TWI513874B - 於以水為主之乳膠塗料應用中之經陽離子型濕強度樹脂改質之顏料 - Google Patents

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Description

於以水為主之乳膠塗料應用中之經陽離子型濕強度樹脂改質之顏料
本發明係關於一種用於改良紙張或紙板之一或多種表面性質之方法。
紙板係廣泛使用於遍及世界之包裝應用中。可印刷紙板並折疊成具有吸引力及功能性容器，該容器為廉價的、保護其等內容物及基於可再生及可回收的材料。紙板的較差障壁性質限制其在食品包裝中的使用，尤其在對於液態水、水蒸氣、氣體滲透性、油脂、泥釉及靜電需要較高障壁抗性之應用中。為了克服此限制，已將其他額外功能層加至紙板，因此增加紙板的障壁性質。例如，已知複合膜、經擠出的聚合物塗料及蠟塗料可改良紙板對液態水及水蒸氣兩者的抗性。此等塗料需要額外處理，對於未經處理的紙板其價格相對昂貴，且使紙板難以回收。
但是，最近，可回收的以水為主之乳膠障壁塗料變得可用於改良紙板的障壁性質並維持紙板的再回收性。此等可回收的障壁材料形成覆蓋紙張或紙板及提供所需的包裝應用之所需性質之連續薄膜。以水為主之障壁塗料通常包含陰離子型乳膠及視需要顏料。使用最廣泛的以水為主的乳膠係苯乙烯丁二烯乳膠及苯乙烯丙烯酸酯乳膠。使用最廣泛的顏料係高嶺黏土、研磨碳酸鈣、滑石及雲母。以水為主之乳膠障壁塗料之實例已可購自Michelman Inc.,Cincinnati,OH及Spectra-Kote,Gettysburg,PA。此等可回收之功能性聚合物塗料仍需要另外處理且對於未經處理之紙板相對昂貴。
對於諸多所需的食品包裝及其他所需的應用而言，至少需使用兩層功能性障壁頂部材料，進一步增加最終產品之價格。隨後塗料必需消除氣孔並增加紙板的總體強度及特性。已知工業中可使用廉價及較少的功能性基底塗層以減少紙板之總孔隙率及所需功能性保護膜之數量。最普遍使用的基底塗層包括(但不限於)高嶺黏土、滑石或利用乳膠黏合劑改質(諸如經改質的苯乙烯丁二烯、苯乙烯-丙烯酸酯及聚胺酯乳膠)之煆燒黏土。例如，高嶺黏土及苯乙烯-丁二烯乳膠之基底塗層要求9至27 g/m2 之塗敷量以改良Popil功能性頂塗層之Cobb施膠度。
陽離子型顏料亦為工業所熟知並已知提供優於呈陰離子形式之相同顏料之經改良的性質。在工業中，大多數經陽離子型濕強度樹脂處理的顏料係以基於顏料乾重少於10%之樹脂添加量處理。通常，此等塗料係用作頂塗層。但是，在工業中仍需要成本有效的方法以提供紙板產品用於需要高度抗性障壁性質之製程。
亦經常將以水為主的顏料塗料加至紙張或紙板之一或兩面以改良紙張或紙板外觀，或改良印刷品質。舉例而言，含有5號研磨木紙漿之輕量塗佈的膠印紙係利用高嶺土/GCC/乳膠之摻合物塗佈，其提供70%之亮度，50%之光澤及1.20之帕克(Parker)表面印刷平滑度。以水為主的顏料塗料係通常包含顏料或陰離子型顏料之混合物，及陰離子型乳膠黏合劑。最廣泛使用的顏料係高嶺黏土、研磨碳酸鈣及二氧化鈦。最廣泛使用的合成黏合劑係苯乙烯丁二烯(SB)乳膠及苯乙烯丙烯酸酯(SA)乳膠。某些常用的SB乳膠之實例包括Dow RAP316、Dow 620、BASF Styronal 4681及SA乳膠、BASF Acronal S504。在希望的應用中，需要二至三層顏料塗層以獲得所需外觀及印刷品質。亦需要減少塗佈步驟數及獲得所需外觀及印刷品質所需之顏料塗料量。
本發明通常係關於一種意外地發現，顯著增加加入陰離子型顏料中之陽離子型濕強度聚合物樹脂可產生用於塗佈過程之分散體，當該分散體用作紙張或紙板之基底塗料時具有較佳的障壁性質。此發現可成本有效地製造高抗性紙板，而可用於要求耐久性及對液體水、水蒸氣、氣體滲透性、油脂、泥釉及靜電之高障壁抗性之應用。該發現亦可製造具有經改良外觀及印刷品質的經顏料塗佈的紙張或紙板。本發明亦關於一種改良紙張及紙板之性能並降低成本之新穎方法，係藉由使用陽離子型顏料分散體作為功能性障壁塗層底下之基底層或顏料塗料頂層。
本發明之一實施例包括一種增加紙張或紙板之一或多種障壁性質之方法，其包含利用具有一陽離子型ζ電位之分散體以約0.1 g/m2 至約20 g/m2 之間之塗敷量塗佈紙張或紙板之至少一面，該分散體包含(1)含有一或多種陰離子型顏料之混合物與(2)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂；乾燥經塗佈的紙張或紙板；及利用經調配的以乳膠為主的功能性障壁頂部塗料塗佈經乾燥的紙張或紙板以提供對下列一或多種之抗性：(1)液態水、(2)水蒸氣、(3)食物油、(4)動物脂、(5)氣體滲透性、(6)泥釉、或(7)靜電。
本發明之第二實施例包括一種用於改良紙張或紙板外觀或可印刷性之方法，其包含：利用具有一陽離子ζ電位之分散體以約0.1 g/m2 至約20 g/m2 之間之塗敷量塗佈紙張或紙板之至少一面，該分散體包含(1)含有一或多種陰離子型顏料之混合物與(2)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂；乾燥經塗佈的紙張或紙板；及利用以水為主的顏料塗料塗佈該經乾燥的紙張或紙板。
本發明另一實施例係一種具有一陽離子ζ電位而用作紙張或紙板之基底塗層以作為功能性障壁頂部塗層之底漆之分散體，其包含：(a)一或多種其量為含有陰離子型顏料之混合物乾重之至少約20%之陰離子型顏料，及(b)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂及利用此分散體塗佈之紙張或紙板。
如本文使用，單數術語「一」及「該」係同義詞並可與「一或多種」或「至少一」交替使用，除非本文明確表示相反的意思。據此，例如，本文或附屬申請專利範圍涉及之「化合物」可意指單一化合物或多種化合物。此外，應瞭解所有數值(除非另外特別表示)係藉由單詞「約」修飾。除非另外表明，否則術語「乾重%」及「%乾重」意指僅含有帶陰離子電荷的顏料之混合物及視需要水溶性聚合物黏合劑之乾重百分率，並排除聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂之重量。除非另外表明，所有比率係陽離子型樹脂及陰離子型顏料之間的比率，並排除任意視需要水溶性黏合劑之重量。
根據本發明各種實施例之組合物及方法係適用於塗佈紙張或紙板以增加其障壁抗性性質或改良其外觀或印刷品質。本發明包括一種陰離子型顏料、聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂及視需要中性或陽離子型、天然或合成聚合物黏合劑之新穎分散體組合物。本發明亦包括一種改良紙張或紙板性能及降低製造成本之方法，該紙張或紙板對液態水、水蒸氣、氣體滲透性、油脂、泥釉及靜電具有高障壁抗性。該方法亦可用於降低具有經改良外觀或印刷品質之經顏料塗佈之紙張或紙板之成本。
該方法包括三步驟：(1)利用分散體之基底塗層塗佈紙張或紙板，該分散體係藉由組合下列所形成：(i)含有一或多種帶陰離子電荷之顏料及視需要一或多種水溶性聚合物黏合劑之混合物，與(ii)聚胺表鹵醇陽離子型濕強度樹脂；(2)乾燥經塗佈的紙張或紙板；及(3)施加可提供對液態水、水蒸氣、氣體滲透性、油脂、泥釉及靜電之一或多種的抗性之功能性障壁頂部塗料或施加以陰離子型乳膠為主而可賦予經改良的不透明度、亮度或可印刷性之顏料塗料。
據信基底塗層減少紙張或紙板之孔隙率係由於分散體中之顏料沉積於紙張或紙板的天然孔隙中之故。此減少獲得所需障壁抗性性質所需的功能性障壁頂部塗料量。據信添加基底塗層可減少獲得均勻、紙張或紙板均勻覆蓋率所需之顏料塗料量。塗料均勻覆蓋使經塗佈紙板的表面光滑，改良其外觀及減少印刷污點。此降低製造高障壁抗性或經顏料塗佈之紙張或紙板之整體成本。
可將基底塗層加至基板之一或兩面。當基底塗層之塗敷重量增加時，該功能性障壁頂部塗料或顏料塗料特性改良。紙張或紙板較佳係塗佈約0.1至約20 g/m2 /面之塗敷量之分散體。紙張或紙板更佳係塗佈約1至約10 g/m2 /面之塗敷量之分散體。紙張或紙板最佳係塗佈約1.5至約5.0 g/m2 /面之塗敷量之分散體。就上述而言，塗敷量係基於乾燥塗料之重量。
用於分散體之顏料可係用於造紙、紙用塗料或漆料應用中之任何合成或天然顏料。該顏料較佳係滑石、高嶺黏土、膨潤土或合成鋰皂石。該顏料更佳係膨潤土或滑石。該顏料最佳係滑石。
獲得所期望的障壁抗性之改良所需之陰離子型顏料及水溶性聚合黏合劑之混合物中顏料之百分率取決於顏料的粒度及寬高比。通常，當本發明使用較小粒度，較高寬高比之顏料(諸如合成鋰皂石或膨潤土)時，該混合物含有該混合物之至少約20乾重%(混合物剩餘部份大多係水溶性聚合黏合劑)之顏料添加量以獲得所期望效益。該混合物較佳包含約25乾重%至約100乾重%合成鋰皂石或膨潤土。當使用合成鋰皂石作為顏料時，該混合物更佳包含約25乾重%至約50乾重%合成鋰皂石。當使用膨潤土作為顏料時，該混合物更佳包含約25乾重%至約75乾重%膨潤土及75%至25%水溶性聚合黏合劑。
當本發明使用較大粒度，較小寬高比之顏料(諸如高嶺黏土或滑石)時，則該混合物含有該混合物之至少約25乾重%之顏料添加量以獲得所期望的效益。當使用高嶺黏土或滑石作為顏料時，該混合物更佳包含約50乾重%至約100乾重%的高嶺黏土或滑石。當使用高嶺黏土或滑石作為顏料時，該混合物最佳包含約75乾重%的高嶺黏土或滑石。
聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂可係任意經廣泛使用以對紙張、液體包裝板或紙板賦予臨時性或永久性濕強度之樹脂。該等樹脂實例係工業中已知，如美國專利第7,081,512、6,554,961及5,668,246號所揭示，其揭示內容係以引用的方式併入本文中。本發明之聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂包括(但不限於)聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂(諸如聚胺基醯胺-表鹵醇樹脂、聚醯胺聚胺-表鹵醇樹脂、聚胺聚醯胺-表鹵醇樹脂、胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂、聚醯胺-表鹵醇樹脂)；聚伸烷基聚胺-表鹵醇；及聚胺基伸脲基-表鹵醇樹脂、共聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂；聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂。在本發明一較佳實施例中，該表鹵醇係表氯醇。聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂較佳係聚胺基伸脲基-表鹵醇樹脂、聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂、聚胺-表鹵醇樹脂或聚烷基二烯丙胺-表鹵醇樹脂，其皆購自Hercules Incorporated,Wilmington,DE。該陽離子型濕強度樹脂更佳係聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂。
聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂添加量應足以逆轉顏料的陰離子電荷並為顏料提供陽離子型(正)ζ電位且足以提供水可分散塗料。逆轉顏料陰離子電荷之所需之聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂之量取決於陽離子型樹脂及陰離子型顏料之電荷密度。
當分散體含有高電荷密度時，較高表面積顏料(如合成鋰皂石或膨潤土)-聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之比率較佳係約0.5:1至約2:1。當分散體含有合成鋰皂石時，聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之比率較佳係約1.5:1。較佳地，當分散體包含膨潤土時，聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之比率較佳係約0.6:1至約0.8:1。
當分散體包含低電荷密度時，較低表面積之顏料(如高嶺黏土或滑石)-聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度：陰離子型顏料之比率較佳係約0.01:1至約0.2:1。當分散體包含高嶺黏土或滑石時，陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之比率更佳係約0.03:1至約0.1:1。
分散體視需要含有一或多種中性或陽離子型、天然或合成水溶性聚合物黏合劑。此等黏合劑為造紙工業中普遍使用，且通常用於濕部乾強度、施膠壓製乾強度及紙用塗料共聚黏合劑應用中。此等聚合物黏合劑之實例係揭示於美國專利第6,429.253；6,359,040；及6,030,443號中，其揭示內容係以引用的方式併入本文中。該等黏合劑增加經塗佈紙張或紙板產品之強度及物理完整性。此處，該等黏合劑可改良基底塗層與紙板之黏著性，並增加基底塗層自身的強度及物理完整性。
天然水溶性黏合劑之實例包括(但不限於)澱粉；乙基化澱粉；陽離子型澱粉；氧化澱粉；經酵素轉化的澱粉；藻酸鹽；蛋白質(諸如酪蛋白)；纖維素衍生物(諸如羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素或羥丙基瓜耳膠纖維素)；及其混合物。合成水溶性黏合劑之實例包括(但不限於)聚乙烯醇；乙烯/乙烯醇共聚物；聚乙烯胺；聚丙烯醯胺；中性及帶陽離子電荷之聚丙烯醯胺共聚物；乙醛酸化的聚丙烯醯胺；聚二烯丙胺；聚二甲基二烯丙胺；及聚二烯丙胺或聚二甲基二烯丙胺之共聚物。
含有經聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂改質的合成鋰皂石或膨潤土之分散體較佳係由含有約0乾重%至約75乾重%水溶性聚合物黏合劑及約25乾重%至約100乾重%合成鋰皂石或膨潤土顏料之含有陰離子型顏料之混合物製成。含有經聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂改質的合成鋰皂石之分散體更佳係由含有約50乾重%至約75乾重%水溶性聚合物黏合劑及約25乾重%至約50乾重%合成鋰皂石顏料之含有陰離子型顏料之混合物製成。含有經聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂改質的膨潤土之分散體亦更佳係由含有約25乾重%至約75乾重%水溶性聚合物黏合劑及約25乾重%至約75乾重%膨潤土顏料之含有陰離子型顏料之混合物製成。就上述而言，乾重百分率意指含有陰離子型顏料之混合物之乾重且不包括陽離子型濕強度樹脂。
含有經聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂改質的滑石或高嶺黏土之分散體較佳係由含有約0乾重%至約75乾重%水溶性聚合物黏合劑及約25乾重%至約100乾重%滑石或高嶺黏土顏料之含有陰離子型顏料之混合物製成。含有經聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂改質的滑石或高嶺黏土之分散體係由含有約25乾重%至約50乾重%水溶性聚合物黏合劑及約50乾重%至約75乾重%滑石或高嶺黏土顏料之含有陰離子型顏料之混合物製成。就上述而言，該乾重百分率意指含有陰離子型顏料之混合物之乾重且不包括陽離子型濕強度樹脂。
對於紙張或紙板之表面處理而言，應用基底塗層並使用工業中普通的設備乾燥。此等包括(但不限於)造紙機施膠壓製機；噴霧桿；水箱；機內塗佈機及機外塗佈機。
功能性障壁頂部塗料可係任何通常用於造紙工業之塗料，諸如Vaporcoat 1500及Vaporcoat 2200(購自Michelman Inc. Cincinnati,OH,)或Spectra-Guard 763(購自Spectra-Kote,Gettysburg,PA)。該功能性障壁頂部塗料包含至少一種以水為主之聚合物乳膠。該功能性障壁頂部塗料可視需要包含一或多種天然或合成的水溶性聚合物，諸如澱粉；乙基化澱粉；經琥珀酸酐改質之澱粉；聚乙烯醇；乙烯/乙烯醇共聚物；或聚乳酸。此外，該功能性障壁頂部塗料亦可包含一或多種顏料、蠟、交聯劑、耐水施膠劑及耐油脂施膠劑。
顏料塗料可係任何通常用於造紙工業之塗料。以水為主的顏料塗料主要包含顏料或顏料混合物、及陰離子型聚合物乳膠黏合劑。典型的顏料包括高嶺黏土、煆燒的高嶺黏土、二氧化鈦、滑石、沉澱碳酸鈣及研磨碳酸鈣。最廣泛使用的乳膠黏合劑係：苯乙烯/丁二烯、苯乙烯丙烯酸酯及聚乙酸乙烯酯乳膠。在顏料塗料中通常亦包括水溶性聚合物增稠劑及黏合劑(諸如澱粉、聚乙烯醇、羥乙基纖維素及羧甲基纖維素(CMC))。在塗料調配物中通常亦包括其他添加劑(諸如分散劑、消泡劑、防腐劑、潤滑劑及交聯劑)。
熟習此項技術者將瞭解本發明係用於需要對一或多種液態水；水蒸氣；油脂；氣體；泥釉及靜電具有抗性之高功能性障壁頂部塗料之應用中。本發明亦係用於需要塗佈紙張或紙板應用中。
實例
對於以下各實例而言，若分散體由水溶性黏合劑、顏料及陽離子型濕強度樹脂組成，使用以下命名規約：XX:YY黏合劑：顏料：樹脂，其中XX係黏合劑乾重%及YY係含有陰離子型顏料之混合物中顏料之乾重%且排除陽離子型濕強度樹脂。如先前所揭示，乾重%係黏合劑/顏料混合物之重量且排除陽離子型濕強度樹脂。
實例1至4：製備經陽離子型聚合物改質的顏料
藉由將各種數量的陽離子型濕強度樹脂加至陰離子型顏料中製備經陽離子型聚合物改質的顏料之樣品。對於各樣品而言，使用購自Hercules Incorporated,Wilmington,DE之Kymene 557(聚胺基聚醯胺-表鹵醇)(1%固體含量)。在實例1中，所使用的顏料係購自J.M. Huber,Macon,GA之經層離Hydrogloss 90高嶺黏土(中值粒度0.5微米；96%小於2微米)。在實例2中，使用的顏料係購自Rio Tinto-Talc de Luzenac,Toulouse Cedex,France之滑石(1至2微米)。在實例3中，使用的顏料係購自Southern Clay Products Inc.,Gonzalez,TX之膨潤土(200至300奈米)。在實例4中，使用的顏料係購自Southern Clay Products Inc.,Gonzalez,TX.之Laponite RD(25奈米)合成顏料。各顏料係於1%固體分散體中。
對於各實例而言，添加相當於乾重%顏料之各種數量的Kymene 557。添加後，測定各樣品之ζ電位。若陰離子型顏料上之電荷已逆轉，添加額外的Kymene 557以確定最佳Kymene 557含量以獲得分散良好的具有與陰離子型顏料分散體相似的平均粒度分佈之顏料分散體。各實例之結果列於表1。除非另外表明，具有星號(*)之分散體係隨後實例參照的分散體。
各種實例顯示各四種陰離子型顏料開始絮凝由於其ζ電位達到0。但是若該顏料逆轉電荷，其開始再分散。若分散體具有大致上等於初始陰離子型顏料分散體之平均粒度，認為該分散體「分散良好」。達到此分散體所必要之聚胺-表鹵醇樹脂之數量在顏料乾重之約1%至顏料乾重之約200乾重%顏料間之範圍。通常，較低電荷密度之顏料需要較少的聚胺-表鹵醇樹脂以逆轉電荷並形成分散良好的陽離子型顏料。
實例5：製備經Kymene 557改質的滑石/澱粉分散體
用於施膠壓製應用中之經20%固體Kymene 557改質的滑石分散體之樣品係利用不同數量的澱粉製備。例如，為了製備25:75澱粉：滑石：Kymene 557分散體，使用頂置式攪拌器將購自R. T. Vanderbilt,Norwalk,CT之數量為9 g之Vantalc 6H II(0.8至1.3微米)分散於36 g蒸餾水中。購自Penford,Cedar Rapids,IA之Penfordgum 280乙基化澱粉之30%固體溶液係藉由在95及100℃之間加熱Penfordgum約45分鐘製備。將7.2 g購自Hercules Incorporated,Wilmington,DE之Kymene 557H(6.25%固體)等分試樣加至10 g熟澱粉中並混合。若Kymene 557及澱粉混合良好，加入數量為45 g之滑石分散體並攪拌該分散體5分鐘以產生分散體。使用Branson Sonifier 450(50%輸出，設置4)聲振處理該分散體6分鐘。最後，使用NaOH將分散體之pH調至8.0。
使用類似方法製備表2列舉範圍的澱粉：顏料：Kymene 557分散體。
實例6：施膠壓製基底塗料添加方法
使用實驗室浸置式施膠壓製機使實例5製備的樣品施加於襯墊紙板。各種經Kymene 557改質的合成鋰皂石、膨潤土、高嶺黏土及滑石分散體之Brookfield黏度限制其等施膠壓製應用之最大固體百分率。為了獲得最佳塗料，當在100 rpm及55℃下測定時，施膠壓製中分散體之Brookfield黏度應低於200 cps。對於所選擇的樣品而言，當分散體包含高嶺黏土或滑石時，約100 cps之Brookfield黏度相當於約20%固體；當分散體包含膨潤土時，則相當於約5%固體；及當分散體包含合成鋰皂石時，相當於約3%固體。
使用實驗室浸置式施膠壓製機將該等樣品用於購自Green Bay Packaging Inc.,Green Bay,WI之單片為200 g/m2 (基重)11 cm×28 cm商用回收的襯墊紙板。每次操作前，藉由允許熱水流過滾筒5分鐘將施膠壓製滾筒加熱至50℃。將100 ml各樣品之等分試樣傾入施膠壓製輥中，然後使回收的襯墊紙板通過輥。使用設置為220℉之轉筒式乾燥器立即乾燥紙板至5%水分。使用不同重量的經塗佈的(濕重)及未塗佈的紙板計算經塗佈的襯墊紙板之塗敷量。在添加功能性障壁頂部塗料之前，於85℃固化經施膠壓製基底塗層處理之紙板30分鐘。
實例7：將功能性障壁頂部塗料應用至紙板
將5.1 cm×12.7 cm之聚酯紙板修剪為標準辦公室用紙夾板，其以銀色寬膠帶(duct tape)貼至實驗室工作臺。然後使用雙面膠帶固定紙板的反面。使用雙面膠帶的暴露邊緊鄰聚酯板固定預先稱重的10.2 cm×16.5 cm襯墊紙板。緊鄰襯墊紙板基板將珠狀功能性障壁頂部塗料應用於聚酯板。使用經牽引通過珠狀塗料及襯墊紙板之線繞泄降桿施加功能性障壁頂部塗料。使經塗佈的紙板空氣乾燥一小時，然後在85℃烘箱中固化兩小時。所應用的功能性障壁頂部塗料之塗敷量係藉由與未塗佈及經塗佈的樣品之乾重比較確定。塗敷量係藉由改變桿號及改變功能性障壁頂部塗料之固體%而變化。
實例8：評估各種澱粉：顏料：Kymene 557混合物
評估含有經Kymene 557改質的顏料之分散體與澱粉之組合。所使用的顏料係購自R. T. Vanderbilt之Vantalc 6HII滑石，購自J. M. Huber之Hydraglass 90高嶺黏土，膨潤土及合成鋰皂石。各顏料之粒度係與先前揭示者相同。產生分散體並作為基底塗料應用至如先前實例中定義的回收襯墊紙板(詳見表1、2)。
使用實例6描述的方法使分散體應用至經回收的襯墊紙板之兩面。乾燥後，基底塗層添加量以1至3 g/m2 /面變化。可添加的經Kymene 557改質的膨潤土及合成鋰皂石基底塗料之量係藉由固體%及分散體之黏度限制。
由購自Michelman Inc.,Cincinnati,OH之Vaporcoat 2200組成之功能性障壁頂部塗料係使用實例7描述的方法施加於經基底塗料處理的紙板之氈面。Vaporcoat 2200係使用合成聚合物乳膠製成的以水為主的可回收的功能性障壁頂部塗料。經一系列Vaporcoat 2200塗佈的對照組樣品亦係藉由塗佈未經處理的襯墊紙板基板及經施膠壓製澱粉處理的基板製成。
測試基底塗料及Vaporcoat 2200頂部塗料之組合之Cobb施膠度(TAPPI方法T-441)30分鐘及水蒸氣穿透率(MVTR,TAPPI方法T-448)。水蒸氣穿透率係在室溫(20至23℃)及85%濕度下測定。使用飽和的KBr水溶液以將試驗室中的相對濕度控制至85%。Cobb施膠度及MVTR測試結果係基於三次測試的平均值。
當與未經處理或經施膠壓製澱粉處理的對照組比較時，對大範圍Vaporcoat 2200頂部塗佈重量之比較顯示添加經Kymene 557改質的顏料基底塗料可改良Cobb施膠施加中之功能性障壁頂部塗料效率。此等結果係在表2中顯示。通常，當基底塗料中經Kymene 557改質的滑石或高嶺土之百分率自含有陰離子型顏料之混合物的約25乾重%增加至約100乾重%時，基底塗料/功能性頂部塗料組合之特性得到改良。在基底塗料中之經Kymene 577改質的滑石量為含有陰離子型顏料之混合物的約75乾重%至約100乾重%時獲得最佳結果。例如，無基底塗料的情況下，需要至少10 g/m2 之Vaporcoat 2200塗佈重量以獲得40 g/m2 之30分鐘Cobb施膠值。當將25:75澱粉：滑石：Kymene 557基底塗料加至基板中時，僅需要4.2 g/m2 之Vaporcoat 2200塗佈重量。在顏料負載量低至含有陰離子型顏料之混合物的25乾重%至50乾重%時，極高表面積之經Kymene 557改質的膨潤土及合成鋰皂石顏料大為增加Vaporcoat 2200頂部塗料特性。此等結果證實添加廉價的基本包含經陽離子型濕強度樹脂改質之顏料之基底塗料可大為減少所需的昂貴的功能性障壁頂部塗料之數量以獲得高程度的耐水性。
對大範圍Vaporcoat 2200功能性頂部塗佈重量之比較顯示添加經Kymene 557改良的顏料基底塗料可改良MVTR應用中功能性障壁頂部塗料效率。此等結果係顯示於表2中。通常，當基底塗料中經Kymene 557改質的滑石、膨潤土或高嶺土之百分率自含有陰離子型顏料之混合物之25乾重%增加至75乾重%時，基底塗料/功能性頂部塗料結合之特性得到改良。例如，無基底塗料的情況下，需要9.8 g/m2 Vaporcoat 2200塗佈重量以獲得50 g/m2 /天之MVTR。當將25:75澱粉：滑石：Kymene 557分散體加至基底塗料中時，僅需要5.5 g/m2 之Vaporcoat 2200塗佈重量。當經Kymene 557改質的滑石包含基底塗料調配物之含有陰離子型顏料之混合物之75乾重%至100乾重%時，獲得最佳的結果。當將25:75澱粉：膨潤土：Kymene 557分散體添加至基板時，需要5.3 g/m2 之Vaporcoat 2200塗佈重量以獲得50 g/m2 /天之MVTR。經Kymene 557改質的高嶺黏土及合成鋰皂石基底塗料亦使功能性障壁頂部塗料MVTR效率得到明顯改良。
實例9：評估各種經及未經Kymene 557改質之顏料
利用未經改質的滑石、膨潤土及合成鋰皂石顏料製成的澱粉：顏料基底塗料在經回收的襯墊紙板基板上進行測試。使用Penfordgum 280乙基化澱粉於進行評估。基底塗料調配物中使用的未經改質的顏料百分率係基於實例8描述的結果加以選擇。該等結果係揭示於表3中。製成並評估50:50及25:75澱粉：滑石：Kymene 557分散體以用於比較。
使用實例5及6中描述的方法製成分散體並施加。將該等分散體施加於襯墊紙板之兩面。基底塗料添加量以1至3 g/m2 /面變化。使用實例7中描述的方法將Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料施加於經基底塗料處理的紙板之氈面。亦藉由塗佈未經處理之基板而製成一系列經Vaporcoat 2200塗佈的對照組樣品。
測試基底塗料及Vaporcoat 2200頂部塗料之各組合之30分鐘Cobb施膠度(TAPPI方法T-441)及水蒸氣傳輸速率(TAPPI方法T-448)。水蒸氣傳輸速率係在室溫(20至23℃)及85%濕度下測定。使用飽和的KBr水溶液將試驗室中之相對濕度控制至85%。Cobb施膠度及MVTR測試結果係基於三次測試之平均值。
相等Vaporcoat 2200頂部塗佈重量之比較顯示當與未經處理的襯墊紙板對照組比較時，添加利用未經改質之滑石或膨潤土製成的基底塗料對Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之30分鐘Cobb或MVTR效率具有極小或無有益作用。該等結果係揭示於表3中。未經改質的合成鋰皂石基底塗料之一對於功能性障壁頂部塗料效率(65:35澱粉：合成鋰皂石)具有較少改良。該等改良係小於使用經Kymene 557改質的合成鋰皂石製成的基底塗料獲得者。利用經Kymene 557改質的滑石製成的兩種基底塗料明顯增加Vaporcoat 2200頂部塗料之30分鐘Cobb及MVTR效率。
實例10：基底塗層塗敷量對障壁抗性之作用
由25:75 Penfordgum 280乙基化之澱粉：滑石：Kymene 557之分散體製成之基底塗料以三次施膠壓製塗敷量進行評估。由25:75 Prequel 500陽離子型澱粉(購自Hercules Incorporated,Wilmington,DE)及經Kymene 557改質的滑石之混合物製成的基底塗料係以兩次塗敷量測試。
使用實例5及6中描述的方法製成分散體並施加於經回收的襯墊紙板。該分散體係施加於襯墊紙板之兩面。塗敷量如表4中描述的以1.5至4.5 g/m2 /面變化。購自Michelman Inc.之Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料係施加於經該分散體處理之紙板之兩面。亦藉由塗佈未經處理之基板製成一系列經Vaporcoat 2200塗佈的對照組樣品。
測試基底塗料及Vaporcoat 2200頂部塗料之各組合之30分鐘Cobb施膠度(TAPPI方法T-441)、Kit抗油脂性(TAPPI方法T-559)及水蒸氣傳輸速率(TAPPI方法T-448)。水蒸氣傳輸速率係在室溫(20至23℃)及85%濕度下測定。使用飽和KBr水溶液將試驗室中之相對濕度控制至85%。Cobb施膠度、Kit抗油脂性及MVTR測試結果係基於三次測試之平均值。此測試結果係顯示於表4中。
需要多於10 g/m2 之Vaporcoat 2200功能性頂部塗佈重量以獲得與未經處理的襯墊紙板對照組相比小於20 g/m2 之30-分鐘Cobb施膠度。需要7.1 g/m2 之Vaporcoat 2200功能性頂部塗佈重量以獲得與任意經Kymene 557改質的滑石基底塗層相比具有同等之Cobb施膠度。在兩者情況中，1.5至2.5 g/m2 /面之施膠壓製基底塗料添加量明顯改良頂部塗料Cobb施膠效率。此等結果顯示利用乙基化或陽離子型澱粉製成之經Kymene 557改質的滑石基底塗料大為減少對於需要較高耐水性之應用中所需要的昂貴的功能性障壁頂部塗料之數量。
此外，需要多於10 g/m2 之Vaporcoat 2200頂部塗佈重量以獲得與未經處理的基板對照組相比34 g/m2 /天之MVTR。兩種經Kymene 557改質的滑石基底塗層極大地改良Vaporcoat 2200功能性頂部塗層之MVTR效率。在兩者情況中，需要7至8 g/m2 之Vaporcoat 2200塗佈重量以獲得同等的水蒸氣抗性。需要1.5至2.5 g/m2 /面之施膠壓製基底塗料添加量以獲得經改良的MVTR效率。
最終，需要12.5 g/m2 之Vaporcoat 2200功能性頂部塗佈重量以獲得比未經處理的襯墊紙板對照組高數值6之Kit油脂抗性值。兩種經Kymene 557改質的基底塗層大為改良Vaporcoat 2200頂部塗層之抗油脂性效率。需要7至8 g/m2 之Vaporcoat 2200頂部塗佈重量以獲得與經Kymene 557改質的經滑石基底塗料處理的紙板相比同等的抗油脂性。添加量為1.5至3.5 g/m2 /面之兩種基底塗層明顯改良頂部塗層之效率。
實例11：Kymene 557添加量對滑石特性之作用
由25:75 Penfordgum 280乙基化澱粉：滑石：Kymene 557之分散體製成的基底塗料係以Kymene 557：滑石為0:1、0.5:1及0.1:1之Kymene 557比率評估。評估結果係揭示於表5中。該等分散體係使用實例5中描述的方法製成。亦測試將Kymene 557(無滑石)加至襯墊紙板表面之作用。基底塗料及Kymene 557施膠壓製處理係使用實例6描述的方法施加於經回收的襯墊紙板。基底塗料及Kymene 557係施加於襯墊紙板之兩面。
購自Michelman Inc.之Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料係使用實例7描述的方法施加於經處理的襯墊紙板之氈面。一系列經Vaporcoat 2200塗佈的對照組樣品亦係藉由塗佈未經處理的基板製成。基底塗料及Vaporcoat 2200功能性頂部塗料之各組合經測試Cobb施膠度30分鐘。
大範圍塗佈重量之比較顯示添加由25:75 Penford 280乙基化澱粉：滑石之混合物與不添加Kymene 557製成的基底塗料對Vaporcoat 2200頂部塗料之Cobb施膠效率具有極小改良。利用0.05:1及0.1:1之Kymene 557：滑石比率製成的基底塗料大為改良功能性障壁頂部塗料效率。以0.05:1及0.1:1之Kymene 557：滑石之比率製成的基底塗料對頂部塗料效率具有相似的改良。
將Kymene 557直接加至襯墊紙板表面對Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之Cobb施膠效率改良較小。兩種添加量(0.14%及0.27%)對頂部塗料效率具有相似改良。該等結果揭示於表5中。此等結果顯示Kymene 557陽離子型濕強度樹脂及陰離子型顏料之組合比單獨使用Kymene 557或陰離子型顏料對功能性障壁頂部塗料特性產生較大的改良。
*括弧中的比率表示陰離子型顏料：樹脂
實例12：評估經Kymene 450、Kymene 736及Kymene 2064改質之滑石基底塗料
評估由25:75 Penfordgum 280乙基化澱粉：滑石：陽離子型濕強度樹脂之分散體製成的基底塗料，其中該等陽離子型濕強度樹脂係Kymene 450、Kymene 736及Kymene 2064，皆購自Hercules Incorporated,Wilmington,DE。對各分散體以樹脂：滑石為0.05:1之重量比添加該陽離子型樹脂。該等樹脂係使用實例5揭示的方法製成。
評估各基底塗料對Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之特性之作用。各基底塗料係使用實例6描述的方法施加於經回收的襯墊紙板之兩面及Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料係使用實例7描述的方法施加於經處理的襯墊紙板之氈面。使用一系列僅利用Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料塗佈的襯墊紙板樣品作為對照。測試各底塗料及Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之各組合之30分鐘Cobb施膠度。該等結果係揭示於表6中。
大範圍塗佈重量之比較顯示所有三種經濕強度樹脂改質的滑石可改良Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之Cobb施膠效率(相對於將頂部塗料加至未處理的基板對照組中)。
*括弧中的比率表示陰離子型顏料：樹脂
實例13：評估使用聚乙烯醇作為黏合劑之經Kymene 557改質的滑石
基底塗料係使用25:75黏合劑：滑石：Kymene 557之分散體製成。水溶性黏合劑係50:50 Penford 280乙基化澱粉：Elvanol 90-50聚乙烯醇混合物。該Elvanol 90-50聚乙烯醇係購自DuPont,Wilmington,DE。該基底塗料係使用實例5描述的方法製成。
評估各基底塗料對Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之特性之作用。各基底塗料係使用實例6描述的方法施加於經回收的襯墊紙板之兩面及Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料係使用實例7描述的方法施加於經處理的襯墊紙板之氈面。使用一系列僅利用Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料塗佈的襯墊紙板樣品作為對照。測試基底塗料及Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之各組合之30分鐘Cobb施膠度。該等結果係揭示於表7中。
當澱粉：聚乙烯醇摻合物係用作基底塗料之水溶性黏合劑時，大範圍塗佈重量之比較顯示添加經Kymene 557改質的滑石基底塗料可改良Vaporcoat 2200功能性障壁頂部塗料之Cobb施膠效率。
*括弧中的比率表示陰離子型顏料：樹脂
實例14：將經濕強度樹脂改質的滑石及顏料塗料施加於白卡紙
經20%固體陽離子型濕強度樹脂改質的滑石分散體係使用以下方法製成。首先，使用Cowles攪拌器(1000 rpm)將337.5 g Vantalc 6H II(R. T. Vanderbilt,Norwalk,CT)分散於787.5 g蒸餾水中。Penfordgum 280乙基化澱粉之30%固體溶液(112.5 g澱粉於262.5 g蒸餾水中，Penford,Cedar Rapids,IA)係藉由在95至100℃下煮沸45分鐘製成。然後將834 g Kymene 557H之等分試樣(2.0%固體，Hercules,Wilmington,DE)加至375 g熟澱粉中。使用Cowles葉片(1000 rpm)攪拌該混合物5分鐘。若Kymene 557及澱粉混合良好，則加入1125 g滑石分散體並連續攪拌2小時。使用NaOH將分散體之pH調至8.0。
經Kymene 557改質的滑石分散體係使用Dow臺式塗料機施加於商用白卡紙之樣品(300 g/m2 )。對照組樣品亦係藉由利用94:6氧化澱粉及苯乙烯/丙烯酸酯乳膠表面上漿劑之混合物塗佈商用白卡紙製備。在兩種情況中，均使用線繞桿以控制施膠壓製覆蓋量至2.2 g/m2 。
標準顏料塗料係使用圓柱形實驗室塗佈機(CLC，460米/分鐘)施加於經基底塗料及塗料/乳膠施膠壓製處理的紙板。使用的塗料調配物係列於表1(67.5%總固體)。使用計量式葉片以控制施加於紙板之塗料數量。獲得的塗佈重量係列於表8中。亦塗佈並測試未經處理的紙板樣品(無施膠壓製處理)。
表8：塗料調配物
100%研磨碳酸鈣(GCC)(平均粒度1.4微米)
塗料覆蓋度係用作測定經塗佈紙板之外觀及可印刷性。塗料覆蓋度係使用藉由Dobson發展的耗盡方法測定(Dobson,RL,「Burnout,a Coat Weight Determination Test Re-Invented.」TAPPI Coating Conference ,123-131頁，Chicago,April 21-23,1975)。與未處理的空白相比增加塗佈重量可增量改良塗料覆蓋度(13.8 g/m2 塗佈重量之70%覆蓋度對10.2 g/m2 之67%覆蓋度)。當與相同顏料塗佈重量相比，添加澱粉/乳膠施膠壓製處理無法改良塗料覆蓋度(11.5 g/m2 之65%覆蓋度)。添加經濕強度樹脂改質的滑石施膠壓製基底塗料相對於空白組大為地改良塗料覆蓋度。塗料重量僅10.8 g/m2 獲得74%顏料塗料覆蓋度。
實例15：將經濕強度樹脂改質的滑石及顏料塗料施加於輕量塗佈的原紙
經20%固體陽離子型濕強度樹脂改質的滑石分散體係使用實例14描述的方法製成。利用水將分散體稀釋為7.4%固體後使用Dow塗佈機施加於33 g/m2 商用輕量塗佈(LWC)的原紙之樣品。使用線繞桿以1.0 g/m2 控制滑石分散體塗佈重量。原紙由60%磨木漿及40%牛皮紙漿組成。亦製備利用Penford PG-280熟澱粉及1/3 PG-280熟澱粉及塗佈黏土之摻合物預塗佈之原紙樣品。使用線繞桿控制澱粉及澱粉/黏土塗佈重量在1.0 g/m2 。
利用60%離層黏土(Imerys Astraplate)及40%2號黏土(Huber Hydrasperse)、12份乳膠(BASF Styronal 4606)及0.3份增稠劑(BASF Sterocoll FS)調配黏土塗料。塗料固體及pH係分別調至56.7%及8.3。如藉由使用100 rpm及第4號轉子之Brookfield黏度計測定的塗料色度黏度係700 cPs。該黏土塗料係使用Dow葉片塗布機利用以控制在6.5 g/m2 的塗佈重量施加在預塗佈的原紙及未經處理的原紙樣品上。
塗料覆蓋度、不透明度及亮度係用作測定經塗佈的紙板之外觀及可印刷性。經塗佈的樣品之塗料覆蓋度係使用Dobson發展的耗盡方法評估。樣品之耗盡圖像係使用圖像分析器估計相對塗料覆蓋度。該相對塗料覆蓋度結果係顯示於表10。利用經濕強度樹脂改質的滑石預塗佈的原紙在相等的塗佈重量下顯示最高的%塗料覆蓋度。經塗佈樣品的不透明度及亮度係顯示於表10。經塗佈紙張的不透明度及亮度與塗料覆蓋度的相關性良好。利用經濕強度樹脂改質的滑石預塗佈的原紙在相等的塗佈重量下顯示最高的不透明度及亮度。
在不違背其較廣發明概念的情況下，熟習此項技術者將瞭解對以上描述的實施例進行改變。因此，當然本發明不限於所揭示的特定實施例，但是希望涵蓋如藉由附屬申請專利範圍定義的本發明精神及範圍內之修飾。

Claims (24)

  1. 一種塗佈紙張或紙板之方法，其包含：(a)利用具有陽離子ζ電位之分散體以約0.1g/m2 至約20g/m2 之塗敷量塗佈紙張或紙板之至少一面，該分散體包含(1)含有一或多種選自由滑石、高嶺黏土、膨潤土及合成鋰皂石組成之群，且至少為約混合物之20乾重%的陰離子型顏料之混合物，與(2)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂；及(b)乾燥經塗佈的紙張或紙板，其中該分散體包含高嶺黏土及/或滑石做為顏料，該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂係聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂，聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係約0.01：1至約2：1，且表鹵醇為表氯醇。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：利用功能性障壁頂部塗料塗佈該經乾燥的紙張或紙板，該功能性障壁頂部塗料係經調配以提供對(1)液態水，(2)水蒸氣，(3)油，(4)動物脂，(5)氣體滲透性，(6)泥釉或(7)靜電之一或多者的抗性。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含利用以水為主的顏料塗料塗佈該經乾燥的紙張或紙板。
  4. 如請求項1之方法，其中水溶性黏合劑占該含有陰離子型顏料之混合物之多達約80乾重%，且該黏合劑係選自由中性天然水溶性聚合物黏合劑、陽離子型天然水溶性聚合物黏合劑、中性合成水溶性聚合物黏合劑、及陽離 子型合成聚合物黏合劑組成之群。
  5. 如請求項1之方法，其中該含有陰離子型顏料之混合物係約25乾重%至約100乾重%之膨潤土或合成鋰皂石之混合物。
  6. 如請求項1之方法，其中該含有陰離子型顏料之混合物係至少約25乾重%之高嶺黏土或滑石之混合物。
  7. 如請求項1之方法，其中該含有陰離子型顏料之混合物係約50乾重%至約100乾重%之高嶺黏土或滑石之混合物。
  8. 如請求項1之方法，其中該聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂係選自由以下組成之群：聚胺基醯胺-表鹵醇樹脂、聚醯胺聚胺-表鹵醇樹脂、聚胺聚醯胺-表鹵醇樹脂、胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂及聚醯胺-表鹵醇樹脂；聚伸烷基聚胺-表鹵醇樹脂；聚胺基伸脲基-表鹵醇樹脂；共聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂；及聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂。
  9. 如請求項1之方法，其中該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係至多約1.5：1。
  10. 如請求項1之方法，其中該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係約0.6：1至約0.8：1。
  11. 如請求項1之方法，其中該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係約0.01：1至約0.2：1。
  12. 如請求項4之方法，其中該水溶性聚合物黏合劑係由以下組成之群中之一或多種：澱粉；乙基化澱粉；陽離子型澱粉；氧化澱粉；經酵素轉化的澱粉；藻朊酸鹽；酪 蛋白；纖維素衍生物；聚乙烯醇；乙烯/乙烯醇共聚物；聚乙烯胺；聚丙烯醯胺；聚丙烯醯胺共聚物；乙醛酸化聚丙烯醯胺；聚二烯丙胺；聚二烯丙胺共聚物；聚二甲基二烯丙胺；及聚二甲基二烯丙胺共聚物。
  13. 如請求項12之方法，其中該纖維素衍生物係由羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素及羥丙基瓜耳膠組成之群中之一或多種。
  14. 如請求項2之方法，其中該功能性障壁頂部塗料含有以水為主的聚合物乳膠及視需要含有以下一或多種：(1)天然或合成水溶性聚合物，(2)顏料，(3)蠟，(4)交聯劑及(5)上漿劑。
  15. 如請求項14之方法，其中一或多種天然或合成水溶性聚合物係選自由澱粉；乙基化澱粉；氧化澱粉；經酵素轉化之澱粉；經琥珀酸酐改質之澱粉；聚乙烯醇；乙烯/乙烯醇共聚物；或聚乳酸組成之群。
  16. 如請求項2之方法，其中該功能性障壁頂部塗料係以不多於約25g/m2 之塗敷量施加。
  17. 如請求項3之方法，其中該以水為主的顏料塗料包含陰離子型聚合乳膠黏合劑及至少一種顏料。
  18. 一種具有陽離子ζ電位之分散體，其於用作紙張或紙板上之基底塗料中作為功能性障壁頂部塗料之底漆，其包含：(a)含有選自由滑石、高嶺黏土、膨潤土及合成鋰皂石組成之群之陰離子型顏料之混合物，其包含含量為該 混合物的至少約20乾重%之一或多種陰離子型顏料，及(b)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂，其中該分散體包含高嶺黏土及/或滑石做為顏料，該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂係聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂，聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係約0.01：1至約2：1，且表鹵醇為表氯醇。
  19. 如請求項18之分散體，其中該陰離子型顏料係滑石或高嶺黏土及顏料：陽離子型濕強度樹脂之重量比係約0.03：1至約0.2：1。
  20. 如請求項18之分散體，其中該陰離子型顏料係膨潤土及顏料：陽離子型濕強度樹脂之重量比係約0.6：1至約0.8：1。
  21. 如請求項18之分散體，其中該聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂係選自由以下組成之群：聚胺基醯胺-表鹵醇樹脂、聚醯胺聚胺-表鹵醇樹脂、聚胺聚醯胺-表鹵醇樹脂、胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂及聚醯胺-表鹵醇樹脂；聚伸烷基聚胺-表鹵醇樹脂；聚胺基伸脲基-表鹵醇樹脂；共聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂；及聚醯胺-聚伸脲基-表氯醇樹脂。
  22. 一種層壓物，其包含經包括下述組份之第二層體塗佈之第一紙層：(a)具有陽離子ζ電位之分散體，其包含含量為混合物之至少約20乾重%之一或多種選自由滑石、高嶺黏土、膨潤土及合成鋰皂石組成之群之陰離子型顏料，及(b)一或多種聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂， 其中該分散體包含高嶺黏土及/或滑石做為顏料，該聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂係聚胺基聚醯胺-表鹵醇樹脂，聚胺-表鹵醇陽離子型濕強度樹脂：陰離子型顏料之重量比係約0.01：1至約2：1，且表鹵醇為表氯醇。
  23. 如請求項22之層壓物，其中該第二層體係經第三層體塗佈，該第三層體包含經調配以提供對下列中之一或多者之抗性的乳膠功能性障壁塗料：(1)液態水，(2)水蒸氣，(3)油，(4)動物脂，(5)氣體滲透性，(6)泥釉，(7)靜電。
  24. 如請求項22之層壓物，其進一步包含位於該第二層體上之第三層體，該第三層體包含陰離子型乳膠顏料塗料。
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