TW201542571A - 含有經碳酸根和羧酸配位基錯合的多價金屬之水性組成物，及其用途 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種自鋅化合物、碳酸鹽和羧酸製備的至少含有碳酸鹽和羧酸的以鋅為底質之水性組成物，及其在用於以纖維為底質之基材(如紙、紙板、不織物或紡織物)的塗料浴中作為不溶解劑之用途。

Description

含有經碳酸根和羧酸配位基錯合的多價金屬之水性組成物，及其用途
本發明關於一種含有經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合的多價金屬錯合物之水性組成物，及該組成物在用於處理以纖維為底質之基材(如紙、紙板、不織物和紡織物)的塗料浴中作為不溶解劑之用途。
US 4,350,788揭示氧化鋅顏料可被用於交聯黏著劑聚合物。已知氧化鋅顏料可被用於使得合成黏合劑(諸如乳膠或聚乙烯醇)不溶於水溶液中且形成不溶性膜，因此改進耐水性、耐摩擦性、耐熱性和耐溶劑性。
然而，因為呈固體形式之氧化鋅顏料僅提供有限的反應性表面，所以該等粉末的使用具有僅提供非常有限的效率之缺點。因此，該等顏料的使用得不到滿意的結果，特別關於塗料之耐濕磨性。
US 3,740,366和EP 0 182 628揭示水性多價金屬錯合 物(如二甘胺酸鋅(ZDG))可被用於使得合成黏合劑(諸如乳膠或聚乙烯醇)不溶於水溶液中且形成不溶性膜，因此改進耐水性、耐摩擦性、耐熱性和耐溶劑性。
該等多價金屬二甘胺酸鹽溶液被用於許多技術領域中，特別用於水性油墨和漆料調合物中，且有可能用於意欲塗佈或浸漬紙或紙板之塗佈浴中，以便改進外觀、濕耐磨性、黏性、強度和接受印刷之能力。
然而，該等溶液的使用具有僅提供非常有限的效率之缺點。因此，該等組成物的使用得不到滿意的結果，特別關於塗料之耐濕磨性。
WO 99/06478揭示多價金屬錯合物(諸如二乙酸鋅(ZDA)溶液)可被用於交聯聚合物。已知該等錯合物之水性組成物可被用於使得合成黏合劑(諸如乳膠或聚乙烯醇)不溶於水溶液中且形成不溶性膜，因此改進耐水性、耐摩擦性、耐熱性和耐溶劑性。在WO 99/06478中說明含有多價金屬錯合物(如二乙酸鋅)之該等水性組成物被用於水性聚合物分散液中。
然而，該等組成物未被用於意欲塗佈或浸漬紙或紙板的經著色之塗料浴中，因為該等組成物的使用具有顯示與紙和紡織工業之標準的經著色之塗料浴的強烈不相容性之缺點。此不相容性導致常見的塗料浴不穩定化且黏度的強力增加，使得塗料浴不可用於應用。
因此，本發明的目的係提供欲用於紡織及/或紙工業中之呈錯合形式的多價金屬之新穎水性組成物，特別為與 標準的經著色之塗料浴可相容且提供具有改進之耐濕磨性的塗料之組成物。
此目的係由根據申請專利範圍第1項之水性組成物解決。
根據本發明之水性組成物的實施態樣為其附屬項之主題。
驚訝地發現一種含有包含至少一種多價金屬的錯合物之水性組成物，其中至少一種多價金屬係經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合，其中羧酸配位基較佳地經至少一種其他的親水性基團官能化，使其能獲得滿意的耐濕磨性，同時維持與標準的經著色之塗料浴的完全相容性。
因此，在第一態樣中，本發明關於一種含有包含至少一種多價金屬的錯合物之水性組成物，其中至少一種多價金屬係經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合。
羧酸配位基較佳地經至少一種其他的親水性基團官能化。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬係選自過渡金屬和主族金屬。至少一種多價金屬較佳為鋅或鋁。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬的來源係選自對應之金屬碳酸鹽、金屬氯化物、金屬氧化物、金屬硫 酸鹽、及其混合物或組合。
至少一種多價金屬的來源較佳地選自碳酸鋅、氯化鋅(ZnCl2)、氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋁、氧化鋁、硫酸鋁、及其混合物或組合。
在特別的實施態樣中，在介於至少一種碳酸根配位基與至少一種羧酸配位基之間的莫耳比為至少約10莫耳%，較佳為至少約20莫耳%，甚至更佳為至少約30莫耳%，且至多約65莫耳%，較佳為至多約60莫耳%，甚至更佳為至多約50莫耳%，最佳為介於約30與約50莫耳%之碳酸根配位基；及至少約35莫耳%，較佳為至少約40莫耳%，甚至更佳為至少約50莫耳%，且至多約90莫耳%，較佳為至多約80莫耳%，及最佳為至多約70莫耳%，最佳為介於約50與約70莫耳%之羧酸配位基，其中羧酸配位基與碳酸根配位基之量的總和為100莫耳%。
在特別的實施態樣中，至少一種羧酸配位基係經至少一種其他的親水性基團官能化，該親水性基團係選自：醇基團、胺基團、醯胺基團、磺酸基團、羧酸基團、酯基團、含磷-氧酸基團、碳酸基團及其組合。
在特別的實施態樣中，至少一種碳酸根配位基的來源係選自無機碳酸鹽，例如至少一種碳酸根配位基的來源係選自碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鉀、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，至少一種羧酸的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬的來源係選自氧化鋅、碳酸鋅、及其組合或混合物；且至少一種碳酸根配位基的來源係選自碳酸氫鉀、碳酸氫銨、及其組合或混合物；且至少一種羧酸配位基的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，組成物之pH值為鹼性。組成物之pH值較佳為大於7，或大於約8，或大於約9，且小於約10。
在特別的實施態樣中，Zn或Al離子之濃度以ZnO或Al2O3表示係在從約3至約20重量%之範圍內。
在特別的實施態樣中，組成物進一步含有至少一種添加劑。該至少一種添加劑較佳地選自由穩定劑所組成的群組。
在另一態樣中，本發明關於一種製造如本文所揭示之組成物的方法，其包含將至少一種多價金屬之鹽與至少一種碳酸鹽和至少一種羧酸摻合。
在又另一態樣中，本發明關於一種塗佈以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物基材)之方法，其包含將該基材與如本文所揭示之組成物接觸的步驟。
在又另一態樣中，本發明關於如本文所揭示之組成物在用於處理(例如，浸漬或塗佈)以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物材料)之水性組成物中作為不溶解劑之用途。
在又另一態樣中，本發明關於一種包含如本文所揭示之組成物的經著色之塗料浴。
本發明的詳細說明
因此，在第一態樣中，本發明關於一種含有包含至少一種多價金屬的錯合物之水性組成物，其中至少一種多價金屬係經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合。
如本文所使用之術語〝錯合物〞包含至少一種經至少兩種配位基錯合的多價金屬。
根據本發明之錯合物包含至少一種經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合的多價金屬。
術語〝碳酸鹽(根)〞基本上包含本技術中已知的任何類型之碳酸鹽(根)，且特別包括無機和有機碳酸鹽(根)。適合於本發明之範圍內使用的舉例之碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨或碳酸氫鉀、或此等化合物之混合物；以碳酸氫鉀和碳酸氫銨較佳。
羧酸配位基可衍生自本技術中已知的任何羧酸。術語〝羧酸〞包含含有至少一種羧酸基團的任何酸。在一個實施態樣中，羧酸配位基係衍生自單羧酸。在一個實施態樣中，如本發明之範圍內所使用的羧酸配位基係經至少一種其他的親水性基團官能化。該至少一種其他的親水性基團可選自醇基團、胺基團、醯胺基團、磺酸基團、羧酸基團、酯基團、含磷-氧酸基團、碳酸根及其組合。
在一個實施態樣中，羧酸配位基係衍生自含有至少一種羧酸基團和至少一種其他的水溶性基團(如醇及/或胺)之酸及此等化合物之混合物。在較佳的實施態樣中，羧酸配位基係衍生自含有至少一種其他的親水性基團之單羧酸配位基；以乙醇酸、乳酸和甘胺酸較佳。
在本發明之上下文中，術語〝多價金屬〞係關於具有至少二價之金屬。金屬可呈原子或離子形式存在於錯合物中。在一個實施態樣中，金屬係呈離子形式存在。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬係選自根據PSE(元素週期表系統)之過渡金屬和主族金屬。在一個實施態樣中，至少一種多價金屬為鋅或鋁。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬的來源係選自對應之金屬碳酸鹽、金屬氯化物、金屬氧化物、金屬硫酸鹽、及其混合物或組合。
至少一種多價金屬的來源較佳地選自碳酸鋅、氯化鋅(ZnCl2)、氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋁、氧化鋁、硫酸鋁、及其混合物或組合。
可根據本發明使用之碳酸鋅、氯化鋅(ZnCl2)、氧化鋅和硫酸鋅為一般呈固體形式取得的市售產品。
根據本發明之組成物典型地藉由鋅化合物與碳酸鹽和羧酸之水溶液的反應而製得。鋅化合物與碳酸鹽和羧酸的反應可在周圍溫度下或藉由加熱來進行。
根據較佳的實施態樣，在周圍溫度下添加鋅化合物至碳酸鹽和羧酸之水溶液中之後，將獲得的溶液以攪拌來到 介於30與80℃之間(較佳為至70℃)的溫度經1小時至24小時(較佳為24小時)。
在特別的實施態樣中，在介於至少一種碳酸根配位基與至少一種羧酸配位基之間的莫耳比為至少約10莫耳%，較佳為至少約20莫耳%，甚至更佳為至少約30莫耳%，且至多約65莫耳%，較佳為至多約60莫耳%，甚至更佳為至多約50莫耳%，最佳為介於約與30與約50莫耳%之碳酸根配位基；及至少約35莫耳%，較佳為至少約40莫耳%，甚至更佳為至少約50莫耳%，且至多約90莫耳%，較佳為至多約80莫耳%，及最佳為至多約70莫耳%，最佳為介於約與50與約70莫耳%之羧酸配位基，其中羧酸配位基與碳酸根配位基之量的總和為100莫耳%。
在特別的實施態樣中，至少一種羧酸配位基係經至少一種其他的親水性基團官能化，該親水性基團係選自：醇基團、胺基團、醯胺基團、磺酸基團、羧酸基團、酯基團、含磷-氧酸基團、碳酸根及其組合。
在特別的實施態樣中，至少一種碳酸根配位基的來源係選自無機碳酸鹽。至少一種碳酸根配位基的來源較佳地選自碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鉀、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，至少一種羧酸配位基的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，至少一種多價金屬的來源係選自氧化鋅、碳酸鋅、及其組合或混合物；及至少一種碳酸 根配位基的來源係選自碳酸氫鉀、碳酸氫銨、及其組合或混合物；及至少一種羧酸配位基的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
在特別的實施態樣中，組成物之pH值為鹼性。組成物之pH值較佳為大於7，或大於約8，或大於約9，且小於約10。
在特別的實施態樣中，濃度以ZnO或Al2O3表示係在從約3至約20重量%之範圍內。此比率及其測定方式(亦即以各自的氧化物形式)亦適用於落在本發明之範圍內的所有其他的多價金屬錯合物。
在特別的實施態樣中，組成物進一步含有至少一種添加劑。該至少一種添加劑較佳地選自由穩定劑所組成的群組。
本發明之水性組成物的穩定性可藉由添加如先前技術中所述之穩定劑來改進。在一個實施態樣中，穩定劑係選自多酸，諸如酒石酸。穩定劑最好以相對於最終溶液之重量的約1至2%之比例添加。穩定劑可在鋅化合物與碳酸鹽之間的反應之前或之後添加，較佳地在反應之前。在一個實施態樣中，水性組成物含有選自多羧酸之穩定劑及包含經碳酸根配位基和經至少一種其他的親水性基團官能化之單羧酸配位基錯合的多價金屬之錯合物。多羧酸較佳地以游離酸存在於組成物中。
在另一態樣中，本發明關於一種製造如本文所揭示之組成物的方法，其包含將至少一種多價金屬之鹽與至少一 種碳酸鹽和至少一種羧酸摻合。
根據本發明所獲得的組成物會隨時間而穩定，且當組成物引入用於處理以纖維為底質之產物(特別為以纖維素為底質之產物)的組合物中及特別引入經著色之塗料浴中時展現有利的特性。
特別能使組成物改進耐濕磨性、耐濕黏性及所處理基材相對於水之惰性，諸如以纖維為底質之基材，諸如不織物、紡織物、紙和紙板；諸如用於寫入印刷型之紙、新聞用紙、再生紙、包裝紙、強韌箱板型之紙、自黏合性標籤之背襯或平紙板。
因此，在另一態樣中，本發明關於一種塗佈以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物基材)之方法，其包含將該基材與如本文所揭示之組成物接觸的步驟。
在又另一態樣中，本發明關於根據本發明之組成物在用於處理(例如，浸漬或塗佈)以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物材料)之水性組成物中作為不溶解劑之用途。
在又另一態樣中，本發明關於一種包含本文所揭示之組成物的經著色之塗料浴。該塗料浴較佳地用於浸漬或塗佈紙、紙板、不織物或紡織物。
在特別的實施態樣中，以纖維為底質之基材為以纖維素為底質之產物。
在特別的實施態樣中，以纖維素為底質之產物係選自 紙和紙板。
在特別的實施態樣中，以纖維為底質之產物係選自不織物和紡織物。
在本發明之上下文中，術語〝塗料浴〞係關於包含至少一種黏合劑、不溶解劑和顏料之水性混合物，且亦隨意地包含功能性添加劑。所使用的顏料通常選自高嶺土、碳酸鈣、二氧化鈦及其混合物。其他的顏料亦可用於特定應用中，諸如水合氧化鋁、緞光白、矽酸鹽或合成顏料。
在本發明之上下文中，術語〝不溶解劑〞係指能夠交聯至少一種包含在塗料浴中的黏合劑由此使得其更疏水性之組成物。不溶解劑的功能在於改進以包含該不溶解劑之塗料浴處理的以纖維為底質之產物的表面特徵，特別改進以該纖維為底質之產物的耐濕磨性。
根據實施本發明之較佳的實施態樣，不溶解劑為含有碳酸氫鉀及/或碳酸氫銨和乙醇酸及/或甘胺酸的以鋅為底質之水性組成物。
在本發明中，塗料浴可為：‧以一或多層沈積於以纖維為底質之產物的表面上，同時限制穿透至欲處理之表面的內部，一般稱為塗佈的操作；‧或與以纖維為底質之產物接觸，其以一或多個階段獲得穿透至以纖維為底質之產物的內部為目的，一般稱為浸漬的操作。
黏合劑可為天然或合成來源。
在天然黏合劑之中，可述及為澱粉、改質澱粉(例如，氧化或藉由酵素改質)、大豆蛋白質和酪蛋白。
更常利用合成黏合劑，諸如苯乙烯/丁二烯乳膠、聚乙酸乙烯酯乳膠、苯乙烯/丙烯酸酯和丙烯酸酯乳膠、或聚乙烯醇。
根據較佳的態樣，在本發明所使用的黏合劑可選自功能性改質乳膠，例如經羥基(特別是羧基，特別是羧酸鈉基團)改質之乳膠。可以實例方式述及的為由Dow所售之苯乙烯/丁二烯DL 950乳膠。
可在本發明使用的塗料浴亦可包含添加劑，諸如分散劑、黏度改良劑(例如，羧甲基纖維素或羥乙基纖維素)、潤滑劑、殺菌劑、pH控制劑、排斥劑、光澤劑、染料或消泡劑。
該塗料浴之pH通常介於7與9之間，較佳為介於7與8.7之間。
在塗料浴中的本發明之不溶解劑的量在乾燥條件下通常以每100份黏合劑計介於1至20份之間，較佳為在乾燥條件下以每100份黏合劑計介於3至15份之間。
塗料浴係以熟習本技術者已知的方法塗覆。可以實例方式述及的為使用塗覆滾筒、施膠壓漿輥或預計量施膠壓漿輥之方法。
在另一態樣中，本發明關於一種處理以纖維為底質之基材(較佳為紙、紙板、不織物或紡織物，更佳為以纖維素為底質之產物)之方法，其中將包含至少一種黏合劑、 不溶解劑和顏料之塗料浴塗覆在該以纖維為底質之產物的表面上，該方法的特徵在於不溶解劑為含有包含至少一種多價金屬的錯合物之水性組成物，其中該至少一種多價金屬係經如上文所述之至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合。該不溶解劑較佳為含有碳酸鹽和羧酸的以鋅為底質之水性組成物。
在另一態樣中，本發明關於一種處理以纖維為底質之基材(如以纖維素為底質之產物，較佳為紙、紙板、不織物或紡織物)之方法，其中將包含至少一種黏合劑、不溶解劑和隨意地包含顏料之塗料浴與該以纖維為底質之產物接觸，該方法的特徵在於不溶解劑為含有至少一種多價金屬之水性組成物，其中該至少一種多價金屬係經如上文所述之至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合。該不溶解劑較佳為含有碳酸鹽和羧酸的以鋅為底質之水性組成物，如上文所述。
本發明係由下列的實施例例證，但不意味著具有限制性。
比較例1
使用市售含有40%之無水ZnO奈米分散於水中的氧化鋅奈米分散液
比較例2
製備包含相對於溶液的13%之無水ZnO及以每莫耳鋅計的2莫耳碳酸鹽之二碳酸銨鋅。
將61.7克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加25.3克碳酸氫銨，繼而添加13.0克氧化鋅(約97%之純度)。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在77℃下加熱4小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得具有強烈氨氣味的100克無色澄清溶液。
比較例3
製備包含相對於溶液的10%之無水ZnO及以每莫耳鋅計的2莫耳乙酸之二乙酸鋅。
將79.9克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加20.1克市售二乙酸鋅。當添加完成時，將懸浮液攪拌，直到完全溶解為止。
獲得100克無色澄清溶液。
比較例4
製備包含相對於溶液的15%之無水ZnO及以每莫耳鋅計的2莫耳甘胺酸之二甘胺酸鋅。
將61.9克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加38.1克市售二甘胺酸鋅。當添加完成時，將pH以氨調整至鹼性pH且接著將懸浮液攪拌，直到完全溶解為止。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例5
製備含有碳酸氫銨和甘胺酸根二者(具有50：50的莫耳比之碳酸氫銨和甘胺酸根)且包含相對於溶液的15%之無水ZnO的鋅溶液。使用以每莫耳鋅計的1莫耳碳酸根及1莫耳甘胺酸。
將54.8克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加14.4克甘胺酸，繼而添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加15.2克碳酸氫銨。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在78℃下加熱2小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例6
製備含有碳酸氫銨和甘胺酸根二者(具有40%之碳酸氫銨和60%之甘胺酸根的莫耳比)且包含相對於溶液的15%之無水ZnO的鋅溶液，且因此以每莫耳鋅計含0.8莫耳碳酸根及1.2莫耳甘胺酸。
將55克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加17.2克甘胺酸，繼而添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加12.2克碳酸氫銨。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在70℃下加熱5小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例7
製備含有碳酸氫銨和甘胺酸根二者(具有30%之碳酸氫銨和70%之甘胺酸根的莫耳比)且包含相對於溶液的15%之無水ZnO的鋅溶液，且因此以每莫耳鋅計含0.6莫耳碳酸根及1.4莫耳甘胺酸。
將55.1克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加20.2克甘胺酸，繼而添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加9.1克碳酸氫銨。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在70℃下加熱7小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例8
製備含有碳酸氫銨和甘胺酸根二者(具有20%之碳酸氫銨和80%之甘胺酸根的莫耳比)且包含相對於溶液的15%之無水ZnO的鋅溶液，且因此以每莫耳鋅計含0.4莫耳碳酸根及1.6莫耳甘胺酸。
將55.2克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加23.1克甘胺酸，繼而添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加6.1克碳酸氫銨。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在70℃下加熱24小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例9
製備含有碳酸氫銨和甘胺酸根二者(具有10%之碳酸氫銨和90%之甘胺酸根的莫耳比)且包含相對於溶液的15%之無水ZnO之鋅溶液，且因此以每莫耳鋅計含0.2莫耳碳酸根及1.8莫耳甘胺酸。
將55.4克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加25.9克甘胺酸，繼而添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加3.0克碳酸氫銨。當添加完成時，將此懸浮液之pH以氨調整至鹼性pH且接著將溶液在70℃下加熱3小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克無色澄清溶液。
實施例10
製備包含相對於溶液的13.1%之無水ZnO且因此以每莫耳鋅計含1莫耳碳酸根和1莫耳乳酸根之乳酸碳酸鋅溶液。
將58.7克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加16.1克90%之乳酸且將pH以氨調整至鹼性pH。接著添加13.1克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加12.1克碳酸氫銨。當添加完成時，將溶液在70℃下加熱5小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克澄清溶液。
實施例11
製備包含相對於溶液的15%之無水ZnO且因此以每莫耳鋅計含0.6莫耳碳酸根和1.4莫耳乳酸根之乳酸碳酸鋅溶液。
將55.9克水處於周圍溫度的攪拌下。隨後添加19.2克90%之乳酸且將pH以氨調整至鹼性pH。接著添加15.6克氧化鋅(約97%之純度)，繼而添加9.3克碳酸氫銨。當添加完成時，將溶液在70℃下加熱24小時。
接著將溶液冷卻至30℃。
獲得100克澄清溶液。
應用實施例
利用由Omya所售之碳酸鈣(Hydrocarb® 90)、由Huber Engineered Materials所售之高嶺土(Hydragloss®)、由Dow所售之苯乙烯/丁二烯乳膠(DL 950)、及由Noviant所售之羧甲基纖維素(CMC)(Finfix® 10)。
製備各種調合物F0至F14，其組成如下表1.1和1.2所示。所示的量為乾燥份數。
調合物F0不包含不溶解劑。
調合物F1對應於市售氧化鋅奈米分散液的使用。(比較例1)
調合物F2對應於二碳酸鋅組成物的使用。(比較例2)
調合物F3對應於二乙酸鋅組成物的使用。(比較例3)
調合物F4對應於市售二甘胺酸鋅的使用。(比較例4)
調合物F5對應於根據本發明之具有50%之碳酸氫銨和50%之甘胺酸根的莫耳比之鋅、甘胺酸根和碳酸根組成物的使用。(實施例5)
調合物F6對應於根據本發明之具有40%之碳酸氫銨和60%之甘胺酸根的莫耳比之鋅、甘胺酸根和碳酸根組成物的使用。(實施例6)
調合物F7對應於根據本發明之具有30%之碳酸氫銨和70%之甘胺酸根的莫耳比之鋅、甘胺酸根和碳酸根組成物的使用。(實施例7)
調合物F8對應於具有20%之碳酸氫銨和80%之甘胺酸根的莫耳比之鋅、甘胺酸根和碳酸根組成物的使用。
(實施例8)
調合物F9對應於具有10%之碳酸氫銨和90%之甘胺酸根的莫耳比之鋅、甘胺酸根和碳酸根組成物的使用。
(實施例9)
調合物F10對應於具有50%之碳酸氫銨和50%之乳酸的莫耳比之鋅、乙酸根和碳酸根組成物的使用。(實施例10)
調合物F11對應於具有30%之碳酸氫銨和70%之乳酸的莫耳比之鋅、乳酸根和碳酸根組成物的使用。(實施例9)
測量各調合物的黏度。
黏度係以布氏(Brookfield)黏度計，在100rpm之速度下測量，且以mPa.s表示。黏度必須保持在介於700與最大1000mPa.s之間。所獲得的結果記述於下表2.1和2.2中。當觀察到重大的黏度增加時，則亦注意到塗料浴的不穩定化，顯示不溶解劑與塗料浴的不相容性。
表2.1中所述結果的分析顯示：根據先前技術所製備之塗漿的兩個用作為比較例之使用二碳酸鋅(ZDC)的組成物F2、使用二乙酸鋅(ZDA)的組成物F3明顯地展現出浴的不穩定化，使其不可用於應用。兩個於先前技術中所述之二碳酸鋅(ZDC)和二乙酸鋅(ZDA)均無法使用。
表2.2中所述結果的分析顯示：根據本發明之組成物(實施例5至11)不具有使浴不穩定化之缺點且得以獲得可用的浴。
在實施例中，利用具有80克/平方公尺之紙重(grammage)的未經塗佈之紙。
使用螺紋桿將調合物F0、F4至F11以約20克/平方公尺之沉積率塗佈於紙上，繼而在105℃中乾燥2分鐘。
隨後在經塗佈之紙上測定Taber耐濕磨性。
Taber耐濕磨性係根據修訂之法國標準Q 03-055，使用外徑和內徑分別為120和7毫米之環形試樣，轉10 圈，使用CS O輪，在1N壓力及在10毫升水的存在下進行，繼而以10毫升水沖洗；收集20毫升該等水且以水補足至25毫升，且接著以Hach濁度計測定25毫升該等水之濁度。所測得的濁度係以NTU單位表示(濁度值越低，則塗層的耐濕磨性越好)且將獲得的結果記述於下表3中。
在表3中所述結果的分析顯示：根據先前技術所製備之塗漿(使用ZDG的比較用調合物F4)無法提供具有足夠的耐濕磨性之塗層。
然而，根據本發明之調合物F5至F11提供具有改良的耐濕磨性之塗層。
根據本發明之組成物的其他優點包括非常快速的製法且僅非常少的氨氣味。

Claims (16)

  1. 一種含有包含至少一種多價金屬的錯合物之水性組成物，其中該至少一種多價金屬係經至少一種碳酸根配位基和至少一種羧酸配位基錯合，較佳地其中該羧酸配位基係經至少一種其他的親水性基團官能化。
  2. 根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該至少一種多價金屬係選自過渡金屬和主族金屬，較佳地其中該至少一種多價金屬為鋅或鋁。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之組成物，其中該至少一種多價金屬的來源係選自對應之金屬碳酸根、金屬氯化物、金屬氧化物、金屬硫酸根、及其組合或混合物，較佳地選自碳酸鋅、氯化鋅(ZnCl2)、氧化鋅、硫酸鋅、氧化鋁、硫酸鋁、氯化鋁(AlCl3)、及其組合或混合物。
  4. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中在介於該至少一種碳酸根配位基與該至少一種羧酸配位基之間的莫耳比為至少約10莫耳%，較佳為至少約20莫耳%，甚至更佳為至少約30莫耳%，且至多約65莫耳%，較佳為至多約60莫耳%，甚至更佳為至多約50莫耳%，最佳為介於約30與約50莫耳%之碳酸根配位基；及至少約35莫耳%，較佳為至少約40莫耳%，甚至更佳為至少約50莫耳%，且至多約90莫耳%，較佳為至多約80莫耳%，及最佳為至多約70莫耳%，最佳為介於約50與約70莫耳%之羧酸配位基，其中羧酸配位基與碳酸根配位基之量的總和為100 莫耳%。
  5. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該至少一種羧酸配位基係經至少一種其他的親水性基團官能化。
  6. 根據申請專利範圍第5項之組成物，其中該親水性基團係選自：醇基團、胺基團、醯胺基團、磺酸基團、羧酸基團、酯基團、含磷-氧酸基團、碳酸根及其組合。
  7. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該至少一種碳酸根配位基的來源係選自無機碳酸鹽，較佳地選自碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鉀、及其組合或混合物。
  8. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該至少一種羧酸配位基的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
  9. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該至少一種多價金屬的來源係選自氧化鋅、碳酸鋅、及其組合或混合物；及該至少一種碳酸根配位基的來源係選自碳酸氫鉀、碳酸氫銨、及其組合或混合物；及該至少一種羧酸配位基的來源係選自乙醇酸、乳酸、甘胺酸、及其組合或混合物。
  10. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該組成物之pH值為鹼性，較佳為大於7，或大於約8，或大於約9，且小於約10。
  11. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該Zn離子之濃度以ZnO表示係在從約3至約20重量%之範圍內。
  12. 根據前述申請專利範圍中任一項之組成物，其中該組成物進一步含有至少一種添加劑，較佳地選自由穩定劑所組成的群組。
  13. 一種製造根據前述申請專利範圍中任一項之組成物的方法，其包含將至少一種多價金屬之鹽與至少一種碳酸鹽和至少一種羧酸摻合。
  14. 一種塗佈以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物材料)之方法，其包含將該基材與根據申請專利範圍第1至12項中任一項之組成物接觸的步驟。
  15. 一種根據申請專利範圍第1至12項中任一項之組成物的用途，其係作為處理(例如，浸漬或塗佈)以纖維為底質之基材(例如，以纖維素為底質之基材，諸如紙、紙板、不織物或紡織物材料)之水性組成物中的不溶解劑。
  16. 一種經著色之塗料浴，其包含根據申請專利範圍第1至12項中任一項之組成物。
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