CZ93796A3

CZ93796A3 - Pigment for paper coating

Info

Publication number: CZ93796A3
Application number: CZ96937A
Authority: CZ
Inventors: Patrick Arthur Charles Gane; Philip Martin Mcgenity; Janet Susan Preston
Original assignee: Ecc Int Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-08-14
Also published as: EP0721530A1; JPH09504057A; AU7787394A; BR9407681A; FI962512A; KR960705109A; WO1995009948A1; GB9320233D0; FI962512A0

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká pigmentů pro kompozice pro natírání papíru. Výraz kompozice pro natírání papíru” a obdobné výrazy jako pigment pro natírání papíru jsou míněny v širokém rozsahu tak, aby pokrývaly kompozice atd. pro použití při natírání všech vláknitých základních materiálů, zahrnujících, například, lepenku.

Dosavadní stav techniky

Kompozice pro natírání papíru obecně obsahují jeden nebo více pigmentů a adhezivní materiál v suspenzi ve vodném mediu a popřípadě další aditiva jako jsou látky, modifikující rheologii. Nějběžněji používané pigmenty jsou obecně přírodní nebo synteticé materiály bílé barvy a jemné velikosti částic, obecně takové, že alespoň 40 % hmotnosti částic má ekvivalentní sférický průměr (equivalent spheric diameter - esd), který je menší než 2 gm. Ekvivalentní sférický průměr se stanoví sedimentací. Příklady pigmentů, které jsou běžně používány v kompozicích pro natírání papíru jsou kaolin nebo bělící hlinka, přírodní nebo srážený uhličitan vápenatý, saténová běloba, síran vápenatý a talek.

V průmyslu natírání papíru bylo objeveno, že jsou-li velké cívky papíru vinuty nebo nevinuty vysokou rychlostí, objevují se častá přetržení v pásu potaženého papíru. Jednou z příčin se zdá být relativně vysoký koeficient tření natíraného povrchu určitých typů natíraných papírů, který zpomaluje volný pohyb otáčky cívky papíru vzhledem k sousední otočce.

^CSESSSgail^SSfSgSSBBraBSSaeB»»

Za účelem překonání tohoto problému někteří výrobci zahrnují do papíru nátírací kompozice, které používají talek v množství od 10 do 40 % celkového množství suchého pigmentu. Tento snižuje koeficient tření povrchu natíraného papíru připraveného za použití kompozice a poskytuje mu klouzavý omak. Talek takové kvality je však nákladný a v některých případech^ může klouzavý povrch papíru působit problémy v tiskařských procesech, ve kterých se papír používá.

VO 93/09289 se týká natíracích kompozic pro papír pro přípravu natíraného papíru pro použití v hlubotiskovém tiskařském procesu, kde papírová natírací kompozice obsahuje částicový, anorganický papírový natírací pigment, který byl modifikován zpracováním se zpracovacím činidlem, které uděluje pigmentovému povrchu hydrofobicitu nebo jeho hydrofobicitu zvyšuje. Použití natíracích kompozic podle tohoto odkazu umožňuje připravit natíraný papír, který poskytuje lepší výsledky při hlubotisku a zejména zlepšenou kvalitu hlubotisku nebo snížený počet chybějících teček na jednotku vytištěného obrazu a tiskový lesk. V části dosavadní stav techniky je uvedeno, že talek má přirozený hydrofobní povrch a že povrch papíru natíraného kompozicí, která jej obsahuje, má snížený koeficient tření. Nicméně dříve bylo uvažováno, že kluznost talku je způsobena snadností, se kterou může být delaminován, spíše než hydrofobním charakterem jeho povrchu (viz, například, Pigments for Paper, vyd. R.V.Hagemeyer (kap.10, G.J.Gill) publ. TAPPI, Atlanta, Georgia, USA, 1984).

EP-A-0026091 popisuje způsob přípravy plniv pro učinění papíru hydrofobním natřením částic plniva voskem, výhodně parafinovým voskem za účelem třídění. Technika třídění má za účel zabránit nadbytečné penetraci vody do papíru během natírání, psaní nebo potiskování barvami, obsahujícími vodu.

- 3 Η»

Podstata vynálezu

Podle prvního aspektu předloženého vynálezu je poskytnuto použití, v procesu natírání papíru, papírového natíracího pigmentu, jehož povrch byl modifikován činidlem pro úpravu, majícím hydrofobní podíl, který uděluje hydrofobní nebo zvýšený hydrofobní charakter pigmentovému povrchu, a toto použití je za účelem snížení koeficientu tření pásu natíraného papíru z něj připraveného.

Podle druhého aspektu předloženého vynálezu je poskytnuta kompozice pro natírání papíru, která obsahuje vodnou suspenzi (a) adheziva, (b) papírového nátěrového pigmentu, který obsahuje (i) první částicový anorganický materiál, který byl modifikován zpracováním s činidlem pro úpravu před inkorporací do papírové nátěrové kompozice, kde činidlo pro úpravu použité pro úpravu částic anorganického materiálu ná nepolární hydrofobní podíl, obsahující alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu, mající délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku a polární podíl, který je schopen vazby s místy na povrchu pigmentových částic a (ii) druhý nemodifikovaný částicový, anorganický materiál; a (c) směs dispergačního činidla, která obsahuje (i) první dispergační činidlo vhodné pro použití s uvedeným modifikovaným prvním, částicovým anorganickým materiálem a (ii) druhé dispergační činidlo vhodné pro použití s uvedeným druhým, nemodifikovaným částicovým anorganickým materiálem.

Výhodně obsahuje kompozice pro natírání papíru pigment, jehož alespoň 15 % hmotn. obsahuje modifikovaný částicový, anorganický materiál.

Papírový pás vyrobený z natíraného papíru vyroeného z kompozic pro natírání papíru nebo způsobem podle předloženého vynálezu může být navíjen nebo nenavíjen vysokou rychlostí se sníženým nebezpečím přetržení.

I když je známo z VO 93/09289, že úprava, úpravárenskými činidly typu popsaného výše, pigmentu v kompozici pro natírání papíru bude poskytovat povrchu pigmentu hydrofobnost a bude zvyšovat určité hlubotiskové vlastnosti natíraného papíru připraveného z kompozice, bylo nyní překvapivě objeveno, že upravený pigent také snižuje koeficient tření povrchu natíraného papíru připraveného z kompozice, která obsahuje upravený pigment.

Kompozice pro natírání papíru podle předloženého vynálezu bude obvykle zahrnovat pigment, jehož alespoň 15 % hmotn. je tvořeno částicovým anorganickým materiálem, který byl modifikován úpravou úpravárenským činidlem a zbytek, pokud je, tvoří částice, které nebyly-modifikovány. Výhodněji, alespoň 20 % a nejvýhodněji alespoň 40 % hmotn. pigmentu je tvořeno částicovým anorganickým materiálem, který byl modifikován úpravou úpravárenským činidlem. V některých provedeních předloženého vynálezu bude jako upravený anorganický materiál použit samotný pigment, ale obecně je výhodné, když ne více než 85 % a výhodněji ne více než 80 % hmotnosti pigmentu je tvořeno částicovým, anorganickým materiálem, který byl-----------------------modifikován úpravou úpravárenským činidlem. Výhodně, je-li • · · · sp použita směs modifikovaného prvního, částicového, anorganického materiálu a druhého, nemodifikovaného částicového anorganického materiálu, má modifikovaný anorganický materiál hrubší distribuci velikosti částic než nemodifikovaný anorganický materiál, tj. modifikovaný anorganický materiál má menši procento částic s ekvivalentním

i.

sférickým průměrem pod 2 gm.

Částicový, anorganický materiál, který je upraven podle vynálezu, může být například kaolin nebo bělící hlinka, přírodní nebo srážený uhličitan vápenatý, saténová běloba, síran vápenatý nebo talek. Částicový, anorganický materiál výhodně má vysoký poměr stran (měřeno podle metody popsané v popisu britského patentu č. 2274337); a je-li použit kaolin nebo bělící hlinka, potom se výhodně používá materiál, mající poměr stran alespoň 15.

Z hlediska kluznosti výsledného nátěru je výhodné, aby distribuce velikosti částic modifikovaného anorganického materiálu byla taková, že alespoň 30 % částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, ale velmi jemný pigment, například mající více než 95 % částic, majících ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gra, je méně výhodný, protože takový pigment by byl nákladný a mohl by mít nežádoucí hlubotiskové vlastnosti při nízkých hmotnostech nátěru. Výhodně je použit částicový, anorganický materiál, který má distribuci velikosti částic takovou, že ne více než 70 % hmotnosti tvoří částice, mající ekvivalentní velikost částic menší než 2 gm.

Neupravený anorganický materiál může být běžný přírodní nebo syntetický anorganický materiál bílé barvy a jemné velikosti částic.

Úpravárenské činidlo použité pro úpravu částicového, anorganického materiálu výhodně má nepolární podíl, obsahující alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu, mající délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku, kde částice anorganického materiálu jsou modifikovány tak, že obsahují více uhlovodíkových skupin, majících každá délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku a výhodně také majících alespoň jednu polární skupinu schopnou vazby úpravárenského činidla k povrchu neupraveného anorganického materiálu.

Polární podíl, který je schopen vazby s místy povrchu anorganických částic se může vázat buď přímo nebo nepřímo, například s meziproduktovým materiálem, který se váže na místa povrchu částic s polární částí úpravárenského činidla. Úpravárenské činidlo může být schopno vazby s místem na anorganické částici buď ve vodné suspenzi nebo v suché směsi materiálu. Přesný charakter polární části úpravárenského činidla bude obvykle stanoven empiricky. Nicméně v některých případech je možné odvodit vhodné činidlo pro úpravu povrchu ze znalostí chemie povrchu materiálu.

Výhodně bude použité množství úpravárenského činidla od 0,05 do 5,0 % hmotn., vztaženo na hmotnost upravovaného anorganického materiálu. Nejvýhodněji bude použité množství úpravárenského činidla od 0,1 % do 2,0 % hmotn., vztaženo na hmotnost upravovaného anorganického materiálu.

Některé materiály použité jako pigmenty v kompozicích pro natírání papíru, typicky přírodní nebo syntetické silikáty a zejména kaolin, mají povrchy, které mají mnoho kyselých míst.

V souladu spř eďlo zeným vynálezemse^- ty tomater i~á±y “výhodně------------upraví s primárním, sekundárním nebo terciárním aminem, který má alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu, mající délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku, ale pro úpravu přírodních nebo syntetických silikátů může být také použita kvarterní araoniová sloučenina, mající alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu s délkou řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku. Příklady vhodných aminů a kvarterních amoniových sloučenin zahrnují primární okxadecylamin, primární hydrogenované lojové aminy, xrimexhyl-hydrogenovaný lojový amoniumchlorid a dimexhyl-di(hydrogenovaný lůj) amoniumchlorid a směsi xěchxo dvou nebo více láxek.

Na druhé sxraně je výhodně uhličixan vápenaxý, kxerý je dalším maXeriálem běžně používaným jako pigmenx papírového

-¾ _ náxěru, výhodně upraven s úpravárenským činidlem jako je nasycená nebo nenasycená masXná kyselina, mající alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu o délce řexězce od 8 do 30 axomů uhlíku. Takové masXné kyseliny zahrnují kyselinu sXearovou, kyselinu palmixovou a kyselinu olejovou a směsi dvou nebo více xěchxo sloučenin.

V kompozici pro naxírání papíru podle xohoxo vynálezu je adhezivem výhodně laxex, kxerým může býx, například sxyren-buxadienový laxex nebo akrylový laxex, a kxerý může, ale nemusí, býx alkalicky-boxnajícího xypu. Množsxví použixého laxexu je výhodně v rozmezí od 3 % do 6 % hmoXn. pevného laxexu, vzxaženo na suchou hmoxnosx povrchově upraveného pigmenxu. Laxex se normálně použije ve formě vodné emulze, obsahující asi 50 % hmoXn. laxexovách pevných láxek.

Při použixí směsi dispergačního činidla je preferovaným prvním dispergačním činidlem pro použixí s modifikovaným anorganickým maXeriálem, je-li xímXo posledně uvedeným maxeriálem uhličixan vápenaxý, skupina exhoxyláxů lineárních alkoholů, majících obecný chemický vzorec:

R0-(CH₂-CH₂-O)_nH, kde R je alkylová skupina, mající od 8 do 24 atomů uhlíku a n je v rozmezí od 1 do 20, s nejvíce preferovanými sloučeninami, majícími od 10 do 30 atomů uhlíku; a pro použití s modifikovaným anorganickým materiálem, je-li tímto aluminosilikát nebo silikát, jako je kaolin, jsou nejvíce preferovány skupina alkylsulfátů nebo alkylsulfonátů, kde alkylová skupina má délku řetězce od 8 do 20 atomů uhlíku, s ve vodě rozpustnými solemi dodecylsulfátu jako nejpreferovanějšími.

Preferovaná druhá dispergační činidla jsou vybrána z, například, ve vodě rozpustné soli kyseliny polyfosforečné, ve vodě rozpustné soli kyseliny polykřemičité, ve vodě rozpustné soli póly(akrylové) kyseliny nebo póly(methakrylové kyseliny).

Preferovaná směs pro použití, je-li modifikovaným anorganickým materiálem modifikovaný uhličitan vápenatý jako pigment, je směs ethoxylátu lineárního alkoholu s ve vodě rozpustnou polyakrylátovou solí. V současnosti je preferována, je-li modifikovaným anorganickým materiálem kaolinová hlinka, směs alkylsulfátu nebo alkylsulfonátu (jako hlavní, např. 70 %, složka) s ve vodě rozpustnou polyakrylátovou solí. Dispergační činidlo je vybráno tak, aby poskytlo optimální účinnost s částicovým povrchově upraveným pigmentem.

Množství použitého dispergačního činidla jé výhodně v rozmezí od 0,05 % dó 2,5 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost

-------suchého -pigment u .—------------------------------------------------------------------Podle třetího aspektu předloženého vynálezu je poskytnuto použití papírových natíracích kompozic ve výrobě papíru, pro snížení koeficientu tření papírového pásu vyrobeného z natíraného papíru, obsahujících vodnou suspenzi:

(a) adheziva, (b) papírového nátěrového pigmentu, který obsahuje částicový,

anorganický materiál, který byl modifikován zpracováním s činidlem pro úpravu, před inkorporací do kompozice pro natírání papíru, kde úpravárenské činidlo použité pro úpravu částic anorganického materiálu má nepolární hydrofobní podíl, obsahující alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu, mající délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku a polární podíl, který je schopen vazby s místy na povrchu částic anorganického

3% materiálu a (c) dispergačního činidla pro modifikaci částic anorganického materiálu.

Vynález bude nyní ilustrován následujícími příklady

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Bylo připraveno šest natíracích kompozic pro papír podle následujícího receptu:

Složka díly hmotnostní

pigment latexové adhezivum hydroxid sodný voda	100 5
na pH 8,5	pevných	látek
na 61	% hmotn.
Latexovým ahezivem	i byla	50% hmotn	. vodná	suspenze částic

styren-butadienového kopolymeru typu běžně používaného jako adhezivum při přípravě natíraného papíru pro tiskařské postupy. Množství použitého latexového adheziva je uvedeno •f _# výše jako díly hmotnostní pevného latexu na pevném pigmentu.

V každé kompozici byl použit různý pigment jak je popsáno dále :

Pigment A byla kaolinová hlinka, mající destičkový tvar částic (s poměrem stran 60) a distribuci velikosto částic takovou, že 57,6 % hmotn. obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 37,0 % hmotn. obsažených částic má velikost ekvivalentního sférického průměru menší než 1 gm a 11,1 % hmotn. obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm. Pigment A se suspenduje ve vodě, obsahující 0,3 % hmorn. vztaženo na hmotnost suchého pigmentu, polyakrylátu sodného jako dispergačního činidla, majícího číselnou průměrnou molekulovou hmotnost asi 6500, za vzniku suspenze, obsahující 62 % hmotn. suchých pigmentových pevných látek.

Pigment B obsahuje smés 70 % hmotn. pigmentu A ve formě suspenze připravené jak popsáno výše a 30 % hmotn. talku ve formě komerčně připravené suspenze, obsahující 65 % hmotn. suchého talku (s poměrem stran 22), kde talek má distribuci velikosti částic takovou, že 40 % hmotn. obsažených částic, má ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm.

Pigment C byl použit ve formě směsi, obsahující dostatečné množství suspenze pigmentu A popsaného výše za poskytnutí 50 % hmotn. suchého pigmentu A, dalších 50 % hmotn.

^j-e—posk-y-tnu-t o—suspenzím -ohsahuj-ÍG-i—65—%—hmotn-,—kaolinové-------hlinky s povrchem upraveným za sucha. Tato kaolinová hlinka, tvořící dalších 50 % hmotn. směsi, má distribuci velikosti částic takovou, že 80 % hmotn. obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 65 % hmotn. obsažených částic má má ekvivalentní sférický průměr menší než 1 gm a 15 % hmotn. obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a má poměr stran 25. Kaolin byl povrchově ošetřen přídavkem 1 % hmotn. vztaženo na hmotnost suchého kaolinu, ve vysokorychlostním mixeru, primárního alkylaminu, kde alkylová složka byla získána z hydrogenovaného loje. Kaolin a primární alkylamin byly spolu míšeny při 90 °C 5 minut za vzniku v podstatě jednotného potahu primárního alkylaminu na kaolinových částicích. Povrchově ošetřená kaolinová hlinka byla súspendována ve vodě, obsahující 1,8 % hmotn., vztaženo na hmotnost suché, povrchově ošetřované hlinky, dispergačního činidla - dodecylsulfátu sodného, za vzniku suspenze, obsahující 65 % hmotn. povrchově upravené hlinky pro směs se suspenzí pigmentu A.

Pigment D obsahuje celkem 65 % hmotn. suspenze suché povrchově ošetřené hlinky připravené jak popsáno pro pigment C výše.

Pigment E byla neupravená kaolinová hlinka čistoty pro papírový nátěr, která byla použita pro přípravu alkylaminem upravené hlinky jak je popsána pro pigment C. Tato hlinka byla suspendována ve vodě, obsahující 0,3 % hmotn. stejného dispergačního činidla - polyakrylátu sodného použitého pro pigment A, za vzniku suspenze, obsahující 68 % hmotn. suché hlinky.

Pigment F byl použit ve formě směsi suspenze, obsahující 58 % hmotn. suché povrchově upravené platey kaolinové hlinky, která byla připravena úpravou pigmentu A s 1 % hmotn., vztaženo na hmotnost suchého kaolinu, stejného primárního alkylaminu a použitím stejného postupu, jak byl popsán pro pigment C a suspenze pigmentu E, jak popsáno výše. Tyto dvě suspenze byly spojeny v takových poměrech, že poskytují 50 % hmotn. suché povrchově upravené hlinky a 50 % hmotn. suché neupravené hlinky.

V každém případě byla papírová natírací kompozice nanesena na základní papír o hmotnosti 38,4 m použitím laboratorního zařízení pro natírání papíru typu popsaného v britském patentu č. 2225261 za rychlosti papíru 400 m.min^_l a úhlu nože 45°. Pro každou kompozici bylo provedeno několik různých pokusů při rozdílných tlacích nože za získání rozmezí různých hmotností nátěru mezi asi 6 g.m a asi 10 g.m . Po sušení byl každý vzorek natíraného papíru superkalandrován 10 průchody štěrbinou laboratorního superkalandru rychlostí 36 m.minteplotě 65 Ca tlaku 6,89 MPa.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. Pro každou kompozici byl koeficient tření odpovídající hmotnosti nátěru 8 g.m nalezen interpolací.

Koeficient tření byl měřen pomocí Monsanto tensometru připojením vzorku natíraného papíru k vysoce leštěnému povrchu zatíženého bloku z nerezové oceli, který je tažen napříč druhým vzorkem natíraného papíru, který je, připojen ke skleněné desce, která je naopak bezpečně připevněna na desku tensometru. Blok z nerezové oceli se pohybuje napříč povrchem druhého vzorku natíraného papíru pomocí pružného ocelového drátu, který prochází kolem kladky, v podstatě bez tření a je spoj en na svém“dalš ím konci-s křížovou hlavou tensometru.------Rozměry bloku jsou 60 mm x 45 mm x 6 mm a hmotnost bloku a drátu dohromady je 128 gramů. Blok je také zatížen 1 kg hmotnosti umístěným na vrchu bloku. Křížová hlava stoupá konstantní rychlostí 25 mm.min^-1 a zatížený blok se pohybuje přes povrch vzorku papíru stejnou rychlostí. Siloměr namontovaný v křížové hlavě poskytuje kontinuální odečet síly ve drátu v Newtonech. Druhý digitální odečítač zobrazuje vzdálenost překonanou blokem. Odečet síly na drátu je prováděn při každých 5 mm posunu bloku. Získá se celkem dvanáct odečtu tímto způsobem pro každý vzorek natíraného papíru a stanoví se průměrná síla. Z této průměrné hodnoty se vypočte koeficient tření povrchu natíraného papíru pomocí vzorce μ = F/Mg kde μ je koeficient tření F je napětí ve drátu

M je celkové zatížení natíraného papíru (1,128 kg) a g je zrychlení dané gravitací (9,81 m.s ).

Získané výsledky jsou uvedeny dále v tabulce.

Pigment koeficient tření

A (srovnávací)	0,31
B (srovnávací)	0,25
C (vynález)	0,28
D (vynález)	0,23
E (srovnávací)	0,31
F (vynález)	0,26

Tyto výsledky ukazují, že když je pigment složen celý z kaolinové hlinky, která byla povrchově upravena primárním alkylaminem je koeficient tření natíraného papíru snížen pod koeficient získaný s pigmentem jehož 30 % hmotn. je nahrazeno talkem. Jestliže pigment obsahuje 50 % hmotn. povrchově upravené kaolinové hlinky a 50 % hmotn. neupravené kaolinové hlinky, získá se nižší koeficient tření .jestliže má povrchově upravená kaolinová hlinka relativně hrubou distribuci velikosti částic.

- 14 Příklad 2

Byly připraveny dvě natírací papírové kompozice podle následujícího receptu:

Složka díly hmotnostní pigment latexové adhezivum hydroxid sodný voda

100 7 na pH 8,5 na 68 % hmotn. pevných látek

Latexové adhezivum bylo stejného typu jak bylo užito v příkladu 1.

Pigmenty použitými v těchto dvou kompozicích byly pigment G a pigment H.

Pigment G byla mletá přírodní křída, mající distribuci velikosti částic takovou, že 85 % hmotnosti tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 μπι, 51 % hmotnosti tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 1 pm a 6 % hmotnosti tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 μπι. Materiál měl poměr stran 4.

Pigment H byl povrchově upravený pigment připravený smísením přírodní křídy, která byla mleta na stejnou distribuci velikosti částic a měla stejný poměr stran jako pigment G, s 1 % hmotnostním, vztaženo na hmotnost suché křídy, kyseliny stearové.

Pigment G byl suspendován ve vodě, obsahující 0,5 % hmotn. vztaženo na hmotnost suchého uhličitanu vápenatého, dispergačního činidla - polyakrylátu sodného, majícího číselnou molekulovou hmotnost 3200 a pigment H byl suspendován ve vodě, obsahuj ící 1 % hmotnostní, vztaženo na hmotnost suché křídy, dispergačního činidla - ethoxylátu lineárního alkoholu a 0,2 % hmotnostní, vztaženo na hmotnost suché křídy, stejného polyakrylátového dispergačního činidla, které bylo použito pro pigment G.

V každém případě byla kompozice pro natírání papíru nanesena na předem potažený bezdřevý základní papír o hmotnosti 95 g-m za použití laboratorního přístroje pro natírání papíru stejného typu jako byl užit v příkladu 1 při rychlosti papíru 400 m.min^-^ a úhlu nože 45°. Pro každou kompozici bylo provedeno několik pokusů při různých tlacích ostři za získání rozsahu různých hmotností nátěrů mezi asi 6 g.m a asi 10 g.m . Po sušení byl každý vzorek papíru superkalandrován za použití postupu popsaného v příkladu 1.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru postupem popsaným v příkladu 1 a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. Pro každou kompozici byl nalezen - 2 koeficient tření, odpovídající hmotnosti potahu 8 g.m interpolací.

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 2.

Tabulka 2

Pigment koeficient tření

G (srovnávací) H (vynález)

0,37

0,27 ^ϊ38?Κ5^ι33β?8385!

- 16 Příklad 3 hmotnostní

100 na pH 8,5 na 60 % hmotn. pevných látek im bylo stejného typu jak bylo užito v

Byly připraveny dvě natírací papírové kompozice podle následuj ícího receptu

Složka díly

-¾ pigment latexové adhezivum hydroxid sodný voda

Latexové adheziv příkladu 1.

Pigmenty použitými v těchto dvou kompozicích byly směsi, obsahující dvě nebo více následujících složek pigmentů:

Pigment I byla kaolinová hlinka, mající distribuci velikosti částic takovou, že 65 % hmotnosti obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 2 μπι, 43 % hmotnosti obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 1 μπι a 13 % hmotnostních obsažených částic má ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a s poměrem stran 57.

_________P.lgment.-X._byl—talek_k.vaLi.ty_-p.r.o_p.aplro5řý_ nátěr_,_maj_ící___ distribuci velikosti částic takovou, že 40 % hmotnostních tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm a s poměrem stran 22.

Pigment K byl povrchově upravený kaolin připravený přídavkem primárního alkylaminu, ve kterém alkylová složka byla získána z hydrogenovaného loje , ke kaolinu ve

vysokorychlostním mixeru, 1 % hmotn. vzxaženo na suchý kaolin. Kaolin a primární alkylamin byly spolu míšeny při 90 ’C 5 minut za vzniku v podsxaxě jednotného potahu primárního alkylaminu na kaolinových částicích. Kaolin, před úpravou povrchu, měl distribuci velikosti částic takovou, že 80 % hmotnosti tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 65 % hmotnosti tvoří částice, mející ekvivalentní sférický průměr menší než 1 gra a 15 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a měl poměr stran 25.

Pigmenx L byl povrchově upravený kaolin připravený povrchovou úpravou přesně stejnou jak popsáno pro pigmenx K, kde kaolin má distribuci velikosti částic takovou, že 62 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 42 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 1 gra a 11 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a mající poměr stran 55.

Pigment M byl neupravený kaolin, mající distribuci velikosti částic takovou, že 79 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 64 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 1 gm a 20 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a mající poměr stran 25.

Každá složka pigmentu byla odděleně suspendována ve vodě. Upravené kaolinové pigmenty byly dispergovány pomocí 1,8 % hmotn., vztaženo na hmotnost suchého povrchově upraveného kaolinu, stejným dispergačním činidlem -dodecylsulfátem sodným jak bylo použito v příkladu 1. Neupravené kaolinové pigmenty byly dispergovány pomocí 0,3 % hmotn. stejného

- 18 ^jolyakryíátového dispergačního činidla, jak bylo použito pro pigment G. Suspenze složek pigmentů byly míšeny v takových poměrech, že byly získány hmotnostní poměry suchých složek pigmentů, které jsou uvedeny v tabulce 3 dále.

V každém případě byly natírací kompozice papíru naneseny na základní papír o hmotnosti 34 g.m za použití poloprovozního stroje pro natírání papíru, majícího válcový aplikátor a sadu natíracích nožů v úhlu 45’ při rychlosti papíru 1400 m.min*^. Pro každou kompozici bylo provedeno několik pokusů s různými tlaky nožů za získání různých hmotností nátěrů mezi asi 8 g.m^- a asi 12 g.m . Po sušení byl každý vzorek natíraného papíru superkalandrován použitím postupu popsaného v příkladu 1.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru postupem popsaným v příkladu 1 a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. Pro každou kompozici byl nalezen .koeficient tření, odpovídající hmotnosti potahu 10 g.m interpolací.

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 3..

Tabulka 3 ______Pigment__________________________________koeficient tření________ % 1/ 30 % J (srovnávací) 0,26 % K/30 % L/50 % M (vynález) 0,26

Dále byla navíc ke složkám ve výše uvedených recepturách připravena srovnávací kompozice, obsahující 0,15 dílů hmotnostních a kompozice podle vynálezu, obsahující 0,05 dílů hmotnostních, ve vodě rozpustného polymeru pro úpravu viskozity.

Tyto výsledky ukazuj i, žé, V souladu s vynálezem, je možné vyloučit nezbytnost použití talku v kompozicích pro natírání papíru bez toho, aby došlo k nežádoucímu zvýšení koeficientu tření natíraného papíru.

Příklad 4

Složka díly hmotnostní pigment 100 latexové adhezivum 5 hydroxid sodný na pH 8,5 voda na 60 % hmotn. pevných látek

Latexové adhezivum obsahovalo 50 % hmotn. vodné suspenze částic alkalicky botnajícího akrylového latexu.

Použité pigmenty ve dvou kompozicích byly pigment K a pigment N (kterým byl neupravený kaolin o stejné distribucí velikosti částic,jako byl použit pro přípravu pigmentu K).

Pigment K byl suspendován ve vodě za pomoci 1,8 % hmotn., vztaženo na hmotnost suchého povrchově upraveného kaolinu, stejného dodecylsulfátu sodného jak byl použit v příkladu 1. Pigment N byl dispergován pomocí 0,3 % hmotn. stejného polyakrylátového dispergačního činidla, jak bylo použito pro pigment G.

V každém případě byla kompozice pro natírání papíru natřena na základní papír o hmotnosti 39 g.m použitím laboratorního natíraciho zařízení stejného typu jak bylo popsáno v příkladu 1 při rychlosti papíru 400 m.min^ a úhlu nože 45°. Pro každou kompozici bylo provedeno několik pokusů při různých tlacích nože za získání různých hmotností nátěru mezi asi 6 g.m a asi 10 g.m . Po sušení byl každý vzorek natíraného papíru superkalandrován za použití postupu popsaného v příkladu 1.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru postupem popsaným v příkladu 1 a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. Pro každou kompozici byl nalezen koeficient tření, odpovídající hmotnosti potahu 8 g.m interpolací.

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 4.

Tabulka 4

Pigment koeficient tření pigment N (srovnávací) 0,34 pigment K (vynález) 0,24

Dále byla navíc ke složkám ve výše uvedených recepturách_ připravena srovnávací kompozice, obsahující 0,15 dílů hmotnostních a kompozice podle vynálezu, obsahující 0,05 dílů hmotnostních, ve vodě rozpustného polymeru pro úpravu viskozity.

Tyto výsledky ukazují, že, v souladu s vynálezem, je možné vyloučit nezbytnost použití talku v kompozicích pro následujícího receptu:

Složka díly pigment latexové adhezivum hydroxid sodný voda natírání papíru bez toho, aby došlo k nežádoucímu zvýšení koeficientu tření natíraného papíru.

Příklad 5 . . ... .

Byly připraveny tři natírací papírové kompozice podle

-¾ hmotnostní

100 5 na pH 8,5 na 52 až 54 % hmotn. pevných látek

Navíc obsahují kompozice malá množství (až do 0,15 dílů hmotn.) stejného polymeru pro úpravu viskozity jak byl použit v příkladu 3. .

Latexové adhezivum bylo stejného typu jako v příkladu 1.

íf

Použité pigmenty v kompozicích byly pigment K a/nebo pigment O, kterým byl neupravený kaolin,mající distribuci velikosti částic takovou, že 58 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm, 37 % hmotn. tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 1 g, a 1 % hmotn.tvoří částice, mající ekvivalentní sférický průměr menší než 0,25 gm a mající poměr stran 60. Pigmenty byly použity buď samotné nebo ve směsi s poměrech hmotnostních uvedených v tabulce 5.

Každá složka pigmentu byla odděleně suspendována ve vodě. Upravený kaolinový pigment byl suspendován ve vodě za pomoci

- 22 ΪΤ8% hmotn., vztaženo na hmotnost suchého povrchově upraveného kaolinu, stejného dodecylsulfátu sodného jak byl použit v příkladu 1. Neupravený kaolinový pigment byl dispergován pomocí 0,3 % hmotn. stejného polyakrylátového dispergačního činidla, jak bylo použito pro pigment G.

V každém případě byla kompozice pro natírání papíru natřena na základní papír o hmotnosti 33 g.m použitím poloprovozního natíracího zařízení, majícího válečkový aplikátor a sadu natíracích nožů v úhlu 45° při rychlosti papíru 400 m.s^-^·. Pro každou kompozici bylo provedeno několik pokusů při různých tlacích nože za získání různých hmotností nátěru mezi asi 6 g.m a asi 10 g.m . Po sušení byl každý vzorek natíraného papíru superkalandrován za použití postupu popsaného v příkladu 1.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru postupem popsaným v příkladu 1 a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. Pro každou kompozici byl nalezen v 2 koeficient tření, odpovídající hmotnosti potahu 8 g.m interpolací.

(

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 5.

Tabulka 5

Pigment koeficient tření

100 % 0 (srovnávací) 0,36 70 % 0/30 % K (vynález) 0,32 100 % K (vynález) 0,24

- *

S)

Příklad 6

Byly připraveny dvě natírací papírové kompozice podle následujícího receptu:.....

Složka díly hmotnostní

pigment	100
latexové adhezivum	5
hydroxid sodný	na pH
voda	na 59

3,5 až 60 % hmotn. pevných látek

Latexové adhezivum bylo stejného typu jak bylo použito v příkladu 1.

Použité pigmenty v kompozicích byly pigment N a směs, obsahující 50 % hmotn. pigmentu N a 50 % hmotn. pigmentu K. .

Každá složka pigmentu byla odděleně suspendována ve vodě. Upravený kaolinový pigment byl dispergován ve vodě za pomoci

1,8 % hmotn., vztaženo na hmotnost suchého povrchově upraveného kaolinu, stejného dodecylsulfátu sodného jak byl použit v příkladu 1. Neupravený kaolinový pigment byl dispergován pomocí 0,3 % hmotn. stejného polyakrylátového dispergačního činidla, jak bylo použito pro pigment G.

V každém případě byla kompozice pro natírání papíru natřena na základní papír o hmotnosti 37 g.m použitím poloprovozního natíracího zařízení, majícího válcový aplikátor a sadu natíracích nožů při rychlosti papíru 1400 m.min^-^ a úhlu nože 45’. Pro každou kompozici bylo provedeno několik pokusů při různých tlacích nože za získání různých hmotností

I;

- 24 nátěru mezi asi 6 g.m^ a asi ÍO“gTm2; p_o sušení byl každý vzorek natíraného papíru superkalandrován za použití postupu popsaného v příkladu 1.

Koeficient tření byl měřen pro každý vzorek natíraného papíru postupem popsaným v příkladu 1 a byl vynesen graficky proti hmotnosti nátěru. .Pto každou kompozici byl nalezen koeficient tření, odpovídající hmotnosti potahu 8 g.m interpolací.

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 6.

Tabulka 6

Pigment koeficient tření

100 % N (srovnávací) % N/50 % K (vynález)

Claims

Ε Ν' Τ O V É ‘NA ROKY natíracího papírového pigmentu, jehož povrch úpravárenským činidlem, majícím hydrofobní hydrofobní nebo zvýšený hydrofobní charakter 'libo

i.? i mis via 3 ; A fi 3 χ a 5 a d a /y a oi;oa κ ó !i i: z o f’3

F* A T

1. Použití byl modifikován část, uděluj ící povrchu pigmentu,v procesu natírání papíru, kde uvedené použití je pro účel snížení koeficientu tření pásu natíraného, něj připraveného, papíru.
2. Kompozice pro natírání papíru, pro snížení koefici.en.tu tření papírového pásu vyrobeného z natíraného papíru, vyznačující se tím, že obsahuje vodnou suspenzi (a) adheziva, (b) papírového nátěrového pigmentu, který obsahuje (i) první částicový anorganický materiál, který byl modifikován zpracováním s činidlem pro úpravu před inkorporací do papírové nátěrové kompozice, kde činidlo pro úpravu použité pro úpravu částic anorganického materiálu má nepolární hydrofobní podíl, obsahující alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu, mající délku řetězce od 8 do 30 atomů uhlíku a polární podíl, který je schopen vazby s místy na povrchu pigmentových částic a (ii) druhý nemodifikovaný částicový, anorganický materiál;a (c) směs dispergačního činidla, která obsahuje (i) první dispergační činidlo vhodné pro použití s uvedeným modofikovaným prvním, částicovým anorganickým materiálem a (ii) druhé dispergační činidlo vhodné pro použití s uvedeným druhým, nemodifikovaným částicovým anorganickm materiálem.
3. Kompozice pro natírání papíru podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje pigment pro natírání papíru, jehož alespoň 15 % hmotn.tvoří modifikovaný

I

částicový~anorganický materiál 7 crtSie _;nároku 2.3,4 nebo _;
4. Kompozice pro natírání papíru pódletnároku.c2ý;m vyznačující se tím, že obsahujéýpigméňtpro natírání papíru, jehož 40 % až 80 °h hmotní X/tváři* první, modifikovaný, částicový anorganický matei&álu.--nebo. terciární ou skupinu, mající
5. Kompozice pro natírání papíru podlé nároku i2 nebo 4,vyznačující se tím, že modifikovaný/ částicový, anorganický materiál má hrubší distribuci velikosti částic než nemodifikovaný, částicový anorganický materiál.

jdxe ^jnaroKu 2,3,·-* p.c
6. Kompozice pro natírání papíru podle'nároku'5/ vyznačující se tím, že modifikovaný částicový anorganický materiál obsahuje méně než 70 % hmotn.;částic, majících ekvivalentní sférický průměr menší než 2 gm.
7. Kompozice pro natírání papíru podle nároku 2, 3,4,5 nebo 6, vyznačující se tí in, že anorganickým částicovým materiálem, který byl modifikován, je kaolin nebo bělící hlinka, přírodní nebo srážený uhličitan vápenatý, saténová běloba, síran vápenatý nebo talek.
8. Kompozice pro natírání papíru podle nároku 2,3,4,5 nebo 6,vyznačuj ící se tím, že množství použitého úpravárenského činidla je od 0,05 % do 5,0 % hmotn.

vztaženo^-narhmOtnost^-upravovaného~částicového—anorganickéhomateriálu.

T:

l·.

ýts-
9. Kompozice pro natírání papíru podle nároku 8, vyznačuj ící se tím, že množství použitého upraveného pigmentu je od 0,1 % do 2,0 % hmotn. vztaženo na hmotnost upravovaného částicového anorganického materiálu.