5％-15％。

5、如权利要求3或4所述的方法，其中，所述含水组合物中还含有苯乙烯-丙烯酸共聚物作为稳定剂，浓度为0.1％-1.0％。

6、如权利要求1所述的方法，其中所述纸制品为具有防伪特征的纸张或纸板。

7、如权利要求6所述的方法，其中，所述纸制品为钞票纸。

8、利用权利要求1～7中任一项所述方法得到的纸制品。

9、如权利要求8所述的纸制品，所述纸制品为具有防伪特征的纸张或纸板。

10、如权利要求9所述的纸制品，所述纸制品为钞票纸。