[发明专利]有色涂料组合物以及涂布有该组合物的纸或纸板

说明书

本发明涉及有色涂料组合物(coating colour composition)以及根据所附权利要求的前序部分所述的纸或纸板。本发明还涉及苯乙烯丙烯酸酯共聚物的用途。

为了改善纸和纸板的强度、适印性和外观(如光滑度和光泽度)以及其它性能，将纸和纸板涂布以不同的有色涂料。常规的涂料组合物主要包括涂料和粘合剂，以及可能的其它添加剂，例如共粘合剂(co-binders)、防腐剂、分散剂、消泡剂、润滑剂、硬化剂和荧光增白剂。

涂料组合物中粘合剂的作用是使颜料颗粒彼此结合并与原纸结合。粘合剂还可以影响涂料组合物的流变性质。典型的合成粘合剂是基于丁二烯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸单体的聚合物。这样的聚合物分散体通常称为胶乳粘合剂，且其粒径为约0.1-0.2μm。作为胶乳粘合剂的合成化合物的价格相对较高。因此，使涂料组合物中粘合剂的量最小化而不损害组合物和所得的被涂布的纸的性质是有利的。

苯乙烯/丙烯酸酯共聚物作为表面上浆剂(surface sizing agents)是已知的。例如，US 6,426,381公开了能够用于表面上浆的苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。

JP 58/115196公开了水溶性纸强度增强剂，其是通过苯乙烯和丙烯酸酯在淀粉存在下的接枝共聚而制备的。据称，该增强剂改善纸的强度和上浆程度。

本发明一目的是提供有色涂料组合物，其可以使现有技术中的缺点最小化甚至消除。

另一目的是提供有色涂料组合物，其改善被涂布的纸或纸板的强度性质。

本发明的另一目的是提供有色涂料组合物，其中可以降低粘合剂的量而不损害被涂布的纸的强度性质。

通过具有独立权利要求特征部分给出的特征的方法和设置实现了这些目的。

本发明的典型的用于纸和/或纸板的有色涂料组合物包括

-颜料，

-任选已知的用于涂料组合物的添加剂，以及

-粘合剂替代品，其包含平均粒度≤100nm的苯乙烯丙烯酸酯共聚物替代品。

本发明的典型的纸或纸板被本发明的有色涂料组合物涂布。

令人惊奇地发现，通过使用包含粒度小且定义明确的苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物的粘合剂替代品，可以全部或部分地代替有色涂料组合物中所用的常规胶乳粘合剂，并且同时获得具有改善的强度特性的被涂布的纸。还可以降低常规粘合剂的量而不会显著损害被涂布的纸的强度。当粘合剂替代品被用作涂料组合物中的主粘合剂或唯一粘合剂时，可以获得具有明显增强的表面强度特性的被涂布的纸。另一方面，当使用粘合剂替代品来部分代替常规粘合剂时，发现可以很容易将粘合剂总量降低20-30％，而不损害纸的强度性质。降低粘合剂总量自然降低了与之相关的成本。

令人惊奇地，苯乙烯丙烯酸酯共聚物的小粒度对获得的被涂布的纸的强度性质有影响。不期望受理论所限，推测该影响归因于增加的表面积。

用作粘合剂替代品的苯乙烯丙烯酸酯共聚物可通过烯键不饱和单体的共聚反应获得。适当的苯乙烯单体为苯乙烯和取代的苯乙烯，例如α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯或它们的混合物，且适当的丙烯酸酯单体为C₁-C₄烷基丙烯酸酯，C₁-C₄烷基甲基丙烯酸酯或它们的混合物(如正丁基丙烯酸酯、异丁基丙烯酸酯、叔丁基丙烯酸酯或2-丁基丙烯酸酯以及相应的丁基甲基丙烯酸酯)、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丙酯，优选至少两种异构化丁基丙烯酸酯的混合物，尤其优选正丁基丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯的混合物。根据本发明一最优选的实施方式，在聚合物反应中使用正丁基丙烯酸酯和叔丁基丙烯酸酯的混合物。对于两种单体的混合物，混合比例可以是10∶90至90∶10。