KR20120039048A - 종이 및 페이퍼보드 코팅을 위한 신규한 광택 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 종이 코팅 또는 결합 제제에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 고 Tg 라텍스 (실질적 비-필름 형성성)와 초미세 카올린의 블렌드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 코팅 또는 결합 조성물 및 섬유 매트릭스를 포함하는 종이에 관한 것이다.

Description

종이 및 페이퍼보드 코팅을 위한 신규한 광택 처리 시스템 {NOVEL GLOSSING SYSTEM FOR PAPER AND PAPERBOARD COATINGS}
본 발명은 초미세 카올린과 실질적 저-필름 형성성 라텍스의 블렌드 및 그의 용도에 관한 것이다.
종이 코팅에서 높은 광택도 (예를 들어 65% 초과)의 달성은 전형적으로 충실형 또는 중공형일 수 있는 플라스틱 안료의 사용을 수반한다. 플라스틱 안료는 "비-필름 형성성"이다, 즉 상온 및 코팅된 종이의 건조 및 마감처리 (캘린더링 또는 수퍼캘린더링) 동안에 직면하는 온도에서 응집하지 않는다. 중공 구체 플라스틱 안료 (HSPP)는 코어에 물이 채워진 코어-셀 형태를 갖는다. 종이 코팅 건조 공정 동안에, 공극 내의 물은 셀을 통해 확산되어 공기 공극을 남겨 놓는다. 공기와 주변 중합체 셀 사이의 굴절률의 차이로 인해, 광은 효과적으로 산란함으로써 코팅 불투명도에 기여한다. 종이 코팅에서의 HSPP의 사용은 광택도, 백색도 및 불투명도의 개선을 가져오며, 이는 충실형 플라스틱 안료보다 더 효과적인 것으로 생각된다 (미국 특허 6,410,158 참조). 또한, 인쇄 성능은 종종 상승된 시트의 광택도, 평활도 및 불투명도의 결과로서 개선된다. 시트 성질의 개선 정도는 HSPP의 입자 크기 및 공극 부피, 사용된 기타 광물성 안료, 및 사용된 마감처리제의 유형 및 양에 따라 달라진다. HSPP는 원하는 광택도에 따라 안료의 건조 중량의 2 내지 20%의 범위로 사용된다. 코팅의 안료 부분의 나머지는 전형적으로 무기 물질, 예를 들어 카올린, 분쇄 탄산칼슘 (GCC), 활석 (광물), 이산화티타늄 또는 침강 탄산칼슘으로 이루어진다. HSPP의 입자 크기는 전형적으로 0.1 내지 1.0 마이크로미터의 범위이고, 입자는 수성상에 현탁되고 약 25 내지 30 중량%의 고체 함량으로 공급된다.
HSPP는 종이 코팅에서 사용되는 전형적인 광물성 안료에 비해 약간 비싼 안료이고 (건량 기준으로 카올린보다 10 배 이상 더 비쌈), 고체 라텍스보다 더 비싼 안료 (건량 기준으로 25% 이상 더 비쌈)이기 때문에, 종이 제작자는 보다 경제적으로 적합한 대안을 항상 찾고 있다. 따라서 HSPP에 대한 적합한 대안을 개발하는 것이 해당 분야에 있어 발전이 될 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 종이 코팅 또는 결합 제제에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 고 Tg 라텍스 (실질적 비-필름 형성성)와 초미세 카올린의 블렌드에 관한 것이다.
본 발명은 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 코팅 또는 결합 조성물 및 섬유 매트릭스를 포함하는 종이에 관한 것이다.
본 발명은 작업성 및 코팅된 시트 성질에 임의의 부정적인 영향을 주지 않고서 코팅 컬러 제제에서 HSPP 대신에 고-유리 전이 온도 ("Tg") 라텍스 및 초미세 카올린을 상승작용적으로 사용함에 관한 것이다.
본 발명의 초미세 카올린은 0.3 ㎛ 미만 및 보다 미세한 입자 크기의 입자 (세디그라프(Sedigraph) 5100을 사용하는 X-선 침강 기술에 의해 측정됨)를 55 중량% 이상으로 갖는다. 한 실시양태에서, 입자의 55 중량%는 0.3 ㎛ 미만이다. 또 다른 실시양태에서, 입자의 70 중량%는 0.3 ㎛ 미만인데, 왜냐하면 안료의 입자 크기가 감소하면 광택도가 개선된다는 것이 잘 공지되어 있기 때문이다. 그러나, 감소된 입자 크기는 코팅 또는 시트의 불투명도에 의해 제공된 은폐력의 감소를 초래하며, 이를 잠재적으로는 폴리아민 같은 부피 큰 화학종을 사용하여 극복할 수 있다. 광택도를 위해 사용되는 초미세 입자 크기 카올린 안료는 HSPP를 위한 적합한 증량제인 것으로 나타났다.
본 발명은 광택도를 위해 사용되는 미세 입자 크기의 카올린 안료 또는 충실형 플라스틱 안료가 HSPP를 위한 적합한 증량제일 수 있다는 것을 보여준다. 그러나, 주로 비교적 높은 Tg의 고체 라텍스 (Tg > 30℃)를 초미세 카올린과 조합으로 사용해야, HSPP의 완전한 대체가 가능하다. 고-Tg 라텍스는, 코팅의 도포, 계량, 건조 및 캘린더링과 같은, 마감처리된 종이 및 페이퍼보드 코팅을 수득하기 위해 직면하는 공정 조건 하에서는, 실질적으로 비-필름 형성성이다. 고-Tg 라텍스는 30℃ 초과의 Tg 를 제공하도록 하나 이상의 단량체로부터 유도된다. 라텍스 (수성 공중합체 유화액이라고도 지칭됨)를, 자유-라디칼 수성 유화액 중합을 사용하여 단량체를 중합시킴으로써, 합성적으로 제조한다.
종이 코팅 또는 결합 제제에 사용되기에 적합한 단량체는 일반적으로 예를 들어 스티렌, 부타디엔, 비닐 아세테이트, 카르복실산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, 및 (메트)아크릴로니트릴을 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체일 수 있다. 예를 들어, 적합한 단량체는 비닐방향족 화합물 (예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, o-클로로스티렌, 및 비닐톨루엔); 부타디엔 (즉, 1,2-부타디엔); 공액화 디엔 (예를 들어 1,3-부타디엔 및 이소프렌); α,β-모노에틸렌계 불포화 모노- 및 디카르복실산 또는 그의 무수물 (예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 디메타크릴산, 에틸아크릴산, 알릴아세트산, 비닐아세트산 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 메사콘산, 메틸렌말론산, 시트라콘산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 및 메틸말론산 무수물); 3 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 α,β-모노에틸렌계 불포화 모노- 및 디카르복실산과 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알칸올의 에스테르 (예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산과 C1-C12, C1-C8 또는 C1-C4 알칸올의 에스테르, 예컨대 에틸, n-부틸, 이소부틸 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 디메틸 말레에이트 및 n-부틸 말레에이트); 아크릴아미드 및 알킬-치환된 아크릴아미드 (예를 들어, (메트)아크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, 및 N-메틸(메트)아크릴아미드); (메트)아크릴로니트릴; 비닐 및 비닐리덴 할라이드 (예를 들어, 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 클로라이드); C1-C18 모노- 또는 디카르복실산의 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 n-부티레이트, 비닐 라우레이트 및 비닐 스테아레이트); C3-C6 모노- 또는 디카르복실산, 특히 아크릴산, 메타크릴산 또는 말레산의 C1-C4 히드록시알킬 에스테르, 또는 2 내지 50 몰의 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 또는 그의 혼합물로써 알콕실화된 그의 유도체, 또는 2 내지 50 몰의 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 또는 그의 혼합물로써 알콕실화된, 상기 산과 C1-C18 알콜의 에스테르 (예를 들어, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 및 메틸폴리글리콜 아크릴레이트); 및 글리시딜 기를 함유하는 단량체 (예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트)를 포함할 수 있다.
종이 코팅 또는 결합 제제에 사용되기에 적합한 추가의 단량체는 선형 1-올레핀, 분지쇄 1-올레핀 또는 고리형 올레핀 (예를 들어, 에텐, 프로펜, 부텐, 이소부텐, 펜텐, 시클로펜텐, 헥센 및 시클로헥센); 알킬 라디칼 내에 1 내지 40 개의 탄소 원자를 갖고 이 알킬 라디칼이 아마도 히드록실 기, 아미노 또는 디알킬아미노 기 또는 하나 이상의 알콕실화 기와 같은 추가의 치환기를 가질 수 있는 비닐 및 알릴 알킬 에테르 (예를 들어, 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 프로필 비닐 에테르, 이소부틸 비닐 에테르, 2-에틸헥실 비닐 에테르, 비닐 시클로헥실 에테르, 비닐 4-히드록시부틸 에테르, 데실 비닐 에테르, 도데실 비닐 에테르, 옥타데실 비닐 에테르, 2-(디에틸아미노)에틸 비닐 에테르, 2-(디-n-부틸아미노)에틸 비닐 에테르, 메틸디글리콜 비닐 에테르, 및 상응하는 알릴 에테르); 술포-관능성 단량체 (예를 들어, 알릴술폰산, 메탈릴술폰산, 스티렌술포네이트, 비닐술폰산, 알릴옥시벤젠술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 및 그의 상응하는 알칼리금속 또는 암모늄 염, 술포프로필 아크릴레이트 및 술포프로필 메타크릴레이트); 비닐포스폰산, 디메틸 비닐포스포네이트, 및 기타 인 단량체; 알킬아미노알킬 (메트)아크릴레이트 또는 알킬아미노알킬(메트)아크릴아미드 또는 그의 4급화 생성물 (예를 들어, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-(N,N-디메틸아미노)프로필 (메트)아크릴레이트, 2-(N,N,N-트리메틸암모늄)에틸 (메트)아크릴레이트 클로라이드, 2-디메틸아미노에틸(메트)아크릴아미드, 3-디메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드, 및 3-트리메틸암모늄프로필(메트)아크릴아미드 클로라이드); C1-C30 모노카르복실산의 알릴 에스테르; N-비닐 화합물 (예를 들어, N-비닐포름아미드, N-비닐-N-메틸포름아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐이미다졸, 1-비닐-2-메틸이미다졸, 1-비닐-2-메틸이미다졸린, N-비닐카프로락탐, 비닐카르바졸, 2-비닐피리딘, 및 4-비닐피리딘); 1,3-디케토 기를 함유하는 단량체 (예를 들어, 아세토아세톡시에틸(메트)아크릴레이트 또는 디아세톤아크릴아미드); 우레아 기를 함유하는 단량체 (예를 들어, 우레이도에틸 (메트)아크릴레이트, 아크릴아미도글리콜산, 및 메타크릴아미도글리콜레이트 메틸 에테르); 및 실릴 기를 함유하는 단량체 (예를 들어 트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트)를 포함할 수 있다.
적합한 단량체는 하나 이상의 가교제, 예컨대 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α,β-모노에틸렌계 불포화 카르복실산의 N-알킬올아미드 및 이것과 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알콜의 에스테르 (예를 들어, N-메틸올아크릴아미드 및 N-메틸올메타크릴아미드); 글리옥살계의 가교제; 두 개의 비닐 라디칼을 함유하는 단량체; 두 개의 비닐리덴 라디칼을 함유하는 단량체; 및 두 개의 알케닐 라디칼을 함유하는 단량체를 포함할 수도 있다. 예시적인 가교 단량체는 이가 알콜과 α,β-모노에틸렌계 불포화 모노카르복실산 (이중 아크릴산 및 메타크릴산이 차례대로 사용될 수 있음)의 디에스테르를 포함할 수 있다. 두 개의 비-공액화 에틸렌계 불포화 이중결합을 함유하는 이러한 단량체의 예는 알킬렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 예컨대 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 비닐 메타크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 디알릴 말레에이트, 디알릴 푸마레이트 및 메틸렌비스아크릴아미드를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 가교 단량체는 알킬렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 및/또는 디비닐벤젠을 포함할 수 있다. 가교 단량체는, 공중합체 내에서 사용되는 경우, 0.2 내지 5 phm의 양으로 존재할 수 있고 공중합체 내에 사용된 단량체의 총량의 일부로서 간주된다.
가교 단량체 외에, 소량 (예를 들어, 0.01 내지 4 phm)의 분자량 조절제, 예컨대 tert-도데실 메르캅탄이 사용될 수 있다. 이러한 조절제는, 중합될 단량체와의 혼합물로서 중합 대역에 첨가될 수 있고, 공중합체 내에 사용된 단량체의 총량의 일부로서 간주된다.
몇몇 실시양태에서, 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, (메트)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 부타디엔, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
공중합체는 순수 아크릴 공중합체, 스티렌 아크릴 공중합체, 스티렌 부타디엔 공중합체, 또는 비닐 아크릴 공중합체일 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드 및 (메트)아크릴로니트릴로부터 선택된 하나 이상의 단량체로부터 유도된 순수 아크릴 공중합체일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 공중합체는 71 내지 99.5 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴산 에스테르, 0 내지 6 phm의 이타콘산 및/또는 메트(아크릴)산, 0 내지 3 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴아미드, 0 내지 20 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴로니트릴, 및 0 내지 5 phm의 비닐 트리에톡시실란을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 메틸 메타크릴레이트("MMA")와 n-부틸 아크릴레이트("BA")의 공중합체일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 공중합체는 25 내지 85 phm의 MMA, 20 내지 65 phm의 BA, 0 내지 6 phm의 이타콘산 및/또는 (메트)아크릴산, 0 내지 3 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴아미드, 0 내지 20 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴로니트릴, 및 0 내지 5 phm의 비닐 트리에톡시실란을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 MMA와 2-에틸 헥실 아크릴레이트("2-EHA")의 공중합체일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 공중합체는 25 내지 85 phm의 MMA, 20 내지 65 phm의 2-EHA, 0 내지 6 phm의 이타콘산 및/또는 (메트)아크릴산, 0 내지 3 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴아미드, 0 내지 20 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴로니트릴, 및 0 내지 5 phm의 비닐 트리에톡시실란을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 2-EHA와 BA의 공중합체일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 공중합체는 20 내지 65 phm의 2-EHA, 20 내지 65 phm의 BA, 0 내지 6 phm의 이타콘산 및/또는 (메트)아크릴산, 0 내지 3 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴아미드, 0 내지 20 phm의 하나 이상의 (메트)아크릴로니트릴, 및 0 내지 5 phm의 비닐 트리에톡시실란을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는, 스티렌, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 그의 혼합물을 포함하는 단량체로부터 유도된 스티렌 아크릴 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 스티렌 아크릴 공중합체는 스티렌, 및 (메트)아크릴산, 이타콘산, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, 및 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스티렌 아크릴 공중합체는 24 내지 87 phm의 (메트)아크릴레이트, 18 내지 81 phm의 스티렌, 0 내지 2 phm의 (메트)아크릴아미드, 및 0 내지 20 phm의 (메트)아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 스티렌 아크릴 공중합체는 0 내지 3 phm의 상기에 기술된 바와 같은 하나 이상의 가교 단량체, 예컨대 알킬렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 스티렌, 부타디엔, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, 이타콘산 및 (메트)아크릴산을 포함하는 단량체로부터 유도된 스티렌 부타디엔 공중합체일 수 있다. 스티렌 부타디엔 공중합체는 25 내지 95 phm의 스티렌, 15 내지 90 phm의 부타디엔, 0 내지 6 phm의 이타콘산 및/또는 (메트)아크릴산, 0 내지 2 phm의 (메트)아크릴아미드, 및 0 내지 20 phm의 (메트)아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 스티렌 부타디엔 공중합체는 0 내지 3 phm의 상기에 기술된 바와 같은 하나 이상의 가교 단량체, 예컨대 디비닐벤젠을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시양태에서, 공중합체는 비닐 아세테이트, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 그의 혼합물을 포함하는 단량체로부터 유도된 비닐 아크릴 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 비닐 아크릴 공중합체는 비닐 아세테이트, 및 (메트)아크릴산, 이타콘산, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 비닐 아크릴 공중합체는 24 내지 87 phm의 (메트)아크릴레이트, 18 내지 81 phm의 비닐 아세테이트, 0 내지 2 phm의 (메트)아크릴아미드, 및 0 내지 20 phm의 (메트)아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 비닐 아크릴 공중합체는 0 내지 3 phm의 상기에 기술된 바와 같은 하나 이상의 가교 단량체, 예컨대 알킬렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트를 포함할 수도 있다.
단량체 및 공중합체를 형성하는데 사용된 단량체의 양은, 종이 코팅에서 결합제로서 작용하는 공중합체의 전형적인 -10 내지 25℃의 Tg 범위 밖에 있는, 광택도 향상을 용이하게 하는 30℃ 초과의 공중합체 Tg를 제공하도록 선택된다. 공중합체 내에 사용되는 단량체의 선택은, 경제적인 이유, 예를 들어 종이 코팅 또는 결합 제제의 제조 비용을 감소시키는 이유에 의해 결정될 수도 있다. 단량체의 선택은, 단량체의 특성 및 최종 응용분야의 요건, 예를 들면 내수성 및/또는 내광성에 의해 결정될 수도 있다.
스티로날(Styronal) ND811 (바스프 코포레이션 (BASF Corporation))로서 표시되는 제품은 종이 및 페이퍼보드 코팅을 위한 광택 첨가제로서 유용한 카르복실화 스티렌/부타디엔 공중합체 분산액이다. 이것은 약 50%의 고체 함량 (중공 구체 플라스틱 안료보다 개선된 코팅 컬러 고체, 및 따라서 보다 낮은 코팅 건조 비용을 허용함) 및 56℃의 Tg를 갖는다. 그 자체로 HSPP에 의해 부여된 광택도와 동일할 것 같지 않다 (미국 특허 6,410,158 참조; 실시예 2).
놀랍게도, 하기 실시예가 보여주는 바와 같이, 중공 구체 플라스틱 안료 대신에 나노크기의 카올린 안료와 고-Tg 라텍스의 조합을 사용할 수 있고, 이는 기존의 인프라에 영향을 주지 않고서 제지 공장에 상당한 경제적 이점을 제공한다. 초미세 카올린은 표준 카올린을 대체하고 고-Tg 라텍스는 제제 내의 플라스틱 안료를 대체하거나 초미세 카올린과 고-Tg 라텍스의 블렌드가 사용될 수 있다.
<실시예 1>
스티로날 ND811은 단독으로는 중공 구체 플라스틱 안료에 의해 달성된 광택도를 제공하지 않는다.
표 1은 중공 구체 플라스틱 안료를 변경시킨 제제 (안료 (샘플 4)를 고-Tg 라텍스 스티로날 ND811 (샘플 7)로 대체함)을 보여준다.
Figure pct00001
제제를 59%의 고체 함량 및 8.0의 pH에서 제조하였다. 이것을 모던 메탈크라프트(Modern Metalcraft) 코팅기를 사용하여 LWC 쇄목 원지에 도포하였다. 코팅된 종이를 건조시키고, 절단하여 시트를 만들고, 당업자에게 공지된 표준 절차를 사용하여 65%의 목표 광택도로 캘린더링하였다 (2 닙, 250 F 롤 온도 및 500 pli 압력).
Figure pct00002
명백하게, ND811은 목표 광택도를 달성하지 못 했다.
<실시예 2>
표 3은, 초미세 카올린 제품 M07-1061이 #1 고-백색도 카올린 안료 대신에 사용되면 플라스틱 안료의 상당한 저감 (5 부로부터 2 부로)을 초래하면서 동일한 캘린더링 조건에서 목표 광택도를 달성한다는 것을 보여준다. 제제 및 코팅 컬러의 점도, 고체 함량 및 목표 코트 중량 및 광택도가 표 3에 명시되어 있다.
Figure pct00003
코팅 컬러를 모던 메탈크라프트 코팅기를 사용하여 원지에 도포하였다. 코팅된 종이를 건조시키고, 절단하여 시트를 만들고, 표준 절차를 사용하여 65%의 목표 광택도로 캘린더링하였다. 표 4는 코팅된 종이의 성질을 보여준다.
Figure pct00004
#1 고-백색도 카올린 대신에 M07-1061로서 표시되는 제품을 사용하면 플라스틱 안료 함량이 5 부로부터 2 부로 저감되고 시트 백색도의 손실 없이 동일한 광택도가 달성된다.
<실시예 3>
실시예 3은 ND811 (라텍스) 및 M07-1061 (카올린)으로서 표시되는 바스프 제품들의 조합이 코팅 강도의 손실 없이도 시트 광택도를 개선하도록 플라스틱 안료를 완전히 대체한다는 것을 보여준다.
Figure pct00005
Figure pct00006
표 6은 M07-1061의 조합을 사용하면 코팅 강도에 부정적인 영향을 주지 않고서 광택도를 상당히 개선함을 보여준다. 또한 이전의 실시예에서 관찰된 바와 같이, 플라스틱 안료가 대체된 경우에도 코팅 컬러의 레올로지는 개선되었고 모든 코팅의 수분 저류가 여전히 우수하였다.
<실시예 4>
실시예 4는 ND811 및 M07-1061로 표시되는 바스프 제품들의 조합이 ND811 단독 또는 M07-1061 단독에 비해 성능이 개선되면서 플라스틱 안료를 배제함을 다시 한 번 보여준다. 제제 및 코팅 컬러 특성이 표 8에 명시되어 있다.
Figure pct00007
코팅 컬러를 모던 메탈크라프트 코팅기를 사용하여 원지에 도포하였다. 코팅된 종이를 건조시키고, 절단하여 시트를 만들고, 표준 절차를 사용하여 70%의 목표 광택도로 캘린더링하였다. 표 9는 코팅된 종이의 특성을 보여준다.
Figure pct00008
HSPP 대신에 ND811을 사용하면, 시트 광택도 및 시트 백색도는 유지되지만 불투명도는 0.8 포인트 만큼 현저하게 감소되고 인쇄 광택도는 4 포인트 만큼 감소한다. 다른 한편으로, #1 등급 카올린 대신에 초미세 카올린을 사용하고 HSPP를 사용하지 않으면 광택도가 4 포인트 만큼 감소하고 인쇄 광택도가 5 포인트 만큼 감소한다. 그러나, ND811과 초미세 카올린 둘 다를 사용하면 동일한 광택도, 보다 우수한 시트 백색도, 약간 더 낮은 시트 불투명도 및 인쇄 광택도가 초래된다.
특정 실시양태에서, 단량체 및 카올린 안료를 개별적으로 또는 조합으로 블렌드로서 코팅 또는 결합 제제에 첨가한다.
본 발명은 특히 그의 예시적인 실시양태에 관해 명시되고 기술되었는데, 당업자라면, 하기 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어나지 않게 형태 및 세부사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 종이 코팅 또는 결합 제제.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 스티렌, 부타디엔, 비닐 아세테이트, 카르복실산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드 및 (메트)아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  3. 제1항에 있어서, 공중합체가 순수 아크릴계 공중합체, 스티렌 아크릴계 공중합체, 스티렌 부타디엔계 공중합체 및 비닐 아크릴계 공중합체로부터 선택된 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  4. 제3항에 있어서, 공중합체가 순수 아크릴계 공중합체를 포함하는 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  5. 제1항에 있어서, 하나 이상의 단량체들 중 적어도 하나가 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  6. 제5항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 메틸 메타크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트를 포함하는 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  7. 제5항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 메틸 메타크릴레이트 및 2-에틸 헥실 아크릴레이트를 포함하는 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  8. 제5항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 아크릴산을 추가로 포함하는 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  9. 제3항에 있어서, 공중합체가 30℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  10. 제1항에 있어서, 카올린 안료의 적어도 55%가 0.3 ㎛ 미만인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  11. 제1항에 있어서, 단량체 및 카올린 안료가 개별적으로 또는 조합으로 블렌드로서 코팅 또는 결합 제제에 첨가된 것인 종이 코팅 또는 결합 제제.
  12. 하나 이상의 단량체로부터 유도된 공중합체를 포함하는 수성 유화액 및 초미세 카올린 안료를 포함하는 코팅 또는 결합 조성물; 및 섬유 매트릭스를 포함하는 종이.
  13. 제12항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 스티렌, 부타디엔, 비닐 아세테이트, 카르복실산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드 및 (메트)아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 종이.
  14. 제12항에 있어서, 공중합체가 순수 아크릴계 공중합체, 스티렌 아크릴계 공중합체, 스티렌 부타디엔계 공중합체 및 비닐 아크릴계 공중합체로부터 선택된 것인 종이.
  15. 제14항에 있어서, 공중합체가 순수 아크릴계 공중합체를 포함하는 것인 종이.
  16. 제12항에 있어서, 하나 이상의 단량체들 중 적어도 하나가 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 종이.
  17. 제16항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 메틸 메타크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트를 포함하는 것인 종이.
  18. 제16항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 메틸 메타크릴레이트 및 2-에틸 헥실 아크릴레이트를 포함하는 것인 종이.
  19. 제16항에 있어서, 하나 이상의 단량체가 아크릴산을 추가로 포함하는 것인 종이.
  20. 제14항에 있어서, 공중합체가 30℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는 것인 종이.
  21. 제12항에 있어서, 카올린 안료의 적어도 55%가 0.3 ㎛ 미만인 종이.
  22. 제12항에 있어서, 단량체 및 카올린 안료가 개별적으로 또는 조합으로 블렌드로서 코팅 또는 결합 제제에 첨가된 것인 종이.
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