发明名称 促近纸张上浆之水溶性两性促进剂树脂组合物,制造上浆纸之方法,及上浆纸
摘要 本发明揭示一种两性促进剂树脂,其为季二烯丙铵单体、二烯丙铵单体及不饱和有机酸之聚合反应产物,以及含有两性促进剂树脂与上浆剂之组合物。用该两性促进剂树脂化合物与上浆剂上浆纸张之方法提供具有显着改良上浆特性之上浆纸,上浆纸张由于光学增亮剂之加入显示优异亮度保持性。
申请公布号 TW589328 申请公布日期 2004.06.01
申请号 TW091120453 申请日期 2002.09.09
申请人 赫克力士股份有限公司 发明人 丹尼尔F 凡纳欧
分类号 C08F226/02;D21H17/45;D21H17/72;D21H23/76 主分类号 C08F226/02
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种促进纸张上浆之水溶性两性促进剂树脂组 合物,其为包含一或多种式(III)之季二烯丙铵单体 之单体之聚合反应产物: 视需要包括一或多种式(IV)之二烯丙铵单体: 其中R1A、R1B、R1C及R1D为氢或C1-C22直链或支链烷基; R2及R3为烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基或 烯基, 其中杂原子选自N、S及O基团; R4为氢、烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基 或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;及 X-为上浆相容性阴离子; 以及一或多种式(II)之不饱和有机酸 其中Rx、Ry及Rz为氢、烷基、烯基或芳基杂原子断 开的烷基或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;而E 为选自COO、SO3.HSO4及H2PO4基团之有机取代基及 其中式III之季二烯丙铵单体之莫耳%与式IV之二烯 丙铵单体之莫耳%构成在两性促进剂树脂内至少25% 单体而式II之不饱和有机酸之莫耳%构成在两性促 进剂树脂内至少25%单体。2.如申请专利范围第1项 之组合物,其中式(II)单体内之E为COO。3.如申请专 利范围第1项之组合物,其中在式(IV)单体内,R1C及R1D 为氢或甲基,而R4系选自氢、甲基、基、苯基、C 2-C18烷基、十八-二烯基、十六-二烯基、十八烯基 、十六烯基及十一烯基所组成之群。4.如申请专 利范围第1项之组合物,其中在式(III)与式(IV)单体 内,R1A、R1B、R1C及R1D为氢而R2及R3为甲基。5.如申请 专利范围第1项之组合物,其中在式(III)与式(IV)单 体内,X-为卤化物、硝酸盐、醋酸盐、苯甲酸盐、 硫酸盐或磷酸盐。6.如申请专利范围第1项之组合 物,其中在式(III)与式(IV)单体内,X-为氯化物。7.如 申请专利范围第1项之组合物,其中式(II)单体系选 自肉桂酸、巴豆酸、山梨酸、丙烯酸、甲基丙烯 酸、依康酸、丙炔酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸 及此等酸之半酯及酐。8.如申请专利范围第1项之 组合物,其中式(II)单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。9. 如申请专利范围第1项之组合物,其中式III之季二 烯丙铵单体之莫耳%与式IV之二烯丙铵单体之莫耳% 之和构成在两性促进剂树脂内至少30%单体。10.如 申请专利范围第1项之组合物,其中式III之季二烯 丙铵单体之莫耳%与式IV之二烯丙铵单体之莫耳%之 和构成在两性促进剂树脂内至少40%单体。11.如申 请专利范围第1项之组合物,其中式II之阴离子不饱 和有机酸单体为式(III)之阳离子季二烯丙铵单体 与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和之至少33莫耳% 。12.如申请专利范围第1项之组合物,其中式II之阴 离子不饱和有机酸单体为式(III)之阳离子季二烯 丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和之至 少50莫耳%。13.如申请专利范围第1项之组合物,其 中式(II)之阴离子不饱和有机酸单体为式(III)之阳 离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单 体之和之至少65莫耳%。14.如申请专利范围第1项之 组合物,其中式(IV)之阳离子二烯丙铵单体构成式( III)之阳离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二 烯丙铵单体之和之最多65%。15.如申请专利范围第1 项之组合物,其中式(IV)之阳离子二烯丙铵单体构 成式(III)之阳离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离 子二烯丙铵单体之和之10至50%。16.如申请专利范 围第1项之组合物,其中聚合反应产物系使用游离 基聚合引发剂藉聚合式(IV)之阳离子二烯丙铵单体 ,视需要包括,式(III)之阳离子季二烯丙铵单体及式 (II)之阴离子不饱和有机酸单体制备。17.如申请专 利范围第1项之组合物,其中聚合反应产物具有重 量平均分子量为至少10,000。18.如申请专利范围第1 项之组合物,其中聚合反应产物具有重量平均分子 量为至少30,000。19.一种制造上浆纸之方法,其包含 在上浆剂与含有阳离子铵基及阴离子基之水溶性 两性树脂存在下制造上浆纸,且其中阳离子铵基之 莫耳%构成在两性树脂内至少25莫耳%而阴离子基之 莫耳%构成在两性树脂内至少25莫耳%。20.如申请专 利范围第19项之方法,其中存在光学增亮剂。21.一 种制造上浆纸之方法,其包含在上浆剂与水溶性两 性促进剂树脂存在下制造上浆纸,其为单体之聚合 反应产物,其包含一或多种式(I)之可聚合阳离子单 体 其中G选自烷基、烯基、烯丙基、芳基;杂原子断 开的烷基或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;而H 、K及J为氢、烷基、烯基、烯丙基、苯乙烯基、 芳基、杂原子断开的烷基或烯基,其中杂原子选自 N、S及O基团;及X为上浆相容性阴离子; 一或多种式(II)之可聚合有机酸 其中Rx、Ry及Rz为氢、烷基、烯基、芳基、杂原子 断开的烷基或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团; 而E为选自COO、SO3.HSO4及H2PO4基团之有机取代基; 且其中式III之阳离子胺单体之莫耳%构成在两性促 进剂树脂内至少25%单体而式II之有机酸之莫耳%构 成在两性促进剂树脂内至少25%单体。22.如申请专 利范围第21项之方法,其中式II单体内之E为COO。23. 如申请专利范围第21项之方法,其中存在光学增亮 剂。24.一种制造上浆纸之方法,其包含在上浆剂与 水溶性两性促进剂树脂存在下制造上浆纸,其为单 体之聚合反应产物,其包含一或多种式(III)之阳离 子季二烯丙铵单体: 视需要包括一或多种式(IV)之阳离子二烯丙铵单体 : 其中R1A、R1B、R1C及R1D为氢或C1-C8直链或支链烷基; R2及R3为烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基或 烯基, 其中杂原子选自N、S及O基团; R4为氢、烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基 或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;及 X-为上浆相容性阴离子; 以及一或多种式(II)之有机酸 其中Rx、Ry及Rz为氢、烷基、烯基或芳基杂原子断 开的烷基或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;而E 为选自COO、SO3.HSO4及H2PO4基团之有机取代基及 其中式(III)之季二烯丙铵单体之莫耳%与式(IV)之二 烯丙铵单体之莫耳%构成在两性促进剂树脂内至少 25%单体而式(II)之不饱和有机酸之莫耳%构成在两 性促进剂树脂内至少25%单体。25.如申请专利范围 第24项之方法,其中式(II)单体内之E为COO。26.如申 请专利范围第24项之方法,其中在式(IV)单体内,R1C 及R1D为氢或甲基,而R4系选自氢、甲基、基、苯 基、C2-C18烷基、十八-二烯基、十六-二烯基、十 八烯基、十六烯基及十一烯基所组成之群。27.如 申请专利范围第24项之方法,其中在式(I)与式(II)单 体内,R1A、R1B、R1C、R1D及R4为氢而R2及R3为甲基。28. 如申请专利范围第24项之方法,其中在式(I)与式(II) 单体内,X-为卤化物、硝酸盐、醋酸盐、苯甲酸盐 、硫酸盐或磷酸盐。29.如申请专利范围第24项之 方法,其中在式(I)与式(II)单体内,X-为氯化物。30. 如申请专利范围第24项之方法,其中式(II)单体系选 自肉桂酸、巴豆酸、山梨酸、丙烯酸、甲基丙烯 酸、依康酸、丙炔酸、顺丁烯二酸及反丁烯二酸 。31.如申请专利范围第24项之方法,其中式(II)单体 为丙烯酸或甲基丙烯酸。32.如申请专利范围第24 项之方法,其中式(III)之季二烯丙铵单体之莫耳%与 式(IV)之二烯丙铵单体之莫耳%之和构成在两性促 进剂树脂内较佳为至少30%单体。33.如申请专利范 围第24项之方法,其中式(III)之季二烯丙铵单体之 莫耳%与式II之二烯丙铵单体之莫耳%之和构成在两 性促进剂树脂内较佳为至少40%单体。34.如申请专 利范围第24项之方法,其中式V之阴离子不饱和有机 酸单体为式(III)之阳离子季二烯丙铵单体与式(IV) 之阳离子二烯丙铵单体之和之至少33莫耳%。35.如 申请专利范围第24项之方法,其中式(II)之阴离子不 饱和有机酸单体为式(III)之阳离子季二烯丙铵单 体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和之至少50莫 耳%。36.如申请专利范围第24项之方法,其中式(II) 之阴离子不饱和有机酸单体为式(III)之阳离子季 二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和 之至少65莫耳%。37.如申请专利范围第24项之方法, 其中式(IV)之阳离子二烯丙铵单体构成式(III)之阳 离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单 体之和之最多65%。38.如申请专利范围第24项之方 法,其中式(IV)之阳离子二烯丙铵单体构成式(III)之 阳离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵 单体之和之10至50%。39.如申请专利范围第24项之方 法,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生上 浆纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含有 0.005重量%至1.5重量%上浆剂及0.002重量%至0.6重量% 两性促进剂树脂。40.如申请专利范围第24项之方 法,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生上 浆纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含有 0.025重量%至0.5重量%上浆剂及0.007重量%至0.3重量% 两性促进剂树脂。41.如申请专利范围第24项之方 法,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生上 浆纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含有 0.05重量%至0.25重量%上浆剂及0.012重量%至0.15重量% 两性促进剂树脂。42.如申请专利范围第24项之方 法,其中光学增亮剂系以足以产生白纸之量加入, 白纸基于乾燥上浆纸之重量含有最多1.5重量%光学 增亮剂。43.如申请专利范围第24项之方法,其中聚 合反应产物具有重量平均分子量为至少10,000。44. 如申请专利范围第24项之方法,其中聚合反应产物 具有重量平均分子量为至少30,000。45.如申请专利 范围第24项之方法,其中纸张上浆剂系选自乙烯酮 二聚物、乙烯酮多聚物、酸性酐、有机异氰酸酯 及松香组成之群。46.如申请专利范围第45项之方 法,其中纸张上浆剂系选自烷基乙烯酮二聚物、支 链烷基乙烯酮二聚物、烯基乙烯酮二聚物、烷基 乙烯酮多聚物及烯基乙烯酮多聚物组成之群。47. 如申请专利范围第45项之方法,其中纸张上浆剂为 烯基琥珀酸酐上浆剂。48.如申请专利范围第45项 之方法,其中纸张上浆剂系选自烷基乙烯酮二聚物 、支链烷基乙烯酮二聚物、烯基乙烯酮二聚物、 烷基乙烯酮多聚物、烯基乙烯酮多聚物、烯基琥 珀酸酐、硬脂酸酐、烷基异氰酸酯、烷基胺甲醯 氯、烷基化蜜胺、松香、丙烯酸苯乙烯酯及苯乙 烯顺丁烯二酸酐组成之群。49.如申请专利范围第 24项之方法,进一步包括使用两性促进剂树脂组合 纸张上浆剂作为含有上浆剂与聚合反应产物于水 性介质内之水性纸张上浆组合物。50.如申请专利 范围第24项之方法,进一步包括以各个重量比为0.05 :1至4:1使用两性促进剂树脂聚合反应产物及上浆 剂。51.如申请专利范围第24项之方法,进一步包括 以各个重量比为0.2:1至3:1使用两性促进剂树脂聚 合反应产物及上浆剂。52.如申请专利范围第24项 之方法,其中两性促进剂树脂在形成纸张后涂敷至 纸张之表面。53.一种用上浆剂及制备之上浆纸,该 两性促进剂树脂系为单体之聚合反应产物,其实质 上由一或多种式(III)之季二烯丙铵单体所组成: 视需要包括一或多种式(IV)之二烯丙铵单体: 其中R1A、R1B、R1C及R1D为氢或C1-C22直链或支链烷基; R2及R3为烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基或 烯基,其中杂原子选自N、S及O基团; R4为氢、烷基、烯基、芳基、杂原子断开的烷基 或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;及 X-为上浆相容性阴离子; 以及一或多种式(II)之有机酸 其中Rx、Ry及Rz为氢、烷基、烯基或芳基杂原子断 开的烷基或烯基,其中杂原子选自N、S及O基团;而E 为选自COO、SO3.HSO4及H2PO4基团之有机取代基及 其中式(III)之季二烯丙铵单体之莫耳%与式(IV)之二 烯丙铵单体之莫耳%构成在两性促进剂树脂内至少 25%单体而式(II)之不饱和有机酸之莫耳%构成在两 性促进剂树脂内至少25%单体。54.如申请专利范围 第53项之上浆纸,其中式II单体内之E为COO。55.如申 请专利范围第53项之上浆纸,其中在式(I)单体内,R1A 及R1B为氢或甲基,而R2及R3系选自甲基、基、苯 基、C2-C18烷基、苯基、十八-二烯基、十六-二烯 基、十八烯基、十六烯基及十一烯基所组成之群 。56.如申请专利范围第53项之上浆纸,其中在式(IV) 单体内,R1C及R1D为氢或甲基,而R4系选自氢、甲基、 基、苯基、C2-C18烷基、十八-二烯基、十六-二 烯基、十八烯基、十六烯基及十一烯基所组成之 群。57.如申请专利范围第53项之上浆纸,其中在式( I)与式(IV)单体内,R1A、R1B、R1C、R1D及R4为氢而R2及R3 为甲基。58.如申请专利范围第53项之上浆纸,其中 在式(I)与式(II)单体内,X-为卤化物、硝酸盐、醋酸 盐、苯甲酸盐、硫酸盐或磷酸盐。59.如申请专利 范围第53项之上浆纸,其中在式(I)与式(IV)单体内,X- 为氯化物。60.如申请专利范围第53项之上浆纸,其 中式III之季二烯丙铵单体之莫耳%与式IV之二烯丙 铵单体之莫耳%之和构成在两性促进剂树脂内较佳 为至少30%单体。61.如申请专利范围第53项之上浆 纸,其中式III之季二烯丙铵单体之莫耳%与式IV之二 烯丙铵单体之莫耳%之和构成在两性促进剂树脂内 较佳为至少40%单体。62.如申请专利范围第53项之 上浆纸,其中式IV之阴离子不饱和有机酸单体为式( III)之阳离子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二 烯丙铵单体之和之至少33莫耳%。63.如申请专利范 围第53项之上浆纸,其中式(IV)之阴离子不饱和有机 酸单体为式(III)之阳离子季二烯丙铵单体与式(IV) 之阳离子二烯丙铵单体之和之至少50莫耳%。64.如 申请专利范围第53项之上浆纸,其中式(IV)之阴离子 不饱和有机酸单体为式(III)之阳离子季二烯丙铵 单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和之至少65 莫耳%。65.如申请专利范围第53项之上浆纸,其中式 (IV)之阳离子二烯丙铵单体构成式(III)之阳离子季 二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体之和 之最多65%。66.如申请专利范围第53项之上浆纸,其 中式(IV)之阳离子二烯丙铵单体构成式(III)之阳离 子季二烯丙铵单体与式(IV)之阳离子二烯丙铵单体 之和之10至50%。67.如申请专利范围第53项之上浆纸 ,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生上浆 纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含有0. 005重量%至1.5重量%上浆剂及0.002重量%至0.6重量%两 性促进剂树脂。68.如申请专利范围第53项之上浆 纸,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生上 浆纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含有 0.025重量%至0.5重量%上浆剂及0.007重量%至0.3重量% 两性促进剂树脂。69.如申请专利范围第53项之上 浆纸,其中上浆剂与两性促进剂树脂系以足以产生 上浆纸之量加入,上浆纸基于乾燥上浆纸之重量含 有0.05重量%至0.25重量%上浆剂及0.012重量%至0.15重 量%两性促进剂树脂。70.如申请专利范围第53项之 上浆纸,其中光学增亮剂系以足以产生白纸之量加 入,白纸基于乾燥上浆纸之重量含有最多1.5重量% 光学增亮剂。71.如申请专利范围第53项之上浆纸, 其中聚合反应产物具有重量平均分子量为至少10, 000。72.如申请专利范围第53项之上浆纸,其中聚合 反应产物具有重量平均分子量为至少30,000。73.如 申请专利范围第53项之上浆纸,其中纸张上浆剂系 选自乙烯酮二聚物、乙烯酮多聚物、酸性酐、有 机异氰酸酯及松香组成之群。74.如申请专利范围 第73项之上浆纸,其中纸张上浆剂系选自烷基乙烯 酮二聚物、支链烷基乙烯酮二聚物、烯基乙烯酮 二聚物、烷基乙烯酮多聚物及烯基乙烯酮多聚物 组成之群。75.如申请专利范围第73项之上浆纸,其 中纸张上浆剂为烯基琥珀酸酐上浆剂。76.如申请 专利范围第73项之上浆纸,其中纸张上浆剂系选自 烷基乙烯酮二聚物、支链烷基乙烯酮二聚物、烯 基乙烯酮二聚物、烷基乙烯酮多聚物、烯基乙烯 酮多聚物、烯基琥珀酸酐、硬脂酸酐、烷基异氰 酸酯、烷基胺甲醯氯、烷基化蜜胺、松香、丙烯 酸苯乙烯酯及苯乙烯顺丁烯二酸酐组成之群。图 式简单说明: 图1为叙述商用阳离子促进剂树脂如何抑制光学增 亮剂之图表。 图2为叙述二种商用阳离子促进剂树脂,聚(DADMAC)与 聚(DADMAC/DAA. HCL)减少光学增亮剂功效之图表。 图3为叙述两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图表 。 图4为叙述显示两性促进剂树脂不同浓度之效果之 两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图表。 图5为叙述显示两性促进剂树脂之单体成分不同比 例之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图 表。 图6为叙述显示两性促进剂树脂之单体成分不同比 例之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图 表。 图7为叙述显示两性促进剂树脂之单体成分不同比 例之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图 表。 图8为叙述两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图表 。 图9为叙述显示烯基磺酸盐单体成分对两性促进剂 树脂之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率之 图表。 图10为叙述显示烯基磺酸盐单体成分对两性促进 剂树脂之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率 之图表。 图11为叙述显示其他单体成分对两性促进剂树脂 之效果之两性促进剂树脂之纸张上浆效率之图表 。 图12为叙述两性促进剂树脂之纸张上浆效率与最 后产物之光学亮度之图表。
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