TW311956B - - Google Patents

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311956 A7 B7

經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 五、發明铣明 本發 潤滑添 紙張 印刷度 置時， :(1) ；(2) 烯，以 的添加 一些 效應， 的完整 塗布紙 。多數 過塗布 增加， 控制， 流動度 的塗布 是不足 典型 被當成 度以及 (1 ) 明是關 加物。 和紙板 。塗布 將塗料 顔料， 黏著劑 及（3) 物。 化學現 例如破 性和均 張的完 的塗布 裝置的 這些問 鈣化作 ”（性態 紙張。 的。 地，潤 塗料混 塗料混 於用於塗布在移動紙張及紙板紙匹材料的 紙匹材料常被塗布來改良性質如外觀和可 的加工方法包含了當紙張高速通過塗布裝 混合物用於紙張上。這些塗料典型地含有 如高嶺白土，二氣化鈦，磺酸鈣或矽酸鹽 ,如澱粉，苯乙烯丁二烯乳膠或聚醋酸乙 改良或調整塗料混合物之特定性質和恃歡 象和物理應力（尤其是剪力）會有不利的 壞塗料混合物及其應用於紙張塗布時二者 勻性。當發生此種情形時，在塗布應用及 成與品質二者中，逐漸出現高成本的問題 紙張製造商都會遇見這些問題。當紙匹通 速度增加，使得應用於塗料混合物的剪力 題便會加大。增加的速度會在塗料的黏度 用，加條紋，晶須化，及一般地不好”可 )引起問題。這些問題最後導致不良品質 在這些高剪力程度之塗料混合物的均勻度 滑添加物如硬脂酸鈣分散體或聚乙烯乳膠已 合物的添加物用來改良塗料的性能和均勻 合物的所有完整性。潤滑添加物在塗料混 -3 - ; | 裝 訂 ！ 次 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 3Π956 A7 B7 五、發明説明（2 ) 合物中的主要作用是增加塗料的潤滑度。然而，對塗布 紙張之技術，許多其他的潤滑劑效能已被知嘵。例如流 動性質，可塑性，平滑性，塗布光澤，抗塵以及改良之 印刷品質的特徽均受塗料潤滑劑用法的影辔。 在美國專利第4,766,015號中，提供了適合於與水基 紙張或紙板塗料混合物相結合的潤滑添加混合物。此添 加混合物含有脂肪酸，界面活性劑，以及磷脂組成物如 卵磷脂。同樣地，記載於美國專利第4,183 ,766號中的 紙張塗料組成物，其中用於印刷紙張原料中顔料塗料組 成物的效力被使用的脂肪醇之磷酸酯或其鹽類所增強。 然而，在紙張塗料顔色配方中，總是恒常的需要較好或 改良的糸統。 除了操作範例或所示的不同方法以外，在本文中用來 表示成份或反應條件的所有數字應被了解成以”大約”的 詞調整於所有的範例中。 目前已發現到磷酸的聚氣烯單-和雙-酯以及磷酸鹽的 聚氧烯單-和雙-酯明顯地改良快速移動紙匹，如紙匹（ paper web)的水性塗料之性質。 本發明的另一値方向提供了將水一基質塗料應用於快 速移動的紙張或紙板紙匹之方法，其中由磷酸或其鹽類 的聚氣烯單-或雙-酯所組成的潤滑添加物被含於應用於 紙匹的塗料混合物中。水-基質表示塗料混合物之展色 劑為水或易與水混合的液體。 ' -4 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） -裝------訂-----」紅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 83.3.10,000 31195β at Β7 經濟部中央標準局只工消费合作社印製 五、發明説明（3 ) 包含磷酸鹽之聚氧烯單-和雙-酯或其混合物之本 發明的潤滑添加物可以具有下列分子式1或分子式2的 結構 其中R代 ，烯芳基 大約50的 約1到約 應用於 土，磺酸 烯丁二烯 紺成物中 子的界面 塗料組 快些，例 外，可以 塗料組成

n〇CCH2CH2〇〕n-0\ ◦ \ /〆 P / \ R0〔CH2CH20〕m-0 0H

ROC CH2CH2C〇n-0\ 0 V / \ HO OH 表疏水性 ,芳烷基 整數，ra 15較佳。 紙匹的塗 鈣，二氧 橡膠乳膠， 慣用的添 活性劑。 成物應用 如每分締 使用短暫 物應用於

C2D 的尾部如烷基，烯基，芳基，烷芳基 ,芳烯基，或羥烷基，η為大約1到 為大约0到大約50的整數，且η + πι由 料組成物可以含有（1 )顔料如高嶺白 化鈦等等，（2 )黏著劑如澱粉，苯乙 聚醋酸乙烯乳膠，以及（3 )其他在此 加物，包括了非離子，陽離子和陰離 於至少速度在每分鐘5 0 0呎且通常更 3 5 0 0呎U進的紙張或紙板紙匹上。此 停留（sho「t-dwell)應用方法，即將 在壓力下的紙匹而此災就浼刟刀刀 -5 - ； ^ ^丨裝 訂 jfi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 311956 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Η控制塗料組成物厚度的方法。塗料組成物具有約50到 約7 5重量S；之間的固態物較佳，其中固態物含以重量為 準之8到12¾的黏著劑，30到9 0% β料以及0 . 5到1 . 5 %選 自磷酸之聚氣烯單-和雙-酯和磷酸鹽之聚氣烯單-和雙-酯的潤滑添加物所組成。為了製造塗料組成物，提供含 有20到100S!磷酸或其鹽類的聚氧烯單-和雙-酯或其混合 物，0到80¾脂肪酸或脂肪酸鹽，尿素，糖蜜，玉米糖 漿，乙氧基化的丙三醇或乙氣基化，丙氧基化的丙三醇 以及0到3 3：乳化劑的潤滑添加物再與含顔料之配方混合 。塗料組成物可以包含可塑劑如聚醇，例如乙二醇，特 別是二丙烯乙二醇。 結果所得的塗料組成物具有高的固態物且能夠被用於 如短暫停留（short-dwell)設備的高速紙張塗布設備。 較好的塗料組成物含有白土顔料如高嶺白土，但其他塗 料可以含有磺酸鈣，二氣化鈦，二氧化矽，氧化鋅，鋁 粉，合成聚合物，滑石以及矽薄土。 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 在本發明的進一步地方向中，提供了適於與水基質紙 張或紙板塗料組成物相結合的潤滑添加物，由磷酸之聚 氧烯單-和雙-酯或其混合物，或磷酸鹽之聚氣烯單-和 雙-酯或其混合物，脂肪酸，脂肪酸的鹼金屬鹽類，或 脂脂酸的鹼土族金屬鹽類，尿素，糖蜜，玉米糖漿，乙 氧基化的丙三醇，乙氧基化，丙氧基化的丙三醇及適當 的乳化劑所組成。此塗料組成物為適合於快速移動紙匹 -6- 83.3.10,000 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公着） 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 應用的較佳地水性泥狀物。此發明使得在這泥狀物中的 布固態填料具理想的流動性質，因此來減少將液體自塗 布産品乾燥的能量消耗。此外，此發明維持了高固態塗 料的平滑度和完整性，減少了不平整或鈣化作用。特別 的是，此發明大大地改良了濕塗料在高速下和在剪應力 糸統中的流動性質與可流動度。此外，此發明改進了乾 燥塗布紙張的特性。 此發明允許在塗料混合物.中使用超過50重量Si的固態 物。潤滑劑能被供給在100¾活性成份的程度。此特色允 許塗料配料機去製備理想的高固態程度的塗料混合物以 及減少存在於混合物中在應用後必須隨後乾燥的水份含 量。 此發明改良了在高速塗布機中塗料混合物的可流動度 而且在許多種類的塗布設備上得到好的結果。塗料添加 物成為製造高品質均勻塗布具有優良磨光和印刷特歡紙 匹的因素。最後，潤滑劑可適應於高速的技術且通常可 相容於塗料混合物之成份。 因為非常高的剪力産生以及在塗料混合物臨使用時所 遇到的水壓，控制塗料之流動性質是重要的。這些塗料 的流動性質包括黏度，剪力穩定度，彈性和均勻性。當 機器速度增加時，塗料潤滑劑的性能要求便更嚴格了。 已發说训磷酸及其鹽類的聚氣烯單-和雙-酯或其混合 物的應用大大地改良了塗料在濕潤及乾燥二者狀態下的 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83.3.10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 3119S3 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明 ( 6 ) 1 \\ 一 致 性 與 品 質 〇 它 的 用 途 大 大 地 減 少 條 紋 f 晶 須 的 形 成 1 1 和 魚 眼 (f i s h e y e s )C 這些名詞對塗料技藝中有經驗者 1 I 是 熟 悉 的 〇 1 1 己 發 現 到 對 乾 燥 狀 態 性 質 如 光 澤 1 白 度 9 不 透 明 度 和 請 先 1 1 聞 I 派 克 印 刷 平 面 平 滑 度 而 言 t 磷 酸 或 其 鹽 類 的 聚 氣 烯 «1Β 1拉 -和 普 I 面 I 雙 -酯或其混合物性能比硬脂酸鈣或磷脂如卵磷脂要好 之 注 I I 〇 役 有 發 現 條 紋 t 而 且 由 於 潤 滑 劑 是 液 態 的 > 所 以 減 少 意 事 1 1 項 了 刀 Η 磨 損 的 問 題 〇 矣 紙 粉 (DUST INC ) 窝 本 頁 i 1 本 案 申 請 者 在 實 驗 室 的 工 作 中 指 出 會 産 生 兩 種 型 態 * 1 I 的 紙 粉 〇 含 有 較 大 合 成 對 天 妖 黏 著 劑 比 例 的 低 黏 著 劑 照 1 1 1 像 凹 販 顔 色 沾 上 紙 粉 的 程 度 較 含 有 高 天 然 對 合 成 黏 著 劑 1 1 fcb 例 的 平 販 印 刷 顔 色 要 人 許 多 〇 照 像 凹 販 粉 可 被 觀 察 到 訂 | 在 超 级 壓 光 機 滾 筒 上 留 下 一 層 厚 厚 的 黏 稠 的 薄 膜 〇 從 紙 1 I 張 上 收 到 的 粒 子 可 以 清 楚 地 在 滾 筒 上 看 到 i 是 在 紙 張 壓 I 1 光 之 後 的 白 色 薄 膜 〇 平 板 印 刷 紙 粉 是 紙 張 對 滾 筒 的 靜 電 1 U 引 力 〇 事 實 上 9 已 觀 察 到 靜 m 引 力 與 頭 髮 對 金 靥 梳 子 的 I 靜 電 引 力 是 相 似 的 〇 當 導 體 與 非 導 體 但 帶 電 荷 ( 像 電 容 1 I 一 樣 ) 物 質 磨 擦 時 1 此 種 引 力 總 是 發 生 〇 當 平 板 印 刷 1 顔 色 壓 光 時 9 在 滾 筒 上 沒 有 發 現 凸 起 物 或 薄 膜 9 然 而 紙 1 I 張 變 黏 而 且 必 須 用 力 將 它 拉 離 開 滾 筒 〇 乙 氣 化 的 磷 酸 鹽 I 潤 滑 劑 被 發 現 能 明 顯 地 減 少 平 板 印 刷 塗 布 紙 張 在 超 级 壓 1 1 光 機 滾 筒 上 的 引 力 〇 1 1 -8 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 A7 B7五、發明説明（7 ) 下列的範例進一步地說明本發明，但沒有意思要對其 有任何限制。 範例I 此範例說明根據本發明的潤滑材料之合成。將含有η 莫耳乙烯氣化物（其中η = 4)的乙氣化醇加入4頸錐形瓶 中。攪拌錐形瓶内的内容物並加熱到60 °C。一隻瓶頸套 好溫度計，第二隻吊著攪拌器，在第三瓶頸用來當成氡 氣吹掃口以及第四隻瓶頸當成添加反應物的進料口。儘 快地將加熱到1 0 0它的聚磷酸加入含有乙氣化醇的錐形 瓶中，而同時在60C控制放熱。最佳的乙氣化醇對聚磷 酸的反應比例為1 . 5 : 1 . 0。將混合物加熱到1 0 0 C 3小時 。液體會由乳白色轉變為磷酸鹽物質的半透明黃褐色的 特擻。反應鹿物為單-對雙-酯重量比例70¾到5¾含有25% 自由磷酸的乙氣基化烷磷酸酯。然後將0.2%/重量到5%/ 重量以顔料固體為準的磷酸酯的乙氣化醇加入紙張塗料 顔色混合物中。 聚氧烯磷酸鹽可以經由使用氫氣化納（NaOH),氫氣化 鉀（K0H)或Μ氧化鈣（Ca(0H)2 )的酸鹼中和來轉變成為 中性鹽的形式。 範例E 實驗室的光澤研究 將範例I所合成的乙氣化磷酸癸酯物質在相同用量 (每1 0 0份白土中含一份）與在平板印刷塗料顔色配方中 -9- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装. 訂 " 本紙張又度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 83.3.10,000 A7 B7 五、發明説明（8 ) 的硬脂酸鈣相比較。绍過牽拉，乾燥與超级壓光。得到 下列在相同塗料重量下的光澤結果。 潤滑劑 光澤 空白（無潤滑劑） 60.16 硬脂酸鈣 64 .81 乙氧化磷酸癸酯 66.18 含有乙氣化磷酸癸®的顔色配方對超顏壓光滾筒沒有 黏箸，而空白和含有硬脂酸鈣的顔色配方則會。 在此研究中對所用的乙氧化磷酸癸酯而，ϊ,乙氣化證 明為分子量的39¾ 。由此結果計算到的乙氧化的程度指 出乙氣化磷酸癸酯含有約3.Μ耳的乙烯氧化物。

範例I 將在範例I所用的乙氧化磷酸癸酯在高速滾筒型實驗 塗布機上塗布並在相同用量（每100份白土含1份的固體 )對硬脂酸鈣測試乾燥狀態。得到下列結果。 —.1 I I —. I 裝 訂 I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） A6 B6 五、發明説明（9 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 乾態忡皙 潤滑劑 塗料 重量 每單位塗料 重量的光澤 每單位塗料重量 的PPS平滑度 每單位塗料重 量的白度. 每單位塗料 重量的不透 明度 硬脂酸15 4.3 10.41 0.63 15.25 17.79 5.3 9.69 0.49 12.71 14.67 6.3 8.00 0.34 9.73 11.35 乙氧化 4.0 12.25 0.59 16.25 18.95 磷酸 5.3 10.07 0.43 12.39 14.47 癸酯 6.3 9.09 0.36 10.50 12.08 濕態性質 潤滑劑 塗料重量 刀片凹陷（Run-In) 條紋增加 硬脂酸鈣 4.3 .0255 無 5.2 • 0235 無 6.8 .021 無 乙氣化 4.0 .033 無 磷酸 5.3 .030 無 癸酯 6.3 .027 無 -11- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- *-口 .線. 本紙張尺度適用中®國家標準（CNS)甲4规格（2〗0 X 297公釐） A6 B6 31195(5 五、發明説明（10) 在K上的表列中，Lub.表示潤滑劑，CaSt2表示硬脂 酸鈣，Έ0 dec Phos表示乙氧化磷酸癸酯，Μ及PPS表示 派克印刷平面（Parker Print Surface)。 一般而言，乙氧化瞰酸癸酷的乾態性質與硬脂酸鈣相 當或更優。乙氧化磷酸癸酯潤滑劑或硬酸酯鈣潤滑劑均 沒有發現條紋。而在非常低的塗料重量時，乙氧化磷酸 癸酯的刀片凹陷較硬脂酸鈣要稍高，此刀片凹陷的差異 在典型的輕量塗布塗料重量中是不明顯的。總之，在乾態性 質中，新的液態乙氧化磷酸癸酯被發現與硬脂酸鈣相當 或更優，而濕態性質中則與硬脂酸鈣相等。 範J1 以高速滾筒型實驗塗布機來評估三癸醇的鈣鹽，其中η 等於6 ,即含有6莫耳的乙烯氧化物，且由60¾磷酸的 雙酯及40%的單酯所組成，以硬脂酸鈣當成標準來比較 ,得下列结果。 ------------------------裝------11------1 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印*·'*- 潤滑劑 塗料重量 凹陷（Run-In> 白度 不透 明r 光澤 烷氧化磷酸 4.3 0.0365 65.8 78.0 49.8 (H 3 P〇4 ) 5.5 0.0310 66.7 76.8 52.5 酯的鈣鹽 6.7 0.0255 66.9 78.1 59.2 硬脂酸鈣 4.3 0.0255 65 · 5 76.1 44.8 5.2 0.0235 66.1 76.3 50.1 6.8 0.0210 66.2 77.2 54.4 '-12- 沒有發規條紋。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. ABCD .Ιί：.| 六、申請專利範圍 第82108879號「紙張塗布之潤滑劑」專利案 (83年II月修正） λ申請專利範圍 1 . 一種適合於與水-基質紙張或紙板塗料混合物結合的潤 滑添加物，此潤滑添加物選自由磷酸之聚氧烯單-和雙一 酯，磷酸鹽之聚氧烯單-和雙-酯及其混合物所組成的 基群，且具下列分子式結構： ROCCH2CH2〇〕n-0\ 0 \ /〆 P / \ HO 0H 其中R代表烷基；η為1到10的整數。 2. —種含有下列成分之潤滑添加物混合物，其含在適於 “使速度至少為500呎/每分鐘之紙張或紙板紙&的 應用”的塗料組成物： 由20到100重量$的如申請專利範圍第1項添加物， 由0到8 0重量％的脂肪酸或脂肪酸金屬鹽，尿素，糖 蜜，玉米糖漿，乙氣化丙三醇，乙氧化且丙氧化的丙 三醇，以及0到3重量％的乳化劑，以此潤滑添加物 的重量為準。 3. —種水基質紙張或紙板塗料組成物，其具有50到75重 量％的固形分，且包括由8到12重量％的黏著劑，由 -1 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS > Λ4规格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局胄工消費合作社印製 511356 A8 B8 C8 D8 七、申請專利範圍 80到90重量％的顔料，以及0.5到1.5重量％的如申請專 利範'圍第1項潤滑添加物，依此固體的重量為準。 4. 如申請專利範圍第3項的塗料組成物，其中該顔料為 選自白土，二氣化鈦及磺酸鈣所組成的基群。 5. 如申請專利範圍第3項的塗料組成物，其中該黏箸劑 為選自澱粉，苯乙烯-丁二烯-橡膠以及聚醋酸乙烯所 組成的基群。 6. 如申請專利範圍第3項的塗料組成物，進步地含有 至少--種選自陰離子，陽離子和非/離子界面活性劑 的界面活性劑。 7. 如申請專利範圍第3項的塗料組成物，進一步地含有 可塑劑。 8. 如申請專利範圍第7項的塗料組成物，其中該可塑劑 包括乙二醇。 9. 一種將水-基質塗料組成物應用至快速移動之紙張或紙 板紙匹的方法，其包括使此紙匹與如申諳專利範圍第 3項塗料組成物中潤滑添加劑接觸，其中該潤滑添加 劑具有下列分子式的結構： ROCCH?CH?0〕n-0\ 〇 \ // P / \ HO 0H -2- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） —裝 訂 — 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 311956 if C8 D8 六、申請專利範圍 數 整 的 0 ΊΑ 到 物 成 組 料 塗 該 中 其 1 法 由方 為的 η 項 且 9 ; 第 基圍 院範 表利 代專 R 請 中申 其如 組 鈣 酸 碩 及 以 鈦 化 氣二 土 白 自 選。 有料 含顔 地的 步群 一 基 進之 更成 物及 成以 組膠 料橡 塗. 該 中.Γ1* 一， 其 -，烯 法乙 方苯 的 ， 項粉 9 殿 第自 圍選 範有 利含 專地 請步 申一 如進 烯二 物 成 組 料 塗 該 0 中 劑其 著 ， 黏法 的方 群的 基項 之 9 成第 組圍 所範 烯利 乙專 酸請 醋申 聚如 合 混 其 或 類 鹽 屬 金 的 酸 肪 脂 酸 肪 脂 有 含 地 步 1 0 進物 物 成 組 料 塗 該 中 其 法 方 的 項 0 9 劑 第化 圍乳 範有 利含 專地 請步 Φ一 如進 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Μ規格（210X297公釐）