紙表面品質改良劑的製作方法
2023-05-21 03:57:16 1
專利名稱：紙表面品質改良劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及紙表面品質改良劑。更明確的說，本發明是關於一種紙的表面強度(凝聚性)、抗張強度及內部強度(凝聚性)的改良劑，尤其可減低印刷時發生之紙粉的一種含有丙烯醯胺系樹脂組合物的紙表面品質改良劑。
為了改進紙的表面品質及印刷性等目的，以往使用一種含有澱粉；氧化澱粉、陽離子化澱粉及酵素變性澱粉等澱粉衍生物；羧甲基纖維素等纖維素衍生物或聚乙烯醇(PVA)、陰離子性丙烯醯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澱粉衍生物。但該澱粉衍生物及PVA在使用時須經炊煮使其溶解，因此其作業性不佳並且在塗布時會產生泡沫等困擾問題。更有甚者，澱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醯胺系樹脂替代澱粉衍生物及PVA來作為新聞紙、道林紙及其他各種紙的表面品質改良劑。
上述陰離子性聚丙烯醯胺系樹脂是一種水溶性聚合物，它是使(甲基)丙烯醯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而製得的。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-不飽和醯胺，α，β-不飽和腈及非離子性單體共聚合反應，然後再使所得之共聚合物在鹼性水溶液中反應而製得(特開昭59-94699號公報)。這種改良劑為一種內部添加劑，將其作為如同本發明之外部添加劑使用時，無法在表面強度、抗張強度及內部強度上表現足夠的改進效果。
除上述外，另有一種丙烯醯胺系樹脂已被建議作為紙的表面品質改良劑使用，它是以丙烯醯胺、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而製得(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。
最近對於進一步改進紙的表面品質的要求已逐漸高漲，因為由於紙的表面強度的不足在印刷上引起之困擾日益增加，故現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，此時在印刷中產生的紙粉常構成極大困擾。為解決此一問題已有人利用堰輥塗布機(gate roll coater)等將澱粉衍生物、PVA或常用的丙烯醯胺系樹脂塗布於紙面上以圖改進其表面強度。
雖然塗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於紙表面的滋潤用水會導致紙表面的粘性顯著增加，結果反而增加紙粉的產生。因此，為了減少新聞紙等印刷時之紙粉的產生，需要具有優異的表面強度改進效果之紙表面品質改良劑。
為滿足上述需求，本發明提供一種可將紙的表面強度、內部強度及抗張強度改進且又可減少印刷時產生的紙粉的紙表面品質改良劑。
本發明人為了解決上述問題，經潛心研究發現，於尿素化合物之存在下，將丙烯醯胺單體單獨聚合，或丙烯醯胺單體及交聯劑，或丙烯醯胺、丙烯腈單體及交聯劑共聚合所得之丙烯醯胺系樹脂予以水解所得到的丙烯醯胺系樹脂組合物作為紙表面品質改良劑使用即可發揮優異之表面強度、抗張強度及內部強度之增進效果，從而完成了本發明。
本發明提供的紙表面品質改良劑是一種含有由下述方法製取的丙烯醯胺系樹脂組合物；於尿素化合物的存在下，使丙烯醯胺單體單獨聚合，或使50-99.5摩爾％丙烯醯胺單體及0.5-50摩爾％丙烯腈單體，或丙烯醯胺單體及對此丙烯醯胺單體0.005-5摩爾％的交聯劑，或50-99.5％丙烯醯胺單體、0.5-50％摩爾％丙烯腈單體及對這些丙烯醯胺單體及丙烯腈單體之單體總量0.005-5％的交聯劑共聚合製得丙烯醯胺系樹脂，繼之對此丙烯醯胺系樹脂添加丙烯醯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，其中該丙烯醯胺系樹脂的構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，本發明丙烯醯胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，使丙烯醯胺單體單獨聚合，或使丙烯醯胺單體及丙烯腈單體共聚合，或使丙烯醯胺單體及交聯劑共聚合，或丙烯醯胺單體、丙烯腈單體及交聯劑共聚合製得丙烯醯胺系樹脂，隨後將此樹脂的氨基甲醯基或氰基予以水解而將其轉換成為陰離子性羧基。此丙烯醯胺系樹脂組合物經推測與傳統的由如分子內具有羧基的丙烯酸等單體與丙烯醯胺共聚合所得的丙烯醯胺系樹脂形成有不同的序列或鏈區(sequence)。由於此種羧基序列的差異，使得本發明丙烯醯胺系樹脂組合物能夠發揮傳統的陰離子性丙烯醯胺系樹脂所沒有的表面強度、抗張強度及內部強度的增進效果。
在本發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濟上最可取。
可用於本發明的丙烯醯胺單體除了丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺之外，還包括諸如N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-第三辛基(甲基)丙烯醯胺等N-取代(甲基)丙烯醯胺。此等丙烯醯胺可單獨或二種以上組合使用。
可用於本發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。
可用於本發明的交聯劑包括乙二醇二(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)丙烯醯胺、乙烯-二(甲基)丙烯醯胺、六亞甲基-二(甲基)丙烯醯胺、N，N′-二-丙烯醯胺乙酸、N，N′-二-丙烯醯胺甲基乙酸酯、N，N-苄叉-二-丙烯醯胺等二(甲基)丙烯醯胺；己二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯等二乙烯酯；環氧丙烯酸酯；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、二烯丙基丙烯醯胺、二乙烯苯、二異丙烯苯、二烯丙基胺、N，N-二烯丙基甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、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。
可用的交聯劑還包括1，3，5-二丙烯醯基六氫-S-三氮嗪、三烯丙基異三聚氰酸酯、N，N-二烯丙基丙烯醯胺、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氧化合物。
其他可用的交聯劑為例如3-(甲基)丙烯氧基甲基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯氧基丙基二甲氧基甲基矽烷及3-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷等矽酮化合物。
除了上述的丙烯醯胺單體、丙烯腈單體及交聯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醯胺樹脂的性能。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、鉀鹽等鹼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、鉀鹽等鹼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、鉀鹽等鹼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、鉀鹽等鹼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、鉀鹽等鹼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)丙烯醯胺、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、甲基溴等烷基滷或苄基氯、苄基溴、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滷等季銨化試劑反應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。
丙烯鹽胺系樹脂的製造方法如下將生成丙烯醯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，置於適當反應器中。使用常用的聚合反應引發劑在40-100℃溫度下進行聚合反應0.5-10小時。此時不用說，可以依使用的成份的特徵將單體連續滴加或分批添加。
通常可以水作為溶劑，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成丙烯醯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，無法發揮充分的表面強度、抗張強度及內部強度增進效果。
構成上述丙烯醯胺系樹脂的單體，即丙烯醯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，其生成的丙烯醯胺系樹脂無法發揮充分的表面強度、抗張強度及內部強度增進效果，但超過50摩爾％時則生成的丙烯醯胺系樹脂變為水不溶性的。
至於交聯劑的用量通常為構成丙烯醯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％。
聚合所用聚合反應引發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。此等引發劑可單獨或組合使用。引發劑的使用量為構成丙烯醯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，氫硫基醋酸或其鹼金屬鹽或銨鹽，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、氫氧化鋰等鹼金屬氫氧化物；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等鹼金屬碳酸鹽；銨；甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺等胺鹼或硫酸、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。其中對丙烯醯胺樹脂水解效果最好的為氫氧化鈉及氫氧化鉀。
此水解劑最好於聚合反應停止後添加於反應混合物中，或為了縮短反應時間，可在轉化率達95摩爾％時添加。若於轉化率95摩爾％以下時添加，則會起副反應而降低生成的丙烯醯胺系樹脂的表面強度、抗張強度及內部強度增進效果。
水解劑的添加量為丙烯醯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％。反應是於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醯胺樹脂中，結果無法充分地改進紙的表面強度、抗張強度及內部強度。而當水解劑的用量在40摩爾/％以下時，水解效果不好，亦即反應效率差。反應時間低於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、抗張強度及內部強度。反應時間在20小時以上時，並不相應地增加陰離子基的引入量，故經濟上不可取。
依上述條件水解丙烯醯胺系樹脂後，將反應混合物的pH調節為6-10，而後停止水解，獲得丙烯醯胺系樹脂組合物。含有此種丙烯醯胺系樹脂組合物的紙表面品質改良劑，考慮到其作業性，最好在25℃具有15000cps粘度(依布魯克菲爾德迴轉式粘度計測定)。
本發明紙表面品質改良劑可以和例如澱粉、氧化澱粉、陽離子化澱粉等澱粉類，羧甲基纖維素等纖維素類，PVA，聚丙烯醯胺等天然或合成水溶性聚合物並用。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、粘度調節劑、防鏽劑、脫模劑、阻燃劑及塗料等添加劑。
若將本發明紙表面品質改良劑作為塗布溶液使用時，其濃度最好為0.1-15重量％。塗布量依紙張的上漿度而適當的決定。
本發明紙表面品質改良劑可塗布於紙或紙板面上。即利用上漿壓機、膜壓機、堰輥塗布機(gate roll coater)、刮刀塗布機、滾壓機、棒塗布機、氣刀塗布機或噴塗法塗布。
本發明紙表面品質改良劑可用於新聞用紙、塗布原紙、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、及熱敏紙等經酸性或中性造紙生產的各種原紙。本發明紙表面品質改良劑可用於任何不同上漿度的原紙。將其藉助上漿壓機塗布時，為了調整原紙的吸液量，最好是使用內部上漿劑。
本發明紙表面品質改良劑雖可用於上述各種紙及紙板，但對新聞用紙及酸性道林紙特別可發揮優異功效。
下面用實施例及比較例更具體的說明本發明。文中的百分率(％)均以重量為基準。但本發明不受實施例限定。
實施例1於備有攪拌機、溫度計、回流冷卻管及氮氣導入管的容積為1公升的四頸燒瓶中放置水341.6克、脲11.9克、50％丙烯醯胺水溶液213.3克及異丙醇13.5克。利用氮氣吹除反應系內的氧氣後，於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，然後使該反應混合物在80℃下反應1小時，之後於該反應混合物中再添加20％氫氧化鈉水溶液60.0克(丙烯醯胺量的20摩爾％)後，使該反應混合物在80℃下再反應1小時。然後添加水24.0克及20％硫酸65.3克使反應停止，獲得含固體物量20.8％、粘度5600cps、pH6.4的透明丙烯醯胺樹脂組合物A。
實施例1-7及比較例1-6依照實施例1所述方法，但只改變如表1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，製得丙烯醯胺系樹脂組合物B-G(實施例)及H-M(比較例)。
實施例1-7及比較例1-6所得的各種丙烯醯胺系樹脂組合物A-M的特性列示於表1中，其中粘度為藉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以及氧化澱粉(日本食品化工製備的氧化澱粉，MS-3800)及PVA(Kuraray公司製備的聚乙烯醇，PVA-117)的應用效果的評估依照下述方法進行。
表面強度乾燥附著(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制，IGT印刷試驗用)、油墨的T.V.＝24溼附著(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制，膠版印刷用)，油墨的T.V.＝12對於各試樣用肉眼觀察評估印刷後紙面的紙粉發生狀況及程度(那撥拉度，picking)，並將其分10個級別評估，10為優，1為劣。
內部強度內聚力(kgf·cm)使用內部粘著試驗機(熊谷理機工業制)，於粘著壓力5kg/cm2、30秒的條件下測定。
抗張強度乾燥斷裂長度(km)依JIS P8113測定溼潤斷裂長度(km)依JIS P8135測定應用例1-7(用新聞用紙評估)利用3號輥棒塗布機(Bar Coater No.3)將實施例1-7製得的丙烯醯胺系樹脂組合物A-G的1％水溶液塗布於新聞用紙(重43g/m2)的單面上，然後置於轉筒乾燥機中，於80℃、50秒的條件下乾燥。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量為0.06-0.07g(固體)/m2。乾燥後將試樣置於溫度20℃、相對溼度(RH)65％的恆溫恆溼室中，經過24小時之後，對試樣進行評估試驗。試驗結果示於表2中。
比較應用例1-6除了使用比較例1-6製得的丙烯醯胺系樹脂組合物H-M之外，其餘都依應用例1-7的方法進行塗布及評估試驗。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量為0.07-0.08(固體)/m2。試驗結果示於表2中。
比較應用例7除了使用濃度3％的MS-3800(日本食品化工製備的氧化澱粉)水溶液之外，其餘都依應用例1-7的方法進行塗布及評估試驗。氧化澱粉的塗布量為0.27g(固體)/m2。
試驗結果示於表2中。
比較應用例8除了使用濃度1％的PVA-117(Kuraray公司製備的聚乙烯醇)水溶液之外，其餘都依應用例1-7的方法進行塗布及評估試驗。試驗結果示於表2中。
比較應用例9除了只使用水之外，其餘都依應用例1-7的方法進行塗布及評估試驗。試驗結果示於表2中。
應用例8-14(用酸性道林紙評估)使用3號輥棒塗布機，將實施例1-7製得的丙烯醯胺系樹脂組合物A-G的3％水溶液塗布於酸性道林紙(重量73g/m2)的單面上，然後置於轉筒乾燥機中於80℃、50秒的條件下乾燥。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量以固體物計為0.47-0.50g/m2。乾燥後將試樣置於20℃、65％RH的恆溫恆溼室中，經24小時後進行評估試驗。試驗結果示於表3中。
比較應用例10-15除了使用比較例1-6製得的丙烯醯胺系樹脂組合物H-M之外，其餘都依應用例8-14的方法進行塗布及評估試驗。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量以固體物計為0.48-0.49g/m2。試驗結果示於表3。
比較應用例16除了使用濃度6％的MS-3800(日本食品化工製備的氧化澱粉)水溶液之外，其餘都依應用例8-14的方法進行塗布及評估試驗。氧化澱粉的塗布量以固體物計為1.02g/m2。試驗結果示於表3中。
比較應用例17除了使用濃度3％的PVA-117(Kuraray公司製備的聚乙烯醇)水溶液之外，其餘都依應用例8-14的方法進行塗布及評估試驗。PVA的塗布量以固體物計為0.49g/m2。試驗結果示於表3中。
比較應用例18除了只使用水之外，其餘都依應用例8-14的方法進行塗布及評估試驗。試驗結果示於表3中。
應用例15-21(用中性道林紙評估)利用實驗型壓機(輥夾壓20kg/cm2，塗速100m/分)，將實施例1-7製得的丙烯醯胺系樹脂組合物A-G的1.5％水溶液塗布於中性道林紙(重84g/m2)的兩面，然後置於轉筒乾燥機中，於80℃、50秒的條件下乾燥。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量以固體物計為0.32-0.34g/m2。乾燥後置於20℃、65％RH的恆溼恆溼室中，經24小時後對試樣進行評估試驗。試驗結果示於表4中。
比較應用例19-24除了使用比較例1-6製得的丙烯醯胺系樹脂合物H-M之外，其餘都依應用例15-21的方法進行塗布及評估試驗。丙烯醯胺系樹脂組合物的塗布量以固體物計為0.33-0.34g/m2。試驗結果示於表4中。
比較應用例25除了使用濃度3％的MS-3800(日本食品化工製備的氧化澱粉)水溶液之外，其餘都依應用例15-21的方法進行塗布及評估試驗。氧化澱粉的塗布量以固體物計為0.68g/m2。試驗結果示於表4中。
比較應用例26除了使用濃度1.5％的PVA-117(Kuraray公司製備的聚乙烯醇)水溶液之外，其餘都依應用例15-21的方法進行塗布及評估試驗。PVA的塗布量以固體物計為0.34g/m2。試驗結果示於表4中。
比較應用例27除了只使用水之外，其餘都依應用例15-21的方法進行塗布及評估試驗。試驗結果示於表4。
由表1、2、3及4顯示，塗布本發明組合物的紙的表面強度、抗張強度及內部強度比塗布傳統丙烯醯胺樹脂、氧化澱粉及PVA均較優。同時，本發明組合物應用在新聞用紙及酸性道林紙上時，尤其可發揮優異的效果。
表1 丙烯醯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值代表水解劑對(a)丙烯醯胺及(b)丙烯腈的合計量的摩爾％。
表2 用於新聞紙時的效果評估
權利要求
1.一種紙表面品質改良劑，它含有丙烯醯胺系樹脂組合物，其特徵在於該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由丙烯醯胺單體聚合反應所得的丙烯醯胺樹脂經由水解製得的。
2.如權利要求1中所述的紙表面品質改良劑，其中構成該丙烯醯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.如權利要求2中所述的紙表面品質改良劑，其中該比率為95～60重量％5～40重量％。
4.如權利要求2中所述的紙表面品質改良劑，其中該比率為95～70重量％5～30重量％。
5.一種紙表面品質改良劑，它含有丙烯醯胺系樹脂組合物，其特徵在於該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由99.5～50摩爾％丙烯醯胺單體及0.5～50摩爾％丙烯腈單體共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，其中構成該丙烯醯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.如權利要求5中所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯醯胺樹脂組合物是於尿素化合物的存在下，由95～70摩爾％丙烯醯胺單體及5～30摩爾％丙烯腈單體共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
7.如權利要求6中所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯醯胺樹脂是於尿素化合物的存在下，由95～80摩爾％丙烯醯胺單體及5～20摩爾％丙烯腈單體共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
8.一種紙表面品質改良劑，它含有丙烯醯胺系樹脂組合物，其特徵在於該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由丙烯醯胺單體及該丙烯醯胺單體的0.005～5摩爾％交聯劑共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該丙烯醯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.如權利要求8中所述的紙表面品質改良劑，其中該交聯劑的用量為丙烯醯胺單體量的0.01～2摩爾％，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
10.如權利要求9中所述的紙表面品質改良劑，其中該交聯劑的用量為丙烯醯胺單體量的0.01～1摩爾％，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
11.一種紙表面品質改良劑，它含有丙烯醯胺系樹脂組合物，其特徵在於該樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由99.5～50摩爾％丙烯醯胺單體、0.5～50摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.005～5摩爾％的交聯劑共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該構成丙烯醯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.如權利要求11中所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯醯胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由95～70摩爾％丙烯醯胺單體、5～30摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.01～2摩爾％的交聯劑共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該比率為95～60重量％∶5～40重量％。
13.如權利要求12中所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯醯胺系樹脂組合物是在尿素化合物的存在下，由95～80摩爾％丙烯醯胺單體、5～20摩爾％丙烯腈單體及這些單體合計量的0.01～1摩爾％的交聯劑共聚合反應所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得，而該比率為95～70重量％∶5～30重量％。
14.如權利要求1～13中任1項所述的紙表面品質改良劑，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.如權利要求1～14中任1項所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯醯胺單體由丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺及N-第三辛基(甲基)丙烯醯胺中選用。
16.如權利要求1～15中任1項所述的紙表面品質改良劑，其中該丙烯腈單體由丙烯腈及甲基丙烯腈中選用。
17.如權利要求1～16中任1項所述的紙表面品質改良劑，其中該尿素化合物由脲、硫脲、乙撐脲及乙撐硫脲中選用。
18.如權利要求8，9，10，11，12或13項所述的紙表面品質改良劑，其中該交聯劑由亞甲基-二-丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺及1，3，5-三羥甲基六氫-S-三嗪中選用。
全文摘要
提供一種含有丙烯醯胺系樹脂組合物的紙表面品質改良劑。該樹脂組合物系在尿素化合物的存在下，由丙烯醯胺單體聚合，或由丙烯醯胺單體及丙烯腈單體，或由丙烯醯胺單體及交聯劑，或由丙烯醯胺單體、丙烯腈單體及交聯劑共聚合所得到的丙烯醯胺樹脂經由水解製得。該紙表面品質改良劑比傳統的品質改良劑具有優異的表面強度、抗張強度及內部強度的增進效果。
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 優先權日1995年3月17日
發明者那須健司, 河野宏治, 龍澤智, 巖井瀏 申請人:日本匹愛姆西株式會社