FI90793B - Method for reducing the permeability of paper or board and the substance used in the method - Google Patents

Description

9079390793

Menetelmä paperin tai kartongin läpäisevyyden vähentämiseksi sekä menetelmässä käytettävä aineMethod for reducing the permeability of paper or board and the substance used in the method

Keksinnön kohteena on menetelmä paperin tai kartongin 5 läpäisevyyden vähentämiseksi, jollaisena saatu tuote omaa mm. pakkausteollisuudessa tarvittavan riittävän hyvän kaasujen ja höyryjen, kuten vesihöyryn läpäisyn sulku-ominaisuuden. Tästä ominaisuudesta huolimatta on menetelmän mukaan käsitelty paperi tai kartonki jätteenä hello posti käsiteltävissä esim. kompostoimalla tai kierrättämällä tuote takaisin kuitua käyttävän teollisuuden raaka-aineeksi (ts. tuote on pulpperoituva, siis hajoaa sujutettaessa kuitumateriaaliksi siten, ettei seuraavassa paperinvalmistusprosessissa aiheudu ongelmia). Keksintö 15 kohdistuu myös aineeseen, jonka avulla edellämainitut ominaisuudet saadaan aikaan.The invention relates to a method for reducing the permeability of paper or board 5, as the product obtained has e.g. a sufficiently good barrier property for the permeation of gases and vapors, such as water vapor, required in the packaging industry. Despite this property, according to the method, paper or board treated as waste hello mail can be treated, for example, by composting or recycling the product back into a raw material for the fiber-using industry (i.e. the product is pulverizable, i.e. decomposes into a fibrous material without problems in the subsequent papermaking process). The invention 15 also relates to a substance by means of which the above-mentioned properties are obtained.

Kiristyvät ympäristönsuojeluvaatimukset ovat johtaneet siihen, että mm. pakkausmateriaaleille on niiden käyttä-20 jien järjestettävä käytönjälkeinen käsittely, joka ei aiheuta ympäristöongelmia. Toisin sanoen pakkausjäte on pystyttävä joko uusiokäyttämään teollisuuden raaka-aineena tai hävittämään esim. kompostoimalla, joka edellyttää, että materiaali on kokonaisuudessaan luonnossa ha-25 joavaa, eikä hajotessaan tuota ympäristölle vaarallisia kemikaaleja.Tightening environmental protection requirements have led to e.g. packaging materials must be handled by users after use that does not cause environmental problems. In other words, packaging waste must be able to be either reused as an industrial raw material or disposed of, for example, by composting, which requires that the material as a whole is naturally volatile and does not produce environmentally hazardous chemicals when decomposed.

Nämä vaatimukset aiheuttavat sen, että erityisesti pak-kauskohteissa, joissa pakkaukselta edellytetään sulku-30 ominaisuuksia (barriääriominaisuuksia) esim. vesihöyryn läpäisyä vastaan, perinteisesti käytetyt ratkaisut - kuten paperit, joihin sulkuominaisuus on saatu aikaan la-minoimalla paperiin muovikalvo - johtavat käytetyn pakkausmateriaalin käsittelyssä korkeisiin kustannuksiin 35 materiaalin huonon hajoavuuden ja kierrätyskelvottomuuden johdosta. Eräitä yleisesti käytettyjä hyvän sulkusuojan antavia polymeerejä, kuten polyvinylideenikloridia sisältäviä tuotteita, ei voida myöskään hävittää polttamalla tällöin muodostuvan kloorivetykaasun ja dioksiinivaaran johdosta.These requirements mean that, especially in packaging applications where the barrier is required to have barrier properties (e.g. barrier properties) against e.g. water vapor permeation, traditionally used solutions - such as papers with a barrier property by laminating a plastic film on paper - result in high processing costs. due to the poor degradability and non-recyclability of 35 materials. Also, some commonly used polymers with good barrier protection, such as products containing polyvinylidene chloride, cannot be disposed of by incineration due to the resulting hydrogen chloride gas and dioxin hazard.

2 Tämän keksinnön tavoitteena on poistaa edellä mainittuja 5 epäkohtia ja tarjota käyttöön paperituote, joka samalla kun tarjoaa riittävät sulkuominaisuudet, on uusiokäytössä paperin raaka-aineena käyttökelpoinen ja voidaan tämän lisäksi hävittää kompostoimalla tai antaa hajota esim. kaatopaikoilla.The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a paper product which, while providing sufficient barrier properties, is reusable as a raw material for paper and can also be disposed of by composting or allowed to decompose, e.g. in landfills.

1010

Keksinnönmukainen menetelmä perustuu modifioitua tärkkelystä sisältävän komponentin omaavan dispersiotuotteen levittämiseen paperin tai kartongin pinnalle. Dispersio-tuote voidaan levittää myös paperin tai kartongin kerros-15 ten väliin, jolloin dispersion kuivuessa muodostunut po-lymeerikerros antaa tarvittavan sulkusuojan. Kerrosten väliin levitettäessä dispersio muodostaa myös riittävän adheesion kerrosten välille, joten erillistä liimauskä-sittelyä ei tarvita.The method according to the invention is based on the application of a dispersion product having a modified starch-containing component to the surface of paper or board. The dispersion product can also be applied between the layers of paper or board, whereby the polymer layer formed when the dispersion dries provides the necessary barrier protection. When applied between layers, the dispersion also forms a sufficient adhesion between the layers, so that a separate gluing treatment is not required.

2020

On entuudestaan tunnettua, että papereita voidaan käsitellä kosteussuojan aikaansaamiseksi vahadispersioita sisältävillä tuotteilla. On myös tunnettua, että nämä tuotteet sisältävät tavallisesti yleisesti käytössä ole-25 via synteettisiä polymeeridispersioita, kuten styreenibu-tadieeni-, akrylaatti-, tai polyvinyyliasetaattilatekseja riittävän adheesion aikaansaamiseksi. Lateksien osuus koko polymeeridispersion kiintoainepitoisuudesta on yleensä suuri. Esimerkkejä kuvatusta teknologiasta löytyy 30 patenttikirjallisuudesta. Mm. GB 1 593 331 (J. Vase, KemiIt is already known that papers can be treated to provide moisture protection with products containing wax dispersions. It is also known that these products usually contain commonly used synthetic polymer dispersions, such as styrene butadiene, acrylate, or polyvinyl acetate latexes, to provide adequate adhesion. Latexes generally account for a large proportion of the total solids content of the polymer dispersion. Examples of the described technology can be found in the 30 patent literature. See, e.g., GB 1,593,331 (J. Vase, Kemi

Oy) ja suomalainen patenttihakemus no. 901928 (Neusiedler AG) kuvaavat esitetyn kaltaista teknologiaa.Oy) and Finnish patent application no. 901928 (Neusiedler AG) describe a technology similar to that shown.

Näiden keksintöjen mukainen tekniikka antaa riittävän 35 vesihöyrynsulkusuojan. Kuitenkin, kun kokonaan synteettisistä aineista koostuvan lateksin osuus on suuri, heikkenevät tuotteen kierrätettävyysominaisuudet pulppe- 90793 3 roinnin yhteydessä muodostuvan, lateksista peräisin olevan häiriöainekeräytymän johdosta. Jos taas vahadispersi-on osuutta höyrynsulkuaineessa nostetaan liikaa, dispersion adheesio- ja liimattavuusominaisuudet kärsivät, sa-5 moin kuin käsitellyn pinnan painettavuus painovärin hylkimisen johdosta.The technique of these inventions provides adequate water vapor barrier protection. However, when the proportion of latex composed entirely of synthetic materials is high, the recyclability properties of the product deteriorate due to the accumulation of interfering substances from the latex formed during pulping. On the other hand, if the proportion of the wax dispersion in the vapor barrier is increased too much, the adhesion and gluability properties of the dispersion suffer, as does the printability of the treated surface due to the rejection of the ink.

Käsillä olevan keksinnön lähtökohtana on ollut välttää edellä olevat epäkohdat valmistamalla dispersio siten, 10 että se sisältää komponentteja, jotka edistävät synteettisen tuotteen hajoavuutta ympäristössä sekä kierrätys-prosessien eri vaiheissa. Tämä on toteutettu joko siten (A), että lateksipolymeeriin on sen valmistusvaiheessa liitetty luonnosta peräisin olevia polymeeriketjuja, eri-15 tyisesti tärkkelystä, tai siten (B) , että merkittävä osa lateksipolymeeristä on korvattu tärkkelyksen ja synteettisen aineen yhdistelmäpolymeerillä (tärkkelysoksaskopo-lymeerillä). On havaittu, että näin valmistetuilla dispersioilla käsitellyt paperituotteet pulpperoituvat hel-20 pommin kuin perinteisillä resepteillä valmistetuilla latekseilla käsitellyt paperit. Tämän lisäksi pulppe-roinnin yhteydessä muodostuvilla dispersiojäänteillä on huomattavasti vähemmän taipumusta muodostaa häiriöaineke-räytymiä, jotka ovat vakava ongelma synteettisillä side-25 aineilla käsiteltyjen paperituotteiden uudelleenkierrä-tyksessä. Synteettisen monomeerin määrä voi ääritapauksessa olla hyvin vähäinen, jopa nolla. Näin valmistetun dispersion ominaisuudet tosin heikkenevät sikäli, että päällysteen adheesio jää vähäiseksi, mutta dispersiolla 30 voi olla käyttöä vähemmän vaativissa kohteissa.The starting point of the present invention has been to avoid the above drawbacks by preparing the dispersion so that it contains components which promote the degradability of the synthetic product in the environment as well as at various stages of the recycling processes. This is accomplished either (A) by incorporating naturally occurring polymer chains, especially starch, into the latex polymer during its manufacturing process, or (B) by replacing a significant portion of the latex polymer with a composite polymer of starch and a synthetic substance (starch graft copolymer). It has been found that paper products treated with the dispersions thus prepared pulp a lighter bomb than papers treated with latices prepared by conventional recipes. In addition, the dispersion residues formed during pulping have a much lower tendency to form interfering agglomerations, which is a serious problem in the recycling of paper products treated with synthetic binders. The amount of synthetic monomer can, in extreme cases, be very small, even zero. Although the properties of the dispersion thus prepared are impaired to the extent that the adhesion of the coating remains low, the dispersion 30 may have applications in less demanding applications.

Keksinnön mukaisesti valmistettujen dispersioiden käyttökohteina, kuten edelläolevasta jo ilmenee, ovat lähinnä pakkausmateriaalit ja kääreet, joilta odotetaan tiettyä 35 kosteus- ja höyrynsulkusuojaa. Näissä kohteissa dispersion käytöllä voidaan korvata perinteiset muovi/paperi -laminaattiratkaisut, jotka ovat kierrätyskelvottomia, ja 4 sen lisäksi näiden hajoavuus luonnossa muovin osalta on äärimmäisen hidasta.The applications of the dispersions prepared according to the invention, as already indicated above, are mainly packaging materials and wrappers, which are expected to provide a certain moisture and vapor barrier protection. In these applications, the use of dispersion can replace traditional plastic / paper laminate solutions, which are non-recyclable, and 4 in addition, their degradation in nature for plastic is extremely slow.

Käsillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettujan dis-5 persioita käyttäen tehdyt paperituotteet sen sijaan ovat luonnossa suhteellisen hyvin hajoavia. Myös täyssynteet-tisten lateksien avulla valmistettuihin tuotteisiin verrattuna hajoavuus on parempi, koska dispersion ja poly-meerirungon sisältämät tärkkelysosat tarjoavat luonnossa 10 esiintyville hajoittaville hydrolyysientsyymeille luonnollisen kiinnittymiskohdan. Edelläkuvatuilla tavoilla valmistettu, paremmat kierrätys- ja hajoavuusominaisuu-det antava polymeeridispersio antaa jo sinällään kohtuulliset sulkuominaisuudet. Tarvittaessa höyrynsulkuominai-15 suuksia voidaan vielä modifioida lisäämällä seokseen esim. vahadispersiota.Paper products made using the dispersions of the present invention, on the other hand, are relatively highly degradable in nature. Compared to products made with fully synthetic latexes, the degradability is also better because the starch moieties contained in the dispersion and the polymer backbone provide a natural attachment site for naturally occurring degrading hydrolysis enzymes. A polymer dispersion prepared in the manner described above, which provides better recycling and degradability properties, in itself provides reasonable barrier properties. If necessary, the vapor barrier properties can be further modified by adding e.g. a wax dispersion to the mixture.

Seuraavassa kuvataan tapoja, joiden mukaisesti dispersion rungon muodostavat polymeerit voidaan valmistaa.The following describes ways in which the polymers that make up the dispersion body can be prepared.

20 (A) Tärkkelystä polymeerirungossa sisältävän lateksin valmistus.20 (A) Preparation of a latex containing starch in a polymer backbone.

Periaatteena on että emulsiopolymerointimenetelmällä ta-25 pahtuvassa lateksin valmistuksessa käytetään reaktioväli-aineena vesiliuosta, joka tavanomaisten apuaineiden, kuten katalyyttinä toimivien initiaattoreiden (persulfaa-tit, peroksidit) ja pinta-aktiivisten aineiden lisäksi sisältää vesifaasiin lämmittämällä liuotettua tärkkelys-30 tä. Tällöin initiaattoreiden vaikutuksesta tärkkelysrun-koon muodostuu radikaaleja, jotka toimivat polymeroitu-misreaktion alkukeskuksina. Toisin sanoen, normaalin emulsiopolymeroitumisessa muodostuvan täyssynteettisen materiaalin lisäksi muodostuu tärkkelyksen oksaskopoly-35 meerimateriaalia, jossa käytetyistä synteettisistä mono-meereista muodostuneet polymeeriketjut ovat kovalentti-sesti kiinnittyneet tärkkelysrunkoon.The principle is that in the preparation of the latex by the emulsion polymerization process, an aqueous solution is used as the reaction medium, which, in addition to the usual auxiliaries such as catalyst initiators (persulphates, peroxides) and surfactants, contains starch dissolved in the aqueous phase by heating. In this case, the action of the initiators on the starch backbone generates radicals which act as the initial centers of the polymerization reaction. That is, in addition to the normal fully synthetic material formed in emulsion polymerization, a graft copolymer material of starch is formed in which the polymer chains formed from the synthetic monomers used are covalently attached to the starch backbone.

Il 90793 5Il 90793 5

Koska luonnollinen tärkkelys - riippumatta sen alkuperästä - on hyvin suurimolekyylinen yhdiste ja tästä johtuen sen vesiliuos on jo hyvin matalissa kiintoainepitoisuuk-5 sissa viskositeetiltaan korkea, on aluksi suoritettava tärkkelyksen molekyylikoon laskeminen tai mieluummin käytettävä valmiiksi kaupallisesti saatavilla olevia, tavallisesti hapettamalla pilkottuja tärkkelyslaatuja. Mikäli hapettava pilkkominen halutaan tehdä reaktion yh-10 teydessä, se on mahdollista sinänsä tunnetulla tavalla, edullisesti ensimmäisenä vaiheena reaktiossa polymeroin-tikatalyytteinä toimivia hapettavia initiaattoreita hy-väks ikäyttäen.Since natural starch, regardless of its origin, is a very high molecular weight compound and, as a result, its aqueous solution has a high viscosity even at very low solids content, it is necessary to first calculate the molecular size of the starch or prefer to use pre-commercially available starches. If it is desired to carry out the oxidative cleavage in the context of the reaction, this is possible in a manner known per se, preferably as a first step in the reaction with the approval of oxidizing initiators acting as polymerization catalysts.

15 Että lopputuotteena olevan polymeeridispersion viskositeetti olisi käyttökelpoisella alueella ja toistettavasti vakio, on tarkasti huolehdittava, että tärkkelyksen pilk-komisaste on aina tarkasti haluttu. Tämä voidaan tehdä esim. viskositeettimäärityksen, pääteryhmäanalyysin tai 20 geelipermeaatiokromatografiän avulla. Seuraavissa esimer keissä lähtötärkkelyksenä on käytetty vetyperoksidilla hapetettua kaupallista perunatärkkelystä Raisamyl 302P, jonka viskositeetti 10% -liuoksena 60 eC:n lämpötilassa mitattuna on 20-30 mPas, tai natiivia perunatärkkelystä, 25 joka on pilkottu entsymaattisesti Bacillus lichenifor- mis -lämpöstabiililla alfa-amylaasilla esimerkissä kuvatulla tavalla.15 In order for the viscosity of the final polymer dispersion to be constant in the usable range and reproducibly constant, care must be taken to ensure that the starch content of the starch is always precisely desired. This can be done, for example, by viscosity determination, end group analysis or gel permeation chromatography. In the following examples, the starting starch used is hydrogen peroxide-oxidized commercial potato starch Raisamyl 302P with a viscosity of 20-30 mPas at 10 ° C in a 10% solution, or native potato starch enzymatically digested with Bacillus alichen as described.

Esimerkki 1: 30 (AI) 34,30 g hapetettua tärkkelystä Raisamyl 302P lietet-tiin 150 g:aan vettä ja siirrettiin paineenkestävään reaktoriastiaan. Seoksen lämpötila nostettiin 100 °C:een 20 min. ajaksi tärkkelysjyvästen liuottamiseksi. Tämän 35 jälkeen seos jäähdytettiin 70 °C:een ja siihen lisättiin liuos, joka sisälsi 2,5 g natriumlauryylisulfaattia 50 ml:ssa vettä. Tähän seokseen lisättiin vähitellen kahden 6 tunnin kuluessa painebyreteistä monomeeriseos, joka sisälsi 116,8 g styreeniä ja 73,9 g lipeäliuoksella pestyä butadieeniä, sekä 3,0 g akryylihappoa. Toisesta paineby-retistä lisättiin initiaattoriliuos, joka sisälsi 3,0 g 5 ammoniumpersulfaattia 70 g:ssa vettä. Polymeroitumisreak-tion annettiin jatkua 12 tunnin ajan. Tuotteeksi saatiin valkea dispersio, jonka kiintoainepitoisuus oli 45,8 % ja viskositeetti 890 mPas, mitattuna Brookfield LVT visko-metrilla mittapäällä n:o 2 100 r/min kierrosnopeudella.Example 1: 30 (AI) 34.30 g of oxidized starch Raisamyl 302P was slurried in 150 g of water and transferred to a pressure-resistant reactor vessel. The temperature of the mixture was raised to 100 ° C for 20 min. for dissolving the starch grains. The mixture was then cooled to 70 ° C and a solution of 2.5 g of sodium lauryl sulfate in 50 ml of water was added. To this mixture, a monomer mixture containing 116.8 g of styrene and 73.9 g of alkali-washed butadiene and 3.0 g of acrylic acid was gradually added over 2 hours. From the second pressure bed, an initiator solution containing 3.0 g of ammonium persulfate in 70 g of water was added. The polymerization reaction was allowed to proceed for 12 hours. The product was a white dispersion with a solids content of 45.8% and a viscosity of 890 mPas, measured with a Brookfield LVT viscometer at probe No. 2,100 rpm.

10 Mittaukset suoritettiin sen jälkeen kun tuote oli neutraloitu NaOHtlla pH 6,8:aan. Tuotteen laskennallinen tärk-kelyspitoisuus on 13 %.Measurements were performed after the product was neutralized with NaOH to pH 6.8. The calculated starch content of the product is 13%.

Esimerkki 2: 15 (A2) 34,5 g hapetettua tärkkelystä lietettiin 150 g:aan vettä ja keitettiin 20 min ajan tärkkelyksen liuottamiseksi. Liuokseen lisättiin 2,5 g natriumlauryylisulfaat-tia 50 ml:ssa vettä sekä esimerkin 1 mukaisesti katalyyt-20 tiliuos sekä monomeeriliuos. Monomeeriliuoksen koostumus oli tässä tapauksessa 146 g vinyyliasetaattia ja 22 g butyyliakrylaattia. Reaktion annettiin jatkua 14 tunnin ajan. Neutraloidun tuotteen kuiva-ainepitoisuus oli 40,8 % ja viskositeetti 600 mPas 25 °C:n lämpötilassa.Example 2: (A2) 34.5 g of oxidized starch was slurried in 150 g of water and boiled for 20 min to dissolve the starch. To the solution were added 2.5 g of sodium lauryl sulfate in 50 ml of water, as well as a catalyst-20 solution and a monomer solution according to Example 1. The composition of the monomer solution in this case was 146 g of vinyl acetate and 22 g of butyl acrylate. The reaction was allowed to proceed for 14 hours. The neutralized product had a dry matter content of 40.8% and a viscosity of 600 mPas at 25 ° C.

2525

Esimerkki 3 (A3) 49,4 g hapetettua tärkkelystä lietettiin 370 ml:aan vettä ja seosta keitettiin 20 min ajan tärkkelyksen li-30 uottamiseksi. Reaktioseokseen järjestettiin inertti atmosfääri typpivirtauksen avulla. Lisättiin 0,1 g CuS04 ja tiputettiin 1,5 h kuluessa monomeeriseosta, joka koostui 72 g:sta akryylihappoa ja 53 g:sta akryylinitriiliä. Samanaikaisesti 2 tunnin kuluessa syötettiin reaktioseok-35 seen 6 g 30% vetyperoksidia. Reaktion annettiin jatkua 70°C:ssa 11 tunnin ajan. Tuotteeksi saatiin valkea dispersio, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 26,3%.Example 3 (A3) 49.4 g of oxidized starch was slurried in 370 ml of water and the mixture was boiled for 20 minutes to extract the starch. An inert atmosphere was provided to the reaction mixture by a stream of nitrogen. 0.1 g of CuSO 4 was added and a monomer mixture consisting of 72 g of acrylic acid and 53 g of acrylonitrile was added dropwise over 1.5 h. Simultaneously, 6 g of 30% hydrogen peroxide was fed to the reaction mixture over 2 hours. The reaction was allowed to proceed at 70 ° C for 11 hours. The product was a white dispersion with a dry matter content of 26.3%.

Il 90793 7Il 90793 7

Esimerkki 4: (Bl) Tärkkelyskopolymeerin valmistus. 250 g natiivia pe-5 runatärkkelystä jonka kosteuspitoisuus oli 16 %, lietet-tiin 220 g:aan vettä. Suspensioon lisättiin 0,05 U/tärk-kelysgramma B. licheniformis lämpöstabiilia alfa-amylaa-sia, jonka aktiivisuus oli 984 U/ml. Suspension lämpötila nostettiin samalla hyvin sekoittaen vähitellen 90 °C:een 10 ja pidettiin tässä lämpötilassa 30 min. ajan. Entsyymiaktiivisuuden lopettamiseksi lisättiin 0,5 ml 30% vetyperoksidia ja laskettiin lämpötila 60 °C:een. Reaktioseok-seen johdettiin typpivirta, lisättiin 0,2 g CuS04 ja tiputettiin yhtäaikaa 1,5 tunnin kuluessa 38 g styreeniä ja 15 6 g 30 % vetyperoksidia. Reaktion annettiin vielä jatkua kahden tunnin ajan, jonka jälkeen saatu valkea dispersio jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Dispersion viskositeetti 25 °C:ssa oli 670 mPas ja kiintoainepitoisuus 51,8 %.Example 4: (B1) Preparation of starch copolymer. 250 g of native pe-5 runic starch with a moisture content of 16% was slurried in 220 g of water. To the suspension was added 0.05 U / starch gram of B. licheniformis thermostable alpha-amylase with an activity of 984 U / ml. The temperature of the suspension was gradually raised to 90 ° C with good stirring and maintained at this temperature for 30 min. I drive. To stop the enzyme activity, 0.5 ml of 30% hydrogen peroxide was added and the temperature was lowered to 60 ° C. A stream of nitrogen was introduced into the reaction mixture, 0.2 g of CuSO 4 was added and 38 g of styrene and 6 6 g of 30% hydrogen peroxide were added dropwise simultaneously over 1.5 hours. The reaction was allowed to proceed for a further two hours, after which the resulting white dispersion was cooled to room temperature. The viscosity of the dispersion at 25 ° C was 670 mPas and the solids content was 51.8%.

2020

Esimerkki 5: (B2) Tärkkelysoksaskopolymeerin valmistus suoritettiin kuten esimerkissä 3 käyttäen oksastettavana monomeerinä 25 butyyliakrylaattia (75 g). Tärkkelyksen määrä oli 209 g ja se lietettiin 217 g:aan vettä. Tuotteena saatiin kellertävä dispersio, jonka viskositeetti huoneen lämpötilassa oli 610 mPas, ja kiintoainepitoisuus 50,5 %.Example 5: (B2) The preparation of the starch graft copolymer was carried out as in Example 3 using butyl acrylate (75 g) as the graftable monomer. The amount of starch was 209 g and it was slurried in 217 g of water. The product gave a yellowish dispersion with a viscosity of 610 mPas at room temperature and a solids content of 50.5%.

30 Esimerkki 6.30 Example 6.

Tämä esimerkki kuvaa lopullisten paperin pinnalle levitettävien, esimerkkien 1-4 mukaisia dispersioita sisältävien ja vertailuformulaatioiden koostumuksia sekä näillä 35 käsiteltyjen papereiden ominaisuuksia. LD460 on styreeni- butadieenilateksi, valmistaja Raision Lateksi Oy, RN1125 on vinyyliasetaattiakrylaattilateksi, valmistaja Rasional δ OY, vahad on vahadispersio joka sisältää parafiinivahaa, jonka sulamisalue on noin 50-70°C.This example illustrates the compositions of the final paper surface formulations containing the dispersions of Examples 1-4 and the reference formulations, as well as the properties of the papers treated therewith. LD460 is a styrene-butadiene latex, manufactured by Raision Lateksi Oy, RN1125 is a vinyl acetate acrylate latex, manufactured by Rasional δ OY, waxes are a wax dispersion containing paraffin wax with a melting range of about 50-70 ° C.

Dispersiota levitettiin laboratoriopäällystyskoneen (En-5 dupapp) avulla kartongille (neliöpaino 190 g/m2), josta mitattiin vesihöyryn läpäisyarvot (WWP) ISO 258-1974 menetelmän mukaisesti (yksikkö g/m2/24h.) PM=levitetyn dispersion määrä kuivana (g/m2).The dispersion was applied by means of a laboratory coating machine (En-5 dupapp) to a paperboard (basis weight 190 g / m2) from which water vapor permeability values (WWP) were measured according to the method ISO 258-1974 (unit g / m2 / 24h.) PM = amount of applied dispersion dry (g / m2).

10 Taulukon arvo PA kuvaa käsitellyn kartongin pulpperoitu- vuusominaisuuksia. Arvo on määritelty seuraavasti: käsitelty kartonki hajotettiin menetelmän SCAN-C 18:65 mukaisesti. Sulpusta valmistettiin laboratorioarkit (neliö-paino n. 100 g/m2). Arkin laatu arvioitiin asteikolla 0 -15 5, jossa 0 merkitsee hyvää pulpperoituvuutta (ei havaita pintakäsittelyaineesta johtuvia keräytymiä) ja 5 huonoa laatua (runsaasti pintakäsittelyainekeräytymiä tai massan huonosta hajoamisesta johtuvaa epätasaisuutta).10 The value PA in the table describes the pulp properties of the treated board. The value is defined as follows: the treated board is decomposed according to the method SCAN-C 18:65. Laboratory sheets (basis weight approx. 100 g / m2) were prepared from the stock. The quality of the sheet was rated on a scale of 0 to 15 5, where 0 indicates good pulpability (no surfactant build-up is observed) and 5 poor quality (high surfactant build-up or unevenness due to poor pulp decomposition).

20 Taulukko 1.20 Table 1.

Rl R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 RIO Rll LD460 100 - - - - - 70 70 60 90 RN1125 - 100 - -- -- -- - 25 AI - - 100 go - -- -- - A2 - - - - 100 ----- A3 _____ 100 - - - - B1 ______ 30 - 30 - 30 B2 _______ 30 - - vahad - - - 10 _ - - _ 10 10 PM 17,8 20,2 19,9 18,7 21,0 20,3 19,4 20,3 20,1 18,0 0 35 WWP 29 98 32 7 36 4 27 38 8 5 151 PA 5322001114 0R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 RIO R11 LD460 100 - - - - - 70 70 60 90 RN1125 - 100 - - - - - 25 AI - - 100 go - - - - A2 - - - - 100 ----- A3 _____ 100 - - - - B1 ______ 30 - 30 - 30 B2 _______ 30 - - waxes - - - 10 _ - - _ 10 10 PM 17.8 20.2 19.9 18.7 21 .0 20.3 19.4 20.3 20.1 18.0 0 35 WWP 29 98 32 7 36 4 27 38 8 5 151 PA 5322001114 0

IIII

90793 990793 9

Esimerkki 7.Example 7.

Tässä esimerkissä muodostetaan kahdesta kartongista la-minaattituote keksinnönmukaisesti valmistetun dispersion 5 avulla. Dispersioita R3, R6 ja R8 levitettiin kartongille määrä, joka vastasi n. 20 g/m2 kiintoainetta. Välittömästi tämän jälkeen puristettiin käsiteltyyn pintaan toinen arkki samaa kartonkia, ja annettiin näin muodostuneen laminaattituotteen kuivua. Liimautumistulosta arvioitiin 10 kartonkikerroksia erotettaessa muodostuvan kuiturepeämän perusteella (täydellinen kuiturepeämä = erinomainen adheesio) . Laminaateista mitattiin myös höyrynsulkuarvot.In this example, a laminate product is formed from two cartons by means of a dispersion 5 prepared according to the invention. Dispersions R3, R6 and R8 were applied to the board in an amount corresponding to about 20 g / m2 solids. Immediately thereafter, a second sheet of the same paperboard was pressed onto the treated surface, and the laminate product thus formed was allowed to dry. The gluing result was evaluated on the basis of the fiber tear formed when separating the 10 paperboard layers (complete fiber tear = excellent adhesion). Vapor barrier values were also measured for the laminates.

15 Taulukko 2.15 Table 2.

Kuiturepeämä WWP (g/m2/24h) 20 R3 Täydellinen 29 R6 Täydellinen 9 R7 Täydellinen 28 R9 Lähes täydellinen 12 25Fiber tear WWP (g / m2 / 24h) 20 R3 Complete 29 R6 Complete 9 R7 Complete 28 R9 Almost complete 12 25

Claims (13)

1. Menetelmä paperin tai kartongin läpäisevyyden vähentämiseksi päällystämällä paperi tai kartonki yhtä tai 5 useampaa polymeeridispersiota sisältävällä päällystysai-neella, tunnettu siitä, että käytetään päällystysainetta, jossa polymeeridispersio sisältää modifioitua tärkkelystä sisältävän komponentin.A method for reducing the permeability of paper or board by coating the paper or board with a coating agent comprising one or more polymer dispersions, characterized in that a coating agent is used in which the polymer dispersion contains a component containing modified starch. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelystä sisältävänä komponenttina käytetään tuotetta, joka on valmistettu emulsiopolymeroimalla liuotettua, pilkottua tärkkelystä vesifaasissa monomee-riseoksella, syöttämällä monomeeriseos vesifaasiin, joka 15 sisältää tärkkelystä 2-50 % valmiin dispersion kiintoaineesta laskettuna.Process according to Claim 1, characterized in that the starch-containing component is a product prepared by emulsion polymerizing dissolved, cleaved starch in the aqueous phase with a monomer mixture, feeding the monomer mixture into the aqueous phase containing 2-50% of starch based on the solid content of the finished dispersion. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä 20 komponenttina käytettään tuotetta, joka on valmistettu käyttäen styreeniä ja butadieenia pääkomponentteinä sisältävää monomeeriseosta.Process according to Claim 2, characterized in that the starch-containing component of the polymer dispersion is a product prepared using a monomer mixture containing styrene and butadiene as the main components. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä komponenettina käytetään tuotetta, joka on valmistettu käyttäen vinyyliasetaattia ja akryylihapon ja alempien alkoholien (metyyli-, etyyli-, propyyli- tai butyyli-) esteriä pääkomponentteinaan sisältävää monomeeriseosta. 30Process according to Claim 2, characterized in that the starch-containing component of the polymer dispersion is a product prepared using a monomer mixture containing vinyl acetate and an ester of acrylic acid and lower alcohols (methyl, ethyl, propyl or butyl) as its main components. 30 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä komponenttina käytetään tuotetta, joka on valmistettu käyttäen akryylihappoa ja akryylinitriiliä pääkomponent- 35 teinään sisältävää monomeeriseosta.Process according to Claim 2, characterized in that a product prepared using a monomer mixture containing acrylic acid and acrylonitrile as the main component is used as the starch-containing component of the polymer dispersion. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu II 90793 siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä komponenettina käytetään tuotetta, joka on valmistettu oksastamalla pilkottuun tärkkelykseen tyydyttämätöntä monomeeria 0-50% tärkkelyksen määrästä. 5Process according to Claim 1, characterized in that the starch-containing component of the polymer dispersion is a product obtained by grafting unsaturated monomer into the cleaved starch in an amount of 0 to 50% of the amount of starch. 5 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä komponenttina käytetään tuotetta, joka on valmistettu oksastamalla pilkottuun tärkkelykseen styreenimonomeeria. 10Process according to Claim 6, characterized in that a product prepared by grafting styrene monomer onto the chopped starch is used as the starch-containing component of the polymer dispersion. 10 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeridispersion tärkkelystä sisältävänä komponenttina käytetään tuotetta, joka on valmistettu oksastamalla pilkottuun tärkkelykseen akryylihapon ja 15 alempien alkoholien esterimonomeeria.Process according to Claim 6, characterized in that the starch-containing component of the polymer dispersion is a product obtained by grafting into esterified starch an acrylic acid and lower alcohol monomer. 9. Päällystysaine patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää varten, tunnettu siitä, että se koostuu polymee-ridispersiota, jossa on 10-100 % jonkin patenttivaatimuk- 20 sen 2-8 mukaisella menetelmällä valmistettua tärkkelyspi toista polymeerikomponenttia ja 0-90 % tärkkelysvapaata komponenttia, sekä 0-30 % vahadispersiota.Coating agent for the process according to Claim 1, characterized in that it consists of a polymer dispersion with 10 to 100% of a starch-containing polymer component prepared by the process of one of Claims 2 to 8 and 0 to 90% of a starch-free component, and 0 to 90% of 30% wax dispersion. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen päällystysaine, tun-25 nettu siitä, että tärkkelysvapaa komponentti on styreeni- butadieenilateksi.Coating agent according to Claim 9, characterized in that the starch-free component is a styrene-butadiene latex. 11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen päällystysaine, tunnettu siitä, että tärkkelysvapaa komponentti on vinyyli- 3. asetaatti - akrylaattilateksi.Coating agent according to Claim 9, characterized in that the starch-free component is a vinyl acetate-acrylate latex. 12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen päällystysaine, tunnettu siitä, että dispersioon käytetyn vahan sulamispiste on noin 50-70 °C. 35Coating agent according to Claim 9, characterized in that the wax used for the dispersion has a melting point of about 50 to 70 ° C. 35 13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystysaine levitetään kahden tai useamman paperi- ja / tai kartonkikerroksen väliin ja kerrokset sidotaan toisiinsa päällystysaineella. 5Method according to Claim 1, characterized in that the coating agent is applied between two or more layers of paper and / or paperboard and the layers are bonded to one another with a coating agent. 5