纸涂料制剂的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种层合物，该层合物包含用膜涂覆的经涂覆或未经涂覆的纸板，所述膜包含聚合物粘合剂、TiO2和焦磷酸四钾。用包含焦磷酸四钾的膜涂覆的纸或纸板显示出优异的光学性质。
【专利说明】纸涂料制剂
【背景技术】
[0001]本发明涉及具有改进亮度的有色纸涂料。
[0002]在较深色的基材(如废纸板和原色牛皮纸板)上使用二氧化钛(T12)作为纸板涂料中的颜料以改进光学性质，如亮度、不透明度和外观。此外，在轻质涂覆的纸中使用T12以改进不透明度，或在优质涂覆的纸级别中使用T12以改进亮度和外观。由于T12的成本很高，受此影响，造纸厂商试图找到能够减少其使用和/或改进其效率的方法。
[0003]在不存在改性剂如分散剂的情况下，T12颗粒会聚集，导致遮盖效率低。但是，即使在T12分散良好的情况下，随着T12浓度增大，T12颗粒还是会聚集。此外，例如人们已知涂料的过度分散会导致颜料颗粒絮凝，这会导致涂料亮度改进约0.5-1.5点(参见Imerys发表的2001TAPPI涂料会议论文“刮涂操作中的最优分散(Optimum Dispers1n InBlade Coating Operat1ns) ”，以及韦利出版社(Wiley Press)出版的 R.F.Conley 的实用分散体中的“无机盐分散剂”:理解和配制衆液指南(“Inorganic Salt Dispersants” inPractical Dispers1n:A Guide to Understanding and Formulating Slurries)的第三章)。然而，这种亮度的改进归因于涂料孔隙率的增加(这会使来自空气空穴的光散射量增加)，而不是归因于涂料中T12分散体的效率增加。此外，通过使用高水平的分散剂而实现的亮度优势在压延后会大幅降低至小于I点，这是由于在压延过程中除去了加入分散剂时形成的空穴。
[0004]US8, 043，476揭示了具有改进的粘度稳定性的纸或纸板涂料制剂，其包含磷酸盐/酯或膦酸盐/酯官能化的丙烯酸类聚合物粘合剂、T12和聚磷酸盐/酯分散剂。尽管已知磷酸盐/酯或膦酸盐/酯官能度能够增强粘合剂与T12的吸附性，从而改进其使用效率，但是磷酸盐/酯或膦酸盐/酯的存在通常会对粘合剂的粘度稳定性和涂料的水敏感性产生不利影响。此外，用常用的磷酸盐/酯单体(甲基丙烯酸磷酸乙酯(PEM))制备的胶乳总是包含监管可能与食品接触的产品的政府监管机构(例如FDA)所关注的杂质。因此，设计满足以下条件的这样一种涂料将是纸和纸板涂料制剂领域中的一大进展:该涂料不需要包含磷酸盐/酯和膦酸盐/酯官能化粘合剂，同时仍能具有增强的亮度。
【发明内容】
[0005]本发明通过提供这样一种层合物解决了本领域的需求，所述层合物包含经涂覆或未经涂覆的纸板；以及附着于该经涂覆或未经涂覆的纸或纸板上的厚度为5-35微米的一层膜；其中，所述膜包含a) 3-25重量％的聚合物粘合剂；b) 5-35重量％的T12 ；以及c)0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂包含乙酸乙烯基酯聚合物、乙烯基-丙烯酸类聚合物、苯乙烯-丙烯酸类聚合物或苯乙烯-丁二烯聚合物；其中所述重量百分数都是以所述膜的重量为基准计的。
[0006]在另一个方面，本发明是一种方法，该方法包括将厚度为5-35微米的组合物层施涂在纸或纸板上的步骤，其中所述组合物包含以下组分的水性分散体:a)3-25重量％的聚合物粘合剂颗粒；b) 5-35重量％的T12 ;以及c)0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂颗粒包含乙酸乙烯基酯聚合物颗粒、乙烯基-丙烯酸类聚合物颗粒、苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒或苯乙烯-丁二烯聚合物颗粒；其中所述重量百分数都是以所述组合物的固体总重量为基准计的。
[0007]包含焦磷酸钾的膜在使用各种粘合剂和各种等级的T12的情况下相比于表面上包含其他类似的分散剂的膜显示出改进的亮度。
【具体实施方式】
[0008]本发明通过提供这样一种层合物解决了本领域的需求，所述层合物包含经涂覆或未经涂覆的纸板；以及附着于该经涂覆或未经涂覆的纸或纸板上的厚度为5-35微米的一层膜；其中，所述膜包含a) 3-25重量％的聚合物粘合剂；b) 5-35重量％的T12 ；以及c)0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂包含乙酸乙烯基酯聚合物、乙烯基-丙烯酸类聚合物、苯乙烯-丙烯酸类聚合物或苯乙烯-丁二烯聚合物；其中所述重量百分数都是以所述膜的重量为基准计的。
[0009]优选地，以所述组合物的固体总重量为基准计，所述粘合剂的重量百分数为5-25重量％。所述粘合剂最多可包含8重量％的磷酸盐/酯或膦酸盐/酯基团，但优选基本上不包含这些基团。如本文所用，术语“基本不含磷酸盐/酯或膦酸盐/酯基团”表示以粘合剂的重量为基准计，所述粘合剂颗粒包含小于0.05重量％,优选小于0.01重量更优选小于0.001重量％，最优选O重量％的磷酸盐/酯和膦酸盐/酯基团。
[0010]所述水性组合物优选包含5-25重量％，更优选等于或小于20重量％，最优选等于或小于15重量％ T12，所述含量以所述组合物的固体总重量为基准计；所述1102可以是金红石或锐钛矿T12,并且可以是未经处理的或者是经无机二氧化硅或氧化铝或氧化锆处理的，或其组合。
[0011]以所述组合物的重量为基准计，所述组合物中焦磷酸四钾的含量优选为0.2-0.8
重量％。
[0012]较好的是，本发明的组合物包含其他添加剂，所述添加剂包括辅助颜料，例如粘土和碳酸钙；流变改性剂；空心球颜料，例如ROPAQUE? AF-1055Hollow Sphere Pigment (陶氏化学公司(Dow Chemical Company)或其附属公司的商标)；天然粘合剂，例如蛋白质和淀粉；光学增白剂；润滑剂；消泡剂；交联剂；和其它分散剂，如聚丙烯酸基分散剂。通过使用Sedigraph所测得，可用于本发明组合物的辅助颜料的粒度优选小于2微米，更优选80-100重量％的所述辅助颜料小于2微米。该优选的尺寸范围显著小于漆制剂中常用的辅助颜料的粒度。
[0013]所述膜的厚度优选为等于或大于5微米，更优选等于或大于10微米，并且等于或小于35微米，更优选等于或小于20微米，该厚度大约是常规漆涂料的膜厚度的三分之一至十分之一。
[0014]在另一个方面，本发明是一种方法，该方法包括将厚度为5-35微米的组合物层施涂在纸或纸板上的步骤，其中所述组合物包含以下组分的水性分散体:a)3-25重量％的聚合物粘合剂颗粒；b) 5-35重量％的T12 ;以及c)0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂颗粒包含乙酸乙烯基酯聚合物颗粒、乙烯基-丙烯酸类聚合物颗粒、苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒或苯乙烯-丁二烯聚合物颗粒；其中所述重量百分数都是以所述组合物的固体总重量为基准计的。所述粘合剂颗粒的体积平均粒度等于或大于50纳米，更优选等于或大于80纳米，至小于或等于500纳米，更优选小于或等于300纳米。
[0015]我们惊喜地发现，本发明的层合物使得纸或纸板具有亮度，并且没有额外添加T12,并且较好的是使用基本不含或完全不含磷酸盐/酯和膦酸盐/酯基团的粘合剂。此外，如以下实施例所示，我们惊喜地发现，经包含TKPP的有色膜涂覆的纸或纸板的亮度始终优于表面上包含类似的分散剂(TSPP或KTPP)的膜。通常对于各种粘合剂和T12类型都观察到这种优异性的趋势。
[0016]
[0017]产品名MM.
[0018]Kaomax 粘土粘土
[0019]RPS Vantage T12RPS T12
[0020]Kronos 2063Ti022063Ti02
[0021]T1-Pure R_746Ti02R_746Ti02
[0022]P0LYC0?3960乙烯基丙烯酸类胶乳乙烯基丙烯酸类胶乳
[0023]RHOPLEX? NW-1715K苯乙烯丙烯酸类胶苯乙烯丙烯酸类胶乳
[0024]乳
[0025]RHOPLEX? RM- 232D HASE 流变改性剂 RM-232D
[0026]ROPAQUE? AF-1055 空心球颜料AF-1055
[0027]焦磷酸四钠TSPP
[0028]焦磷酸四钾TKPP
[0029]三聚磷酸钾KTPP
[0030]P0LYC0、RHOPLEX 和 ACUMER 均为陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)或其附属公司的商标。
[0031]实施例
[0032]实施例1-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳和TKPP的涂料
[0033]将RPS T12 (10.5重量份，70.58%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)，然后加入TKPP (0.3重量份，5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0034]比较例1-制备不含分散剂的乙烯基丙烯酸类胶乳涂料
[0035]将RPS T12 (10.5重量份，70.58%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45 %。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0036]比较例2-制备包含TSPP的乙烯基丙烯酸类胶乳涂料
[0037]按照实施例1的方法进行制备，不同之处在于使用TSPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP。
[0038]比较例3-制备包含KTPP的乙烯基丙烯酸类胶乳涂料
[0039]按照实施例1的方法进行制备，不同之处在于使用KTPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP。
[0040]实施例2-制备包含苯乙烯丙烯酸类胶乳和TKPP的涂料
[0041]将RPS T12 (10.5重量份，70.58%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入苯乙烯丙烯酸类胶乳(20重量份，46.5%固体)，然后加入TKPP (0.8重量份，5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.2重量份，28.27%固体)。
[0042]比较例4-制备不含分散剂的苯乙烯丙烯酸类胶乳涂料
[0043]将RPS T12 (10.5重量份，70.58%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入苯乙烯丙烯酸类胶乳(20重量份，46.5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体调节至45 %。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入0.2重量份的RM-232D (28.27%固体)。
[0044]比较例5-制备包含TSPP的苯乙烯丙烯酸类胶乳涂料
[0045]按照实施例2的方法进行制备，不同之处在于使用TSPP (0.8重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP。
[0046]比较例6-制备包含KTPP的苯乙烯丙烯酸类胶乳涂料
[0047]按照实施例2的方法进行制备，不同之处在于使用KTPP (0.8重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP。
[0048]实施例3和比较例7-9使用乙烯基丙烯酸类胶乳粘合剂以及2063Ti02，所述2063Ti02相比于RPS T12具有较低的T12纯度和较高浓度的无机氧化铝表面处理。
[0049]实施例3-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、2063Ti02和TKPP的涂料
[0050]将2063Ti02 (10.5重量份，77.8%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)，然后加入TKPP (0.3重量份，5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0051]比较例7-制备不含分散剂的乙烯基丙烯酸类胶乳和RPS T12涂料
[0052]将2063Ti02 (10.5重量份，77.8%固体)加入粘土 (89.5重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45 %。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0053]比较例8-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、2063Ti02和TSPP的涂料
[0054]按照实施例3的方法进行制备，不同之处在于使用TSPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP分散剂。
[0055]比较例9-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、2063Ti02和KTPP的涂料
[0056]按照实施例3的方法进行制备，不同之处在于使用KTPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP分散剂。
[0057]实施例4和比较例10-12使用乙烯基丙烯酸类胶乳粘合剂和R_746Ti02，所述R-746Ti02是经氧化铝和二氧化硅表面处理的T12，其相比于RPS T12纯度降低。
[0058]实施例4-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、R-746Ti02和TKPP的涂料
[0059]将R-746Ti02 (10.5 重量份，76.81% 固体)加入粘土 (89.5 重量份，68.24% 固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)，然后加入TKPP (0.3重量份，5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0060]比较例10-制备不含分散剂的乙烯基丙烯酸类胶乳和R_746Ti02涂料
[0061]将R-746Ti02 (10.5 重量份，76.81% 固体)加入粘土 (89.5 重量份，68.24% 固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45 %。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0062]比较例11-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、R-746Ti02和TSPP的涂料
[0063]按照实施例4的方法进行制备，不同之处在于使用TSPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP分散剂。
[0064]比较例12-制备包含乙烯基丙烯酸类胶乳、R-746Ti02和KTPP的涂料
[0065]按照实施例4的方法进行制备，不同之处在于使用KTPP (0.3重量份，5%固体)作为分散剂代替TKPP分散剂。
[0066]实施例5-制备包含RPS Ti02、AF-1055和TKPP的涂料
[0067]将RPS T12 (9 重量份，70.58% 固体)和 AF-1055 (2.16 重量份，26.61% 固体)加入粘土(88.6重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)，然后加入TKPP (0 .24重量份，5%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM_232D(0.6重量份，28.27%固体)。
[0068]比较例13-制备不含分散剂的、包含RPS T12和AF-1055的涂料
[0069]将RPS T12 (9重量份，70.58%固体)和AF_1055(2.4重量份，26.61%固体)加入粘土(88.6重量份，68.24%固体)，然后加入乙烯基丙烯酸类胶乳(20重量份，49.8%固体)。加入额外的DI水，从而将固体百分数调节至45%。然后用NaOH将pH值调节至8-8.5，然后加入RM-232D (0.6重量份，28.27%固体)。
[0070]制备经涂覆的样品
[0071]使用#12绕线棒将涂料手工施加在Leneta漆擦洗面板基材上，然后在83°C下干燥3分钟。使用Technidyne Micro S-5亮度计(Brightmeter)进行亮度测量。在测量前使用标样(亮度读数为84.7)进行亮度校准。每个样品记录五次测量值，其平均值示于表
I。实施例1-2和比较例1-6 (C1-C6)的亮度数据示于表1中:
[0072]表1-包含RPS Vantage T12和乙烯基丙烯酸类胶乳(VA)或苯乙烯丙烯酸类胶乳(SA)的涂料的亮度比较
[0073]
【权利要求】
1.一种层合物，所述层合物包含经涂覆或未经涂覆的纸板；以及附着于该经涂覆或未经涂覆的纸或纸板上的厚度为5-35微米的一层膜；其中，所述膜包含a) 3-25重量％的聚合物粘合剂；b)5-35重量％的1102 ;以及c)0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂包含乙酸乙烯基酯聚合物、乙烯基-丙烯酸类聚合物、苯乙烯-丙烯酸类聚合物或苯乙烯-丁二烯聚合物；其中所述重量百分数都是以所述膜的重量为基准计的。
2.如权利要求1所述的层合物，其特征在于，所述聚合物粘合剂包含小于0.05重量％的磷酸盐/酯和膦酸盐/酯基团，所述含量以所述粘合剂的重量为基准计。
3.如权利要求1或2所述的层合物，其特征在于，所述焦磷酸四钾的浓度为0.2-0.8重量％，所述浓度以所述膜中的固体总重量为基准计。
4.如权利要求1-3中任一项所述的层合物，其特征在于，所述膜还包含粘土和/或碳酸钙。
5.如权利要求1-4中任一项所述的层合物，其特征在于，所述粘合剂是乙酸乙烯基酯聚合物。
6.如权利要求1-4中任一项所述的层合物，其特征在于，所述粘合剂是苯乙烯-丙烯酸类聚合物。
7.如权利要求1-4中任一项所述的层合物，其特征在于，所述粘合剂是苯乙烯-丁二烯。
8.如权利要求1-7中任一项所述的层合物，其特征在于，所述膜包含一种或多种选自下组的添加剂:流变改性剂；空心球颜料；天然粘合剂；光学增白剂；润滑剂；消泡剂；交联剂；和聚丙烯酸。
9.一种方法，该方法包括将厚度为5-35微米的组合物层施涂在纸或纸板上的步骤，其中所述组合物包含以下组分的水性分散体:a)3-25重量％的聚合物粘合剂颗粒；b)5-35重量％的T12 ;以及c) 0.1-2重量％的焦磷酸四钾；其中所述聚合物粘合剂颗粒包含乙酸乙烯基酯聚合物颗粒、乙烯基-丙烯酸类聚合物颗粒、苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒或苯乙烯-丁二烯聚合物颗粒；其中所述重量百分数都是以所述组合物的固体总重量为基准计的。
【文档编号】D21H19/48GK104074096SQ201410090380
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】V·卡利哈利, J·A·罗珀三世 申请人:陶氏环球技术有限公司