專利名稱:蒸氣屏蔽組合物的制作方法
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及對(duì)于氣體和水分具有低滲透性的一種水可分散的組合物，以及使用上述組合物制得的防潮紙、紙板或卡紙板。
本發(fā)明的背景最近，為了節(jié)約資源，收集用過的紙張和在將紙張溶于水中之后再生纖維的需求日益增多。要求滿足這一需求的紙張具有所謂的容易浸漬性能，即當(dāng)紙溶于水中時(shí)該紙張容易地浸漬成細(xì)纖維形式。
用于制造容易浸漬性防潮紙的組合物可以從US5,527,623中已知。US5,527,623的實(shí)施例8描述了水乳液，它包括組分(X)，(Y)和(Z)，其中組分(X)是具有0℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的乙烯-氯乙烯系列共聚物，其包含20wt％乙烯，41wt％氯乙烯和39wt％乙酸乙烯酯，組分(Y)是具有125℃軟化點(diǎn)的松香酯的乳液和組分(Z)是具有57℃熔點(diǎn)的蠟的乳液。以20g/m2的量施涂于80g/m2的基重的紙上，該涂層紙具有19g/m2·24h的透濕性。
本發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種組合物，它用于制造對(duì)于氣體和水分具有低滲透性的拒水性的紙、紙板或卡紙板。
本發(fā)明的組合物包括組分(A)到(C)和任選的一種或幾種組分(D)到(H)，按照下列干重用量(wt)(A)5-89wt％的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)(B)1-20wt％的苯乙烯馬來酰亞胺(SMI)(C)5-50wt％的丙烯酸乙烯酯(D)0-20wt％的水溶性組分，優(yōu)選聚乙烯醇或淀粉(E)0-7wt％的蠟(F)0-6wt％的苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)或它的鹽(G)0-70wt％的合成粘結(jié)劑，優(yōu)選苯乙烯丁二烯(SB)膠乳(H)0-70wt％的礦物，優(yōu)選高嶺土或滑石本發(fā)明的詳細(xì)說明下面詳細(xì)描述本發(fā)明。本發(fā)明的含水乳液或分散體含有如上所述的組分(A)，(B)和(C)作為主要組分。
組分(A)是S-89wt％(干重)PVB。如果PVB在本發(fā)明的組合物中的含量低于5wt％，則用該乳液或分散體獲得的紙張具有差的拒水性能和太低的透濕性。具有高于89wt％PVB的組合物具有太高的抗剪強(qiáng)度而無法在高速紙張涂敷工藝中施涂。
優(yōu)選的組合物包括40-70wt％PVB。用包括低于70wt％的PVB的根據(jù)本發(fā)明的組合物處理過的紙能夠使用低混合速度再次漿化，而從所獲得的紙漿生產(chǎn)的紙顯示出較低量的粘性和團(tuán)聚的顆粒。用包括至少40wt％的PVB的組合物處理過的紙對(duì)于液體穿透具有優(yōu)異的阻力。
PVB一般作為在水中的乳液來使用。PVB乳液的合適濃度是大約50wt％。高于50wt％的濃度難以處理，歸因于它們的快干特性。
該乳液包括具有在90至1000nm之間的優(yōu)選平均粒度的PVB顆粒。為了穩(wěn)定該P(yáng)VB乳液，該乳液進(jìn)一步包括乳化劑。PVB在水中的合適乳化劑是例如蓖麻油等。
一般該P(yáng)VB乳液包括至少20wt％，但更優(yōu)選至少40wt％的乳化劑，基于100wt％的PVB計(jì)。
組分(B)包括至多20wt％，優(yōu)選5-15wt％，的苯乙烯馬來酰亞胺共聚物(SMI)。應(yīng)該避免其超過20wt％，因?yàn)橥坑懈鶕?jù)本發(fā)明的組合物的紙的熱封性太低。優(yōu)選的共聚物包括20-30wt％的馬來酸單體單元。
組分(C)是包括5-30wt％的乙烯和粒度在100至1000nm之間的丙烯酸乙烯酯共聚物。優(yōu)選該粒度在300-700nm之間。最優(yōu)選該粒度在450-550nm之間。在本發(fā)明的組合物中丙烯酸乙烯酯的量是5-50wt％，優(yōu)選10-30wt％。至少5wt％的丙烯酸乙烯酯的量用于獲得紙，后者可用水基膠液、熱熔體容易地密封或它是熱封性的。所述量高于50wt％的組合物則顯示出太高的蒸氣透過性。
本發(fā)明的組合物可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)下列組分(D)0-20wt％的水溶性組分，優(yōu)選聚乙烯醇或淀粉(E)0-7wt％的蠟
(F)0-6wt％的苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)或它的鹽(G)0-70wt％的合成粘結(jié)劑，優(yōu)選苯乙烯丁二烯(SB)膠乳(H)0-70wt％的礦物，優(yōu)選高嶺土或滑石組分(D)包括至多20wt％的水溶性粘結(jié)劑如聚乙烯醇或淀粉并一般被添加來改進(jìn)組合物的流變性能。合適的聚乙烯醇具有較高的分子量，優(yōu)選超過150,000g/mol和具有盡可能低的皂化度。
組分(E)是具有50℃到100℃，優(yōu)選50℃到70℃的熔點(diǎn)的蠟的乳液。如果它的熔點(diǎn)是太低的，則使用含水乳液獲得的紙具有差的粘合性能，而如果它的熔點(diǎn)太高，則所獲得的紙具有差的疏水性能。用于本發(fā)明中的蠟的乳液是，例如，市場(chǎng)上可買到的石蠟乳液或微晶蠟(microwax)乳液，和如果想望和需要，這些乳液的混合物都能夠使用。
組分(F)是苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)或它的鹽，優(yōu)選包括20-50wt％的馬來酸酐單元。SMA的合適分子量是在80,000至150,000g/mol之間。在本發(fā)明的組合物中SMA的量是0-6wt％，優(yōu)選0.1-4wt％。SMA的低于2wt％的量早已改進(jìn)本發(fā)明組合物的流變特性。在包括至多7wt％蠟的組合物中SMA的附加優(yōu)點(diǎn)是它防止蠟(尤其低熔點(diǎn))遷移到涂有該組合物的紙張的表面上。應(yīng)該避免超過6wt％的SMA的組合物，歸因于它們的親水特性。
組分(G)是合成粘結(jié)劑如苯乙烯丁二烯(SB)，丙烯酸酯，丙烯酸苯乙烯酯或聚乙酸乙烯酯膠乳，優(yōu)選苯乙烯丁二烯膠乳，它以至多70wt％的量被添加到本發(fā)明的組合物中。
組分(H)是礦物如高嶺土或滑石。高嶺土或滑石和尤其后者在本發(fā)明的組合物中的使用甚至進(jìn)一步改進(jìn)阻隔性能和紙的運(yùn)行性能。
本發(fā)明的含水乳液或分散體能夠通過例如下列方法來生產(chǎn)。作為組分(A)的PVB乳液被加入到裝有攪拌器的容器中并攪拌到不形成氣泡的程度。SMI的含水溶液和丙烯酸乙烯酯的乳液相繼被添加到該混合物中，可能的話還添加一種或多種的組分(D)到(H)。因此獲得了本發(fā)明的含水乳液或分散體。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括原紙的容易浸漬的防潮的紙，在該原紙的至少一個(gè)表面上涂有一層包括本發(fā)明的水可分散的組合物的含水乳液或分散體，其中在該含水乳液中的固體含量是30-65wt％。優(yōu)選固體含量是45-50wt％。在30-60wt％范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的組合物的粘度適合于在紙張涂敷機(jī)器上處理。具有45-50wt％的固體含量的組合物的粘度允許在高速紙張涂敷機(jī)械上處理。
本發(fā)明的容易浸漬的防潮的紙通過在原紙的至少一個(gè)表面上以0.5-25g/m2，優(yōu)選5-15g/m2的量涂敷含水乳液來獲得。如果含水乳液的用量低于8g/m2，則所獲得的紙因?yàn)獒樋椎男纬珊驮埨w維的起毛的發(fā)生而具有低防潮性能和拒水性，而如果含水乳液的量高于25g/m2，則無法獲得蒸氣透過速率的相關(guān)改進(jìn)。然而在某些應(yīng)用中，例如表面施膠，甚至低涂膠量，如0.5-2g/m2，可以為紙性能得到所需改進(jìn)。
牛皮紙，無原料木的紙，瓦楞紙板原紙等能夠用作該原紙，但用于本發(fā)明中的原紙不局限于這些。
為了獲得本發(fā)明的容易浸漬的防潮的紙，例如，確定量的含水乳液用例如刮刀涂布機(jī)，輥涂機(jī)，膜轉(zhuǎn)移涂布機(jī)，噴霧涂布機(jī)，幕涂機(jī)或氣刀涂布機(jī)被涂敷在原紙上，和然后適當(dāng)?shù)馗稍?，甚至在高于約125℃和至多200℃的溫度下。另外，當(dāng)干燥溫度太低時(shí)，有時(shí)見到所荻得的容易浸漬的防潮的紙具有差的防潮性能。
本發(fā)明的容易浸漬的防潮紙因?yàn)閮?yōu)異的特性而最適合用于寬的領(lǐng)域中，例如作為包裝紙，耐水性波紋狀纖維板紙或復(fù)印紙的包裝紙。
本發(fā)明的另外優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本發(fā)明的組合物不含鹵素，對(duì)液體具有高阻力并能夠在線地在紙生產(chǎn)機(jī)上施涂。用本發(fā)明的組合物處理的紙顯示高的氧阻隔性能，使得非常適合于包裝食品。
實(shí)驗(yàn)通過實(shí)施例I到X，根據(jù)表1和表2來更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
含水組合物是以表1中所示的組分(A)到(H)的量獲得。對(duì)于每一種組合物，涂層紙是在下列涂敷條件下制得以表2中所示的涂敷量用輥涂機(jī)將各含水乳液涂敷在具有在表2中給出的基重的紙或卡紙板上來獲得各涂層紙。
該涂層紙?jiān)?40℃下干燥，和蒸氣透過速率，拒水性，摩擦系數(shù)，和耐油脂性的各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)如下。
該蒸氣透過速率是根據(jù)DIN 53122的杯碟法測(cè)量的。
該拒水性是使用由8g/m2的根據(jù)表1的組合物處理的牛皮紙分別在3分鐘和10分鐘根據(jù)Cobb方法測(cè)量的。
根據(jù)3M的Kitt試驗(yàn)來測(cè)量耐油脂性。
該摩擦系數(shù)(C.O.F)是在可變斜坡上用1kg的重量來測(cè)量。給出評(píng)級(jí)“低”，“中等”和“高”。
所獲得的結(jié)果示于表2中。
表1
表2
權(quán)利要求
1.一種組合物，包括組分(A)到(C)和任選的一種或幾種組分(D)到(H)，按照下列干重用量(A)5-89wt％的聚乙烯醇縮丁醛(B)1-20wt％的苯乙烯馬來酰亞胺(C)5-50wt％的丙烯酸乙烯酯(D)0-20wt％的水溶性組分(E)0-7wt％的蠟(F)0-6wt％的苯乙烯馬來酸酐共聚物或它的鹽(G)0-70wt％的合成粘結(jié)劑(H)0-70wt％的礦物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的組合物，其中組分(A)的量是40-70wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中組分(B)的量是5-15wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中組分(C)的量是10-30wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中組分(F)的量是0.1-4wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中水溶性組分為聚乙烯醇或淀粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中合成粘結(jié)劑為苯乙烯丁二烯膠乳。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的組合物，其中礦物為高嶺土或滑石。
9.包括根據(jù)權(quán)利要求
1到8中任何一項(xiàng)的組合物的含水乳液或分散體。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的含水乳液或分散體，其中固體含量是30-65wt％。
11.在至少一個(gè)表面上用權(quán)利要求
1到8中任何一項(xiàng)的組合物涂敷的紙、紙板或卡紙板。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的紙、紙板或卡紙板，其中組合物的量是0.5-25g/m2。
專利摘要
本發(fā)明涉及用于制造對(duì)水分有低滲透性的防水紙的水可分散的組合物。組合物包括組分(A)到(H)，按照下列干重重量(wt%)(A)5-89wt%的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，(B)1-20wt%的苯乙烯馬來酰亞胺(SMI)，(C)5-50wt%的丙烯酸乙烯酯，(D)0-20wt%的聚乙烯醇或淀粉，(E)0-7wt%的蠟，(F)0-6wt%的苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)，(G)0-70wt%的苯乙烯丁二烯(SB)膠乳和(H)0-70wt%的滑石。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括原紙的容易浸漬的防潮的紙，在該原紙的至少一個(gè)表面上涂有一層包括水可分散的組合物的含水乳液或分散體，其中在該水乳液中的固體含量是30-65wt%。
文檔編號(hào)C08L29/14GKCN1330699SQ03820878
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2003年9月4日
發(fā)明者H·J·F·范登阿比勒, T·金皮梅基 申請(qǐng)人:西巴特殊化學(xué)品控股有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan