用于纸用涂料组合物的增稠剂制造技术

本发明专利技术涉及包含一种或多种增稠剂的纸用涂料组合物，其特征在于至少一种所述一种或多种增稠剂为冷水可溶胀淀粉酯，本发明专利技术还涉及制备所述组合物的方法和所述组合物在涂布纸产品中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含淀粉基增稠剂的纸用涂料组合物，涉及用这类组合物涂布的纸产品，还涉及制备这类组合物和产品的方法。
技术介绍
已开发出各种涂料组合物，其尤其能提供改善的外观和感觉(例如，改善的光泽、光滑性、亮度和颜色)、改善的适印性(例如，耐蹭脏性、吸墨性和附着性)和改善的强度。包括在这类组合物中的各种成分可分成三类颜料、粘合剂和增稠剂。具体来讲，必须非常仔细地选择增稠剂，因为其决定了涂料组合物的流变学性质。例如，应确保在低剪切力下所述涂料组合物具有易于泵送的足够低的粘度，同时具有保持均匀悬浮液且防止过度吸收到纸中的足够高的粘度。在高剪切力情况下(例如在刮涂所述组合物期间)，粘度必须足够低以确保可在纸整个表面上涂覆所述组合物的均匀涂层，而无须施加过高的刮刀压力以获得所要涂料重量。此外，所述涂料组合物应具有良好的保水值和扭矩性质且应在储存期间和在干燥所需高温下稳定。为满足所有这些需求，已提出各种不同的增稠剂。迄今为止，最经常使用的增稠剂包括各种纤维素醚(例如羧甲基纤维素(CMC))、改性淀粉和合成产品(例如水溶性聚合物)。遗憾的是，已证实这些产品中没有一种完全令人满意。适于用作增稠剂的各种纤维素醚往往仅可通过相对复杂的制备方法得到。这阻碍了这类产品的生产，并且还意味着这些产品的价格较高。此外，经常发现各种纤维素醚基组合物在高剪切力或高温下不具有良好的稳定性(就粘度方面来讲)。尽管已开发出一些合成聚合物代替各种纤维素醚，但是其往往不具有相当的增稠性质，例如就保水方面来讲。同样地，尽管已提出一些淀粉增稠剂(具体来讲，包括例如通过旋转干燥各种天然或化学改性淀粉得到的各种冷水可溶性淀粉)，但是其以通常的增稠剂加入量(即一般每100份颜料低于2份)并未提供给涂料组合物必需的粘度。加入量较高则又不经济而且可削弱最终涂布纸的所要性质，例如光泽和滋墨(mottling)。此外，在较高加入量的情况下，各种淀粉将被称作助粘剂而非增稠剂。因此本领域中显然需要包含改进的增稠剂的涂料组合物。本专利技术提供了这些组合物。专利技术概述本专利技术的第一方面提供了一种包含一种或多种增稠剂的纸用涂料组合物，其特征在于至少一种所述一种或多种增稠剂为冷水可溶胀淀粉酯。优选至少一种所述一种或多种增稠剂为例如衍生自马铃薯或木薯淀粉的淀粉氨基甲酸酯磷酸酯。根据一个实施方案，所述组合物还包含一种或多种颜料、一种或多种粘合剂和任选一种或多种添加剂。所述组合物可呈干燥或湿润形式。在呈湿润形式的情况下，所述组合物应包含30-75％重量的干物质。本专利技术的另一方面提供了冷水可溶胀淀粉酯在制备纸用涂料组合物中作为增稠剂的用途。本专利技术的另一方面提供了一种制备纸用涂料组合物的方法，所述方法包括将一种或多种颜料、一种或多种增稠剂、一种或多种粘合剂和任选的一种或多种添加剂加到水溶液中并混合，其特征在于至少一种所述一种或多种增稠剂为冷水可溶胀淀粉酯。优选在加入所述一种或多种增稠剂之前将所述一种或多种粘合剂加到所述水溶液中。本专利技术的另一方面提供了一种制造纸的方法，所述方法包括用如上定义的组合物或根据上文所述方法制备的组合物涂覆张页纸或卷筒纸的至少一个表面。在一个实施方案中，所述方法还包括以下步骤除去任何过量的涂料组合物、干燥并任选压光所述张页纸或卷筒纸。本专利技术的另一方面提供了一种用以上组合物涂布的或根据以上方法制造的纸产品。附图描述附图说明图1为参考涂料组合物和所述涂料组合物的布氏(Brookfield)粘度的图示，所述组合物分别包含0.2份CMC、0.4份CMC、0.6份CMC、0.06份NoresinTM(冷水可溶胀淀粉酯)、0.25份NoresinTM和0.35份NoresinTM。图2为以上所列组合物的哈克(Haake)粘度的图示。图3为以上所列组合物的保水值的图示。图4描述CMC和NoresinTM用量对布氏粘度的影响的对比。图5描述CMC和NoresinTM用量对哈克粘度的影响的对比。图6描述CMC和NoresinTM用量对保水值的影响的对比。图7为包含实施例2所制备组合物的组合物的布氏粘度的图示。图8比较新鲜的组合物和储存的组合物的布氏粘度。图9比较新鲜的组合物和储存的组合物的哈克粘度图10比较新鲜的组合物和储存的组合物的保水值。图11表示搅拌时间对布氏粘度的影响。图12表示增稠剂类型对扭矩的影响。图13表示增稠剂干燥固体含量对布氏粘度的影响。专利技术详述本专利技术提供了一种包含一种或多种增稠剂的纸用涂料组合物，其特征在于至少一种所述一种或多种增稠剂为冷水可溶胀淀粉酯。冷水可溶胀(或“冷水溶胀”)淀粉酯为基本上所有颗粒在冷水中溶胀得到粘稠、胶体(粘性易被理解为粘连，胶状也易被理解为glue)状分散体的淀粉酯。溶胀淀粉颗粒为吸收水后其尺寸(例如可通过显微镜观测)至少成为两倍的淀粉颗粒。冷水应理解为温度低于50℃的水，优选温度在5℃与40℃之间的水，更优选温度在10℃与35℃之间的水，甚至更优选温度在15℃与35℃之间的水。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述冷水可溶胀淀粉酯为淀粉氨基甲酸酯磷酸酯。其可衍生自任何类型的淀粉，例如包括马铃薯、玉米、小麦、稻米、木薯、高梁和西米。但是，优选其衍生自马铃薯或木薯淀粉。根据本专利技术的一个实施方案，所述淀粉酯通过在低压下加热淀粉、酸、尿素、盐和水的混合物来制备。如上所指出，所述淀粉优选马铃薯或木薯衍生的淀粉。所述酸理想地为无机酸，例如磷酸或硫酸；所述盐理想地为碱性盐，例如铵盐或苏打。对于100份淀粉来说，最初混合物应各包含0.02-100份的酸、尿素、盐和水。对于100份淀粉来说，所述混合物优选包含2.5-40份的酸和尿素及0.05-40份的盐和水。对于100份淀粉来说，所述混合物理想地应包含约10份酸和尿素及约5份的盐和水。所述混合物应在80-220℃下加热最高达24小时。为得到最好结果，所述混合物应在120-160℃下加热2-5小时。所述加热应优选在0.001巴与0.8巴之间的压力下进行。更优选在0.1巴与0.2巴之间的压力下进行。已发现以此方式制备的淀粉酯在用作纸用涂料组合物的增稠剂时提供令人惊讶地良好粘度概况。具体来说，已令人惊讶地发现甚至仅包含少量这类增稠剂的涂料组合物具有高(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，与常规增稠剂不同，这些组合物的粘度非常稳定，甚至在隔夜储存之后仍非常稳定。因此，根据一个优选实施方案，各种冷水可溶胀淀粉酯为用于本专利技术的涂料组合物中的唯一的增稠剂。但是，如果需要，还可使用一种或多种其他增稠剂。优选其他增稠剂选自冷水可溶和/或冷水可溶胀化合物，包括但不限于纤维素醚(例如CMC、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、乙基羟乙基纤维素和甲基纤维素)、藻酸盐(例如藻酸钠)、黄原胶、角叉菜胶、半乳甘露聚糖(例如瓜尔胶)、天然或改性淀粉(例如旋转干燥淀粉)和合成聚合物(例如聚丙烯酸酯类)。在任何情况下，本专利技术的一种或多种冷水可溶胀淀粉酯应占增稠剂总含量的至少50％(基于干重计算)，占整个涂料组合物干重的0.005-2％，优选占整个涂料组合物干重的0.008-1.7％，甚至更优选占整个涂料组合物干重的0.01-1.5％。实际上已发现，与常规增稠剂相比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含一种或多种增稠剂的纸用涂料组合物，其特征在于至少一种所述一种或多种增稠剂为冷水可溶胀淀粉酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D格利滕伯格，
申请(专利权)人：塞里斯塔控股有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]