JP4684380B2 - 紙基体の改質方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は紙用途におけるバリアコーティングとしてのポリマーの使用に関する。バリアコーティングの用語は、油、水または質分子量が紙製品を通して浸透することを防止する層またはコーティングを意味する。バリアコーティングは典型的には厚紙（ｃａｒｄｂｏａｒｄ）、板紙（ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ）、波形板紙（ｃｕｒｒｕｇａｔｅｄ ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ）、クラフト紙、およびリームラップ（ｒｅａｍ ｗｒａｐ）に施用される。
【０００２】
紙製品から作られる容器は、果物、肉、野菜、飴などを輸送するために使用されることができる。これらの容器を使用するに際していくつかの課題がある。１つは容器に入れて運ばれる物質が湿っていたり、容器が雨や湿った環境にさらされたときに、容器が湿ることである。水に暴露された結果として、紙容器は一般に弱くなり変形する。これは容器に穴があき、容器の内容物をこぼすことになる。このような問題を避けるため、容器は一般にワックスのような、紙が水と接触することを防止する物質で被覆される。ワックスで被覆された容器における問題の１つは、ワックスは紙が水および油と接触することを防止するために効果があるが、ワックスは一般に厚い被覆として施用されなければならないことである。厚い被覆とは、５５から１２５ミクロンの乾燥被膜を言う。この厚い被覆は容器を有意に重くする。実際、ワックスは被覆された容器の２０から４０重量％を占める。したがって、ワックスよりも効果的で、バリアコーティング特性を損なうことなくより薄いコーティングを施用する事ができるバリアコーティングが望まれている。
【０００３】
経済的な理由および天然材料の保存のため、果物、肉、野菜、飴などを輸送するために使用された容器をリサイクルすることが望ましい。しかし、ワックスで被覆された容器の２つ目の問題は、ワックスコーティングが容器のリサイクルを困難にすることである。ワックスは紙の繊維に接着し、繊維を再度パルプにすることを困難にしている。ワックスよりも効果的で、ワックスよりも紙繊維から除去することが容易なバリアコーティングに対する必要性が引き続き存在している。
われわれは、バリアコーティングとしてのポリマーを使用すると、バリアコーティング特性を損なうことなく使用量を低減することができ、さらに被覆された紙のリサイクル能力を改良することを見いだした。
【０００４】
米国特許第５，５２１，２６６号は、疎水性モノマーからのポリマーの製造方法を開示する。開示された方法は高分子有機化合物であって、低い水溶性を有するモノマーと複合体を形成する疎水性のキャビティーを有する化合物を使用する。この方法はエマルション重合により低い水溶性のモノマーからポリマーを形成することを可能にする。このポリマー形成方法において好適に使用されるモノマーとしては、ラウリルメタアクリレートおよびステアリルメタアクリレートがあげられる。この特許はバリアコーティングとしてのポリマーの使用を開示していない。
ＷＯ９４／２６５１３号は、アクリル−スチレンコポリマーとワックスを含むエマルションで被覆されたリサイクル可能な紙原料（ｐａｐｅｒ ｓｔｏｃｋ）を開示する。試験されたコポリマーは低級アルキルアクリル−スチレンコポリマーに限られている。
このような開示にも拘わらず、ワックスよりも効果的で、ワックスよりも紙繊維から除去することが容易なバリアコーティングに対する必要性が引き続き存在している。
【０００５】
本明細書においては、（メタ）アクリルの用語はアクリルまたはメタアクリルを意味し、（メタ）アクリレートの用語はアクリレートまたはメタアクリレートを意味する。
【０００６】
本発明は、
ａ）１から１００重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ _１８ アルキルエステル、ｂ）０から９９重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマー、ｃ）０から１５重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和酸含有モノマーまたはそれらの塩、並びにｄ）０．１から１０重量部の架橋性モノマーを重合単位として有するポリマーを、紙基体に施用する事を含む、紙基体の改質方法に関する。ポリマーは紙基体を改質するためにそのままで紙基体に施用する事ができる。紙基体の改質は良好なバリアコーティングおよびリサイクル特性を付与する。別法として、ポリマーは添加剤として使用され、たとえばブチルアクリレート／メチルメタアクリレート、ブチルアクリレート／スチレン、スチレン／ブタジエン、および酢酸ビニルラテックスのようなラテックスのバリアコーティングとリサイクル特性を改良することができる。
【０００７】
本発明はさらに、上記のポリマーで被覆された紙基体を含む物品も提供する。上記の混合物で被覆された紙基体を含む物品も本発明の範囲に包含される。
本発明において使用されるポリマーはシングルステージまたはマルチステージ法によって製造されることができる。プロセスはエマルション重合であることができる。エマルション重合法の詳細な記載については米国特許第５５２１２６６号を参照。プロセスは溶液重合に続く乳化であることもできる。溶液重合に続くミニエマルジョン重合またはマイクロエマルジョン重合の詳細な記載については米国特許５５３９０２１号を参照。米国特許第５５２１２６６号に記載のエマルション重合法が好ましい。
【０００８】
本発明において使用されるポリマーのモルホロジーは、ポリマーの特定の特性を最適化するようにデザインすることができる。例えば、ポリマーはコア−シェルモルホロジーであってコアポリマーがシェルを形成するポリマーよりも低いガラス転移温度を有するようにデザインすることができる。このタイプのモルホロジーはバリア特性とともにブロッキング特性も改良することができる。また、コアポリマーがシェルを形成するポリマーよりも高いガラス転移温度を有するようにデザインすることができる。この場合にはコアはフィラーとして作用することができ、シェルはより堅いコアを互いに結合してフィルム形成を助けることができる。コア−シェルポリマーは公知の方法により調製する事ができる。
【０００９】
本願におけるサンプルを製造するために利用される方法においては、第１ステージはモノマーエマルジョンと過硫酸ナトリウムをメチル−β−シクロデキストリン（ＣＤ）、脱イオン水および界面活性剤を含む溶液に添加することにより製造された。第１ステージは８５℃で反応された。第２ステージは第２モノマーエマルジョンを製造し、第２モノマーエマルジョンと過硫酸ナトリウム溶液を、反応がなされた第１ステージに供給して製造された。第２ステージは８５℃で反応された。
【００１０】
本発明で使用されるポリマーは重合単位として、１から１００重量部、好ましくは５から９５重量部、より好ましくは１０から９０重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_４０アルキルエステルを含む。
さらに好ましくは、本発明で使用されるポリマーは重合単位として、２０から８０重量部、好ましくは３０から７０重量部、より好ましくは４０から６０重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_４０アルキルエステルを含む。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルが、（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_３０アルキルエステルであることが好ましい。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルが、（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_１８アルキルエステルであることがさらに好ましい。好適な（メタ）アクリル酸のアルキルエステルとしては、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレートおよびエイコシル（メタ）アクリレートがあげられるがこれらに限定されるものではない。有利な特性は（メタ）アクリル酸のＣ_１２〜Ｃ_４０アルキルエステルの１以上を利用することによって得られることができる。
【００１１】
本発明において使用されるポリマーは重合単位として０〜９９重量部、好ましくは４〜９４重量部、より好ましくは９〜８９重量部の少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーを含むことができる。本発明において使用されるポリマーが重合単位として１８〜８０重量部、好ましくは２８〜７０重量部、より好ましくは３８〜６０重量部の少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーを含むことがさらに好ましい。本発明のポリマー組成物の製造における使用のための好適なエチレン性不飽和モノマーとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、メチルメタアクリレート、およびブチルメタアクリレートを含む（メタ）アクリルエステルモノマー；アクリルアミドまたは置換アクリルアミド；スチレンまたは置換スチレン；ビニルアセテートまたは他のビニルエステル；ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、Ｎ−ビニルピロリドンのようなビニルモノマー；およびアクリロニトリルまたはメタアクリロニトリルが含まれるがこれらに限定されない。ブチルアクリレート、メチルメタアクリレート、およびスチレンが好ましい。
【００１２】
本発明において使用されるポリマーは重合単位として、０〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部、より好ましくは１〜５重量部のエチレン性不飽和酸含有モノマーまたはこれらの塩を含むこともできる。好適なエチレン性不飽和酸含有モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、ホスホエチルメタアクリレート、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、ナトリウムビニルスルホネート、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、モノメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノブチルフマレートおよび無水マレイン酸が含まれるがこれらに限定されない。アクリル酸およびメタアクリル酸が好ましい。メタアクリル酸がより好ましい。
【００１３】
本発明において使用されるポリマーは重合単位として、Ｚｏｎｙｌ（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標）製品のようなフッ化（メタ）アクリレートエチレン性不飽和モノマーを０〜２５重量部、好ましくは０〜１５重量部、より好ましくは０〜１０重量部含むこともできる。
本発明において使用されるポリマーは重合単位として、ビニルトリメトキシシランおよびメタアクリルオキシプロピルトリメトキシシランのようなエチレン性不飽和モノマー含有シリコーンを０〜２５重量部、好ましくは０〜１５重量部、より好ましくは０〜１０重量部含むこともできる。
【００１４】
本発明において使用されるポリマーは重合単位として、Ｃ_６−Ｃ_２０アルキルスチレンおよびアルキル−アルファ−メチルスチレン、Ｃ_６−Ｃ_２０アルキルジアルキルイタコネート、カルボン酸のＣ_１０−Ｃ_２０ビニルエステル、Ｃ_８−Ｃ_２０Ｎ−アルキルアクリルアミドおよびメタアクリルアミド、Ｃ_１０−Ｃ_２０アルキル−アルファ−ヒドロキシメチルアクリレート、Ｃ_８−Ｃ_２０ジアルキル２，２’−（オキシジメチレン）ジアクリレート、Ｃ_８−Ｃ_２０ジアルキル２，２’−（アルキルイミノジメチレン）ジアクリレート、Ｃ_８−Ｃ_２０Ｎ−アルキルアクリルイミド、およびＣ_１０−Ｃ_２０アルキルビニルエーテルから選択されるモノマーを０〜８０重量部、好ましくは０〜５０重量部、より好ましくは１〜１５重量部含むこともできる。
【００１５】
本発明の組成物は、また、重合単位として、ポリマーの重量を基準として、０．１〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．１〜３重量部の、架橋剤（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）及び架橋性モノマー（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ ｍｏｎｏｍｅｒ）から選択されるクロスリンカー（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ）を含み得る（ただし、本発明の組成物は、重合単位として、ポリマーの重量を基準として、０．１〜１０重量部の前記架橋性モノマーを含む）。「架橋剤」とは、本発明の組成物のモノマー上に見られる酸基と反応する少なくとも二つの反応性基を有する化合物を意味する。本発明において有用な架橋剤としては、ポリアジリジン、ポリイソシアネート、ポリカルボジイミド、ポリアミン及び多価金属が挙げられる。架橋剤は、任意成分であり、重合が完了した後に加えることができる。
【００１６】
架橋性モノマーは、重合中に本発明の組成物のモノマーに含まれるクロスリンカーである。本発明において有用な架橋性モノマーとしては、ジビニルベンゼン、ポリヒドロキシル化化合物の（メタ）アクリロイルポリエステル、ポリカルボン酸のジビニルエステル、ポリカルボン酸のジアリルエステル、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、トリアリルテレフタレート、メチレンビスアクリルアミド、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ヘキサメチレンビスマレアミド、トリアリルホスフェート、トリビニルトリメリテート、ジビニルアジペート、グリセリルトリメタクリレート、ジアリルスクシネート、ジビニルエーテル、エチレングリコールのジビニルエーテル又はジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート又はジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート又はテトラアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、シクロペンタジエンジアクリレート、ブチレンングリコールジアクリレート又はジメタクリレート、トリメチロールプロパンジ又はトリアクリレート、（メタ）アクリルアミド、ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、これらの混合物、などが挙げられる。（メタ）アクリルアミド、ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、及びこれらの混合物が好ましい。用いるクロスリンカーの量は、クロスリンカーがフィルム形成を妨げないように選択される。
【００１７】
連鎖移動剤を用いて、ポリマー組成物の分子量を制御することができる。好適な連鎖移動剤としては、例えばドデシルメルカプタンのようなメルカプタンが挙げられる。連鎖移動剤は、ポリマー組成物の全重量を基準として０．１％〜１０％で用いることができる。
本発明で使用されるポリマーにフィラーを加えることができる。フィラーはポリマーの耐水性、耐油性、および耐ブロッキング性のようなバリアコーティング特性を改良する。ブロッキングの用語は被覆された表面の粘着性を言う。被覆された紙はしばしば巻かれるが、ブロッキングは巻かれた被覆された紙を解くことを困難にするので望ましくない。好適なフィラーとしては、タルク（珪酸マグネシウム）、炭酸カルシウム、二酸化チタン、クレイ（珪酸アルミニウム）、およびポリスチレンのようなプラスチック顔料があげられる。フィラーは本発明で使用されるポリマーと、ポリマーの乾燥重量に基づいて１０から１５０重量％の量で混合することができる。
【００１８】
本発明で使用されるポリマーは、典型的には紙基体にポリマーを施用する事により紙基体を改質するために使用される。紙基体は厚紙、板紙、波形板紙、クラフト紙、およびリームラップなどから選択されることができる。ポリマーは紙基体にブレードコート、ナイフコート、ロッドコート、ロールコート、スプレー塗布、ディッピング、グラビア印刷、フレキソ印刷、またはキスコーティングにより施用する事ができる。他の公知のコーティング方法も使用することができる。ポリマーは１ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２、好ましくは５ｇ／ｍ^２〜２０ｇ／ｍ^２で適用され、１ミクロン〜５０ミクロン、好ましくは５ミクロン〜２５ミクロンの乾燥膜厚を得ることができる。次いで、ポリマーは乾燥される。ポリマーは雰囲気条件下で乾燥されることができる。ポリマーの乾燥を助けるために強制空気が使用されることができる。ポリマーの乾燥においては熱も利用されることができる。強制空気が加熱されるか、またはポリマー被覆された基材が加熱されたオーブン中に置かれることができる。熱の温度は３５℃〜２００℃の範囲であることができる。赤外線乾燥、紫外線乾燥、蒸気加熱シリンダー、または電気加熱されたバーのような公知の他の方法も使用できる。
【００１９】
バリアコーティング用途においてはポリマーは撥水性およびリサイクル性を改良するためにラテックスとも混合することができる。好適なラテックスとしては、ブチルアクリレート／メチルメタアクリレート、ブチルアクリレート／スチレン、スチレン／ブタジエン、および酢酸ビニルラテックスがあげられるがこれらに限定されるものではない。ラテックスと混合されるポリマーの量は、典型的には１から５０重量部、好ましくは５から４５重量部、より好ましくは１０から４０重量部である。
次の略語が本明細書の実施例において使用される。
ＬＭＡ＝ラウリルメタアクリレート
ＳＭＡ＝ステアリルメタアクリレート
Ｓｔ＝スチレン
ＭＭＡ＝メチルメタアクリレート
ＢＡ＝ブチルアクリレート
ＭＡＡ＝メタアクリル酸
ＣＤ＝メチル−β−シクロデキストリン
以下の実施例は、本発明で使用されるポリマーを例示し、このポリマーがバリアコーティング用途に使用されるときの利点を例示する。以下の実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２０】
実施例１
ステージ１のために、４００ｇの脱イオン水、トライトン（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標）ＸＮ−４５Ｓ 陰イオン性界面活性剤、および２８．６ｇのＣＤが、メカニカルスターラ、温度制御装置、凝縮器、モノマーおよび開始剤供給ラインおよび窒素インレットを備えた４リットルの四つ首丸底フラスコに、室温で導入された。窒素パージ下で撹拌されつつ、内容物は８５℃に加熱された。モノマーエマルジョンは別々に製造された。２５ｇの脱イオン水中の０．３５重量％の炭酸ナトリウム溶液（ステージ１およびステージ２における全モノマー重量に基づいて）および３０ｇの脱イオン水中の０．３５重量％の過硫酸ナトリウム溶液（ステージ１およびステージ２における全モノマー重量に基づいて）が反応釜に導入された。モノマーエマルジョンは、２１０ｇの脱イオン水中の０．０５重量％過硫酸ナトリウム（ステージ１およびステージ２における全モノマー重量に基づいて）の開始剤溶液と共に２０分にわたり供給された。
ステージ２のために、６２５ｇの脱イオン水、７．８ｇのトライトンＸＮ−４５Ｓ 陰イオン性界面活性剤、およびモノマーを用いて、第２のモノマーエマルジョンが製造された。ステージ１のモノマーエマルジョン供給の終了後すぐに、ステージ２のモノマーエマルジョンが過硫酸ナトリウムの開始剤溶液と共に３時間にわたり供給された。第１および第２のモノマーエマルジョンのモノマーが選択され、表１のポリマー（モノマー重量％に基づく）が得られた。
【００２１】
【表１】

【００２２】
＊：バリアコーティングとして典型的に使用されることのできるポリマー
１：２％ＭＯＡ（５０％アクリルアミド／５０％ｎ−メチロールアクリルアミド）含有
２：２％ＭＡＭ（９０％メタアクリルアミド／１０％アクリルアミド）含有
３：１％ＭＯＡ（５０％アクリルアミド／５０％ｎ−メチロールアクリルアミド）含有
４：１％ＭＡＭ（９０％メタアクリルアミド／１０％アクリルアミド）含有
５：０．２％ｎ−ドデシルメルカプタン含有
【００２３】
ポリマー組成物のバリアコーティング用途における有用性を評価する標準的な試験としては以下のものがあげられる。
ａ）所定時間におけるポリマーフィルムの水吸収を評価するＣｏｂｂ試験
ｂ）所定時間におけるポリマーフィルムを透過する水蒸気の量を評価する水蒸気透過速度（Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ：ＷＶＴＲ）試験、および
ｃ）ポリマーフィルムが紙基体から容易に除去でき、紙をリサイクルできるようにするか否かを示す、リパルプ性試験。
表１のポリマーはこれらの試験のいくつかについて試験され、それらのバリアコーティング用途における有用性が示された。
【００２４】
Ｃｏｂｂ試験
試験されるサンプルのほとんどについて、２２４ｇ／ｍ^２の基体重量の漂白された板紙のシートの被覆されていない面（裏面）に、ワイヤーを巻いたロッドを使用して、表２に示した温度で２０秒間乾燥したときに１０−１５ｇ／ｍ^２の乾燥被膜を与えるように、１層の湿潤被覆が施された。サンプル２２から３０では、ピンホールの可能性を減少させるため、１５−１９ｇ／ｍ^２の乾燥被膜を施し、１５０℃で１分間乾燥した。試料は２５℃、相対湿度５０％でコンディショニングした後に試験された。被覆されたサンプルは、サイズされた（非吸水性）紙と板紙の水吸収性試験のＳＣＡＮ Ｐ１２：６４（Ｃｏｂｂ試験）にしたがって試験された。試験は板紙の被覆された面のみについて行い、暴露時間を１２０秒ではなく３０分とした。サンプル１から２１については、コーティング組成物あたり４個の試料を試験した。サンプル２２から３０については、コーティング組成物あたり２個の試料を試験した。サンプル１から２２については、非架橋性ポリマーは６０℃、９０℃、１２０℃、および１５０℃で乾燥したフィルムについて試験し、架橋性のポリマーについては９０℃、１２０℃、１５０℃、および１８０℃で乾燥したフィルムについて試験した。試験結果は表２に示す。この試験では、数字の小さい方が良好な特性を有することを示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
上記の結果は非架橋性ポリマーが試験されたすべての乾燥温度において、非常に小さな水吸収性を有することを示している。架橋性ポリマーでは、乾燥温度が上昇するにつれて水吸収が小さくなる。時々被膜はピンホールと呼ばれる欠陥を有する。ピンホールの存在は水が被膜を通ることを許容し、そのため水吸収とＷＶＴＲの両方を上昇させる。本発明者はポリマー１６および１７から形成された被膜を、過剰の染料と被覆された試料とを５分間接触させた後、ピンホールを数えるという染色法を用いて検査した。多数のピンホールが観察された。
【００２７】
ＷＶＴＲ試験
ＷＶＴＲ試験は、改良されたＳＣＡＮ Ｐ２２：６８に従って行われた。試験条件は２５℃、相対湿度７５％であった。非架橋性ポリマーは６０℃、９０℃、１２０℃、および１５０℃で乾燥したフィルムについて試験し、架橋性のポリマーについては９０℃、１２０℃、１５０℃、および１８０℃で乾燥したフィルムについて試験した。サンプル２２から３０については、ピンホールの可能性を減少させるため、１５−１９ｇ／ｍ^２の乾燥被膜を施した。サンプル１から２１については、コーティング組成物あたり６個の試料を試験した。サンプル２２から３０については、コーティング組成物あたり２個の試料を試験した。試験結果は表３に示す。この試験では、数字の小さい方が良好な特性を有することを示す。
【００２８】
【表３】

【００２９】
上記の結果は、サンプル７および８に比較して非架橋性のポリマーは試験されたすべての乾燥温度において非常に低いＷＶＴＲを有することを示している。架橋性ポリマーでは、乾燥温度が上昇するにつれてＷＶＴＲが小さくなる。Ｃｏｂｂ試験の項で述べたように、ピンホールの存在は水が被膜を通ることを許容し、そのため水吸収とＷＶＴＲの両方を上昇させる。本発明者はポリマー１６および１７から形成された被膜を、過剰の染料と被覆された試料とを５分間接触させた後、ピンホールを数えるという染色法を用いて検査した。多数のピンホールが観察された。
【００３０】
水吸収とＷＶＴＲに対する被膜重量の影響
サンプル５を用い異なる被膜重量で板紙を被覆し、水吸収とＷＶＴＲに対する被膜重量の影響を調べた。サンプル５のアリコートを板紙に塗布し、被膜重量８ｇ／ｍ^２、１０ｇ／ｍ^２、および１５ｇ／ｍ^２を得た。被覆されたそれぞれのサンプルは、９０℃、１２０℃、１５０℃、および１８０℃で乾燥された。それぞれのサンプルは上述のようにして３０分のＣｏｂｂ試験とＷＶＴＲについて試験された。結果を表４に示す。
【００３１】
【表４】

【００３２】
上記の結果は、被膜重量が１０ｇ／ｍ^２またはそれ以上で塗布された時に、ＷＶＴＲが劇的に改良されることを示している。また、被膜重量が１０ｇ／ｍ^２またはそれ以上で塗布された時に、水吸収も劇的に改良される。
【００３３】
水吸収とＷＶＴＲに対するフィラーの影響
本発明で使用されるポリマーとタルクとの混合物で板紙を被覆し、水吸収とＷＶＴＲに対するフィラーの影響を試験した。タルクはポリマーの乾燥重量に基づいて重量基準で加えた。サンプルは板紙に塗布され、１５０℃で２０秒間乾燥された。それぞれのサンプルは上述のようにして３０分のＣｏｂｂ試験とＷＶＴＲについて試験された。結果を表５に示す。
【００３４】
【表５】

【００３５】
上記の結果は、本発明で使用されるポリマーへのフィラーの添加は、バリアコーティングの耐水性と水浸透性の両方を改良することを示している。加えられるフィラーの量が増大すると、バリアコーティングの耐水性と水浸透性が改良される。
【００３６】
リパルプ性
リパルプ性試験が、被覆されていないクラフト紙とサンプル９で被覆されたクラフト紙について行われた。平均被膜重量は１０ｇ／ｍ^２であり、被覆は紙のなめらかな面に行われた。被覆された紙は１５０℃で２０秒間乾燥された。それぞれの紙のほぼ３０ｇが１．５×１．５ｃｍの片に切断された。それぞれの試験片に２リットルの水を加え、１５ｇ／ｌのコンシステンシーとした。塩酸および水酸化ナトリウムを使用してｐＨを中性に調節した。Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｗｅｔ Ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ装置を用いて紙をリパルプした。回転数は３０，０００であった。パルプは水で３ｇ／ｌのコンシステンシーに希釈された。希釈したパルプの水きり性（ｄｒａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）をＣａｎａｄｉａｎ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ法で測定した。２つの実験を平行して行い、結果はミリリットルで示した。
実体顕微鏡観察ではパルプ中に被膜の小さな片が観察された。被膜片のサイズと被膜片にパルプ繊維が付着しているか否かが観察された。パルプは再度１．６３ｇ／ｌのコンシステンシーに希釈され、ほぼ６０ｇ／ｍ^２の実験室シートを形成した。しーとは特別なシート型で作られ、収縮しない方法で２時間オーブン中で乾燥された。シートの引っ張り強度と伸びを１０個の平行して作成されたサンプルについて測定した。上記の試験の結果は表６に示す。
【００３７】
【表６】

【００３８】
上記のデータはリパルプ性を示すための試験において、ポリマーで被覆された紙が被覆されていない紙と同様の挙動を示すことを示している。実体顕微鏡で観察された小さな被膜片には繊維の後がみられたが、繊維は被膜に付着していなかった。これらの結果はポリマーで被覆された紙がリパルプ可能であることを示している。

Claims (13)

1. ａ）５から９５重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_１８アルキルエステル、ｂ）４から９４重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマー、ｃ）１から１０重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和酸含有モノマーまたはそれらの塩、並びにｄ）０．１から１０重量部の架橋性モノマーを重合単位として有するポリマーを、紙基体の少なくとも１つの表面に施用する事を含む、紙基体の改質方法。
2. ポリマーが、重合単位として、
   ａ）１０から９０重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_１８アルキルエステル、ｂ）９から８９重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマー、ｃ）１から５重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和酸含有モノマーまたはそれらの塩、並びにｄ）０．１から５重量部の架橋性モノマーを含む、請求項１記載の方法。
3. ポリマーがさらに架橋剤を含む、請求項１記載の方法。
4. ポリマーがさらにフィラーを含む、請求項１記載の方法。
5. 紙基体が厚紙、板紙、波形板紙、クラフト紙、およびリームラップから選択される、請求項１記載の方法。
6. １から５０重量部のポリマーが５０から９９重量部のラテックスと混合され、この混合物が紙基体の少なくとも１つの表面に施用される、請求項１記載の方法。
7. ポリマーが、重合単位として、
   ａ）１０から９０重量部の、少なくとも１種の（メタ）アクリル酸のＣ_１２からＣ_１８アルキルエステル、ｂ）９から８９重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマー、ｃ）１から５重量部の少なくとも１種のエチレン性不飽和酸含有モノマーまたはそれらの塩、並びにｄ）０．１から５重量部の架橋性モノマーを含む、請求項６記載の方法。
8. ポリマーがさらに架橋剤を含む、請求項６記載の方法。
9. ポリマーがさらにフィラーを含む、請求項６記載の方法。
10. ラテックスが、ブチルアクリレート／メチルメタアクリレート、ブチルアクリレート／スチレン、スチレン／ブタジエン、および酢酸ビニルラテックスからなる群から選択される、請求項６記載の方法。
11. 紙基体が厚紙、板紙、波形板紙、クラフト紙、およびリームラップから選択される、請求項６記載の方法。
12. 請求項１記載のポリマーで被覆された紙基体。
13. 請求項６記載の混合物で被覆された紙基体。