DE1696193A1

DE1696193A1 - Satinweiss-haltige Streichmassen mit guter Viskositaetsstabilitaet

Info

Publication number: DE1696193A1
Application number: DE19661696193
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Neises; Horst Dr Schaefer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1966-04-07
Filing date: 1966-04-07
Publication date: 1971-11-04
Also published as: US3714086A; BE696765A; FI51848C; DE1696193B2; GB1185084A; FI51848B; NL6704713A; SE313990B; NO125597B

Description

Satinweiß-haltige Streichmasse mit guter Viskositätsstabilität

Satinweiß wird als Pigment zur Herstellung hochwertiger gestrichener Papiere (z.B. Kunstdruck) mitverwendet, um ein Höchstmaß an Bedruckbarkeit zu erreichen (K.H. Rosenstock, Tappi, Oktober 1965, Seite 113 A - 116 A ). Als Bindemittel für Satinweiß-haltige Streichmassen werden in der Hauptsache Kasein sowie Kunststoff-Dispersionen eingesetzt.

Das erheblich höhere Pigmentbindevermögen von Polyvinylalkohol im Vergleich zu anderen wasserlöslichen Bindemitteln, wie Stärke, Kasein und Cellulosederivaten, ist bekannt ( O.P. Colgan und J.J. Latimer, Tappi, July 1964, Seite 146 A 150 A, mit Verzeichnis über weitere Literaturstfellen ). In diesen Veröffentlichungen wird über die Verwendung von China Clay teilweise in Abaischung mit Titandloxyd als Pigment und Polyvinylalkohol als Bindemittel berichtet, ohne daß Satinweiß als Pigment genannt wird.

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Viskosität «Stabilität der Streichaaseen fUr den Verarbeitungszeltraua und abglichst hoher Festgehalt eind weaent-Iiehe Anforderungen an Streiohaassen für die Herstellung von gestrichenen Papieren. Kit Polyvinylalkohol konnten bisher keine viskositätsstabilen Strelchaassen alt hohes Festgehalt hergestellt werden» da die unter Verwendung von Dispergiermitteln aus der Oruppe der kondensierten Phosphate hergestellten Streiehaassen einen hohen Wasserbedarf haben und 1« üblichen Verarbeltungszeitraua nicht vlskosltltsstabil sind, sondern In der Viskosität ansteigen. Polyvinylalcohol galt deshalb als unverträglich alt Satinweil bz». Pigment gemischen, die Satinweiß enthalten.

Es wurde nun gefunden, dal durch Verwendung geeigneter Hilfsstoffe Satinweil verflüssigt werden'kann und alt dieses verflüssigten Satinweit auch in Kombination alt anderen in der Papierindustrie üblichen Pigmenten alt Polyvinylalkohol als wasser löslichem Bindemittel, vorzugsweise unter Mitverwendung von JCunststof f-Dispersionen, Streiehaassen alt guter Viskositätsstabilität und erforderliche» Festgehalt hergestellt werden können.

Ale erfindungageaSfi für Polyvinylalkohol als Bindemittel

M.^ **. * m λ._λ λ*, w -^Streichaasseii _Λ _{w Ä},„ _Λ enthaltende Satinweii-haltige/zu verwendende Verflüssiger eignen sich anlonaktlve Substanzen vom Typ der wasserlöslichen Salze, z.B. Alkali-, Ammonium- oder Aminsalze, von organischen Polysluren, Insbesondere von hochmolekularen organischen Polysluren. Salze von geeignete! organischen PoIysäuren sind beispielsweise die von hochmolekularen Polysulfonsäuren, Polycarbonsäuren, ferner die von Oiiasrt arabicum, Alglnaäuren oder von carboxylgruppenhaltlgen Cellulosederivaten. Aus der Omppe der Polysulfonsäuren erweisen sich die Salze der Polyvinylsulfonsäuren als besonders geeignet. Aus der Oruppe der Polycarbonsäuren sind besonders die Salze der Polyacrylsäuren und die der Carboxymethylcellulosen hervorzuheben. Die erfindungsgeaKf zu verwendenden Verflüssiger werden lea allgemeinen in einer Menge von ca, O,1 - 10 %, vorzugsweise jedoch in einer Menge

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von 0,2 - 5 %» bezogen auf das Oewicht an festes Plgaent, angewendet. Es kann sowohl ein einseines wie auch ein Oealsch der genannten Salze eingesetzt werden.

Die erfindungsgeaäAen Strelchaassen können neben Satinwell

als Plgaent auch noch ein oder Mehrere andere Plgaent· wie

China Clay, Blano flat Caloluaoarbonat u.a. enthalten. Ia Falle der Verwendung eines Plgaentgemisches soll dieses

jedoch zu alndestens 2 %, besser sogar noch zu adadestens

5 %, bezogen auf das Oesaatgewloht der trockenen Plgaent- _m

alsehung, aus SatlnwelB bestehen. ™

Der Gehalt der erflndungsgeatlen Strelchaassen an Polyvinylalkohol kann betrlohtllch variieren. Ia allgeaeinen enthalten sie Jedoch 1 - 15 %» vorzugsweise 2,5 - 8,5 %, bezogen auf das Oewicht des Plgaentanteils, an Polyvinylalkohol. Unter "Polyvinylalkohol¹¹ sollen dabei ganz oder teilwerseifte Polyvinylester, falls letztere noch wasserlöslich sind, verstanden sein.

Streichaassen alt besonders wertvollen Eigenschaften werden erhalten,wenn neben Polyvinylalkohol noch wKfirige Dispersionen von Kunstharzen altverwendet werden. Als geeignete wtfirlge A

Kunstharzdispersionen seien beispielsweise solche von Polyaeren von Vinylestern, z.B. Tinylaeetat, von Estern der Acryl- bzw. Methacrylsäure, ferner von Mlschpolyaerisaten der vorerwähnten Monoaeren, weiter von Butadien/Styrol- und Vinylester/ Xthylen-Mlsohpolyaerisaten genannt. Auch der Gehalt der neuen Strelohaassen an w&irigen Kunstharzdispersionen kann beträchtlich variieren. Ia allgeaeinen kann er bis zu 25 %, vorteilhaft erweise bis zu 15 £ betragen, dabei ist deijPeststoffgehalt der Dispersionen bezogen auf das Qewicht des Plgaentantells.

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Die Verflüssigung von Satinweiß durch die weiter oben genannten verflüssigend wirkenden Hilfsstoffe kann durchgeführt werden durch Einarbeitung des trockenen VerflUssigers oder seiner wäßrigen Lösung oder gelöst in der Polyvinylalkohol -Lösung.

Beispiel I

Satinweiß wird in allgemeinen als pastöse, nicht fließfähige Paste* deren Viskosität praktisch nicht meßbar ist, mit einem Feststoffgehalt zwischen 20 und J50 % hergestellt.

Je 100 Gewichtsteile einer solchen Paste von Satinweiß mit einem Peetstoffgehalt von 25 % wurden unter Rühren mit ι je 10 Gewichtsteilen einer !Obigen Lösung in Wasser der folgenden Produkte verflüssigt:

Verflüssiger [I % bezogen auf Satinweiß}

Viskosität (cP) gemessen bei 20 C (Brookfield RVT; Spindel 2; 20 Upm)

Messung vor Messung nach der Verflüs- der Verflüssigung sigung

Messung 72 St d. nach der Verflüssigung

Natriumpolyvinylaulfonat

Natriumpolyacrylat

Natriumcarboxymethylcellulose

nicht messbar

20

80

170

15

220

Beispiel II

Nach folgendem Ansatz wurden Streichmassen mit Satinweiß und Polyvinylalkohol hergestellt:

250 Gewichtstelle Satinweiß (Pestgehalt 20 %) wurden mit 2 Gewichtsteilen Verflüssiger (als 10#ige Lösung in Wasser) unter Rühren verflüssigt und 50 Gewichtsteile China Clay in Form einer getrennt mit einem houhtourigen Rührwerk hergestellten ca. 65#lgen Dispersion in Wasser unter Rühren

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In das vorgelegte verflüssigte Satinweiß gegeben. Als Netzmittel zur Herstellung der Dispersion von China Clay wurde der jeweils verwendet» Verflüssiger in einer Menge von 0,4 Gewichtsteilen» bezogen auf 100 Gewichtsteile China Clay, Eingesetzt. Bei Verwendung von Natriumearboxymethylcellulose (in 5£iger Lösung in Wasser) als Verflüssiger wurde als Netzmittel für China Clay eine entsprechende Menge eines kondensierten Phosphates verwendet.

Es wurde weiter gefunden, dafl es sehr wesentlich ist, in weloher Weise die Pigseuitdispersion mit der Polyvinylalkohollösung gemischt wird. Werden entsprechend ι oben angegebenem Ansatz 7,5 Gewichtstelle Polyvinylalkohol (mit einer , ' Viskosität der 4£igen Lösung in Wasser von ca. 40 cP, gemeswen nach Höppler bei 20⁰C) in Form einer 1Obigen Lösung in Wasser vorgelegt und die Pigmentmischung unter Rühren zugesetzt, so kann ohne Verdickungserscheinungen eine einwandfreie, praktisch viskositätsstabile Streichmasse erhalten werden. Bei dieser Pigment-Zusammensetzung kann auch die Pigmentmischung vorgelegt werden und die Polyvinylalkohol-Lösung zugegeben werden, oftne dafl eine Verdickung des Ansatzes bei der Zugabe unter Rühren eintritt. Mit abnehmendem Satinweiß-Anteil in der Pigmentmischung tritt jedoch zunehmend eine Verdickung auf, wenn die Polyvinylalkohol-Lösung in die vorgelegte Pigment-Dispersion eingerührt wird. Diese Verdickung bei der Herstellung der Streichmasse, die bei nicht ausreichenden Scherkräften einer teilweisen Koagulation des Systems entspricht, kann vermieden werden, wenn die Polyvinylalkohol-Lösung vorgelegt wird und unter Flühren die Pigment-Dispersion zugegeben wird.

Um in jedem Fall schockartige Verdickungserscheinungen bei der Herstellung der Streichmassen zu vermelden, empfiehlt es sich grundsätzlich die Polyvlnylalkohd-Lösung vorzulegen und dann die Pigment-Mischung zuzugeben. Bei dieser Arbeitsweise ist man unabhängig vom Verhältnis Satinweiß : China Clay.

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Verflüssiger für Satinweiß

Viskosität der Streichmasse!! (cP) gemessen bei 20 C © (Brookfield RVT; Spinde^ 20 Up«)

Messung nach Herstellung d« Ansatzes

Messung 24 Stunden später -

Natriunpolyvinylsulfonat
^Tabelle Vera.l)

Natrlumpoly-

aorylat

(Tabelle Vers. 4)

Natrlumoarboxymethylcellulose (Tabelle Vers.7)

400 930 700

410 770 850

Beispiel III

Nach der unter Beispiel II angegebenen Rezeptur und Verfahrensweise wurden Streichfarben hergestellt, denen unter Rühren wKflrige Kunststoff-Dispersionen zugesetzt wurden. Als Kunststoff-Dispersionen wurden verwendet1

Vinylacetat-Acrylsäureester Butadien-Styrol.

Die in der Tabelle zusammengestellten Versuche zeigen, daß durch Verwendung der genannten Verflüssiger bzw. deren Abmi schlingen Satinweiß-halt ige Streichmassen mit Polyvinylalkohol als wasserlöslichem Bindemittel hergestellt werden können, die auch naoh Zusatz von Kunststoff-Dispersionen praktisch viskosität astabil sind.

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- 7 - Pw 5045

Tabelle zu Beispiel III

Zusammensetzung der Streichmaeeen	Vera. 1	(in Gewichteteilen)	Vera. 3	Vera. 4	Vera. 5
und Ihre Viskosität	•50 2		50 2	50 2	50 2
Verwendete Stoffe	Vera. 2
SatinwtiB (Oewichtat. bezogen auf Peatgehalt) Verflüssiger für Satin weiß Natriuepolyvinylsul- fonat Natrluepolyaorylat Natriumoarboxy- methylcellulese	50 2

China Clay 50 50 50 50 50

Netzmittel für China Natriumpolyvinylsul-

fonat 0,2 0,2 0,2

Natriumpolyacrylat - - - 0,2 0,2 kondensiertes Phosphat - ....

Polyvinylalkohol +) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Kunststoff-Dispersion

Vinylacetat-Acry!säureester (l:l)-Misch-

polymerivat (Gewichts- - 7,5 - - 7,5 teile bezogen auf
Festgehalt)

Butadien-Styrol(«0:60)-Mischpolymerisat

(Gewiohtsteile bezogen - - 7,5 auf Pestgehalt)

Viskosität (cP)(b.20°C)

Brookfield RVTj 20 Upmi Spindel 2	400	590	550	930	I38O
Nach dem Ansetzen der Streichmasse	410	1520	550	770	1110
24 Std. später gemessen	26,2	27,1	27,1	26,2	27,1
Feststoffgehalt (%)

+) ca. 4o cP der 4£igen Lösung in Wasser, gemessen nach Hoeppler bei 20⁰C.

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SAD ORIQiNAi.

Pw

Vera. Vers. Vers. Vere. Vere. Vere. Vera. Vere. Vers. Vera 6 7 8 9 10 11 12 15 14 15

50 50

50

50 50 .50

—	_	—	1	1	1
_		mm	1	1	1
2	2	2	-		-
50	50	50	50	50	50

0.67 0,67 0.67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67

50 50

0,2 0,2

7,5 7,5 7,5

0,2

7.5 7,5

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

7,5 7,5 7,5 7,5 7,5

7,5

7.5

7,5

1095 700 1700 1290 710 74o 890 460 830 770

950 850 11000 1240 660 990 750 570 1000 700

(Spindel 5)

27,1 25,0 25,8 25,8 25,9 26,7 26,7 25,8 26,6 26,6

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Claims

- 9 - Pw 5043 Patentansprüche:

1. Satinweißhaltige Streichmassen mit guter Viskosit&tsstabl-IMt gekennzeichnet durch einen Gehalt an Polyvinylalkohol, gegebenenfalls zusammen Bit wtßrigen Kunstharz-Dispersionen, als Bindemittel und ca, 0,1 - 10 Jf,bezogen auf das Gewicht an festes Pigment, eines oder mehrerer wasserlöslicher Salze von organischen Polysäuren als Verflüssiger.

2. Streichmassen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen Salzen von hochmolekularen organischen Polysluren. _% ' ^

Gehalt

3. Streichmassen nach Anspruch 1 und 2» gekennzeichnet durch einen/

an wasserlöslichen Salzen von Polyvinylsulfonsäuren und/oder Polyacrylsäuren und/oder Carboxylgruppen-haltigen Cellulosederivaten.

4. Verfahren zur Herstellung von Streichmassen nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Streichmassen folgende Reihenfolge bei £ Mischung der Komponenten eingehalten wird:

e) Vorlege der Polyvinylalkohol-Lösung

(bei kleinen Satinweiß-Anteilen gegebenenfalls ä

in Abmischung mit verflüssigtem Satinweiß)

b) Zugabe der Verflüssiger enthaltenden Satinweiß-Pigment -Dispersion,

c) Zugabe der Kunststoff-Dispersion.

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