專利名稱：紙表面品質(zhì)改良劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙表面品質(zhì)改良劑。更明確的說，本發(fā)明是關(guān)于一種紙的表面強度(凝聚性)、抗張強度及內(nèi)部強度(凝聚性)的改良劑，尤其可減低印刷時發(fā)生之紙粉的一種含有丙烯酰胺系樹脂組合物的紙表面品質(zhì)改良劑。
為了改進紙的表面品質(zhì)及印刷性等目的，以往使用一種含有淀粉；氧化淀粉、陽離子化淀粉及酵素變性淀粉等淀粉衍生物；羧甲基纖維素等纖維素衍生物或聚乙烯醇(PVA)、陰離子性丙烯酰胺系樹脂等天然及合成水溶性聚合物。其中最廣泛的被使用者為價廉的淀粉衍生物。但該淀粉衍生物及PVA在使用時須經(jīng)炊煮使其溶解，因此其作業(yè)性不佳并且在涂布時會產(chǎn)生泡沫等困擾問題。更有甚者，淀粉類具有腐敗及老化等問題。因此最近已廣泛的以陰離子性聚丙烯酰胺系樹脂替代淀粉衍生物及PVA來作為新聞紙、道林紙及其他各種紙的表面品質(zhì)改良劑。
上述陰離子性聚丙烯酰胺系樹脂是一種水溶性聚合物，它是使(甲基)丙烯酰胺及丙烯酸或甲基丙烯酸等對水具有相當溶解性的單體在水中進行游離基共聚合反應(yīng)而制得的。這些水溶性聚合物已被建議作為紙的表面強度的改進劑應(yīng)用(日本特公昭43-27529號公報)。但是，其對紙的表面強度的改進效果尚不理想。
另有一種紙的強度改良劑被人所知，它是使α，β-不飽和酰胺，α，β-不飽和腈及非離子性單體共聚合反應(yīng)，然后再使所得之共聚合物在堿性水溶液中反應(yīng)而制得(特開昭59-94699號公報)。這種改良劑為一種內(nèi)部添加劑，將其作為如同本發(fā)明之外部添加劑使用時，無法在表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度上表現(xiàn)足夠的改進效果。
除上述外，另有一種丙烯酰胺系樹脂已被建議作為紙的表面品質(zhì)改良劑使用，它是以丙烯酰胺、α，β-不飽和單羧酸、α，β-不飽和二羧酸及不飽和磺酸或其鹽作為必須成份，在尿素化合物的存在下共聚合反應(yīng)而制得(特開平5-302298號公報)。但是，此種樹脂對紙的表面強度的改進效果仍難令人滿意。
最近對于進一步改進紙的表面品質(zhì)的要求已逐漸高漲，因為由于紙的表面強度的不足在印刷上引起之困擾日益增加，故現(xiàn)有的改良劑已無法滿足需求。
尤其，時下新聞用紙等是主要利用膠版印刷法印刷，此時在印刷中產(chǎn)生的紙粉常構(gòu)成極大困擾。為解決此一問題已有人利用堰輥涂布機(gate roll coater)等將淀粉衍生物、PVA或常用的丙烯酰胺系樹脂涂布于紙面上以圖改進其表面強度。
雖然涂布此種水溶性聚合物的紙確能改進其表面強度，但在印刷工序中施加于紙表面的滋潤用水會導(dǎo)致紙表面的粘性顯著增加，結(jié)果反而增加紙粉的產(chǎn)生。因此，為了減少新聞紙等印刷時之紙粉的產(chǎn)生，需要具有優(yōu)異的表面強度改進效果之紙表面品質(zhì)改良劑。
為滿足上述需求，本發(fā)明提供一種可將紙的表面強度、內(nèi)部強度及抗張強度改進且又可減少印刷時產(chǎn)生的紙粉的紙表面品質(zhì)改良劑。
本發(fā)明人為了解決上述問題，經(jīng)潛心研究發(fā)現(xiàn)，于尿素化合物之存在下，將丙烯酰胺單體單獨聚合，或丙烯酰胺單體及交聯(lián)劑，或丙烯酰胺、丙烯腈單體及交聯(lián)劑共聚合所得之丙烯酰胺系樹脂予以水解所得到的丙烯酰胺系樹脂組合物作為紙表面品質(zhì)改良劑使用即可發(fā)揮優(yōu)異之表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度之增進效果，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供的紙表面品質(zhì)改良劑是一種含有由下述方法制取的丙烯酰胺系樹脂組合物；于尿素化合物的存在下，使丙烯酰胺單體單獨聚合，或使50-99.5摩爾％丙烯酰胺單體及0.5-50摩爾％丙烯腈單體，或丙烯酰胺單體及對此丙烯酰胺單體0.005-5摩爾％的交聯(lián)劑，或50-99.5％丙烯酰胺單體、0.5-50％摩爾％丙烯腈單體及對這些丙烯酰胺單體及丙烯腈單體之單體總量0.005-5％的交聯(lián)劑共聚合制得丙烯酰胺系樹脂，繼之對此丙烯酰胺系樹脂添加丙烯酰胺單體及丙烯腈單體的合計量的1-40摩爾％水解劑進行水解，其中該丙烯酰胺系樹脂的構(gòu)成成份的單體與尿素化合物的比率為95-40重量％∶5-60重量％，較佳為95-60重量％∶5-40重量％，更佳為95-70重量％∶5-30重量％。
即，本發(fā)明丙烯酰胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，使丙烯酰胺單體單獨聚合，或使丙烯酰胺單體及丙烯腈單體共聚合，或使丙烯酰胺單體及交聯(lián)劑共聚合，或丙烯酰胺單體、丙烯腈單體及交聯(lián)劑共聚合制得丙烯酰胺系樹脂，隨后將此樹脂的氨基甲酰基或氰基予以水解而將其轉(zhuǎn)換成為陰離子性羧基。此丙烯酰胺系樹脂組合物經(jīng)推測與傳統(tǒng)的由如分子內(nèi)具有羧基的丙烯酸等單體與丙烯酰胺共聚合所得的丙烯酰胺系樹脂形成有不同的序列或鏈區(qū)(sequence)。由于此種羧基序列的差異，使得本發(fā)明丙烯酰胺系樹脂組合物能夠發(fā)揮傳統(tǒng)的陰離子性丙烯酰胺系樹脂所沒有的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度的增進效果。
在本發(fā)明中所用的尿素化合物包括脲、硫脲、乙撐脲及乙撐硫脲等。這些尿素化合物可單獨或二種以上組合使用，但單獨使用脲時在經(jīng)濟上最可取。
可用于本發(fā)明的丙烯酰胺單體除了丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺之外，還包括諸如N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺等N-取代(甲基)丙烯酰胺。此等丙烯酰胺可單獨或二種以上組合使用。
可用于本發(fā)明的丙烯腈單體的具體例子為丙烯腈、甲基丙烯腈等。它們可單獨或組合使用。
可用于本發(fā)明的交聯(lián)劑包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等二(甲基)丙烯酸酯；亞甲基二(甲基)丙烯酰胺、乙烯-二(甲基)丙烯酰胺、六亞甲基-二(甲基)丙烯酰胺、N，N′-二-丙烯酰胺乙酸、N，N′-二-丙烯酰胺甲基乙酸酯、N，N-芐叉-二-丙烯酰胺等二(甲基)丙烯酰胺；己二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯等二乙烯酯；環(huán)氧丙烯酸酯；尿烷丙烯酸酯；烯丙基(甲基)丙烯酸酯、二烯丙基酞酸酯、二烯丙基馬來酸酯、二烯丙基琥珀酸酯、二烯丙基丙烯酰胺、二乙烯苯、二異丙烯苯、二烯丙基胺、N，N-二烯丙基甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基銨、二烯丙基氯菌酸酯、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯等二官能乙烯系單體。
可用的交聯(lián)劑還包括1，3，5-二丙烯酰基六氫-S-三氮嗪、三烯丙基異三聚氰酸酯、N，N-二烯丙基丙烯酰胺、三烯丙基胺、三烯丙基三苯六羧酸酯等三官能乙烯系單體；四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、四烯丙基苯均四酸酯、N，N，N′，N′-四烯丙基-1，4-二氨基丁烷、四烯丙基胺鹽、四烯丙氧基乙烷等四官能乙烯系單體；四羥甲基甲烷、三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、4，4′-二(乙撐亞胺羰基氨基)二苯基甲烷等水溶性氮丙啶基化合物；(聚)乙二醇二縮水甘油乙醚、(聚)丙二醇二縮水甘油乙醚、(聚)丙二醇縮水甘油乙醚、(聚)甘油二縮水甘油、(聚)丙乙醇二縮水甘油乙醚、(聚)甘油三縮水甘油乙醚等水溶性多官能環(huán)氧化合物。
其他可用的交聯(lián)劑為例如3-(甲基)丙烯氧基甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯氧基丙基二甲氧基甲基硅烷及3-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷等硅酮化合物。
除了上述的丙烯酰胺單體、丙烯腈單體及交聯(lián)劑之外亦可使用其他可與彼等共聚合的陰離子性乙烯系單體、陽離子性乙烯系單體及非離子性乙烯系單體，只要其使用不傷害生成的丙烯酰胺樹脂的性能。這些其他單體可單獨或組合使用。
陰離子性乙烯系單體例如包括丙烯酸及甲基丙烯酸等α，β-不飽和單羧酸及其鈉鹽、鉀鹽等堿金屬及其銨鹽等鹽類；馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸等α，β-不飽和二羧酸及其鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽及其銨鹽等鹽類；烏頭酸、3-丁烯-1，2，3-三羧酸、4-戊烯-1，2，4-三羧酸等α，β-不飽和三羧酸及其鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽及其銨鹽等鹽類；乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯鹽胺-2-甲基丙烷磺酸等有機磺酸及其鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽及其銨鹽等鹽類；乙烯磷酸、α-苯基乙烯基磷酸及其鈉鹽、鉀鹽等堿金屬及其銨鹽等鹽類。這些單體可組合使用。
可用的陽離子性乙烯系單體例如包括二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯或二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、烷基二烯丙基胺、二烷基烯丙基胺、丙烯基胺、二烯丙基胺等具有叔胺基、仲胺基或伯胺基的乙烯系單體及其鹽酸、硫酸等無機酸鹽或甲酸、醋酸等有機酸鹽等鹽類。
另外，由該含有叔胺基的乙烯系單體與甲基氯、甲基溴等烷基鹵或芐基氯、芐基溴、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、表氯醇、3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨、縮水甘油基烷基氯化銨等芳烷基鹵等季銨化試劑反應(yīng)生成的含季銨鹽的乙烯系單體，例如2-羥基-N，N，N′，N′-五甲基-N′-[3-{(1-連氧-2-丙烯基)氨基}丙基]-1，3-丙烯二氯二銨等也可以使用。
可用的非離子性乙烯系單體為例如醇及(甲基)丙烯酸的酯類，苯乙烯，苯乙烯衍生物，醋酸乙烯酯，丙酸乙烯酯及甲基乙烯醚等。此等單體可單獨或組合使用。
丙烯鹽胺系樹脂的制造方法如下將生成丙烯酰胺樹脂所需的單體成份及尿素化合物以合計濃度2-50重量％，較佳為5-30重量％，最佳為10-30重量％的量連同適當溶劑，置于適當反應(yīng)器中。使用常用的聚合反應(yīng)引發(fā)劑在40-100℃溫度下進行聚合反應(yīng)0.5-10小時。此時不用說，可以依使用的成份的特征將單體連續(xù)滴加或分批添加。
通?？梢运鳛槿軇?，但也可添加諸如甲醇、乙醇、丙醇及丁醇等低級醇類作為助溶劑。
上述尿素化合物與構(gòu)成丙烯酰胺系樹脂的單體的用量比率為95-40％∶5-60％，％，較佳為95-60％∶5-40％，最佳為95-70％∶5-30％。若尿素化合物的用量為5％以下或60％以上時，無法發(fā)揮充分的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度增進效果。
構(gòu)成上述丙烯酰胺系樹脂的單體，即丙烯酰胺單體及丙烯腈單體的用量比率為99.5-50摩爾％，較佳為95-70摩爾％∶5-30摩爾％，最佳為95-80摩爾％∶5-20摩爾％。若丙烯腈單體的用量為0.5摩爾％以下時，其生成的丙烯酰胺系樹脂無法發(fā)揮充分的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度增進效果，但超過50摩爾％時則生成的丙烯酰胺系樹脂變?yōu)樗蝗苄缘摹?br> 至于交聯(lián)劑的用量通常為構(gòu)成丙烯酰胺系樹脂的單體總量的0.005-5摩爾％，較佳為0.01-2摩爾％，最好為0.01-1摩爾％。
聚合所用聚合反應(yīng)引發(fā)劑可為常用的化合物，例如過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨；叔丁基化過氧氫、二叔丁基過氧化物等過氧化物類；溴酸鈉、溴酸鉀等溴酸鹽；過硼酸鈉、過硼酸鉀、過硼酸銨等過硼酸鹽；過碳酸鈉、過碳酸鉀、過碳酸銨等過碳酸鹽；過磷酸鈉、過磷酸鉀、過磷酸銨等過磷酸鹽。此等引發(fā)劑可單獨使用，但也可與還原劑組合而作為氧化還原體系使用。此時可用的還原劑為例如亞硫酸鹽，亞硫酸氫鹽，或N，N，N′，N′-四甲基乙二胺等有機胺類，2，2′-偶氮-二-2-脒基丙烷鹽酸鹽等偶氮化合物；另外，例如醛糖等還原性糖也可使用。
偶氮化合物也可使用偶氮二異丁腈，2，2′-偶氮-二-2-脒基丙烷鹽酸鹽，2，2′-偶氮-二-2，4-二甲基-戊腈、4，4′-偶氮-二-4-氰基戊酸及其鹽等偶氮化合物。此等引發(fā)劑可單獨或組合使用。引發(fā)劑的使用量為構(gòu)成丙烯酰胺系樹脂的單體總量的0.005-5摩爾％，最好為0.01-2摩爾％。
若需要可使用常用的鏈轉(zhuǎn)移劑，例如烯丙醇、烯丙胺等烯丙基化合物，氫硫基乙醇，氫硫基醋酸或其堿金屬鹽或銨鹽，異丙醇，次磷酸鈉等。
水解劑可以使用諸如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等堿金屬氫氧化物；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等堿金屬碳酸鹽；銨；甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺等胺堿或硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸等無機酸；或甲酸、乙酸、丙酸、甲基硫酸等有機酸。其中對丙烯酰胺樹脂水解效果最好的為氫氧化鈉及氫氧化鉀。
此水解劑最好于聚合反應(yīng)停止后添加于反應(yīng)混合物中，或為了縮短反應(yīng)時間，可在轉(zhuǎn)化率達95摩爾％時添加。若于轉(zhuǎn)化率95摩爾％以下時添加，則會起副反應(yīng)而降低生成的丙烯酰胺系樹脂的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度增進效果。
水解劑的添加量為丙烯酰胺單體及丙烯腈單體的合計量的1-40摩爾％，最好為5-30摩爾％。反應(yīng)是于40-100℃進行0.1-20小時。若水解劑的用量在1摩爾％以下時，無法將足夠的陰離子基引入丙烯酰胺樹脂中，結(jié)果無法充分地改進紙的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度。而當水解劑的用量在40摩爾/％以下時，水解效果不好，亦即反應(yīng)效率差。反應(yīng)時間低于0.1小時時，無法將足夠的陰離子基引入，以致無法改進表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度。反應(yīng)時間在20小時以上時，并不相應(yīng)地增加陰離子基的引入量，故經(jīng)濟上不可取。
依上述條件水解丙烯酰胺系樹脂后，將反應(yīng)混合物的pH調(diào)節(jié)為6-10，而后停止水解，獲得丙烯酰胺系樹脂組合物。含有此種丙烯酰胺系樹脂組合物的紙表面品質(zhì)改良劑，考慮到其作業(yè)性，最好在25℃具有15000cps粘度(依布魯克菲爾德回轉(zhuǎn)式粘度計測定)。
本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑可以和例如淀粉、氧化淀粉、陽離子化淀粉等淀粉類，羧甲基纖維素等纖維素類，PVA，聚丙烯酰胺等天然或合成水溶性聚合物并用。此外，亦可視需要添加諸如表面上漿劑、防滑劑、防腐劑、消泡劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防銹劑、脫模劑、阻燃劑及涂料等添加劑。
若將本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑作為涂布溶液使用時，其濃度最好為0.1-15重量％。涂布量依紙張的上漿度而適當?shù)臎Q定。
本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑可涂布于紙或紙板面上。即利用上漿壓機、膜壓機、堰輥涂布機(gate roll coater)、刮刀涂布機、滾壓機、棒涂布機、氣刀涂布機或噴涂法涂布。
本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑可用于新聞用紙、涂布原紙、襯紙、紙板、難燃原紙、明信片及道林紙的原紙，印刷及筆記用紙、PPC用紙、墨水噴射印刷用紙、及熱敏紙等經(jīng)酸性或中性造紙生產(chǎn)的各種原紙。本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑可用于任何不同上漿度的原紙。將其借助上漿壓機涂布時，為了調(diào)整原紙的吸液量，最好是使用內(nèi)部上漿劑。
本發(fā)明紙表面品質(zhì)改良劑雖可用于上述各種紙及紙板，但對新聞用紙及酸性道林紙?zhí)貏e可發(fā)揮優(yōu)異功效。
下面用實施例及比較例更具體的說明本發(fā)明。文中的百分率(％)均以重量為基準。但本發(fā)明不受實施例限定。
實施例1于備有攪拌機、溫度計、回流冷卻管及氮氣導(dǎo)入管的容積為1公升的四頸燒瓶中放置水341.6克、脲11.9克、50％丙烯酰胺水溶液213.3克及異丙醇13.5克。利用氮氣吹除反應(yīng)系內(nèi)的氧氣后，于45℃下添加5％過硫酸銨水溶液3.4克及2％偏亞硫酸氫鈉水溶液1.8克，然后使該反應(yīng)混合物在80℃下反應(yīng)1小時，之后于該反應(yīng)混合物中再添加20％氫氧化鈉水溶液60.0克(丙烯酰胺量的20摩爾％)后，使該反應(yīng)混合物在80℃下再反應(yīng)1小時。然后添加水24.0克及20％硫酸65.3克使反應(yīng)停止，獲得含固體物量20.8％、粘度5600cps、pH6.4的透明丙烯酰胺樹脂組合物A。
實施例1-7及比較例1-6依照實施例1所述方法，但只改變?nèi)绫?所示的(a)-(d)成份的種類、量或單體/尿素比率，水解劑的種類及量，制得丙烯酰胺系樹脂組合物B-G(實施例)及H-M(比較例)。
實施例1-7及比較例1-6所得的各種丙烯酰胺系樹脂組合物A-M的特性列示于表1中，其中粘度為借助布魯克菲爾德粘度計在25℃下測定的。
實施例1-7及比較例1-6所得的樹脂組合物A-M以及氧化淀粉(日本食品化工制備的氧化淀粉，MS-3800)及PVA(Kuraray公司制備的聚乙烯醇，PVA-117)的應(yīng)用效果的評估依照下述方法進行。
表面強度干燥附著(Dry pick)RI印刷試驗機，夾持寬度10mm油墨FINE INK(大日本油墨化學工業(yè)制，IGT印刷試驗用)、油墨的T.V.＝24濕附著(Wet pick)RI印刷試驗機(備有Moton輥)，夾持寬度10mm油墨CAPS G(大日本油墨化學工業(yè)制，膠版印刷用)，油墨的T.V.＝12對于各試樣用肉眼觀察評估印刷后紙面的紙粉發(fā)生狀況及程度(那撥拉度，picking)，并將其分10個級別評估，10為優(yōu)，1為劣。
內(nèi)部強度內(nèi)聚力(kgf·cm)使用內(nèi)部粘著試驗機(熊谷理機工業(yè)制)，于粘著壓力5kg/cm2、30秒的條件下測定。
抗張強度干燥斷裂長度(km)依JIS P8113測定濕潤斷裂長度(km)依JIS P8135測定應(yīng)用例1-7(用新聞用紙評估)利用3號輥棒涂布機(Bar Coater No.3)將實施例1-7制得的丙烯酰胺系樹脂組合物A-G的1％水溶液涂布于新聞用紙(重43g/m2)的單面上，然后置于轉(zhuǎn)筒干燥機中，于80℃、50秒的條件下干燥。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量為0.06-0.07g(固體)/m2。干燥后將試樣置于溫度20℃、相對濕度(RH)65％的恒溫恒濕室中，經(jīng)過24小時之后，對試樣進行評估試驗。試驗結(jié)果示于表2中。
比較應(yīng)用例1-6除了使用比較例1-6制得的丙烯酰胺系樹脂組合物H-M之外，其余都依應(yīng)用例1-7的方法進行涂布及評估試驗。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量為0.07-0.08(固體)/m2。試驗結(jié)果示于表2中。
比較應(yīng)用例7除了使用濃度3％的MS-3800(日本食品化工制備的氧化淀粉)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例1-7的方法進行涂布及評估試驗。氧化淀粉的涂布量為0.27g(固體)/m2。
試驗結(jié)果示于表2中。
比較應(yīng)用例8除了使用濃度1％的PVA-117(Kuraray公司制備的聚乙烯醇)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例1-7的方法進行涂布及評估試驗。試驗結(jié)果示于表2中。
比較應(yīng)用例9除了只使用水之外，其余都依應(yīng)用例1-7的方法進行涂布及評估試驗。試驗結(jié)果示于表2中。
應(yīng)用例8-14(用酸性道林紙評估)使用3號輥棒涂布機，將實施例1-7制得的丙烯酰胺系樹脂組合物A-G的3％水溶液涂布于酸性道林紙(重量73g/m2)的單面上，然后置于轉(zhuǎn)筒干燥機中于80℃、50秒的條件下干燥。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量以固體物計為0.47-0.50g/m2。干燥后將試樣置于20℃、65％RH的恒溫恒濕室中，經(jīng)24小時后進行評估試驗。試驗結(jié)果示于表3中。
比較應(yīng)用例10-15除了使用比較例1-6制得的丙烯酰胺系樹脂組合物H-M之外，其余都依應(yīng)用例8-14的方法進行涂布及評估試驗。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量以固體物計為0.48-0.49g/m2。試驗結(jié)果示于表3。
比較應(yīng)用例16除了使用濃度6％的MS-3800(日本食品化工制備的氧化淀粉)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例8-14的方法進行涂布及評估試驗。氧化淀粉的涂布量以固體物計為1.02g/m2。試驗結(jié)果示于表3中。
比較應(yīng)用例17除了使用濃度3％的PVA-117(Kuraray公司制備的聚乙烯醇)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例8-14的方法進行涂布及評估試驗。PVA的涂布量以固體物計為0.49g/m2。試驗結(jié)果示于表3中。
比較應(yīng)用例18除了只使用水之外，其余都依應(yīng)用例8-14的方法進行涂布及評估試驗。試驗結(jié)果示于表3中。
應(yīng)用例15-21(用中性道林紙評估)利用實驗型壓機(輥夾壓20kg/cm2，涂速100m/分)，將實施例1-7制得的丙烯酰胺系樹脂組合物A-G的1.5％水溶液涂布于中性道林紙(重84g/m2)的兩面，然后置于轉(zhuǎn)筒干燥機中，于80℃、50秒的條件下干燥。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量以固體物計為0.32-0.34g/m2。干燥后置于20℃、65％RH的恒濕恒濕室中，經(jīng)24小時后對試樣進行評估試驗。試驗結(jié)果示于表4中。
比較應(yīng)用例19-24除了使用比較例1-6制得的丙烯酰胺系樹脂合物H-M之外，其余都依應(yīng)用例15-21的方法進行涂布及評估試驗。丙烯酰胺系樹脂組合物的涂布量以固體物計為0.33-0.34g/m2。試驗結(jié)果示于表4中。
比較應(yīng)用例25除了使用濃度3％的MS-3800(日本食品化工制備的氧化淀粉)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例15-21的方法進行涂布及評估試驗。氧化淀粉的涂布量以固體物計為0.68g/m2。試驗結(jié)果示于表4中。
比較應(yīng)用例26除了使用濃度1.5％的PVA-117(Kuraray公司制備的聚乙烯醇)水溶液之外，其余都依應(yīng)用例15-21的方法進行涂布及評估試驗。PVA的涂布量以固體物計為0.34g/m2。試驗結(jié)果示于表4中。
比較應(yīng)用例27除了只使用水之外，其余都依應(yīng)用例15-21的方法進行涂布及評估試驗。試驗結(jié)果示于表4。
由表1、2、3及4顯示，涂布本發(fā)明組合物的紙的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度比涂布傳統(tǒng)丙烯酰胺樹脂、氧化淀粉及PVA均較優(yōu)。同時，本發(fā)明組合物應(yīng)用在新聞用紙及酸性道林紙上時，尤其可發(fā)揮優(yōu)異的效果。
表1 丙烯酰胺系樹脂組合物的組成及特性
注AAc丙烯酸；IA衣康酸；St苯乙烯；DM二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯MBAAm亞甲基-二-丙烯酸酯水解劑欄中的數(shù)值代表水解劑對(a)丙烯酰胺及(b)丙烯腈的合計量的摩爾％。
表2 用于新聞紙時的效果評估
權(quán)利要求
1.一種紙表面品質(zhì)改良劑，它含有丙烯酰胺系樹脂組合物，其特征在于該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由丙烯酰胺單體聚合反應(yīng)所得的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得的。
2.如權(quán)利要求1中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中構(gòu)成該丙烯酰胺樹脂的單體及該尿素化合物的比率為95～40重量％5～60重量％。
3.如權(quán)利要求2中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該比率為95～60重量％5～40重量％。
4.如權(quán)利要求2中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該比率為95～70重量％5～30重量％。
5.一種紙表面品質(zhì)改良劑，它含有丙烯酰胺系樹脂組合物，其特征在于該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由99.5～50摩爾％丙烯酰胺單體及0.5～50摩爾％丙烯腈單體共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，其中構(gòu)成該丙烯酰胺樹脂的單體及該尿素化合物的比率為95～40重量％5～60重量％。
6.如權(quán)利要求5中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯酰胺樹脂組合物是于尿素化合物的存在下，由95～70摩爾％丙烯酰胺單體及5～30摩爾％丙烯腈單體共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
7.如權(quán)利要求6中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯酰胺樹脂是于尿素化合物的存在下，由95～80摩爾％丙烯酰胺單體及5～20摩爾％丙烯腈單體共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
8.一種紙表面品質(zhì)改良劑，它含有丙烯酰胺系樹脂組合物，其特征在于該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由丙烯酰胺單體及該丙烯酰胺單體的0.005～5摩爾％交聯(lián)劑共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該丙烯酰胺樹脂的單體及該尿素化合物的比率為95～40重量％∶5～60重量％。
9.如權(quán)利要求8中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該交聯(lián)劑的用量為丙烯酰胺單體量的0.01～2摩爾％，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
10.如權(quán)利要求9中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該交聯(lián)劑的用量為丙烯酰胺單體量的0.01～1摩爾％，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
11.一種紙表面品質(zhì)改良劑，它含有丙烯酰胺系樹脂組合物，其特征在于該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由99.5～50摩爾％丙烯酰胺單體、0.5～50摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.005～5摩爾％的交聯(lián)劑共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該構(gòu)成丙烯酰胺樹脂的單體及該尿素化合物的比率為95～40重量％∶5～60重量％。
12.如權(quán)利要求11中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯酰胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由95～70摩爾％丙烯酰胺單體、5～30摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.01～2摩爾％的交聯(lián)劑共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
13.如權(quán)利要求12中所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯酰胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由95～80摩爾％丙烯酰胺單體、5～20摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.01～1摩爾％的交聯(lián)劑共聚合反應(yīng)所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
14.如權(quán)利要求1～13中任1項所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該水解劑選自氫氧化鈉及氫氧化鉀，而其用量為單體總量的1～40摩爾％。
15.如權(quán)利要求1～14中任1項所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯酰胺單體由丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺及N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺中選用。
16.如權(quán)利要求1～15中任1項所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該丙烯腈單體由丙烯腈及甲基丙烯腈中選用。
17.如權(quán)利要求1～16中任1項所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該尿素化合物由脲、硫脲、乙撐脲及乙撐硫脲中選用。
18.如權(quán)利要求8，9，10，11，12或13項所述的紙表面品質(zhì)改良劑，其中該交聯(lián)劑由亞甲基-二-丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺及1，3，5-三羥甲基六氫-S-三嗪中選用。
全文摘要
提供一種含有丙烯酰胺系樹脂組合物的紙表面品質(zhì)改良劑。該樹脂組合物系在尿素化合物的存在下，由丙烯酰胺單體聚合，或由丙烯酰胺單體及丙烯腈單體，或由丙烯酰胺單體及交聯(lián)劑，或由丙烯酰胺單體、丙烯腈單體及交聯(lián)劑共聚合所得到的丙烯酰胺樹脂經(jīng)由水解制得。該紙表面品質(zhì)改良劑比傳統(tǒng)的品質(zhì)改良劑具有優(yōu)異的表面強度、抗張強度及內(nèi)部強度的增進效果。
文檔編號D21H17/00GK1137085SQ9610360
公開日1996年12月4日 申請日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月17日
發(fā)明者那須健司, 河野宏治, 龍澤智, 巖井瀏 申請人:日本匹愛姆西株式會社