DE1912580A1 - Use of siloxane mixtures for paper coating - Google Patents
Use of siloxane mixtures for paper coatingInfo
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Description
Mimchen, den ?. Mära Ί969Mimchen, the?. Mara Ί969
IX/Pat.Abt, Dr.V/g/VeIX / Pat.Abt, Dr.V / g / Ve
DC Ί 507/90'+DC Ί 507/90 '+
Vorwendung von Siloscangeiaischen zur PapierbeschichtungUse of silo scanners for paper coating
Für den Versand von Möbeln, Haushaltgeräten und anderen Gegenständen mit polierten Oberflächen v/erden üblicherweise Behälter aus Tappe oder solche, die mit Kra'f tx>apier ausgekleldefc sind, verwendet. Aufgrund der Reibung zwischen den polierten Oberflächen und dem Verpackungsmaterial werden die polierten Oberflaehen während dea Versands häufig verschrammt oder stark beschädigt» Methylpolysiloxane sollten ihrer Natur nach "αυοgezeichne to Papierbeschichtun^smittel sein, um dieses Abreiben au verinindorn oder ganz zu verhindern. Aber obwohl gehärtete Methylpolysiloxanfilnie auf Papier ausgezeichnete Treniieigenschat'ben gegenüber den meisten organischen Materialien aufvreisen und obwohl es bekannt ist, daß Methylpolysiloxanole sehr gute Scheuermittel für Kunststoff oberflächen sind, 'inirde feabges teilt, daß ein gehärteter HethylpolysiloxanfilJii, v;ie ein gehärbeber FiLu aus Dimethylpolysiloxanelas'tomeren, dao Verschrammen und Abreiben der Oberflächen nicht verhindert, wenn «in derartiger überzug auf der Innenseite des Papierbehälter^ vorhanden ist» For shipping furniture, household appliances and other items with polished surfaces, containers made of tappe or those that are marked with force tx> apier are usually grounded, used. Due to the friction between the polished surfaces and the packaging material, the polished surfaces are often scratched or severely damaged during shipping » Methylpolysiloxanes should, by their nature, be drawn to be paper coating agent to prevent this rubbing off or to prevent it entirely. But although hardened methylpolysiloxane films excellent traits on paper up against most organic materials and though it is known that methylpolysiloxanols are very good abrasives for plastic surfaces are 'inirde feabges that divides a hardened HethylpolysiloxanfilJii, v; ie a härbeber FiLu from dimethylpolysiloxane elastomers, for scratching and rubbing the surface is not prevented if "there is such a coating on the inside of the paper container ^"
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, Uiierwarteber Weise vurde mm gefunden, daß bei Verwendung .<-, "h... ,, der erfindungsgemäß beanspruchten Geiair.che als Ee s chi cli bungsmaterial für Papier oder Pappe ein ausgezeichneter 'Schutz der polierten Oberflächen der Geräte in. den Behältern.erreicht wird., Uiierwarteber way vurde mm found that when using <-.., "H ... ,, according to the invention claimed Geiair.che Ee s chi cli advertising material for paper or cardboard an excellent 'protection of the polished surfaces of the devices in the containers . is achieved.
Erfindungsgemäß vrird die Verwendung von Gemischen aus härtbaren : Dinethylpolysiloxaiicn. einer Viskosität von mindestens 100 cSt/25°C und 15 his 60 %t bezogen auf das Gesamtgewicht vonSiloiran und Säure,.einer Fettsäure, die 10 bis-25 C-Atome und durchschnitt- lieh nicht mehr als eine C^C-Doppelbindung Je Molekül enthält» zur Papierbeschichtung beansprucht,According to the invention, the use of mixtures of curable: Dinethylpolysiloxaiicn. a viscosity of at least 100 cSt / 25 ° C and 15 to 60 % t based on the total weight of siloirane and acid, .a fatty acid that has 10 to 25 carbon atoms and an average of no more than one C ^ C double bond each Molecule contains »claimed for paper coating,
Papiere, einschließlich Pappe, die mit einem gehärteben I'ilm der erfindurgfcjgenilii beanspruchten Gemische beschichtet v/orden . ■ sind, liegen innorhalb des Schutzbereiches.Papers, including cardboard, coated with a hardened film of the mixtures claimed in the invention. ■ are within the protected area.
Die in dem erfindun^rigsmäß beanspruchten Gemisch verwendbaren Siloxane, können -beliebige'Dimethylpolysiloxane mit einer Yiakonität von 100 eil t/25 0C bis au hochviskosen, nicht mohr fließfähigen Massen sein.. Bekannblich können derartige Polysiloxane verschiedene Einheiben, wie !Iononethylsiloxan- und Trimethylsiloxanein-»- hei ten enthalten und außerdem geringe Mengen anderer mischpoly-» meriaierter Einheiten, wie HienylmethylailoxaiL-, Metliylvinylsiloxan~ und Diphenylsiloxaueiiüieiten·The rigsmäß claimed in the erfindun ^ mixture usable siloxanes -beliebige'Dimethylpolysiloxane can with a Yiakonität 100 eil t / 25 0 C to au highly viscous, non-flowable masses mohr be .. Bekannblich can such polysiloxanes different Einheiben how! Iononethylsiloxan- and Trimethylsiloxane units and also small amounts of other copolymerized units such as hienylmethylsiloxane, methylvinylsiloxane and diphenylsiloxane.
Die Siloxane können auf beliebige bekannte Weise gehärtet vrerdea, beispielsvreise durch Hit ve rwendung von freie .Radikale bildenden · Substanzen, -wie Benzüylparoxid oder anderen organischen,,Ρνθ,εοχϊden- oder durch Einwirkung von ionisierender Korpuskular- oder, elektromagnebischer »Strahlung, wie Elektronen- oder ^strahlen, Es istThe siloxanes can be cured in any known manner, for example by using free radicals Substances, such as benzyl paroxide or other organic ,, Ρνθ, εοχϊden- or by the action of ionizing corpuscular or electromagnetic “Radiation, like electron or ^ rays, It is
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vorteilhaft, die Siloxane V>ei Temperaturen zn härten, die keine schädliche Wirkung auf das Papier oder Pappensubstrat ausüben.advantageously, the siloxanes V> egg temperatures zn cure, which exert no adverse effect on the paper or paperboard substrate.
Weitere bekannte Härtungosysteme umfassen die Verwendung von linearen Polysiloxanen, die endstänäige funktionelle Gruppen, wie Hydro:iyl- oder Vinylgruppen enthalten oder- hydrolisierbare Gruppen, die bei Zutritt von Feuchtigkeit Hydroxylgruppen bilden, in Verbindung mit Vernetzungsmittel!!, wie Siloxanen mit SiH-Gruppen, Kieselsäurealkylester und Polykieselsäurealkylesterj Alkoxysilane, Acyloxysilane, wie Methyltriacetoxysilane und Silane der FormelOther known hardening systems include the use of linear polysiloxanes, the terminal functional groups, such as hydro: iyl or vinyl groups or-hydrolyzable groups that form hydroxyl groups on exposure to moisture, in connection with crosslinking agents !!, such as siloxanes with SiH groups, Silicic acid alkyl esters and polysilicic acid alkyl estersj Alkoxysilanes, acyloxysilanes, such as methyltriacetoxysilanes and Silanes of the formula
ESi(OH=CR2)y
worin R ein Kohlcnwasserstoffrest ist, wie in der FormelESi (OH = CR 2 ) y
wherein R is a hydrocarbon radical, as in the formula
Es können auch andere hydrolisierbare Silane als Vernetzer verwendet werden. Der Ausdruck "hydrolisierbar" bedeutet, daß die an das Si-Atom gebundene Gruppe gegen Feuchtigkeit bei Raumtemperatur reaktiv ist und ebenso gegen die funktioneilen Gruppen an den endständigen Si-Atomen der Polymeren, wie die Hydroxylgruppen.Other hydrolyzable silanes can also be used as crosslinkers. The term "hydrolyzable" means that the group bonded to the Si atom is reactive towards moisture at room temperature and also towards the functional groups on the terminal Si atoms of the polymers, such as the hydroxyl groups.
Bekanntlich ist es häufig vorteilhaft, Kondensationskatalysatoren zusammen mit den Siloxangemischen zu verwenden, z.B. Metallsalze von Carbonsäuren, wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat und Eisenoctoat. Es können oedoch auch andere bekannte Kondensations- oder Additionskatalysatoren mitverwendet werden.It is well known that it is often advantageous to use condensation catalysts with the siloxane mixtures, e.g., metal salts of carboxylic acids such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate and iron octoate. However, other known condensation or addition catalysts can also be used.
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Als Säuren in den erfindungsgemäß "beanspruchten Gemischen können beliebige der gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren eingesetzt v/erden, die eine lineare oder verzweigte Struktur besitzen. Beispiele hierfür sind Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin-, Behen-, Ligocerin-, Laurolein-, Hyristiolein-, Palmitolein-, Olein-, Gadolein-, Eruca- und Eicinoleinsäure.As acids in the mixtures claimed according to the invention can be any of the saturated or monounsaturated Fatty acids used which have a linear or branched structure. Examples are capric, lauric, Myristic-, palmitin-, stearin-, arachin-, behen-, ligocerin-, Laurolein, hyristiolein, palmitolein, olein, gadolein, Eruca and eicinoleic acids.
Unter der Ausdrucksweise "die durchschnittlich nicht mehr als eine C*C-Doppelbindung j'e Molekül enthalten" ist zu verstehen, daß sogenannte lufttrocknende Säuren susgeschlossen werden, da diese bei Zutritt von Sauerstoff zu harten Filmen härten·Under the phrase "the average no more than each molecule contains a C * C double bond "is to be understood as that so-called air-drying acids are suspended, as these harden to hard films when exposed to oxygen
Me Fettsäuren können bei Raumtemperatur flüssig oder fest sein; für die Herstellung von Emulsionen ist es Jedoch vorteilhaft, flüssige Säuren zu verwenden, da diese leichter emulgiert werden können und in emulgierter Form stabiler sind. Bei der erfindungs gemäß en Verwendung ist es Jedoch nicht unbedingt erforderlich eine Emulsion zum Aufbringen auf das Papiersubstrat einzusetzen. In gleicher Weise können auch Dispersionen aus den Siloxanen und der Fettsäure in gemeinsamen Lösungsmitteln verwendet werden.Me fatty acids can be liquid or solid at room temperature; However, for the production of emulsions it is advantageous to use liquid acids, as these can be emulsified more easily and are more stable in emulsified form. In the case of the use according to the invention, however, it is not absolutely necessary for an emulsion to be applied to the paper substrate to use. In the same way, dispersions of the siloxanes and the fatty acids in common solvents can also be used be used.
Nachdem das Gemisch auf das Substrat aufgetragen worden ist, wird os "bei mäßiger Temperatur gehärtet. Diese kann von Raumtemperatur bis zu solchen Temperaturen reichen, die keine störende Wirkung auf die Stabilität des Substrats ausüben.After the mixture has been applied to the substrate, os "is cured at a moderate temperature. This can be from room temperature Reach up to temperatures that do not have a disruptive effect on the stability of the substrate.
Mit dem erfindungs gemäßen Gemisch können beliebige Papiersorten, die für die Verpackung geeignet sind, wie dickes Einwickelpapier und Pappe beschichtet werden. Das beschichtete Papier kann entweder für die Innenseite des Behälters verwendet werden oder als Zwischenlagen zwischen den polierten Oberflächen.With the fiction, contemporary mixture, any types of paper that are suitable for packaging, such as thick wrapping paper and cardboard can be coated. The coated paper can either be used for the inside of the container or as intermediate layers between the polished surfaces.
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Ein Gemisch aus 100 g einer Emulsion aus 34 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 2500 cSt/25°C, 2 Gew.% Polykieselsäureäthylester,A mixture of 100 g of an emulsion of 34% by weight of an in the terminal units containing hydroxyl groups dimethylpolysiloxane with a viscosity of 2500 cSt / 25 ° C, 2% by weight of polysilicic acid ethyl ester,
4 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25°C,4% by weight of a hydroxyl group in the terminal units containing dimethylpolysiloxane with a viscosity of 35 cSt / 25 ° C,
5 Gew.% Perch!oräthylen,
5 Gew.% Toluol,5 wt.% Perch! Orethylene,
5% by weight toluene,
1,9 Gew.% Polyvinylalkohol und
48,1 % Wasser,
1 g Triäthanolamin,
20 g Isostearinsäure und
0,25 g Essigsäure1.9 wt.% Polyvinyl alcohol and
48.1% water,
1 g triethanolamine,
20 g of isostearic acid and
0.25 g acetic acid
wurden in einer Kolloidmühle vermählen und anschließend wurden unter fortwährendem Mahlen 20 g Wassr zugegeben. 20 g der so erhaltenen Emulsion wurden mit 0,2 g Dibutylzinndilaurat vermischt und zur Beschichtung von 15%0 kg (33 1*0 schwerem Einwickelpapier verwendet. Das beschichtete Papier wurde 2 Minuten bei 1500O gehärtet.were ground in a colloid mill and then 20 g of water were added with continuous grinding. 20 g of the emulsion thus obtained were mixed with 0.2 g dibutyltin dilaurate, and * is used for the coating of 15% 0 kg (33 1 0 heavy wrapping paper. The coated paper was cured for 2 minutes at 150 0 O.
Der Abriebwiderstand der Beschichtung wurde wie folgt geprüft: Die Proben wurden unter ein Gewicht von 1,8 kg gelegt und dann wurden die beschwerten Proben mit 500 Anschlägen gegen eine PoIymethylmethacrylatplatte gerieben. Nach Beendigung dieser Zeit war kein Verschrammen oder Verkratzen der Polymethylmethacrylatoberflache sichtbar» was die ausgezeichnete Verschrammungswiderstandsfestigkeit beweist. Daraus folgt, daß das "beschichtete Papier sehr gut als Verpackungsmaterial für Möbel oder andere Gegenstände mit polierten Oberflächen geeignet ist.The abrasion resistance of the coating was tested as follows: The samples were placed under a weight of 1.8 kg and then the weighted samples with 500 hits were against a polymethyl methacrylate plate rubbed. At the end of this time there was no scuffing or scratching of the polymethyl methacrylate surface visible »what the excellent scratch resistance proves. It follows that the "coated paper is very good as a packaging material for furniture or other items with polished surfaces is suitable.
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Praktisch die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn anstelle der Isostearinßäure ölsäure in dem Gemisch verwendet wurde.Virtually the same results were obtained when oleic acid was used instead of isostearic acid in the mixture became.
Aus folgenden Bestandteilen wurde eine Polysiloxanemulsion hergestellt:A polysiloxane emulsion was made from the following ingredients manufactured:
24,07 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen
aufweisenden flüssigen Dimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 2500 cSt/25°C,
1,42 Gew.% Polykieselsäureäthylester, 2,85 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen
aufweisenden flüssigen Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25°0,
3,54 Gew.% Perchloräthylen,
3,54 Gew.% Toluol,24.07% by weight of a liquid dimethylsiloxane containing hydroxyl groups in the terminal units and having a viscosity of about 2500 cSt / 25 ° C,
1.42% by weight of polysilicic acid ethyl ester, 2.85% by weight of a liquid dimethylpolysiloxane containing hydroxyl groups in the terminal units and having a viscosity of 35 cSt / 25 ° 0,
3.54% by weight perchlorethylene,
3.54% by weight toluene,
1,33 Gew.# Polyvinylalkohol als Emulgiermittel, 47,90 % Wasser,
0,71 Gew.% Triäthanolamin,
14,16 Gew.% Isostearinsäure und
0,5 Gev,% Eisessig.1.33% by weight of polyvinyl alcohol as emulsifier, 47.90 % water,
0.71 wt.% Triethanolamine,
14.16% by weight isostearic acid and
0.5 Gev,% glacial acetic acid.
Diese Emulsion wurde in einer Kolloidmühle bereitet und mit Dibutylzinndilaurat in Mengen von 0,4 Gew.Teilen auf jeweils 20 Gew.Teile der Emulsion katalysiert.This emulsion was prepared in a colloid mill and mixed with dibutyltin dilaurate in amounts of 0.4 parts by weight each 20 parts by weight of the emulsion catalyzed.
Die oben beschriebene Grundzusammensetzung wurde durch Variieren des Verhältnisses von flüssigem Dimethylpolysiloxan zu Isostearinsäure abgeändert, wie aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich; Die übrigen Bestandteile wurden konstant gehalten. Jede EmulsionThe basic composition described above was modified by varying the ratio of liquid dimethylpolysiloxane to isostearic acid, as can be seen in the table below; The other components were kept constant. Any emulsion
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wurde zur Beschichtung von 40,8 kg (90 Ib) Kraftpapier verwendet
. Di
gehärtet.was used to coat 40.8 kg (90 lb) of Kraft paper. Tuesday
hardened.
wendet. Das beschichtete Papier wurde 60 Sekunden bei 163°0turns. The coated paper was at 163 ° 0 for 60 seconds
Vor dem Auftragen auf daß Papier wurde jede Emulsion mit Wasser weiter verdünnt, so daß sie 60 % Wasser und 40 Gew.% der übrigen Bestandteile enthielt.Before being applied to the paper, each emulsion was further diluted with water so that it contained 60 % water and 40% by weight of the remaining ingredients.
Anschließend wurde das beschichtete Papier wie folgt geprüftί Lie beschichteten Substrate wurden in Rechtecke mit den Kantenlängen 7 »4 χ 15»2 cm zerschnitten und auf der Unterseite eines beweglichen Gewichts von 0,78 kg befestigt. Dann wurden die befestigten Substrate auf eine Polymethylmethacrylatplatte mit den Abmessungen 8,9 cm χ 47 cm gelegt, die mit einem handelsüblichen geradlinigen Wasch- und Abriebgerät verbunden war. Das beschichtete Papier wurde dann 150 χ über die Längsseite der Plattenoberfläche gezogen. Von jeder Zusammensetzung wurden jeweils drei Proben geprüft. Anschließend wurde die Polymethylmethacrylatplatte von dem Gerät entfernt, gewaschen und visuell hinsichtlich Verschrammung und Verkratzung geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Die Beurteilung der Platten erfolgte nach einer willkürlichen Skala von 0 bis 20 und richtete sich nach dem Aussehen der Platten. Je höher der Skalenwert, umso besser das Aussehen der Platten. Die Zahlenwerte sind der Durchschnitt von jeweils drei Prüfungen.The coated paper was then tested as followsί Lie coated substrates were divided into rectangles with the edge lengths 7 »4 χ 15» 2 cm cut up and put on the underside of one movable weight of 0.78 kg attached. Then the attached substrates were on a polymethyl methacrylate plate with the Dimensions 8.9 cm 47 cm placed with a commercially available straight washing and abrasion device was connected. The coated paper was then 150 χ across the long side of the board surface drawn. Three samples of each composition were tested. The polymethyl methacrylate plate was then made by removed from the device, washed and visually checked for scratches and scratches. The results are in the following Table compiled. The panels were assessed on an arbitrary scale from 0 to 20 and were based according to the appearance of the panels. The higher the scale value, the better the appearance of the panels. The numerical values are the average of three exams each.
% Isostearin % Dimethyl- Beurteilung saure polysiloxan 6 % Isostearin % dimethyl- assessment acidic polysiloxane 6
0 100 70 100 7
33 67 1633 67 16
60 40 960 40 9
100 0 6100 0 6
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Aus der [Tabelle ist ersichtlich, daß die Emulsionen ohne Siloxan- und ohne Säurezusatz praktisch die selbe Beurteilung (Skalenwerte von 6 und 7) ergeben. Die Emulsion mit 33 % Säure und 67 % Siloxanzusatz erzielte die beste Beurteilung (Skalenwert 16). Der Wirkungsbereich der Säure, bezogen auf das Gesamtgewicht von Säure und Siloxan erstreckt sich von 15 his 60 %. It can be seen from the table that the emulsions without the addition of siloxane and without the addition of acid give practically the same assessment (scale values of 6 and 7). The emulsion with 33 % acid and 67 % added siloxane achieved the best rating (scale value 16). The range of action of the acid, based on the total weight of acid and siloxane, extends from 15 to 60 %.
Eine ausgezeichnete Verschrammungsfestigkeit wurde erzielt, wenn die Stearinsäure in dem Gemisch aus Beispiel 1 substiuiert wurde. Bei Einsatz fester Säuren ist es zur Erzielung bester. Ergebnisse häufig vorteilhaft, eine Lösung von Siloxan und Säure in einem organischen Lösungsmittel einzusetzen, die mit einem entsprechenden Katalysator katalysiert wird, da Emulsionen aus festen Säuren nicht immer genügend lagerbeständig sind.Excellent scratch resistance was achieved, when the stearic acid in the mixture from Example 1 was substituted. It is best to achieve this when using solid acids. Results often advantageous to use a solution of siloxane and acid in an organic solvent, which with a suitable catalyst is catalyzed, since emulsions of solid acids are not always sufficiently stable in storage.
Ein verbesserter Verschrammungswiderstand wurde erzielt, wenn Lösungen aus 33 Gew.% folgender Säuren: Caprin-, Myrisin-, Lignocerin- oder Gadoleinsäure und 67 Gew.% eines hochviskosen nicht mehr fließfähigen, in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dirnethylpolysiloxans auf Pappe aufgetragen und zusammen mit 3 % Methylhydrogensiloxan, bezogen auf das Gewicht des hochviskosen Siloxane, unter Verwendung von Dibutylzinndilaurat als Katalysator gehärtet wurden.Improved scratch resistance was achieved when solutions made up of 33% by weight of the following acids: Capric, myrisic, lignoceric or gadoleic acid and 67% by weight of a highly viscous, no longer flowable, dimethylpolysiloxane containing hydroxyl groups in the terminal units Cardboard and together with 3% methylhydrogensiloxane, based on the weight of the highly viscous siloxane, using dibutyltin dilaurate as a catalyst.
909850/1269909850/1269
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |