[发明专利]用于具有改进的保水性的纸涂浆的包含支化疏水链的丙烯酸类增稠剂

说明书

关于涂布纸张的制造，第一阶段包括借助造纸机将纸浆转化为尚未涂布的纸张。纸浆主要包含天然或合成纤维、水和一种或更多种矿物材料如碳酸钙以及各种其它添加剂如所谓的“胶合”剂。矿物填料(如碳酸钙)被称为用作“质量填料(mass filler)”。

第二阶段包括涂布先前得到的纸张。此操作包括向纸基材表面上沉积称为“纸涂料”的含水组合物，具体而言，所述含水组合物含有水、一种或更多种矿物材料如碳酸钙、一种或更多种粘合剂以及各种添加剂。在制备纸涂料时，矿物材料(如碳酸钙)的使用被称为“涂布颜料”。

在沉积到基材上后，纸涂料具有将其所含有的全部或一部分水和水溶性或悬浮物质转移进基材中的自然趋势。因此，鉴于保持水溶性或悬浮物质在由此沉积的纸涂层厚度内的均匀分布，应设法减慢这种向纸基材中的迁移，这将最终改善纸的表面状况和适印性。

有两种方式来减慢纸涂料向纸张中的渗透，具体取决于是对纸涂料还是对纸张进行处理。

第一种方式包括通过减少其孔隙率或通过增加其疏水度来改变基材纸的吸收性质。为此，可在制造纸张时使用称为“涂料渗透抑制剂”的特定试剂如亲水树脂(JP 06-219038)、疏水性“胶合”剂如含硫酸铝的树脂(WO 96/23105)或使纸张中作为质量填料使用的碳酸钙的表面疏水的“处理”剂，这些试剂为例如C16-C18脂肪酸(US 5,514,212)或基于丙烯酸酯、基于丙烯腈和基于苯乙烯的疏水聚合物(WO 01/86067)。

也可提及已提交但截至本申请的提交之日尚未公开的法国专利申请0608927，其描述了用作为本发明之目的的聚合物分散和/或研磨的碳酸钙水悬浮体作为质量填料的用途。因而，此文件并未涉及纸涂料的配方，更没有公开本发明的聚合物作为所述涂料的增稠剂的惊人效果。但此文件确实公开了其中所述聚合物与用作质量填料的碳酸钙结合可通加增大纸张的疏水度而减慢涂料向纸张中渗透的出乎意料的方式。

相比之下，本发明属于寻求通过增加其粘度来减慢涂料渗透的解决方案范畴。当涂料的粘度以这种方式增大时，其向纸张中的渗透(意味着水和水溶性物质在纸张内的迁移)将减慢：这称为改进的“保水性”。

为此，如何使用淀粉、聚乙烯醇(PVOH)、基于羧甲基纤维素的聚合物(CMC)、高度羧化聚合物的胶乳和乳液、聚羧酸酯如聚丙烯酸酯类或最后特定类可碱发泡的聚合物作为纸涂料的保水/增稠剂已众所周知。这些产品在EP文件0,509,878中作为关于碱发泡聚合物这一发明主题以及作为上面提及的其它聚合物的技术现状给予了详尽描述。

从实践角度出发，本领域技术人员主要采用丙烯酸类增稠剂(如COATEX^TM出售的Rheocoat^TM 35或BASF^TM出售的SterocoII^TM)和纤维素类增稠剂(如BASF^TM出售的产品Finnfix^TM)。但纤维素类增稠剂具有呈粉体形式的缺点而带来设施污染(其粉状性质)、处理(难以通过管道运送粉体)的问题，且其通常必须置于水溶液中，这给配制人员增加了额外的步骤。本领域技术人员因此优选采用丙烯酸类聚合物，但如文件WO 2006/081501和EP 0,839,956中所指出的那样，丙烯酸类聚合物仍然对日益限制性的环境立法敏感：应设法减少涂料配方中这些丙烯酸类聚合物的量。

这最后一个限制显然适用于涂浆中所见的所有丙烯酸类聚合物：

-上面提到的丙烯酸类增稠剂，其在涂料制备过程中加入到涂料中，

-丙烯酸类分散剂和研磨助剂，其用于在水介质中分散、研磨、添加或浓缩碳酸钙的步骤过程中，其后任选进行干燥步骤，然后在纸涂料的制备中进行所得干料的悬浮或分散。

因而，可以将作为本申请主题的技术问题看作是：

-寻求一种减慢纸涂料在用所述涂料涂布的纸张内的渗透的解决方案，

-采用优于粉状形式的纤维素类增稠剂的丙烯酸类聚合物，

-需要减少整个涂料制备方法中采用的丙烯酸类聚合物(增稠剂、分散剂和研磨助剂)的总量，其中所述涂料制备方法包括制备矿物材料的水悬浮体的步骤和然后由先前获得的干矿物材料的悬浮体或分散体制备涂料的步骤。

纸张内涂料迁移的这种减慢应解释为所述涂料粘度的增加和更好的保水性。其最终将导致涂布纸张的适印性的改进。

为此，本申请人已开发出一种水溶性聚合物在制备含有至少一种矿物材料的纸涂料的方法中作为所述涂料的增稠剂的用途，其特征在于，所述水溶性聚合物由如下单体构成：