專(zhuān)利名稱(chēng)：用于紙用涂料組合物的增稠劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含淀粉基增稠劑的紙用涂料組合物，涉及用這類(lèi)組合物涂布的紙產(chǎn)品，還涉及制備這類(lèi)組合物和產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
已開(kāi)發(fā)出各種涂料組合物，其尤其能提供改善的外觀(guān)和感覺(jué)(例如，改善的光澤、光滑性、亮度和顏色)、改善的適印性(例如，耐蹭臟性、吸墨性和附著性)和改善的強(qiáng)度。包括在這類(lèi)組合物中的各種成分可分成三類(lèi)顏料、粘合劑和增稠劑。
具體來(lái)講，必須非常仔細(xì)地選擇增稠劑，因?yàn)槠錄Q定了涂料組合物的流變學(xué)性質(zhì)。例如，應(yīng)確保在低剪切力下所述涂料組合物具有易于泵送的足夠低的粘度，同時(shí)具有保持均勻懸浮液且防止過(guò)度吸收到紙中的足夠高的粘度。在高剪切力情況下(例如在刮涂所述組合物期間)，粘度必須足夠低以確?？稍诩堈麄€(gè)表面上涂覆所述組合物的均勻涂層，而無(wú)須施加過(guò)高的刮刀壓力以獲得所要涂料重量。此外，所述涂料組合物應(yīng)具有良好的保水值和扭矩性質(zhì)且應(yīng)在儲(chǔ)存期間和在干燥所需高溫下穩(wěn)定。為滿(mǎn)足所有這些需求，已提出各種不同的增稠劑。
迄今為止，最經(jīng)常使用的增稠劑包括各種纖維素醚(例如羧甲基纖維素(CMC))、改性淀粉和合成產(chǎn)品(例如水溶性聚合物)。遺憾的是，已證實(shí)這些產(chǎn)品中沒(méi)有一種完全令人滿(mǎn)意。
適于用作增稠劑的各種纖維素醚往往僅可通過(guò)相對(duì)復(fù)雜的制備方法得到。這阻礙了這類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且還意味著這些產(chǎn)品的價(jià)格較高。此外，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)各種纖維素醚基組合物在高剪切力或高溫下不具有良好的穩(wěn)定性(就粘度方面來(lái)講)。盡管已開(kāi)發(fā)出一些合成聚合物代替各種纖維素醚，但是其往往不具有相當(dāng)?shù)脑龀硇再|(zhì)，例如就保水方面來(lái)講。
同樣地，盡管已提出一些淀粉增稠劑(具體來(lái)講，包括例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)干燥各種天然或化學(xué)改性淀粉得到的各種冷水可溶性淀粉)，但是其以通常的增稠劑加入量(即一般每100份顏料低于2份)并未提供給涂料組合物必需的粘度。加入量較高則又不經(jīng)濟(jì)而且可削弱最終涂布紙的所要性質(zhì)，例如光澤和滋墨(mottling)。此外，在較高加入量的情況下，各種淀粉將被稱(chēng)作助粘劑而非增稠劑。
因此本領(lǐng)域中顯然需要包含改進(jìn)的增稠劑的涂料組合物。本發(fā)明提供了這些組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明的第一方面提供了一種包含一種或多種增稠劑的紙用涂料組合物，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯。優(yōu)選至少一種所述一種或多種增稠劑為例如衍生自馬鈴薯或木薯淀粉的淀粉氨基甲酸酯磷酸酯。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述組合物還包含一種或多種顏料、一種或多種粘合劑和任選一種或多種添加劑。所述組合物可呈干燥或濕潤(rùn)形式。在呈濕潤(rùn)形式的情況下，所述組合物應(yīng)包含30-75％重量的干物質(zhì)。
本發(fā)明的另一方面提供了冷水可溶脹淀粉酯在制備紙用涂料組合物中作為增稠劑的用途。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制備紙用涂料組合物的方法，所述方法包括將一種或多種顏料、一種或多種增稠劑、一種或多種粘合劑和任選的一種或多種添加劑加到水溶液中并混合，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯。優(yōu)選在加入所述一種或多種增稠劑之前將所述一種或多種粘合劑加到所述水溶液中。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造紙的方法，所述方法包括用如上定義的組合物或根據(jù)上文所述方法制備的組合物涂覆張頁(yè)紙或卷筒紙的至少一個(gè)表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括以下步驟除去任何過(guò)量的涂料組合物、干燥并任選壓光所述張頁(yè)紙或卷筒紙。
本發(fā)明的另一方面提供了一種用以上組合物涂布的或根據(jù)以上方法制造的紙產(chǎn)品。
附圖描述

圖1為參考涂料組合物和所述涂料組合物的布氏(Brookfield)粘度的圖示，所述組合物分別包含0.2份CMC、0.4份CMC、0.6份CMC、0.06份NoresinTM(冷水可溶脹淀粉酯)、0.25份NoresinTM和0.35份NoresinTM。
圖2為以上所列組合物的哈克(Haake)粘度的圖示。
圖3為以上所列組合物的保水值的圖示。
圖4描述CMC和NoresinTM用量對(duì)布氏粘度的影響的對(duì)比。
圖5描述CMC和NoresinTM用量對(duì)哈克粘度的影響的對(duì)比。
圖6描述CMC和NoresinTM用量對(duì)保水值的影響的對(duì)比。
圖7為包含實(shí)施例2所制備組合物的組合物的布氏粘度的圖示。
圖8比較新鮮的組合物和儲(chǔ)存的組合物的布氏粘度。
圖9比較新鮮的組合物和儲(chǔ)存的組合物的哈克粘度圖10比較新鮮的組合物和儲(chǔ)存的組合物的保水值。
圖11表示攪拌時(shí)間對(duì)布氏粘度的影響。
圖12表示增稠劑類(lèi)型對(duì)扭矩的影響。
圖13表示增稠劑干燥固體含量對(duì)布氏粘度的影響。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種包含一種或多種增稠劑的紙用涂料組合物，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯。冷水可溶脹(或“冷水溶脹”)淀粉酯為基本上所有顆粒在冷水中溶脹得到粘稠、膠體(粘性易被理解為粘連，膠狀也易被理解為glue)狀分散體的淀粉酯。溶脹淀粉顆粒為吸收水后其尺寸(例如可通過(guò)顯微鏡觀(guān)測(cè))至少成為兩倍的淀粉顆粒。冷水應(yīng)理解為溫度低于50℃的水，優(yōu)選溫度在5℃與40℃之間的水，更優(yōu)選溫度在10℃與35℃之間的水，甚至更優(yōu)選溫度在15℃與35℃之間的水。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述冷水可溶脹淀粉酯為淀粉氨基甲酸酯磷酸酯。其可衍生自任何類(lèi)型的淀粉，例如包括馬鈴薯、玉米、小麥、稻米、木薯、高梁和西米。但是，優(yōu)選其衍生自馬鈴薯或木薯淀粉。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述淀粉酯通過(guò)在低壓下加熱淀粉、酸、尿素、鹽和水的混合物來(lái)制備。如上所指出，所述淀粉優(yōu)選馬鈴薯或木薯衍生的淀粉。所述酸理想地為無(wú)機(jī)酸，例如磷酸或硫酸；所述鹽理想地為堿性鹽，例如銨鹽或蘇打。對(duì)于100份淀粉來(lái)說(shuō)，最初混合物應(yīng)各包含0.02-100份的酸、尿素、鹽和水。對(duì)于100份淀粉來(lái)說(shuō)，所述混合物優(yōu)選包含2.5-40份的酸和尿素及0.05-40份的鹽和水。對(duì)于100份淀粉來(lái)說(shuō)，所述混合物理想地應(yīng)包含約10份酸和尿素及約5份的鹽和水。所述混合物應(yīng)在80-220℃下加熱最高達(dá)24小時(shí)。為得到最好結(jié)果，所述混合物應(yīng)在120-160℃下加熱2-5小時(shí)。所述加熱應(yīng)優(yōu)選在0.001巴與0.8巴之間的壓力下進(jìn)行。更優(yōu)選在0.1巴與0.2巴之間的壓力下進(jìn)行。已發(fā)現(xiàn)以此方式制備的淀粉酯在用作紙用涂料組合物的增稠劑時(shí)提供令人驚訝地良好粘度概況。
具體來(lái)說(shuō)，已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)甚至僅包含少量這類(lèi)增稠劑的涂料組合物具有高(低剪切)布氏粘度(例如400-2000mPa.s)和低(高剪切)哈克粘度(例如10-25mPa.s)。此外，與常規(guī)增稠劑不同，這些組合物的粘度非常穩(wěn)定，甚至在隔夜儲(chǔ)存之后仍非常穩(wěn)定。
因此，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，各種冷水可溶脹淀粉酯為用于本發(fā)明的涂料組合物中的唯一的增稠劑。但是，如果需要，還可使用一種或多種其他增稠劑。優(yōu)選其他增稠劑選自冷水可溶和/或冷水可溶脹化合物，包括但不限于纖維素醚(例如CMC、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、乙基羥乙基纖維素和甲基纖維素)、藻酸鹽(例如藻酸鈉)、黃原膠、角叉菜膠、半乳甘露聚糖(例如瓜爾膠)、天然或改性淀粉(例如旋轉(zhuǎn)干燥淀粉)和合成聚合物(例如聚丙烯酸酯類(lèi))。
在任何情況下，本發(fā)明的一種或多種冷水可溶脹淀粉酯應(yīng)占增稠劑總含量的至少50％(基于干重計(jì)算)，占整個(gè)涂料組合物干重的0.005-2％，優(yōu)選占整個(gè)涂料組合物干重的0.008-1.7％，甚至更優(yōu)選占整個(gè)涂料組合物干重的0.01-1.5％。實(shí)際上已發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)增稠劑相比較，少得多量的冷水可溶脹淀粉酯可得到優(yōu)良涂料組合物必需的流變學(xué)性質(zhì)。結(jié)果，本發(fā)明的涂料組合物將比多數(shù)常規(guī)涂料組合物生產(chǎn)成本低相當(dāng)多。
當(dāng)然，本發(fā)明的涂料組合物還包含一種或多種顏料、一種或多種粘合劑和任選的一種或多種添加劑。所述顏料、粘合劑和任選的添加劑化合物可在本領(lǐng)域可得到的那些產(chǎn)品中并根據(jù)要得到的涂料組合物類(lèi)型進(jìn)行選擇。
天然和合成顏料的實(shí)例包括粘土(例如結(jié)構(gòu)化粘土和鍛燒粘土)、水合鋁硅酸鹽(例如高嶺土)、天然和合成碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、三水合鋁、塑料(聚苯乙烯)顏料、緞光白、滑石、硫酸鋇和氧化鋅。本發(fā)明的涂料組合物優(yōu)選包含占干燥固體重量約30-99％、優(yōu)選45-96％的顏料。
適用于本發(fā)明的組合物中的粘合劑的實(shí)例包括碳水化合物基粘合劑(包括淀粉基粘合劑(例如氧化或酯化淀粉)和纖維素粘合劑(例如CMC和羥乙基纖維素))、蛋白質(zhì)粘合劑(例如干酪素、白明膠、大豆蛋白質(zhì)和動(dòng)物膠)和合成粘合劑，特別為膠乳粘合劑(例如共聚物膠乳、丙烯酸類(lèi)聚合物膠乳、乙烯基聚合物膠乳)和合成橡膠粘合劑。優(yōu)選所述粘合劑經(jīng)選擇使得與所用一種或多種增稠劑的任何一種不同且應(yīng)以0.5-50％干重、更優(yōu)選1-35％干重的量加到所述涂料組合物中。
當(dāng)然，顏料和/或粘合劑和其所用量的選擇應(yīng)根據(jù)所制備涂料組合物的所要性質(zhì)來(lái)確定。
最終涂料組合物的性質(zhì)還可通過(guò)使用任選的添加劑改性或增強(qiáng)。這類(lèi)添加劑的實(shí)例包括表面活性劑(例如陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑和氟表面活性劑)、硬化劑(例如活性鹵素化合物、乙烯基砜化合物、環(huán)氧化合物等)、分散劑(例如聚丙烯酸酯類(lèi)、聚磷酸酯類(lèi)、聚羧酸酯類(lèi)等)、流動(dòng)性改善劑、潤(rùn)滑劑(例如硬脂酸鈣、硬脂酸銨和硬脂酸鋅、蠟或蠟乳液、烷基乙烯酮二聚物、二醇等)、消泡劑(例如辛醇、聚硅氧烷基消泡劑等)、防粘劑、起泡劑、滲透劑、光學(xué)增白劑(例如熒光增白劑)、防腐劑(例如苯并異噻唑酮和異噻唑酮化合物)、殺生物劑(例如偏硼酸鹽、硫氰酸鹽、苯甲酸鈉等)、發(fā)黃抑制劑(例如羥甲基磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉等)、紫外吸收劑(例如在2位具有羥基-二烷基苯基的苯并三唑化合物)、抗氧化劑(例如位阻酚化合物)、減溶解劑(insolubiliser)、抗靜電劑、pH調(diào)節(jié)劑(例如氫氧化鈉、硫酸、鹽酸等)、抗水劑(例如酮樹(shù)脂、陰離子膠乳、乙二醛等)、濕和/或干強(qiáng)劑(例如乙二醛基樹(shù)脂、氧化聚乙烯、三聚氰胺樹(shù)脂、脲甲醛等)、亮光油墨保持添加劑、抗油脂和油添加劑、流平和平整助劑(例如聚乙烯乳液、醇/環(huán)氧乙烷等)等。
若需要此類(lèi)化合物，則各化合物所加入的量應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐和所要制造的涂料組合物的所要性質(zhì)來(lái)決定。所述組合物可呈干燥形式或水溶液形式。水溶液中干物質(zhì)總含量應(yīng)為30-75％重量。剩余25-70％基本由水和/或其他合適流體(例如溶劑)組成。若使用溶劑，則優(yōu)選溶劑選自親水性有機(jī)溶劑，例如甲醇。但是，理想地是單獨(dú)使用水。
本發(fā)明的紙用涂料組合物可通過(guò)混合上述成分(即一種或多種顏料、一種或多種增稠劑(至少一種為冷水可溶脹淀粉酯)、一種或多種粘合劑和任選一種或多種添加劑)到水溶液中來(lái)簡(jiǎn)單地制備。因此，本發(fā)明還提供一種制備紙用涂料組合物的方法及冷水可溶脹淀粉酯在這類(lèi)方法中的用途。
由于顏料一般為以最大量存在的成分，所以混合到水溶液中的所有其他成分的量可常規(guī)地表示為每100份顏料的份數(shù)。因此，對(duì)于100份顏料來(lái)說(shuō)，添加0.01-2(優(yōu)選0.1-1)份冷水可溶脹淀粉酯和1-50(優(yōu)選5-25)份粘合劑到水溶液中。各種成分可以任何順序或同時(shí)混合。所述冷水可溶脹淀粉酯還可單獨(dú)溶解在水中(優(yōu)選干物質(zhì)占1-10％、更優(yōu)選干物質(zhì)占5％)并以粘性溶液形式加到組合物中。對(duì)于更適度增稠來(lái)說(shuō)，可在加入所述一種或多種粘合劑之后將所述一種或多種冷水可溶脹淀粉酯(無(wú)論是否預(yù)先溶解)加到組合物中。這些成分應(yīng)混合足夠時(shí)間以形成充分均勻的漿液。
可將由此制備的涂料組合物儲(chǔ)存或直接涂覆到紙上。因此，本發(fā)明還提供一種制造紙產(chǎn)品的方法，所述方法包括將本文所定義的組合物涂覆到張頁(yè)紙或卷筒紙的至少一個(gè)表面上。
術(shù)語(yǔ)“紙”和“紙產(chǎn)品”指任何厚度的薄片材料，例如包括紙板、卡紙板和瓦楞紙板。相反，術(shù)語(yǔ)“卷筒紙(paper web)”指在造紙過(guò)程中任何階段的全開(kāi)幅的連續(xù)紙帶。
紙產(chǎn)品的涂布可在紙幅成形機(jī)或單獨(dú)涂布機(jī)上進(jìn)行。涂覆涂料組合物到紙產(chǎn)品上的方法在本領(lǐng)域中已知。例如，其包括氣刀涂布、刮桿涂布、刮棒涂布、環(huán)棒涂布、噴涂、刷涂、流延涂布、柔性刮刀涂布、凹板印刷式涂布、噴射供料器涂布(jet applicator coating)、擠出涂布、短停留涂布、載料漏斗涂布、簾式涂布、柔性凸版涂布、施膠印刷涂布、閘輥涂布(gate roll coating)、反向輥涂布和傳遞輥涂布。根據(jù)所要的紙品質(zhì)，可僅涂布一次或數(shù)次，但是至少一次涂布根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行。若進(jìn)行涂覆多于一次，則可將紙網(wǎng)的兩個(gè)表面均涂布。
進(jìn)行涂布步驟之后，可除去過(guò)量涂料組合物。接著將紙干燥并任選壓光以改善表面平滑性和光澤且減小紙張的松厚度。干燥方法包括但不限于空氣或?qū)α鞲稍?例如線(xiàn)型管道干燥、弧形干燥、空氣回路干燥、正弦空氣浮動(dòng)干燥等)、接觸或傳導(dǎo)干燥和輻射能干燥(例如紅外或微波干燥)。壓光可通過(guò)使涂布紙?jiān)趬汗鈯A或輥(優(yōu)選涂有彈性體的夾或輥)之間通過(guò)一次或多次來(lái)進(jìn)行。為得到最好結(jié)果，壓光應(yīng)在高溫下進(jìn)行。對(duì)于各涂布步驟，理想的是得到約4g/m2到約30g/m2(優(yōu)選約6g/m2到約20g/m2)范圍的干燥涂層重量，涂層厚度為1-50μm。
現(xiàn)已有利地發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的涂料組合物得到具有改善光學(xué)性質(zhì)(例如不透明性和白度)和改善的印刷性質(zhì)(例如印刷光澤)的更光滑、光澤度更高的紙產(chǎn)品。因此，用上述組合物涂布的或根據(jù)上述方法實(shí)際上得到的紙產(chǎn)品也形成本發(fā)明的部分，現(xiàn)通過(guò)下列非限制性實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)描述。
實(shí)施例實(shí)施例1-比較CMC和本發(fā)明的冷水可溶脹(cws)淀粉酯的性質(zhì)用0.2、0.4和0.6份CMC FF5(得自Noviant)進(jìn)行一系列測(cè)試，所述份數(shù)為每100份顏料所用的份數(shù)。接著確定在各情況下達(dá)到相同布氏粘度所需的NoresinTMA 180(購(gòu)自Blattmann Cerestar AG的冷水可溶脹淀粉氨基甲酸酯磷酸酯)的量。
CMC和NoresinTM的制備在約40℃下將CMC和NoresinTM加到自來(lái)水中且將其用LD50型溶解器(Pendraulik GmbH)均化30分鐘。分別制備含15.1％干燥固體的CMC及含9.4％和5.5％干燥固體的NoresinTM。在50℃和100rpm下測(cè)定布氏粘度(用布氏RVF粘度計(jì))。結(jié)果見(jiàn)表1和圖4。
表1

如從這些結(jié)果中可看到，含15.1％干燥固體(d.s.)的CMC FF5的布氏粘度為4050mPa.s。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)顯示，當(dāng)以15％d.s使用時(shí)，NoresinTM未得到相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。即使9.4％的NoresinTM溶液的布氏粘度也接近10000mPa.s，因此其太粘而不能進(jìn)行處理。因此，確定NoresinTM的適當(dāng)干燥固體含量為5-6％重量(5.5％的粘度為3120mPa.s)。
涂料組合物的制備用LD50溶解器將表2中所示成分混合5-10分鐘制備涂料組合物。在室溫下加水調(diào)節(jié)干物質(zhì)含量。
試驗(yàn)1、2、3、4a和5a在這些試驗(yàn)中，將CMC和NoresinTM加入顏料漿液中，接著加入膠乳粘合劑。
試驗(yàn)4、5和6-9在這些試驗(yàn)中，首先將膠乳粘合劑加到顏料漿液中，再加入NoresinTM。
對(duì)于所有試驗(yàn)，將總干燥固體含量調(diào)節(jié)為約69％重量，通過(guò)加入50％NaOH溶液將pH調(diào)節(jié)為8.5。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)方法關(guān)于布氏粘度(使用布氏RVF粘度計(jì))和哈克粘度(Haake Rotovisco RT20，轉(zhuǎn)子HS 25/定子HS 28，剪切速率45000s-1)對(duì)涂料組合物進(jìn)行分析。使用bo Akademi GWR法測(cè)量WRV(保水值)。
此分析顯示在較低添加速率下NoresinTM比CMC更有效。實(shí)際上發(fā)現(xiàn)，為了得到布氏粘度為約500mPa.s的涂料組合物，加入0.2份CMC與僅加入0.05份NoresinTM得到相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。為了得到布氏粘度為約1400mPa.s的涂布顏色(coating colour)，與需要加入0.6份CMC相比，僅需要加入0.35份NoresinTM。因此，使用冷水可溶脹淀粉酯代替CMC，可顯著降低成本。
最佳結(jié)果(即更適度的增稠)可由在加入膠乳粘合劑之后將NoresinTM加到涂料組合物混合物中而得到。增稠還通過(guò)加入任意余量的水和使混合物完全均化而降低。
這些試驗(yàn)的全部結(jié)果均見(jiàn)表2和圖1-6中。
表2

實(shí)施例2-干燥固體對(duì)布氏粘度的影響如表3所詳細(xì)說(shuō)明制備各種增稠劑溶液。試驗(yàn)1和1a使用NoresinTMA 180。試驗(yàn)2和2a使用冷水可溶脹天然玉米淀粉(Cerestar)。試驗(yàn)3和3a使用氧化的冷水可溶脹淀粉(Cerestar)。試驗(yàn)4、4a、4.1和4.1a使用CMC FF150(Noviant)。試驗(yàn)5和5a使用冷水可溶脹淀粉醚(Cerestar)，最后，試驗(yàn)6使用冷水可溶脹羥丙基化非離子馬鈴薯淀粉醚(Emsland Strke GmbH)。
在40℃下將增稠劑加到2升金屬燒杯中的自來(lái)水中并以約3200rpm將其攪拌20分鐘。所加入增稠劑的量以所要干燥固體含量(參見(jiàn)表3)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。使用50％NaOH溶液將pH調(diào)節(jié)到表3中所示的值(對(duì)于各增稠劑，測(cè)試近中性和堿性pH以仿效(emulate)單獨(dú)和在涂料組合物中使用這些化合物時(shí)粘度和穩(wěn)定性的差異)。使用本領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)方法(如上所述)測(cè)定布氏粘度、哈克粘度和保水值(WRV)，測(cè)定在制備出溶液之后立即進(jìn)行并在于40℃下隔夜儲(chǔ)存后進(jìn)行。結(jié)果見(jiàn)表3和圖7-10中。
發(fā)現(xiàn)NoresinTM在變化的pH下粘度穩(wěn)定，干燥固體含量為2.2％的NoresinTM得到的布氏粘度可由例如干燥固體含量為6％的CMC或干燥固體含量為14.1％的冷水可溶脹淀粉醚獲得(參見(jiàn)圖7)。還觀(guān)察到NoresinTM溶液的布氏粘度在儲(chǔ)存期間仍令人驚訝地保持穩(wěn)定，而例如用cws天然玉米淀粉制備的溶液粘度將超過(guò)兩倍(參見(jiàn)圖8)。
如圖9所示，NoresinTM溶液的哈克粘度合乎需要地低于用各種替代增稠劑所制備溶液的哈克粘度。還發(fā)現(xiàn)NoresinTM溶液的哈克粘度在儲(chǔ)存期間保持穩(wěn)定。
發(fā)現(xiàn)NoresinTM溶液的保水值適用于涂料組合物并且其隨時(shí)間而穩(wěn)定(圖10)。具體來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)NoresinTM溶液的保水值合乎需要地低于具有相當(dāng)干物質(zhì)的CMC溶液的保水值。
表3

實(shí)施例3-攪拌時(shí)間對(duì)布氏粘度的影響NoresinTM和cws天然玉米淀粉溶液通過(guò)在40℃下分別將2.3％干物質(zhì)和8.9％干物質(zhì)加到1升金屬燒杯中的自來(lái)水中來(lái)制備。以3200rpm將這些溶液混合20分鐘。使用標(biāo)準(zhǔn)方法(如上所述)測(cè)量布氏粘度。結(jié)果見(jiàn)表4和圖11。
表4

如從這些結(jié)果中可看到，與常規(guī)增稠劑的布氏粘度相比較，NoresinTM溶液的布氏粘度令人驚訝地保持穩(wěn)定。
實(shí)施例4-增稠劑對(duì)扭矩的影響在1升金屬燒杯中制備增稠劑溶液。所用增稠劑和各溶液的干燥固體含量見(jiàn)表5。以1500rpm攪拌各種溶液(用IKA推進(jìn)式攪拌器，MR-AO.2)直到得到穩(wěn)定曲線(xiàn)。使用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量扭矩(用來(lái)自IKA-Janke & Kunkel，RE-162的扭矩測(cè)量裝置)。記錄開(kāi)始和終止值。結(jié)果見(jiàn)表5和圖12中。
發(fā)現(xiàn)低干物質(zhì)(2％ds)的NoresinTM具有與更高干物質(zhì)的其他增稠劑類(lèi)似的扭矩值(即抗剪切性)。當(dāng)使用低干物質(zhì)的更常規(guī)的增稠劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)其扭矩值相當(dāng)大程度地下降(表5中，以2％d.s的CMC舉例說(shuō)明)。
表5

實(shí)施例5-干燥固體對(duì)布氏粘度的影響如實(shí)施例2中所述制備各種增稠劑溶液。對(duì)各增稠劑量測(cè)若干不同干燥固體含量下的布氏粘度(在100rpm和30℃下)。結(jié)果見(jiàn)表6和圖13。
表6

這些結(jié)果證實(shí)，與常規(guī)增稠劑相比較，用相對(duì)低量的NoresinTM可得到高的布氏粘度。
權(quán)利要求
1.一種包含一種或多種增稠劑的紙用涂料組合物，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯。
2.權(quán)利要求1的紙用涂料組合物，其特征在于所述淀粉酯為淀粉氨基甲酸酯磷酸酯。
3.權(quán)利要求1或2的紙用涂料組合物，其特征在于所述淀粉酯衍生自馬鈴薯或木薯淀粉。
4.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的紙用涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物包含0.005-2％干重、優(yōu)選0.008-1.7％干重的所述淀粉酯。
5.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的紙用涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物還包含一種或多種顏料、一種或多種粘合劑和任選的一種或多種添加劑。
6.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的紙用涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物包含30-75％重量的干物質(zhì)。
7.冷水可溶脹淀粉酯在制備紙用涂料組合物中作為增稠劑的用途。
8.一種制備紙用涂料組合物的方法，所述方法包括將一種或多種顏料、一種或多種增稠劑、一種或多種粘合劑和任選的一種或多種添加劑加到水溶液中并混合，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于在加入所述一種或多種增稠劑之前將所述一種或多種粘合劑加到所述水溶液中。
10.權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于對(duì)于100份顏料包含0.01-2份淀粉酯。
11.一種制造紙的方法，所述方法包括將權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物或根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)的方法制備的組合物涂覆到張頁(yè)紙或卷筒紙的至少一個(gè)表面上。
12.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括除去任何過(guò)量的涂料組合物、干燥和任選壓光所述張頁(yè)紙或卷筒紙。
13.一種紙產(chǎn)品，所述紙產(chǎn)品涂有權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物或根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法制造的組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含一種或多種增稠劑的紙用涂料組合物，其特征在于至少一種所述一種或多種增稠劑為冷水可溶脹淀粉酯，本發(fā)明還涉及制備所述組合物的方法和所述組合物在涂布紙產(chǎn)品中的用途。
文檔編號(hào)D21H19/54GK1926285SQ200480040846
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月27日
發(fā)明者D·格利滕伯格 申請(qǐng)人:塞里斯塔控股有限公司