NL1016845C2

NL1016845C2 - Papierbekledingssamenstelling.

Info

Publication number: NL1016845C2
Application number: NL1016845A
Authority: NL
Inventors: Henk Jan Frans Van Den Abbeele; Erik Maria Jan J Nsson
Original assignee: Topchim N V
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-28
Also published as: NZ526266A; EP1352129A2; WO2002048459A2; BR0116078A; NO20032606D0; WO2002048459A3; ZA200304350B; RU2003121022A; YU47203A; PL361933A1; CA2431363A1; US20040054037A1; NO20032606L; HUP0302541A2; HUP0302541A3; AU2002225511A1; CN1531614A; JP2004520495A

Description

5 -i -

PAPIERBEKLEDINGSSAMENSTELLING

De uitvinding heeft betrekking op een waterige samenstelling voor papierbekleding. Een dergelijke samenstelling op papier aangebracht, is met name geschikt voor het bedrukken van het papier. Waar in deze vinding sprake is van papier, dient ook karton en bedrukbare film te worden meegelezen.

10 Papierbekledingssamenstellingen zijn bekend uit Encyclopedia

Chemical Technology 4th Ed. Vol 18 pag 35-60 1996 (ISBN 0-471-52687-9). Hierin wordt beschreven, dat conventioneel papier een ruw oppervlakte heeft, waardoor het minder geschikt is voor het bedrukken met hoge snelheden. Bovendien vereist kwaliteitsdruk een hoge glans in zowel bedrukte als onbedrukte 15 delen van het papier. Om deze reden wordt veel papier van een bekleding voorzien. De voornaamste eigenschappen van een bedrukbare papierbekleding zijn niet alleen een glad oppervlak, maar ook een hoge de absorptiesnelheid voor inkt en een goede resolutie van een drukwerk. Verder dient de oppervlaktesterkte hoog genoeg te zijn om scheuren, als gevolg van hoge papierspanningen in een 20 drukproces met een hoge snelheid, te vermijden.

Papierbekledingssamenstellingen zijn in het algemeen waterige slurries met een vastestofgehalte tussen 1 en 75 gew.%. Zij bevatten in het algemeen nog een pigment, bindmiddelen en overige additieven. In veel gevallen bevat de samenstelling een ammoniumzout om de samenstelling neutraal te 25 maken.

Papierbekledingssamenstellingen worden in het algemeen op het papier aangebracht via een rakel. Om dit proces goed te laten verlopen is een zekere viscositeit van de samenstelling vereist. Een te hoge viscositeit leidt tot hoge afschuifkrachten onder de rakel en vertraagt daardoor de snelheid waarmee 30 de samenstelling kan worden aangebracht. Een te lage viscositeit, veroorzaakt door een hoog watergehalte, vertraagt het proces door langere droogtijden. Het creëren van een lage viscositeit door het toevoegen van laagmoleculaire verbindingen die in de papierbekleding aanwezig blijven, heeft over het algemeen een negatief effect op de eigenschappen van de papierbekleding.

35 Doel van de vinding is te voorzien in een bekledingssamenstelling, welke een lage viscositeit heeft, zonder in te boeten op de eigenschappen van de op papier aangebrachte 10 1 6 8 i r -2- papierbekledingssamenstelling.

In dit doel wordt voorzien, doordat de papierbekledingssamenstelling tussen 0,01 en 80 gew.% van een hoogvertakt polyesteramide bevat.

5 Hierdoor wordt bereikt, dat de papierbekledingssamenstelling een aanzienlijk lagere viscositeit heeft zonder dat eigenschappen als absorptiesnelheid voor inkt, resolutie en oppervlaktesterkte van de op papier aangebrachte bekledingssamenstelling verminderen.

Onder een hoogvertakt polyesteramide, verder een HybraneR 10 genoemd, wordt verstaan een lineair of vertakt condensatiepolymeer bevattende estergroepen en ten minste een amide groep in de hoofdketen, en met een aantallengemiddelde molmassa van ten minste 800 g/mol. Bij voorkeur worden hoogvertakte polyesteramides gebruikt met een molmassa tussen de 800 en 15.000 g/mol.

15 Een hybrane bevat ten minste twee gfoepen volgens formule (I) 0 0 v Y' (I) waarin onafhankelijk van elkaar kunnen worden gekozen uit: H, C1-C20 20 (cyclo)alkyl or C6-Ci0 aryl, / R4\r6

—6—c—OH

Us/i ' 'n 25 • v * 6 8 4 -3- I iu\f\6 o o of / R4\ Rg 0 Or

iÜU-JUJU

Us/A Xrs ' 'n 5 waarin B = (C2-C24), al dan niet gesubstitueerd, aryl of (cyclo)alkyl aliphatisch biradicaal, R1, R^, r3, r4 r5 en r6 kunnen, onafhankelijk van elkaar gekozen worden uit H, (Cq-C-jq) aryl of (C-(-C8)(cyclo)alkyl radicaal en n= 1-4, bij voorkeur 10 is n=1. R7 en R8 kunnen, onafhankelijk van elkaar gekozen worden uit al dan niet met hetero-atomen gesubstitueerde (C6-Ci0) aryl- of (Ci-C28) alkylgroepen.

De bereiding van de hybranes gebeurt op een bekende wijze zoals beschreven in WO-A-99/16810, WO-A-OO/58388 em WO-A-00/56804.

Hierin wordt beschreven dat Hybranes worden vervaardigd door cyclische 15 anhydrides te laten reageren met di-hydoxyalkylamines.

Een voordeel van de samenstelling volgens de uitvinding is, dat de samenstelling ook een goede waterretentie bezit. Het vastestofgehalte van de mengsels kan hierdoor hoger zijn dan bij de bekende samenstellingen, hetgeen doorslag van pigmenten in het papier verhindert en leidt tot een hogere opaciteit. 20 Waterretentie is een maat voor het vermogen van een samenstelling om water in contact te houden met pigment en bindmiddel. Als het water uit de samenstelling te snel door het papier wordt geabsorbeerd, ontstaan er problemen bij het aanbrengen van de samenstelling, zoals bijvoorbeeld migratie van het bindmiddel, doorslag van de pigmenten, verminderde glans en opaciteit, en hogere 25 inktpenetratie.

Een verder voordeel van de samenstelling volgens de uitvinding is, dat de samenstelling geschikt is om optische witmiddelen te activeren.

Nog een voordeel van de samenstelling volgens de uitvinding is, U) ï 6 8 4S- -4- dat deze een hoger vastestofgehalte toelaat, zonder dat de viscositeit toeneemt, waardoor de samenstelling niet meer op doeltreffende wijze op papier kan worden aangebracht.

Een ander voordeel van de samenstelling volgens de uitvinding 5 is dat de snelheid waarmee de samenstelling op papier kan worden aangebracht kan worden verhoogd.

Een volgend voordeel van de vinding betreft bekledingssamenstellingen die tevens een ammoniumzout bevatten. Nadeel van deze bekende samenstellingen is, dat hieraan vaak een penetrante 10 ammoniaklucht wordt waargenomen. Gebleken is, dat aan een ammoniabevattende samenstelling volgens de uitvinding geen of minder ammoniaklucht waarneembaar is.

Een volgend voordeel van de samenstelling volgens de uitvinding is, dat Hybranes gemakkelijk gemodificeerd kunnen worden, waardoor 15 de eigenschappen van de samenstelling eenvoudig kunnen worden gevarieerd. Een manier om het hydrofobe karakter van de samenstelling te verhogen is door de hydroxylgroepen van de Hybrane partieel te veresteren met C2-C22 carbonzuren. Bij voorkeur worden hiervoor C6-C16 carbonzuren genomen.

Een tweede manier om het hydrofobe karakter te verhogen is door het variëren 20 van de cyclische anhydriden waarmee de Hybranes zijn vervaardigd. Zo heeft partiele substitutie van barnsteenzuur anhydride door hexahydroftaalzuur anhydride, ftaalzuuranhydride of een alkenyl barnsteenzuuranhydide in een Hybrane dat volledig gebaseerd is op barnsteenzuuranhydide een sterke verhoging van het hydrofobe karakter tot gevolg.

25 De twee manieren om het hydrofobe karakter te verhogen kunnen ook worden gecombineerd.

De keuze van de cyclische anhydrides en de substituenten beïnvloed verder de wateroplosbaarheid, de emulgeerbaarheid en dispergeerbaarheid, de filmvormende eigenschapppen, de oppervlaktespanning en de reologische 30 eigenschappen van de samenstelling en de daarmee vervaardigde papierbekleding.

De samenstelling volgens de uitvinding bevat tussen 0,01 en 80 gew.% van een hoogvertakt polyesteramide. Bij hoeveelheden kleiner dan 0,01 gew.% is de verlaging van de viscositeit verwaarloosbaar. Bij samenstellingen met 35 een gehalte van meer dan 80 gew.% neemt de bedrukbaarheid af. Bij voorkeur 1 0 1 6 8 4 5· -5- bevat de samenstelling volgens de uitvinding tussen 0,01 en 50 gew.% van het hoogvertakte polyesteramide. Gebleken is, dat samenstellingen met meer dan 50 gew.% polyesteramide een zekere kleverigheid bezitten.

Waar in deze vinding gewichtspercentages worden vermeld, zijn 5 dit gewichtspercentages ten opzichte van het totale vastestofgehalte van de papierbekledingssamenstelling, tenzij dit expliciet anders wordt vermeld.

Er zijn verschillende soorten samenstellingen voor papierbekleding bekend, zoals sizingsamenstellingen, coatingsamenstellingen en inktjetcoatingsamenstellingen.

10 In het kader van deze aanvrage wordt onder een sizingsamenstelling verstaan een samenstelling die meer dan 80 gew.% zetmeel bevat en een relatief kleine hoeveelheid polymeer, bijvoorbeeld minder dan 15 gew.%.

Bij voorkeur bevat een sizingsamenstelling volgens de uitvinding 15 tussen de 4 en 6 gew.% Hybrane.

Onder een coatingssamenstelling wordt verstaan een samenstelling die tussen 1 -90 gew.% pigment bevat. Bindmiddelen houden de pigmenten bij elkaar en zorgen voor de hechting op het papier. Bij voorkeur bevat de samenstelling volgens de uitvinding tussen 70-90 gew.% pigment. Met name in 20 het gebied van de hoge pigmentgehaltes is het viscositeitsverlagend effect van Hybranes het grootst. Een coatingsamenstelling bevat bij voorkeur tussen de 0,2 en 0,4% Hybrane.

Zetmeel wordt vaak als bindmiddel toegepast, omdat het goedkoper is dan SBR co- of terpolymeren. Nadeel echter van zetmeel is, dat het een sterk dilatant 25 gedrag vertoont. Dat wil zeggen, dat bij hoge afschuifsnelheden de viscositeit toeneemt. Dit vormt een beperking voor de snelheid waarmee de papierbekledingssamenstelling kan worden aangebracht.

Verrassenderwijs is nu gebleken, dat de aanwezigheid van een Hybrane in de papierbekledingssamendstelling volgens de uitvinding niet alleen de viscositeit in 30 absolute zin verlaagt, maar ook het dilatante gedrag van samenstellingen met zetmeel vermindert. Een extra voordeel heeft het gebruik van Hybranes in papierbekledingssamenestellingen die tevens zetmeel bevatten en waarin de hoeveelheid polyesteramide tussen 0,01 en 15 gew.% ligt.

Onder een inktjetcoatingsamensteliing wordt verstaan een 35 papierbekledingssamenstelling, die meer dan 15 gew.% van een polymeer bevat.

1 0 1 6 8 4S

-6-

Bekende polymeren gebruikt in samenstellingen voor inktjetcoatings zijn bijvoorbeeld polyvinylpyrrolidon (PVP), SBR, zetmeel, polyvinylalcohol en combinaties hiervan. Massagemiddelde molmassa’s die bij deze bekende samenstellingen worden toegepast liggen in het algemeen boven de 600.000 5 g/mol. Nadeel van de bekende samenstellingen is, dat deze samenstellingen dilatant gedrag vertonen. Dit leidt er toe, dat het coaten van papier met deze samenstellingen beperkt is, tot snelheden van niet meer dan 200-300 m/min. Het voordeel van het gebruik van een Hybrane als vervanging voor de bekende polymeren in een inktjetcoatingsamenstelling is, dat hiermee coatingsnelheden 10 van meer dan 1000 m/min worden bereikt. Een verder voordeel van de inktjetcoatingsamenstelling volgens de uitvinding is, dat deze snel droogt, bij minder dan 50 gew. % Hybrane kleefvrij is, een hoger vastestofgehalte toelaat en geen vergeling vertoont.

Er is geen vaste basissamenstelling voor samenstellingen voor in papierbekledingssamenstellingen worden gebruikt, zijn zetmeel, dispergeermiddelen, optische witmiddelen extenders, ontschuimers, ontluchters, kleurstoffen, biocides, middelen om het hydrofobe karakter te verhogen en middelen om de reologische eigenschappen van een samenstelling te 20 beïnvloeden.

Veel gebruikte pigmenten zijn bijvoorbeeld calciumcarbonaat, kaolien, bentoniet en titaandioxide.

Voor bindmiddelen worden vaak natuurlijke polymeren als zetmeel of sojameeleiwitten gebruikt of het kan een synthetisch polymeer zijn. Als 25 synthetisch polymeer wordt styreen-butadieen (SBR) co- of terpolymeer, styreenacrylaten, vinylacetaat gebruikt. Ook worden mengsels van twee of meerdere bindmiddelen gebruikt.

Veel gebruikte soorten zetmeel zijn bijvoorbeeld aarappelzetmeel, maïszetmeel, en tarwezetmeel.

30 Veel gebruikte dispergeermiddelen zijn bijvoorbeeld polyacrylzuur derivaten.

Veel gebruikte middelen om de hydrofobiciteit te verhogen zijn bijvoorbeeld stearaten alkylkendimeren, alkenylbarnsteenzuuranhydride en wassen.

35 Veel gebruikte middelen om de Theologische eigenschappen te ? 0 1 6 8 4.Γ -7- beinvloeden zijn bijvoorbeeld soja-eiwit, zetmeel, acrylzuur en polyacrylaten.

De pH van de (waterige) samenstelling voor papierbekleding kan variëren, maar doorgaans zijn de samenstellingen basisch. Bij voorkeur ligt de pH van de samenstelling volgens de uitvinding tussen de 7 en 12.

5 Het vastestofgehalte van de samenstelling volgens de uitvinding kan tussen ruime grenzen variëren, bijvoorbeeld tussen de 1 en 75 gew.% ten opzichte van het gewicht aan vaste stof en water.

Bij voorkeur heeft een sizingsamenstelling volgens de uitvinding een vaste stof gehalte tussen 6-10 gew.%, en coatingssamenstelling volgens de uitvinding 10 tussen de 35-70 gew.% en een inkjetcoatingssamensteiling tussen de 15-60 gew.%, waarbij alle gew.% genomen zijn ten opzichte van het gewicht aan vaste stof en water.

De bereiding van de samenstelling volgens de uitvinding gebeurt op de gebruikelijke wijze, zoals bijvoorbeeld beschreven in “Essential 15 Guide To Aquous Coating of Papers and Board”, T.W.R. Dean Ed. PITA, Bury, 1997 (ISDN 9530227-0-6). De volgorde waarin de componenten aan elkaar worden toegevoegd is daarbij niet kritisch. Zo kan bijvoorbeeld het hoogvertakte polyesteramide zowel voor als na het pigment worden toegevoegd aan een samenstelling voor het coaten van papier.

20 Bij voorkeur wordt de Hybrane kort na het pigment toegevoegd.

Een voorkeursuitvoering wordt gekenmerkt, doordat de samenstelling volgens de uitvinding tevens een polymeer bevat dat monomeereenheden styreen en maleinezuuranhydride bevat (SMA) of een derivaat van dat polymeer. Onder een derivaat wordt ook een zout verstaan.

25 Hierdoor wordt bereikt, dat de samenstelling volgens de uitvinding laag visceus is en toch sterke en flexibele films vormt.

Verder wordt hierdoor bereikt dat een papierbekleding, vervaardigd met de voorkeurssamenstelling, resoluties bij het printen toelaat van ten minste 360 DPI en bovendien een uitstekende kleurweergave biedt, waarbij 30 de gekleurde inkt, in het bijzonder met de kleuren magenta, geel, groen en zwart associatief wordt gefixeerd. Andere voordelen van de SMA-bevattende samenstelling volgens de uitvinding zijn een betere filmvorming, waterretentie en hechting op papier, alsmede een kortere droogtijd.

De massagemiddelde molmassa van het SMA-polymeer kan 35 tussen ruime grenzen variëren, bijvoorbeeld tussen de 3000 en 400.000 g/mol. Bij 10 16 8 45" -8- voorkeur bevat de samenstelling volgens de uitvinding een SMA-polymeer met een molmassa tussen de 30.000 en 150.000 g/mol. Ook de verhouding tussen de monomeereenheden styreen en de monomeereenheden maleinezuuranhydride kan tussen ruime grenzen variëren, bijvoorbeeld tussen de 0,1:1 en 15:1. Bij 5 voorkeur bevat de samenstelling volgens de uitvinding een SMA-polymeer waarin de verhouding tussen de monomeereenheden styreen en de monomeereenheden maleinezuuranhydride zich bevindt tussen 2,5:1 en 3:1.

De verhouding tussen de hoeveelheid hoogvertakt polyesteramide en de hoeveelheid SMA-polymeer, en de samenstelling van 10 respectievelijk het polyesteramide en het SMA-polymeer hebben een grote invloed op het hydrofobe karakter van de samenstelling volgens de uitvinding.

Een samenstelling voor papierbekleding geschikt voor het aanbrengen op papier met behulp van een high-speed pre-coatingprocess bevat bij voorkeur 0,1-0,3 gew.% Hybrane en 0,1-0,3 gew.% SMA-derivaat. Als SMA-

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het bereiden van de SMA-bevattende samenstelling volgens de uitvinding. Gebleken Is, dat bovengenoemde voordelen van deze samenstelling vooral bereikt worden door een waterige oplossing van SMA, of een SMA-derivaat te verwarmen tot ten 20 minste 50 °C.

Een bijzondere voorkeur heeft nog een samenstelling volgens de uitvinding, die tevens tussen 10 en 80 gew.% van een acrylaatemulsie bevat. Hierdoor wordt bereikt, dat de met een dergelijke samenstelling vervaardigde coating een sterk verbeterd hydrofoob karakter heeft.

25 De uitvinding heeft tevens betrekking op papier bekleed met een waterige samenstelling volgens de uitvinding.

Voorbeelden en Vergelijkende Experimenten Voorbeeld I

Hybranes werden vervaardigd volgens de in WO-A-99/16810, 30 WO-A-00/68388 en WO-A-00/56804 beschreven methode. Gevarieerd werden soort en hoeveelheid van de samenstellende componenten. De molaire verhoudingen van de verbindingen waaruit de Hybranes zijn opgebouwd staan gegeven in Tabel 1. Deze verhoudingen bepalen via de stochiometrie tevens de aantalgemiddelde molmassa van de resulterende Hybrane.

1 0 1 6 8 45· -9-

Coatingsamenstellingen werden vervaardigd volgens de in ISDN 9530227-0-6 aangegeven werkwijze. De basissamenstelling is gegeven in de tabel 2. In alle formuleringen is 0,2 gew.% Hybrane toegevoegd. De viscositeiten van deze samenstellingen werden gemeten met een ACAV A2 high shear 5 viscosimeter van de firma Fintech. De resultaten zijn weergegeven in figuur 1, waarin de serienummers corresponderen met de nummers in de laatste kolom van tabel 1.

Vergelijkend Experiment 1 10 Een samenstelling als in tabel 2, waarin in plaats van Hybrane 11,2 g nat (2,8 g droog) pyrrolidone met een k-waarde van 30.000. is gebruikt. De gemeten viscositeit is als “Serie 1” opgenomen in Figuur 1.

1 0 1 δ 8 4 r 0) N CO 't ΙΟ to CD ” Ό 0) = (/) T3 >>

-C

c

CO

= < co N CO - a ° 03 4-* 0 P < r-- CO o

X

CD

> O

O II ®

r- P JZ CO

' c -O 5 o 5 έ 5 1 S ° CD h= ;g 3 si r-

-Q N j= P

>, C < O

.C CD Q.

C <» ZZ 4-< CO 03 >_ c N 1 = ®

C > c P

CD O < O

CD CD I

E T3

CO O

_Q TJ

x: CO 't N lO N co

II || c CO CO Q r- CD CO

£J=D < o o odd C c 3 <f)

rf < N

5 M ® ·- Ω N < T-T-^T-T-T- g © ë ft

~ ·σ jd O

1 t 11 ö ^ <

C r (D

6 2 l: 2 3 3

O N N

w co ® o o o ö S ~ o o o

Qcr- 0 f- CM CM o

- Η II ® o^-oooS

® < -c || o ™ co ® co «

co E: < < £ £ i2 Q 55 U

Q Q. _J (/)(/) X. (/) 0. w 1 0 1 6 8 4^ 3 O) i Soh-COCOCM^OOi—Oo^ T- SocMT-^Jcoq-^oqqqco^i; *- Oöoöc>oc>o>coó'g;tvó . TJ CO Tf 00 s 10 w £ s s> 0 1 ____________ O) ^ToOOCOOCMO 53 2 £ 00 njqcoqq'iqT-h-qqq'··? cwtö^dw66rio(osr

TJ ΙΟ 1- CM CM OD

.— h- CO t- <1) £ 0) O) > 0) o x _______ _ _l

0) flj X

c 2 O η- z *5 S ï I i i 5 i8 § f.

S ^ o Ό 3 ï ^ 2 O

g 5 » ξ E | g 5 (8 7 H— ^00^L'*ü>vO/vD]^’

° 0 c C ® 5 — ° ° CO ° Q.O

- 20ον§2«ο_ιΧχο.2!= ® CcMoco^a«-s<oooë-o i® |a p |a |I |a |ö |a |> \i |s p |p |& g 1 0 1 6 8 4r -12-

Duidelijk blijkt uit de resultaten in figuur 1 over een breed gebied van afschuifsnelheden de lage viscositeit van de samenstellingen volgens de uitvinding ten opzichte van de bekende samenstelling.

5 Figuur 1 140 ...........................-.....—.....-...................... ....... ...............-................................... .

120--—---—— ---—-- £ y‘''~~ ^ ^...... ^‘X ·ψ-Serieel X /✓ a A '"W.......Soriesg S W . ~ ® 9 9 —— * Swtas3 _ (O SeHes4 O *Λ _ O 60 -—“—— — 1 .....K1 Serie35 in w

^ # "SeriosS

40-- 20-- 0 1— ...... , M. .................- ...................................................................... 1 0 2 4 6 8 10 12 14

Afschuifsnelheid x 10E6 (1/s)

Voorbeeld 2 10 Om de invloed van Hybrane op een zetmeel bevattende waterige coatingsamenstelling te tonen, werd een waterige samenstelling volgens de vinding met een Hybrane (S1200 voor samenstelling zie tabel 1) en een samenstelling zonder Hybrane (Vergelijkend Experiment 2) volgens de samenstelling in tabel 3 gemaakt. Het vastestofgehalte in beide gevallen was 69 15 gew.% op de totale hoeveelheid vaste stof en water.

^ 0 1 6 8 45- -13-

Tabel 3

Grondstoffen Hoeveelheid Hoeveelheid (g) (9)

Voorbeeld 2 2 Verg. Exp. 2 2 CaC03 75 75

Kaoline 25 25 PVAL Mowiol 4/88 05 05 aardappelzetmeel 5 5

Latex SBR SB 489 N 7 7

Tinopal OB 0,5 0,5

Primal poly-acrylaat verdikker 0,1 0,1

Topbrane 125-S1200 Ö4 OÖ

Afschuifsnelheden gemeten met een ACAV A2 high shear viscosimeter 5 staan in tabel 4 en zijn uitgezet in figuur 2.

?0 1 6 8 4-5“

Tabel 4 - 14-

Shear rate Vise.

(10A6)1/s) (mPas)

Serie 1 (Verg Exp.) 8.44 102.4 7.81 94.8 6.92 89 6.03 81.5 4.94 74.4 3.74 65.2 2.26 52.8

Serie 2 (SI 200) 17.1 50.1 14.68 50 12.76 47.9 10.19 48 7.9 46.2 5.74 42.1 3.23 37 1018845 i -15-

Fiauur 2

Grafiek 1 (TOB 115 Formulering)

120 | in -......... ..................................................... ............................ i .....................-I

100 ........ ·. . , - ------ m .. .

ao -.. —......

% «o -.. —. . . ---- Seriesl 8 · - M.....Series2 | —-*-—- - 5 «-—λ - 20--

0| ............—I. | Ml, —................................. H -. '"I

O 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Shear rate 1 x 10E6 (1/a) 5 Duidelijk blijkt hieruit het viscositeitsverlagend effect van

Hybrane in het gebied van hoge afschuifsnelheden in een zetmeelhoudende coatingsamenstelling.

1 0 1 6 8 4 5" -16-

Veraeliikend Experiment 3

Aan een geroerd mengsel van water en pigmenten (CaC03 en Kaoline) worden de componenten uit tabel 5 in de aangegeven volgorde toegevoegd. De hierdoor gekregen samenstelling is een voorbeeld van een bekende 5 topcoatformulering.

Tabel 5

Grondstoffen Hoeveelheid Hoeveelheid nat droog 1 H20 52.50 ÖÖÖ

CaC03 Carbital 95 718.30 560.27

Amazone 88 (Kaoline) 324.50 240.13

Delfoam ontschuimer 0.33 0.33 IB blauwe kleurstof 0.02 0.02 IV violet kleurstof 0.10 0.10 PVAL Mowiol 4/88 34.20 5.47 ________ __ __

Latex SBR SB 489 N 168.00 84.00 PRETOP 702 11.20 2.80

Tinopal OB 7.60 7.60

Primal poly-acrylaat verdikker 1.33 0.40 1 2 3 4 5 6 1 0 1 6 8 4 Γ 2

Vergelijkend Experiment 4. Samenstelling met SMA

3

In dit Vergelijkend Experiment is aan de samenstelling van 4

Vergelijkend Experiment 3 een SMA-derivaat toegevoegd. De samenstelling is 5 gegeven in tabel 6.

6

Tabel 6 -17-

Grondstoffen Hoeveelheid Hoeveelheid nat (g) droog (g)

CaC03 Carbital 95 718.30 560.27

Amazone 88 (Kaoline) 324.50 240.13

Delfoam ontschuimer 0.33 0.33

Dispergeermiddel-GXL 2.40 0.82 IB blauwe kleurstof 0.02 Ö.02 IV violet kleurstof 0.10 0.10

NaOH 30% ÖÖÖ OÖÖ

Latex SBR SB 489 N 168.00 84.00 PRETOP 702 11.20 2ÜÖ

Ti nopal OB obtisch wit 7^60 7.60

Primal poly-acrylaat verdikker 1.33 0.40 SMA-derivaat 12.42 2.36

5 Voorbeeld 3. Samenstelling met Hvbrane en SMA

In dit voorbeeld wordt de invloed van een 1:1 mengsel van Hybrane S1520 (voor samenstelling zie tabel 1) met een SMA-derivaat gebaseerd op een copolymeer met een molgewicht van 125.000 g/mol en een styreen: maleinezuuranhydride verhouding van 3:1 (Topbrane 125-SL1520) op de 10 viscositeit onder afschuiving van een topcoatsamenstelling getoond. De samenstelling staat in tabel 7. Ondanks het feit dat de Brookfieldviscositeit van de samenstelling volgens de uitvinding hoger is, dan die van de uitsluitend SMA bevattende samenstelling, is de viscositeit onder hoge afschuifsnelheid aanzienlijk minder dan die in de Vergelijkende Experimenten 3 en 4, waarin geen Hybrane 15 werd toegepast (zie tabel 8).

Deze viscositeitsverbetering werd bereikt ondanks het verhogen van de vaste stof concentratie van de formulering. Tevens wordt de kontakthoek verbeterd van een oppervlakte van testpapier gecoat met deze samenstelling t.o.v. de bekende samenstellingen.

20 1 0 1 6 Θ 4 Γ

Tabel 7 -18-

Grondstoffen Hoeveelheid Hoeveelheid nat droog H20 19.00 ÖÖÖ

CaC03 Carbital 95 718.30 560.27

Amazone 88 (Kaoline) 324.50 240.13

Delfoam ontschuimer 0.33 0.33

Dispergeermiddel-GXL 2.40 082 IB blauwe kleurstof 0.02 0.02 IV violet kleurstof 0.10 0.10 PVAL Mowiol 4/88 00.00 00.00

NaOH 30% ÖÖ3 ÖÖï

Latex SBR SB 489 N 168.00 84.00 PRETOP 702 11.20 2m

Tinopal OB 7.60 7.60

Primal poly-acrylaat verdikker 1.33 0.40

Topbrane 125-SL1520 19.72 3^8 TOT 1299.36 905.41 ï 0 1 6 8 4 r o λ w _ ο ο c ιο co ^ Π S CO CD Ν +2 ύύ ο ' 1 ft S ® °" °' 0 ι ο ο « h. co r·- m & £ o to co Γ'- T- ~ 1 "φ *s o (ft φ ο « in ^ ο ο ra cd cd τ-1 WQ. Ο 00 Γ'- >5 ^___ η ο ο ο Φ (0 ο ο ο £ Ο Ο Ο W βί (Λ ^ « χ S σ> Is- τ- m (δ r-. σι cnj S 0C τ— 'sp νΟ νΟ Φ 0s·

w co co N

Φ 2 cd σ> σ>

> « CD CD CD

2 .2 c ο ο o

*v 'P (1) CD CD

Ö -* C .W W

in οθθηθη_θά_ > X> r- CTi E h- E n £ rr co Ώ d. 2 *- 8- x φ C0 § ιΕ ω Φ .go. E? S’ o ® j2_>_>_>_ 10 16 8 43"

Claims

1. Waterige samenstelling voor papierbekleding, met het kenmerk dat de samenstelling tussen 0,01 en 80 gew.% van een hoogvertakte 5 polyesteramide bevat.

2. Samenstelling volgens conclusie 1, waarbij de samenstelling tussen 0,01 en 50 gew.% van een hoogvertakte polyesteramide bevat.

3. Samenstelling volgens een der conclusies 1 -2, waarin het polyesteramide een aantalgemiddelde molgewicht heeft van ten minste 800 g/mol.

4. Samenstelling volgens een der conclusies 1 -3, welke tussen 1 -90 gew.% pigment bevat.

5. Samenstelling volgens conclusie 4, welke tussen 70-90 gew.% pigment bevat.

6. Samenstelling volgens een der conclusies 1-3, waarin hoeveelheid van 15 de hoogvertakte polyesteramide tussen 0*01 en 15 gew,% ligt en de samenstelling tevens zetmeel bevat.

7. Samenstelling volgens een der conclusies 1-6, waarin de samenstelling tevens SMA of een SMA-derivaat bevat.

8. Samenstelling volgens conclusie 6, welke is verkregen door het 20 hoogvertakte polyesteramide te verwarmen in aanwezigheid van SMA of een SMA-derivaat.

9. Werkwijze voor de bereiding van een samenstelling volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk dat een waterige oplossing van SMA en een hoogvertakt polyesteramide verwarmd wordt tot ten minste 50 °C. 25

10 Samenstelling volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de samenstelling tevens een acrylaat-emulsie bevat.

11. Papier bekleed met een samenstelling volgens een der conclusies 1 -8. 10 1 6 6 4.? SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IDENTinCATIE VAN DE NATIONALE AANVRAGE KENMERK VAN DE AANVRAGER OF VAN DE GEMACHTIGDE 4446NL Nederlands aanvraag nr. IrKfieningsdatum 1016845 11 december 2000 Ingeroepen voonangsdatum Aanvrager (Naam) TOPCHIM N.V. Datum van het verzoek voor een onderzoek van Door de Instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan internationaal type het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegetond nr. ___SN 36321 NL_ I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties, afe dassilicatiesymtoolen opgeven) Volgens de internationale classificatie (IPC) lnt.Cl.7: D21H19/62 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK Onderzochte minimum documentatie Classificatiesysteem Class ificatiesymbolen Int. CI.7: D21H Onderzochte andere documentatie dan de minimum documentatie, voor zover dergelijke documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen III. □ GEEN ONDERZOEK MOGEUJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) ^ IV. Q GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad) i Form PCT/ISA 201 a (11/2000)