CH634886A5 - Verfahren zur herstellung von papierstreichmassen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papierstreichmassen, die auf 100 Gewichtsteile eines feinteiligen Pigments 5 bis 25 Gewichtsteile eines Copolymerisates A mit einer Glastemperatur von -40 bis +50 °C in Form von wässrigen Dispersionen und 0,1 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines hochmolekularen, wasserlöslichen Homo- oder C-Polymerisats B enthalten.

Zur Herstellung von gestrichenen Druckpapieren werden bekanntlich Papierstreichmassen verwendet, die im wesentlichen aus einem in Wasser dispergierten Pigment, z.B. Kaolin, Calciumcarbonat oder Titandioxid, und einem Bindemittel bestehen. Während früher als Bindemittel ausschliesslich hochmolekulare Naturprodukte, wie Stärke oder Casein, verwendet wurden, versucht man die Naturprodukte in zunehmendem Masse durch synthetische, hochmolekulare Polymerisate in Form wässriger Dispersionen ganz oder teilweise zu ersetzen. Bindemittel auf der Basis von Naturprodukten haben die Nachteile, dass sie nicht immer in gleicher Qualität anfallen, empfindlich gegen den Befall von Mikroorganismen sind, durch aufwendige Verfahren aufgeschlossen werden müssen und spröde Striche ergeben. Bindemittel auf der Basis von sythetischen Hochpolymeren weisen zwar nicht sämtliche genannten Nachteile der natürliche Bindemittel auf, sind jedoch noch verbesserungsbedürftig.

Aus der US-PS 3 081 198 ist bekannt, dass man als Bindemittel für Papierstreichmassen Mischungen aus einer Polymerisatdispersion, die in Alkalien unlöslich ist, und einem in Alkalien löslichen Copolymerisat verwendet, das 15 bis 40 Gew.-% einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure einpolymerisiert enthält. Anstelle der Polymerisatdispersion können auch Bindemittel auf Basis von Naturprodukten verwendet werden. Der Einsatz dieser Bindemittel in Papierstreichmassen ergibt jedoch gestrichene Papiere, deren Wasserfestigkeit nicht ausreicht. Die bekannten Papierstreichmassen lassen sich ausserdem nicht zufriedenstellend auf schnell laufenden Streichanlagen verarbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Papierstreichmasse zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Wasserretention aufweist und gestrichene Papiere mit einer hohen Wasserfestigkeit liefert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren zur Herstellung der eingangs beschriebenen Papierstreichmasse gelöst, wenn die Komponente B durch Polymerisieren von wasserlöslichen, äthylenisch ungesättigten Verbindungen in einer Wasser-in-Öl-Emulsion hergestellt wird.

Die genannten Bindemittelkombinationen verleihen den erfindungsgemäss hergestellten Papierstreichmassen eine hohe Wasserretention, so dass sie auf den üblichen Streichanlagen gut verarbeitbar sind. Obwohl das Copolymerisat B in Was-5 ser löslich ist, erhält man überraschenderweise gestrichene Papiere, die eine deutlich höhere Wasserfestigkeit aufweisen als Papier, die mit den bekannten Papierstreichmassen gestrichen worden sind.

Als Copolymerisate A kommen alle handelsüblichen syn-10 thetischen Bindemittel in Betracht, die als wässrige Dispersion vorliegen. Die Polymerisate haben eine Glastemperatur von -40 bis +50 °C. Typische Monomere, die am Aufbau dieser Polymerisate beteiligt sind, sind beispielsweise Ester der Acryl-säure und der Methacrylsäure. Acrylnitril, Methacrylnitril, 15 Acrylamid, Methacrylamid, C3- bis Cs-äthylentisch ungesättige Mono- und Dicarbonsäuren, Halbester von äthylenisch ungesättigten C3- bis Cs-Dicarbonsäuren, Vinylchlorid, Vinyliden-chlorid, ein- oder mehrfach äthylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Äthylen, Propylen, Butylen, 4-Methylpen-20 ten-1, Styrol, Butadien, Isopren und Chloropren, Vinylester, Vinylsulfonsäure, und Ester äthylenisch ungesättigter Carbonsäuren, die sich von mehrwertigen Alkoholen ableiten, z.B. Hydroxypropylacrylat und -methacrylat.

Geeignete Copolymerisate A sind beispielsweise aus der 25 DT-AS11 00 450 bekannt. Solche Copolymerisate können neben einem Acrylester noch Styrol und/oder Butadien und/ oder Acrylnitril sowie äthylenisch ungesättigte Säuren enthalten. Anstelle der Säuren können in die Copolymerisate auch sonstige polymerisierbare hydrophile Verbindungen einpo-30 lymerisiert werden, z.B. Hydroxylgruppen enthaltende Monomere wie Hydroxypropylacrylat und -methacrylat. Die Acrylester, die bei der Polymerisation eingesetzt werden, können sich beispielsweise von einwertigen Alkoholen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ableiten. Der Acrylestergehalt kann bei 35 diesen Copolymerisaten in weiten Grenzen schwanken, z.B. zwischen 10 und 99% betragen. Der Gehalt an äthylenisch ungesättigten Säuren in diesen Copolymerisaten beträgt in der Regel bis zu 10 Gew.-%. Als äthylenisch ungesättigte Säuren kommen vor allem Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylsulfon-40 säure, Acrylamidopropansulfonsäure und Itaconsäure in Betracht.

Acrylsäureester und Methacrylsäureester können zusammen mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbindungen copolymerisiert und als Bestandteil A der Bindemittelkombina-45 tion verwendet werden. Als Comonomere kommen beispielsweise Äthylen oder Propylen in Frage.

Als Copolymerisat A eignen sich ausserdem Copolymerisate aus Butadien und Styrol. Diese Copolymerisate enthalten im allgemeinen 20 bis 60 Gew.-% Butadien und 40 bis 80 Gew.-% 50 Styrol und/oder Acrylnitril. Sie können weitere Comonomere enthalten, beispielsweise Ester von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und ggf. bis zu 10 Gew.-% andere äthylenisch ungesättigte copolymerisierbare Verbindungen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, 55 Crotonsäure und Fumarsäure. Polymerisate dieses Typs sind beispielsweise aus der DE-PS 1 546 316 bekannt. Geeignete Sty-rol-Butadien-Copolymerisate, die eine äthylenisch ungesättigte Carbonsäure bzw. einen Halbester einer äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure einpolymerisiert enthalten und als Copo-60 lymerisat A verwendet werden, sind aus der DE-AS 12 21 748 bekannt.

Als Copolymerisat A kommen in der erfindungsgemäss hergestellten Papierstreichmasse ausserdem Polymerisate in Betracht, die sich von Vinylester, z.B. vom Typ des Vinylacetats 65 oder Vinylpropionats sowie polymerisierbaren Kohlenwasserstoffen, z.B. Äthylen oder Propylen ableiten, beispielsweise Copolymerisate aus Vinylestern mit Acrylester und/oder Methacrylestern und/oder Acrylnitril sowie anderen polymerisierbaren hydrophilen Verbindungen, z.B. äthylenisch ungesät-

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tigten Säuren oder hydroxylgruppenhaltigen Monomeren. Die Emulgators. Eine Definition dieses Begriffes findet man bei-

Copolymerisate können auch weitere äthylenisch ungesättigte spielsweise in «Das Atlas HLB-System», Atlas Chemie GmbH,

Verbindungen einpolymerisiert enthalten, wie Acrylamid, EC10 G Juli 1971 und die Classification of Surface Active

N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethyacrylamid, Vinylchlo- Agents by «HLB», W.C. Griffin, Journal of the Society of Cos-rid oder Vinylidenchlorid. Geeignete Vinylestercopolymerisate 5 metic Chemist, Seite 311 (1950).

sind beispielsweise aus der DE-PS 1264 945 bekannt. Diese Emulgatoren sind in der fertigen Dispersion in der

Die Homo- oder Co-Polymerisate B sind in Wasser löslich Regel zu 0,1 bis 30, vorzugsweise zu 1 bis 10 Gew.-% enthalten, und weisen ein hohes Molekulargewicht auf. Sie werden durch Weiterhin kann man der zu polymerisierenden Wasser-in-Polymerisieren von wasserlöslichen, äthylenisch ungesättigten Öl-Emulsion ein Netzmittel hinzufügen, dessen HLB-Wert über Verbindungen in einer Wasser-in-Öl-Emulsion hergestellt. Ein io 10 liegt. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um hydrophile Verfahren zur Herstellung dieser Homo- oder Co-Polymerisate wasserlösliche Produkte, wie äthoxylierte Alkylphenole, Dialist beispielsweise aus der DE-PS 1089173 bekannt. Man löst kylester von Natriumsulfosuçcinaten, bei der die Alkylgruppe die äthylenisch ungesättigten Monomeren in Wasser und führt mindestens 3 C-Atome hat, Seifen, die sich von Fettsäuren mit die Polymerisation in einer Wasser-in-Öl-Dispersion durch. Als 10 bis 22 Kohlenstoffatomen ableiten, Alkalisalze von Alkyl-kontinuierliche äussere ölphase der Wasser-in-Öl-Dispersion is oder Alkenylsulfaten mit 10 bis 26 Kohlenstoffatomen. Vorkommen beispielsweise hydrophobe Kohlenwasserstoffe, wie zugsweise verwendet man äthoxylierte Nonylphenole mit Benzinschnitte, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Perchlor- einem Äthoxylierungsgrad von 6 bis 20, äthoxylierte Nonylphe-äthylen, oder 1,2-Dichloräthan in Betracht. Der Anteil an wäss- nolformaldehydharze, deren Äthoxylierungsgrad 6 bis 20 riger, dispergierter Phase beträgt im allgemeinen zwischen beträgt, Dioctylester von Natriumsulfosuccinaten und Octyl-etwa 30 und 70% der Emulsion, kann jedoch auch darüber lie- 20 phenolpolyäthoxyäthenol.

gen und bis 90 Gew.-% betragen. Geeignete wasserlösliche Für die Herstellung der Wasser-in-öl-Dispersionen kann

Monomere sind beispielsweise Cj- bis Cs-äthylenisch ungesät- man das Netzmittel mit HLB-Wert über 10 der wässrigen tigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Ita- Phase, dem flüssigen Kohlenwasserstoff oder auch der fertigen consäure, die entsprechenden Amine, beispielsweise Acrylamid Monomer-Emulsion zugeben. In der bevorzugten Durchfüh-

und Methacrylamid und die Salze der genannten äthylenisch 25 rung des Verfahrens werden Netzmittel und Wasser-in-Öl-

ungesättigten Carbonsäuren. Die genannten Monomeren kön- Emulgator in dem als äussere Phase der Dispersion dienenden nen entweder allein oder in Mischung polymerisiert werden, so flüssigen Kohlenwasserstoff gelöst und suspendiert.

dass man Copolymerisate erhält, beispielsweise Copolymeri- Dieses Gemisch kann dann zusammen mit der wässrigen sate aus Acrylamid und Acrylsäure. Bei der Polymerisation der Monomer-Lösung, beispielsweise unter Rühren, in eine Wasserwasserlöslichen äthylenisch ungesättigten Monomeren kann 30 in-Öl-Emulsion überführt werden. Die Reihenfolge der Zugabe man als Comonomere beispielsweise Vinylbenzolsulfonate, der Komponenten zum Polymerisationsansatz ist nicht kritisch. Acrylamidopropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, sowie in Wesentlich ist nur, dass die Netzmittel mit einem HLB-Wert untergeordnetem Masse bis zu etwa 20 Gew.-% nur begrenzt von über 10, sofern man sie verwendet, vor der Polymerisation wasserlösliche äthylenische Verbindungen, wie Acrylsäure- zugegeben werden.

und Methacrylsäureester, sowie Acrylnitril oder Methacrylni- 35 Die Monomeren werden in der Regel in Gegenwart der tril einsetzen. üblichen Polymerisationsinitiatoren polymerisiert, beispiels-

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Molekulargewicht der weise verwendet man Peroxide, wie Benzoylperoxid und Lauwasserlöslichen Polymerisate durch den Einbau von Verbin- roylperoxid, Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Azoverbin-dungen, die mehrere äthylenisch ungesättigte Doppelverbin- düngen, wie Azoisobutyronitril, und Redoxkatalysatoren. Die düngen tragen, mit Hilfe einer geringfügigen Vernetzung 40 Polymerisationstemperatur ist abhängig von dem verwendeten erhöht wird. Um die wasserlöslichen Polymerisate geringfügig Polymerisationsinitiator und kann in weitem Bereich schwan-zu vernetzen, setzt man im allgemeinen bei der Polymerisation ken, beispielsweise in dem Bereich von 5 bis 120 °C. In der der Monomeren, bezogen auf das Monomerengemisch, 0,01 bis Regel polymerisiert man unter Normaldruck bei Temperaturen 5 Gew.-% eines Monomeren mit mindestens 2 äthylenisch unge- zwischen 40 und 80 °C, wobei man für eine gute Durchmi-sättigten Doppelbindungen zu, beispielsweise Äthylendivinyl- 45 schung der Komponenten sorgt. Die Monomeren werden prak-harnstoff, Divinyldioxan, Methylenbisacrylamid, Äthylenbis- tisch vollständig polymerisiert.

acrylamid, Propylenbisacrylamid, Allylacrylat, Methallylmetha- Die fertige Wasser-in-Öl-Dispersion besteht in der Regel zu crylat, Diallylmalonat, Divinyläther, Glykolidiacrylat und Poly- 30 bis 90% aus einer wässrigen Phase. Die wässrige Phase ent-

alkylpolyäther mehrwertiger Alkohole, z.B. Trimethylolpropan, hält praktisch das gesamte Polymerisat. Die Konzentration des

Triallyäther oder Polyallylsaccharose. 50 Polymerisates in der wässrigen Phase beträgt im allgemeinen

Man erhält dann Copolymerisate mit besonders hohen 20 bis 60 Gew.-%. Das wahlweise eingesetzte Netzmittel mit Molekulargewichten. Die Molekulargewichte der wasserlösli- einem HLB-Wert über 10 ist im allgemeinen - bezogen auf die chen Polymerisate B des Bindemittelgemisches liegen in der gesamte Dispersion - in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% vorRegel zwischen 100 000 und 20 Millionen, vorzugsweise zwi- handen. Die kontinuierliche äussere Phase der Wasser-in-öl-schen 1 und 20 Millionen. 55 Polymerdispersion ist in der Regel zu 10 bis 70 Gew.-% am

Die Polymerisation der wässrigen Monomerlösung in dem Aufbau der gesamten Dispersion beteiligt.

Kohlenwasserstofföl kann nach bekannten Verfahren in einem Vorzugsweise verwendet man als Homo-Polymerisate B

Temperaturbereich zwischen 5 und 120 °C durchgeführt wer- Homopolymerisate von Alkali- oder Ammonsalzen der Acryl-

den. Um die wässrige Monomerlösung in dem Kohlenwasser- säure und Acrylamid, Copolymerisate aus 5 bis 95 Gew.-%

stofföl zu dispergieren, kann man die dafür bekannten Wasser- 60 Acrylamid und 95 bis 5 Gew.-% Alkali- oder Ammonsalzen der in-öl-Emulgatoren, z.B. Sorbitanmonostearat, Sorbitanmono- Acrylsäure.

oleat, Glycerinester, deren Säurenkomponente sich von Cu- bis Wesentlich ist in allen Fällen, dass die Homo- oder Co-

Cîo-Carbonsâuren ableitet, Cetylstearylnatriumphthalat oder Polymerisate B nach dem Verfahren der Wasser-in-öl-Emul-

Emulgatoren verwenden, wie sie in der DE-OS 25 36 537 sionspolymerisation hergestellt und in dieser Form auch mit beschrieben sind. 65 den Copolymerisaten A in die Papierstreichmasse eingearbei-

Diese Emulgatoren haben einen HLB-Wert von höchstens tet werden. Die Homo- oder Co-Polymerisate B haben in Form

8. Unter HLB-Wert versteht man die hydrophile-lipophile der Wasser-in-Öl-Dispersion im allgemeinen eine relativ

Balance des Emulgators, d.h. das Gleichgewicht der Grösse geringe Viskosität, die vorzugsweise in dem Bereich zwischen und Stärke der hydrophilen und der lipophilen Gruppen des 100 und 5000 mPa • s liegt. Sie sind daher leicht zu handhaben.

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Beim Verarbeiten mit dem wasserunlöslichen synthetischen Bindemittel (Copolymerisat A) stellen die Homo- oder Co-Polymerisate B die Viskosität der Papierstreichmasse ein. Die Homo- oder Co-Polymerisate B, eingearbeitet in Form ihrer Wasser-in-Öl-Dispersion, wirken als Verdickungsmittel, erhöhen das Wasserretentionsvermögen der Streichfarbe und verleihen dem fertigen Papier verbesserte Eigenschaften, insbesondere eine erhöhte Wasserfestigkeit. Es ist bereits möglich, mit relativ geringen Einsatzmengen an Polymerisat B die beschriebenen Effekte zu erreichen, es genügen 0,1 bis 10 Gew.-% des Festproduktes, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.-% an wasserlöslichem Polymerisat in Form seiner Wasser-in-öl-Dis-persion, bezogen auf das Pigmentgewicht, um die genannten Qualitätsverbesserungen von Streichfarbe und Papier zu erzielen.

Die erfindungsgemäss hergestellten Papierstreichmassen enthalten 5 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf Pigment, an Copolymerisat A und 0,1 bis 10 Gew.-% des festen Homo- oder Co-Polymerisates B in Form seiner Wasser-in-Öl-Dispersion. Diese Polymerisationskombinationen sind hervorragende Bindemittel für Papierstreichmassen. Für die Herstellung der neuen Papierstreichmassen können die Polymerisate A und B in an sich bekannter Weise mit Pigmenten und gegebenenfalls Füllstoffen gemischt werden. Geeignete Füllstoffe sind vor allem Tonmineralien, Calciumcarbonate, Calciumaluminium-pigmente oder Titandioxid. Gegebenenfalls kann man den Papierstreichmassen auch noch andere Hilfsmittel zusetzen, beispielsweise Alkalien, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Ammoniak oder auch Weisspigmente auf Basis von wasserunlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduk-ten oder andere bekannte Papierhilfsstoffe, wie Harnstoff, Melamin oder Formaldehydharze.

Die Reihenfolge, in der die einzelnen Komponenten der Papierstreichmasse gemischt werden, ist nicht entscheidend, es erweist sich jedoch als günstig, das Homo- oder Copolymerisat B am Ende der Streichfarbenaufbereitung zuzusetzen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile. Die K-Werte der Polymerisate wurden nach H. Fikentscher, Cellulosechemie 13,58 bis 64 und 71 bis 74 (1932) in 54%iger wässriger Kochsalzlösung bei einer Temperatur von 25 °C gemessen; dabei bedeutet K = k • 103.

Herstellung der wasserlöslichen Homo- oder Co-Polymerisate B Polymerisat B1

In einem mit Rührer, Thermometer und einem Stickstoffein- und -auslass versehenen Behälter mischt man folgende Komponenten: 347 Teile einer Mischung aus 84% gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 16% napthenischen Kohlenwasserstoffen (Siedepunkt der Mischung 192 bis 254 °C), 53,3 Teile Sorbitanmonooleat und 20 Teile äthoxylier-tes Nonylphenol (Äthoxylierungsgrad 8 bis 12). Dann fügt man eine Lösung aus 133,6 Teilen Acrylamid und 59 Teilen Acrylsäure in 389,4 Teilen Wasser zu, deren pH-Wert mit 18 Teilen Natriumhydroxid auf 8,0 eingestellt ist und emulgiert die wässrige Lösung in dem Kohlenwasserstofföl. Danach leitet man 30 Minuten lang Stickstoff über die Mischung und erhitzt sie dann innerhalb von 15 Minuten auf eine Temperatur von 60 °C. Bei dieser Temperatur setzt man dann eine Lösung von 0,212 Teilen 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril zu, das in wenig Aceton gelöst ist Nachdem man die Mischung 3 Stunden auf 60 °C erhitzt hat, ist die Polymerisation beendet. Man erhält eine koagulatfreie, gegen Sedimentation stabile Wasser-in-Öl-Dispersion eines Copolymerisates aus 35% Acrylamid und 65 % Natriumacrylat, die als Verdickungsmittel mit Cobindereigenschaften in Papierstreichmassen verwendet wird. Der K-Wert des Polymerisates beträgt 247,5.

Polymerisat B 2

Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben und löst 10 Teile eines 8- bis 12fach äthoxylierten Nonylphenol und 40 Teile des im Beispiel 1 der DE-OS 25 36 597 beschriebenen 5 Emulgators in 220 Teilen einer Mischung aus 84% gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 16% naphthenischen Kohlenwasserstoffen (Siedebereich der Mischung 192 bis 254 °C). Zu dieser Mischung fügt man eine Lösung von 285 Teilen Acrylsäure in 128 Teilen Wasser, die mit 285 Teilen 10 22,5%igem wässrigen Ammoniak auf pH 7,0 gestellt wurde und die weiterhin mit 0,4 Teilen Na4P2Ö7 und 0,01 Teilen Propylenbisacrylamid versetzt wurde, hinzu.

Unter gutem Rühren wird die organische Phase und die wässrige Lösung gemischt, so dass man eine Wasser-in-Öl-|5 Emulsion erhält. Anschliessend leitet man 30 Minuten lang Stickstoff über die Emulsion und erhitzt sie dann innerhalb von 15 Minuten auf eine Temperatur von 70 °C. Bei dieser Temperatur setzt man dann eine Lösung von 0,212 Teilen 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril zu, das in wenig Aceton gelöst ist, und hält die 20 Temperatur der Mischung 3 Stunden lang auf 70 °C. Es resultiert eine koagulatfreie, gegen Sedimentation stabile Wasser-in-Öl-Dispersion.

Die Viskosität einer daraus mit demineralisiertem Wasser hergestellten 0,3%igen wässrigen Lösung (bezogen auf das 25 Polymer) beträgt 1150 mPa • s (Brookfield-Viskosimeter 20 U/min, 20 °C RC 2).

Beispiel 1

Man erhält eine Papierstreichmasse, die zur Herstellung 3o von Papier und für den Offset-Druck geeignet ist, indem man mit Hilfe eines kräftigen Dispergieraggregates 80 Teile Streich-clay und 20 Teile Calciumcarbonat-Pigment in ca. 66%iger wässriger Anschlämmung unter Verwendung vonm 0,2 Teilen Natronlauge und 0,3 Teilen eines handelsüblichen Dispergier-35 mittels fein verteilt. Zu der Pigmentanschlämmung fügt man 12 Teile (bezogen auf den Feststoffgehalt) einer wässrigen Dispersion eines Copolymerisates A aus 50% n-Butylacrylat und 50% Styrol (Glastemperatur zwischen 20 und 30 °C). Dazu gibt man unter kräftigem Rühren 0,5 Teile (bezogen auf den Feststoffge-4o halt) der Wasser-in-Öl-Dispersion B 1 und stellt den Feststoffgehalt der Streichfarbe durch Zugabe von Wasser auf ca. 58% ein. Der pH-Wert der Papierstreichmasse wird mit Natronlauge auf 8,5 eingestellt Nach einer Durchmischungszeit von 15 Minuten kann die Papierstreichfarbe verarbeitet werden, z.B. auf einer 45 Schaberstreichanlage. Die Eigenschaften der Streichfarbe und des damit gestrichenen Papiers sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Eine Streichfarbe zur Herstellung von gestrichenem Kar-5o ton wird gemäss den Angaben in Beispiel 1 erhalten, indem man die dort beschriebene Pigmentanschlämmung mit 15 Teilen eines handelsüblichen, 4% Carboxylgruppen enthaltenden, Butadien-Styrol-Copolymerisates (48% Butadien und 48% Styrol, Glastemperatur 0 bis +15 °C), bezogen auf Feststoffgehalt 55 der Dispersion, als Copolymerisat A mischt und Wasser zugibt, bis der Feststoffgehalt der Mischung 43% beträgt. Dann werden, bezogen auf den Feststoffgehalt, 0,7 Teile des Polymerisates B 2 in Form der Wasser-in-Öl-Dispersion zugegeben. Danach stellt man den pH-Wert auf 8,5 ein und homogenisiert 60 die Mischung 15 Minuten. Man erhält eine Streichfarbe, die auf einer Luftbürstenstreichanlage oder Rollrakelstreichanlage einwandfrei zu verarbeiten ist. Die Eigenschaften der Streichfarbe und des damit gestrichenen Kartons sind in der Tabelle angegeben.

65

Beispiel 3

Zur Herstellung eines Papierstriches, der für den Tiefdruck geeignet ist, mischt man eine 66%ige Pigmentanschlämmung aus 100 Teilen Streichclay, 0,2 Teilen Natronlauge und 0,3 Tei-

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len eines handelsüblichen Dispergiermittels mit 6 Teilen eines Die Nassrupfwerte wurden wie folgt gemessen:

handelsüblichen synthetischen Bindemittels als Copolymerisat

A aus 50% n-Butylacrylat und 50% Vinylacetat (Glastemperatur Vorbereitung der Papiere und Kartons -20 bis +25 °C. Die Viskosität der Streichfarbe wird dadurch Die zu prüfenden Papiere bzw. Kartons werden einzeln auf eingestellt, dass man 0,35 Teile, bezogen auf den Feststoffge- 5 gehängt und 24 Stunden klimatisiert. Die Rupfstreifen, deren halt, des Polymerisats B 2 als Wasser-in-Öl-Emulsion zugibt. Grösse 35 x 3 cm betragen soll, sind in Längsrichtung der Durch Zugabe von Wasser und Natronlauge wird dann der Papierbahn zu schneiden. Es ist darauf zu achten, dass die Prüf-Feststoffgehalt der Streichmasse auf 59% und der pH-Wert auf streifen über die Bahnbreite entnommen werden. Zur Klimati-9 eingestellt. Nach einer Mischzeit von 15 Minuten kann die sierung dürfen die geschnittenen Streifen nicht aufeinanderlie-Papierstreichfarbe problemlos auf einer Schaberstreichanlage "> gen.

verarbeitet werden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Prüfgerät

Der Nassrupftest wird mit dem IGT-Bedruckbarkeitsprüf-Beispiel 4 gerät Modell AC 2 durchgeführt.

Zur Herstellung eines T apetenstriches dispergiert man 90 f s Rupffarbe Teile Streichclay und 10 Teile eines Titandioxid-Pigments in Als Rupffarben dienen Druckfarben der Fa. Lorilleux. Die

66%iger wässriger Anschlämmung mit Hilfe von 0,2 Teilen Rupffarbe muss auf die Rupfneigung der Papiere bzw. Kartons

Natronlauge und 0,4 Teilen eines handelsüblichen Dispergier- abgestimmt sein. Normalerweise erhält man mit der Lorilleux-mittels. Anschliessend gibt man 13 Teile, bezogen auf den Fest- Farbe 3804 vert gute Ergebnisse.

stoffgehalt, eines Copolymerisates A ca. 50% n-Butylacrylat und 20

ca. 50% Styrol (Glastemperatur 20 bis 30 °C. hinzu. Die Streich- Durchführung des Nassrupftests färbe wird verdickt, indem man 0,8 Teile, bezogen auf den Fest- Der Papier- bzw. Kartonstreifen wird wie bei der Trockenstoffgehalt, des Polymerisats B 2 in Form der Wasser-in-öl-Dis- rupffestigkeitsprüfung auf das Kreissegment des IGT-Gerätes persion zusetzt und die Mischung homogenisiert. Durch eingespannt.

Zugabe von Wasser und Natronlauge wird der Feststoffgehalt 25 Auf die obere Druckscheibenachse wird eine 3,2 cm breite der Papierstreichmasse auf 54% und der pH-Wert auf 9 einge- Druckscheibe, auf die untere Druckscheibenachse eine 2 cm stellt. Nach einer Mischungszeit von 15 Minuten ist die Streich- breite, eingefärbte Druckscheibe aufgesetzt. Das Kreissegment färbe problemlos auf Walzen- oder Glättschaber-Streichanla- mit dem eingespannten Prüfstreifen wird sodann in Rupfstelgen zu verarbeiten. Die Viskosität der Papierstreichfarbe lung gedreht Die Druckeinstellung beträgt bei beiden Druckbetrug 1690 mPa • s, die Wasserretention der Streichfarbe 93 s. 30 scheiben 70 kp. Nun tropft man zwischen Kreissegment mit Bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden die den Bei- eingespanntem Prüfstein und oberer Druckscheibe 0,2 cm3 spielen 1 bis 3 entsprechenden Streichfarben hergestellt, wobei Wasser und rupft sofort mit konstanter Geschwindigkeit, deren in Abänderung der Beispiele als Polymerisat B1 oder B 2 Einstellung zwischen 18- und 40 cm/s betragen soll, da das Was-jeweils ein Copolymerisat eingesetzt wurde, das dem Copo- ser sonst eine zu kurze Einwirkungszeit hat.

lymerisat in den Beispielen in der Zusammensetzung zwar ent- 35 Wenn bei dieser Einstellung kein Rupfen auftritt, so muss sprach, jedoch durch Polymerisation der Monomeren in wäss- eine strengere Rupffarbe genommen werden.

riger Lösung hergestellt wurde. Wie man der Tabelle entneh- Der Abstand zwischen den beiden Druckscheibenachsen men kann, zeigen die Papierstreichfarben, die mit Hilfe der beträgt 7 cm; das entspricht bei 18- bzw. 40 cm/s Rupfgeschwin-erfindungsgemässen Bindemittelkombination hergestellt wur- digkeit einer Einwirkungszeit von 0,39- bzw. 0,17 s.

den, eine überraschend verbesserte Wasserretention. 40 Beträgt bei einer Druckmaschine die Entfernung zwischen

Die Wasserretention wird in der Tabelle in Sekunden ange- zwei folgenden Druckwerken 1 m und läuft die Druckmaschine geben. Es ist die Zeit, in der die mit einem sauren Rotfarbstoff 100 m/min, so entspricht dies einer Einwirkungszeit von 0,6 s. angefärbte wässrige Phase der Streichfarbe so weit durch ein Blaubandfilter penetriert ist, dass sie dessen Remission, gemes- Auswertung sen mit einem Remissionsphotometer (Filter 4) auf 40% des 45 Die letzte Hälfte des Streifens wird bei diesem Verfahren ursprünglichen Remissionsgrades erniedrigt. Im Vergleichsbei- zuerst gefeuchtet und dann bedruckt. Wenn die Nassrupffestig-spiel 4 wurde eine Papierstreichmasse nach der oben angege- keit bei der gewählten Rupffarbe und Geschwindigkeit nicht benen Vorschrift hergestellt, jedoch anstelle der Wasser-in-Öl- ausreicht sieht man auf dem Streifen, der gefeuchtet wurde, ein Dispersion des Polymerisates B 2 ein durch Lösungspolymeri- Rupfen. Die verschiedenen Streifen werden im Verhältnis sation hergestelltes Copolymerisat aus ca. 80% Acrylsäurebutyl- 50 zueinander subjektiv ausgewertet.

ester und ca. 20% Acrylsäure eingesetzt Man erhielt eine Eine weitere Möglichkeit der Auswertung ist mit dem Den-

Papierstreichmasse, deren Viskosität 1540 mPa • s und deren sitometer gegeben.

Wasserretention 65 s betrug. Man misst hierzu die Farbintensität des geprüften Rupf-

In Tabelle 1 sind neben den Eigenschaften der Streichfar- streifens und erhält, je nach Rupffestigkeit des Papiers oder ben auch einige Stricheigenschaften zusammengestellt. Man 55 Kartons, einen entsprechenden Wert D (= Farbdichte). Als sieht, dass mit den erfindungsgemässen Papierstreichmassen Vergleichswert wird ein mit der Prüffarbe bedruckter Streifen deutlich verbesserte Nassrupfwerte erhalten werden. im Vollton gemessen.

Tabelle 1

Eigenschaften Bsp.l Vgl.Bsp.1 Bsp.2 Vgl.Bsp.2 Bsp.3 Vgl.Bsp.3 Bsp.4 Vgl.Bsp.4

a) Streichfarbe

Viskosität [mPa* s)

1312

1045

460

380

1140

1070

1690

1540

Wasserretention [s]

106

36

48

33

61

23

93

65

b) gestrichenes Papier

Nassrupftest [D]

0,89

0,38

0,47

0,36

-

-

0,66

0,38

Farbaufnahme [%]

24,4

24,0

20,3

17,3

45,7

42,3

25,6

21,7

G

Claims (3)

634886 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Papierstreichmassen, die auf 100 Gewichtsteile eines feinteiligen Pigments, 5 bis 25 Gewichtsteile eines Copolymerisates A mit einer Glastemperatur von —40 bis +50 °C in Form von wässrigen Dispersionen und 0,1 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines hochmolekularen, wasserlöslichen Homo-oder Copolymerisats B enthalten,, dadurch gekennzeichnet, dass das Homo- oder Copolymerisat B durch Polymerisieren von wasserlöslichen, äthylenisch ungesättigten Verbindungen in einer Wasser-in-Öl-Emulsion erhalten und in dieser Form in die Papierstreichmassen eingearbeitet wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des Homo- oder Copolymerisates B als wasserlösliche, äthylenisch ungesättigte Verbindungen C3- bis Cs-äthylenisch ungesättigte Carbonsäuren oder deren Amide eingesetzt werden.

3. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-in-Öl-Emulsion ein Netzmittel mit einem HLB-Wert oberhalb 10 enthält.