DE1912580C - Use of siloxane mixtures for paper coating - Google Patents
Use of siloxane mixtures for paper coatingInfo
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Description
Formelformula
Für den Versand von Möbeln, Haushaltgeräten und ~ 2 3 For shipping furniture, household appliances and ~ 2 3
anderen Gegenständen mit polierten Oberflächen worin R ein Kohlenwasserstoffrest ist, wie in der Formel werden üblicherweise Behälter aus Pappe oder solche, 20other articles with polished surfaces where R is a hydrocarbon radical, as in the formula are usually cardboard containers or such, 20
die mit Kraftpapier ausgekleidet sind, verwendet. Auf CH3Si[ON = C(CHa)2]3
Grund der Reibung zwischen den polierten Oberflächen und dem Verpackungsmaterial werden die Es können auch andere hydrolysierbare Silane als
polierten Oberflächen während des Versands häufig Vernetzer verwendet werden. Der Ausdruck »hydrolyverschrammt
oder stark beschädigt. Methylpolysil- 25 sierbar« bedeutet, daß die an das Si-Atom gebundene
oxane sollten ihrer Natur nach ausgezeichnete Papier- Gruppe gegen Feuchtigkeit bei Raumtemperatur
beschichtungsmittel sein, um dieses Abreiben zu ver- reaktiv ist und ebenso gegen die f unktionellen Gruppen
mindern oder ganz zu verhindern. Aber obwohl ge- an den endständigen Si-Atomen der Polymeren, wie
härtete Methylpolysiloxanfilme auf Papier ausgezeich- die Hydroxylgruppen.which are lined with kraft paper is used. On CH 3 Si [ON = C (CH a ) 2 ] 3
Due to the friction between the polished surfaces and the packaging material, the hydrolyzable silanes other than polished surfaces can often be used crosslinkers during shipping. The expression »hydrolyzed or badly damaged. Methylpolysilizable "means that the oxanes bonded to the Si atom should, by their nature, be an excellent paper group against moisture at room temperature, in order to be reactive to this abrasion and also to reduce or completely reduce it against the functional groups impede. But although the terminal Si atoms of the polymers, such as cured methylpolysiloxane films on paper, have excellent hydroxyl groups.
nete Trenneigenschaften gegenüber den meisten orga- 30 Bekanntlich ist es häufig vorteilhaft, Kondensationsnischen Materialien aufweisen und obwohl es bekannt katalysatoren zusammen mit den Siloxangemischen ist, daß Methylpolysiloxanöle sehr gute Schmiermittel zu verwenden, z. B. Metallsalze von Carbonsäuren, für Kunststoff Oberflächen sind, wurde festgestellt, daß wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat und ein gehärteter Methylpolysiloxanfilm, wie ein gehär- Eisenoctoat. Es können jedoch auch andere bekannte teter Film aus Dimethylpolysiloxanelastomeren das 35 Kondensations- oder Additionskatalysaloren mitver-Verschrammen und Abreiben der Oberflächen nicht wendet werden.It is well known that it is often advantageous to have condensation niche materials and although it is known to use catalysts together with the siloxane mixtures is that methylpolysiloxane oils use very good lubricants, e.g. B. metal salts of carboxylic acids, For plastic surfaces, it was found that such as dibutyltin diacetate, and dibutyltin dilaurate a hardened methylpolysiloxane film such as a hardened iron octoate. However, other known ones can also be used The last film made of dimethylpolysiloxane elastomers also scratched the 35 condensation or addition catalysts and rubbing the surfaces are not turned.
verhindert, wenn ein derartiger Überzug auf der Innen- Als Säuren in den erfindungsgemäß beanspruchtenprevented if such a coating on the interior As acids in the claimed according to the invention
seite des Papierbehälters vorhanden ist. Gemischen können beliebige der gesättigten oder ein-side of the paper tray is present. Mixtures can be any of the saturated or single
Unerwarteterwcise wurde nun gefunden, daß bei fach ungesättigten Fettsäuren eingesetzt werden, dieUnexpectedly, it has now been found that polyunsaturated fatty acids are used which
Verwendung der erfindungsgemäß beanspruchten Ge- 40 eine lineare oder verzweigte Struktur besitzen. BeispieleUse of the Ge 40 claimed according to the invention have a linear or branched structure. Examples
mische als Beschichtungsmaterial für Papier oder Pappe hierfür sind Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-,Mix as coating material for paper or cardboard for this purpose are capric, lauric, myristic, palmitic,
ein ausgezeichneter Schutz der polierten Oberflächen Stearin-. Arachin-, Behen-, Lignocerin-, Laurolein-,an excellent protection of the polished surfaces stearin-. Arachin-, behen-, lignocerin-, laurolein-,
der Geräte in den Behältern erreicht wird. Myristiolein-, Palmitolein-, Olein-, Gadolein-, Eruca-the devices in the containers is reached. Myristiolein, palmitolein, olein, gadolein, eruca
Erfindungsgemäß wird die Verwendung von Ge- und Ricinoleinsäure.The use of ge and ricinoleic acid is in accordance with the invention.
mischen aus härtbaren Dimethylpolysilöxanen einer 45 Unter der Ausdrucksweise »die durchschnittlichmix of curable dimethylpolysiloxanes one 45 under the phrase »the average
Viskosität von mindestens 100cSt/25°C und 15 bis nicht mehr als eine C = C-Doppelbindung je MolekülViscosity of at least 100cSt / 25 ° C and 15 to not more than one C = C double bond per molecule
60%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Siloxan und enthalten« ist zu verstehen, daß sogenannte luft-60%, based on the total weight of siloxane and contained «is to be understood that so-called air-
Säure, einer Fettsäure, die 10 bis 25 C-Atome und trocknende Säuren ausgeschlossen werden, da dieseAcid, a fatty acid that has 10 to 25 carbon atoms and drying acids are excluded as these
durchschnittlich nicht mehr als eine C — C-Doppel- bei Zutritt von Sauerstoff zu harten Filmen härten,cure on average not more than one C - C double to hard films when exposed to oxygen,
bindung je Molekül enthält, zur Papierbeschichtung 50 Die Fettsäuren können bei Raumtemperatur flüssigbond per molecule contains, for paper coating 50 The fatty acids can be liquid at room temperature
beansprucht. oder fest sein; für die Herstellung von Emulsionen istclaimed. or be firm; for the production of emulsions
Papiere, einschließlich Pappe, die mit einem ge- es jedoch vorteilhaft, flüssige Säuren zu verwenden, daPapers, including cardboard, which, however, are advantageous to use liquid acids, since
härteten Film der erfindungsgemäß beanspruchten diese leichter emulgiert werden können und in emul-hardened film of the claimed according to the invention these can be more easily emulsified and in emulsified
Gemische beschichtet worden sind, liegen innerhalb gierter Form stabiler sind. Bei der erfindungsgemäßenMixtures that have been coated are more stable within yawed form. In the inventive
des Schutzbereiches. 55 Verwendung ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich,of the protection area. 55 use, however, it is not absolutely necessary
Die in dem erfindungsgemäß beanspruchten Ge- eine Emulsion zum Aufbringen auf das PapiersubstratThe invention in the claimed Ge is an emulsion for application to the paper substrate
misch verwendbaren Siloxane können beliebige Di- einzusetzen. In gleicher Weise können auch Disper-Mixtures of siloxanes that can be used can be used as desired. In the same way, disper-
methylpolysiloxane mit einer Viskosität von 100 cSt/ sionen aus den Siloxanen und der Fettsäure in gemein-methylpolysiloxanes with a viscosity of 100 cSt / sions from the siloxanes and the fatty acid in common
25"C bis zu hochviskosen, nicht mehr fließfähigen samen Lösungsmitteln verwendet werden.25 "C up to highly viscous, no longer flowable seed solvents can be used.
Massen sein. Bekanntlich können derartige Polysil- 60 Nachdem das Gemisch auf das Substrat aufgetragenBe crowds. It is known that such polysilicon can be applied to the substrate after the mixture
oxane verschiedene Einheiten, wie Monomethylsil- worden ist, wird es bei mäßiger Temperatur gehärtet,oxane has different units, such as monomethylsil- it is hardened at moderate temperature,
oxan- und Trimethylsiloxaneinheiten, enthalten und Diese kann von Raumtemperatur bis zu solchenoxane and trimethylsiloxane units, and these can range from room temperature to such
außerdem geringe Mengen anderer mischpolymeri- Temperaturen reichen, die keine störende WirkungIn addition, small amounts of other mischpolymeri- temperatures that do not have a disruptive effect are sufficient
sierter Einheiten, wie Phenylmethylsiloxan-, Methyl- auf die Stabilität des Substrats ausüben,ated units, such as phenylmethylsiloxane, methyl- exert on the stability of the substrate,
vinylsiloxan- und Diphenylsiloxaneinheiten. 65 Mit dem erfindungsgemäßen Gemisch können be·vinylsiloxane and diphenylsiloxane units. 65 With the mixture according to the invention,
Die Siloxane können auf beliebige bekannte Weise liebige Papiersorten, die für die Verpackung geeignetThe siloxanes can be used in any known manner and any type of paper that is suitable for the packaging
gehärtet werden, beispielsweise durch Mitverwendung sind, wie dickes Einwickelpapier und Pappe, beschich-hardened, for example by using them, such as thick wrapping paper and cardboard, coated
von freie Radikale bildenden Substanzen, wie Benzoyl- tet werden. Das beschichtete Papier kann entwederby substances that form free radicals, such as benzoyl- tet. The coated paper can either
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für die Innenseite des Behälters verwendet werden oder als Zwischenlagen zwischen den polierten Oberflächen. can be used for the inside of the container or as intermediate layers between the polished surfaces.
Bei spie! 1
Ein Gemisch aus 100 g einer Emulsion ausAt spie! 1
A mixture of 100 g of an emulsion
34 Gewichtsprozent eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimethylpolysiloxans
mit einer Viskosität von 2500 cSt/ 25° C,
2 Gewichtsprozent Polykieselsäureäthylester,34 percent by weight of a dimethylpolysiloxane having hydroxyl groups in the terminal units and a viscosity of 2500 cSt / 25 ° C,
2 percent by weight of polysilicic acid ethyl ester,
4 Gewichtsprozent eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimeihylpolysttoxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25c C,4 percent by weight of a dimethyl polystoxane containing hydroxyl groups in the terminal units and having a viscosity of 35 cSt / 25 c C,
5 Gewichtsprozent Perchloräthylen,
5 Gewichtsprozent Toluol,5 percent by weight perchlorethylene,
5 percent by weight toluene,
1,9 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol und
48,1% Wasser,1.9 weight percent polyvinyl alcohol and
48.1% water,
1 g Triethanolamin,
20 g Isostearinsäure und1 g triethanolamine,
20 g of isostearic acid and
0,25 g Essigsäure0.25 g acetic acid
wurden in einer Kolloidmühle vermählen und anschließend wurden unter fortwährendem Mahlen 20 g Wasser zugegeben. 20 g der so erhaltenen Emulsion wurden mit 0,2 g Dibutylzinndilaurat vermischt und zur Beschichtung von 15,0 kg (33 Ib) schwerem Einwickelpapier verwendet. Das beschichtete Papier wurde 2 Minuten bei 150° C gehärtet.were ground in a colloid mill and then 20 g of water were added with continued milling. 20 g of the emulsion thus obtained were mixed with 0.2 g of dibutyltin dilaurate and used to coat 15.0 kg (33 lb) of weight Wrapping paper used. The coated paper was cured at 150 ° C. for 2 minutes.
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 Polymethylmethacrylatplatte gerieben. Nach Beendigung dieser Zeit war kein Verschrammen oder Verkratzen der Polymethylmethacrylatoberfläche 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 placed against a polymethyl methacrylate plate rubbed. At the end of this time, there was no scuffing or scratching Polymethyl methacrylate surface visible, which shows the excellent scratch resistance proves. It follows that the coated paper is very good as a packaging material for furniture or other objects with polished surfaces is suitable.
Praktisch die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn an Stelle der Isostearinsäure ölsäure in dem Gemisch verwendet wurde.Practically the same results were obtained when oleic acid was used instead of isostearic acid Mixture was used.
Aus folgenden Bestandteilen wurde eine Polysiloxanemulsion hergestellt:A polysiloxane emulsion was made from the following ingredients manufactured:
24,07 Gewichtsprozent eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden flüssigen Dimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 2500 cSt/25°C,24.07 percent by weight of one having hydroxyl groups in the terminal units liquid dimethylsiloxane with a viscosity of about 2500 cSt / 25 ° C,
1,42 Gewichtsprozent Polykieselsäureäthylester,1.42 percent by weight of polysilicic acid ethyl ester,
2,83 Gewichtsprozent eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden flüssigen Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/250 C,2.83 percent by weight of a liquid dimethylpolysiloxane having hydroxyl groups in the terminal units and a viscosity of 35 cSt / 25 0 C,
3,54 Gewichtsprozent Perchloräthylen,3.54 percent by weight perchlorethylene,
3,54 Gewichtsprozent Toluol,3.54 percent by weight toluene,
1,33 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol als Emulgiermittel,
47,90% Wasser, 0,71 Gewichtsprozent Triäthanolamin,
14,16 Gewichtsprozent Isostearinsäure und1.33 percent by weight of polyvinyl alcohol as an emulsifier,
47.90% water, 0.71 percent by weight triethanolamine,
14.16 weight percent isostearic acid and
0,5 Gewichtsprozent Eisessig.0.5 weight percent glacial acetic acid.
Diese Emulsion wurde in einer Kolloidmühle bereitet und mit Dibutylzinndilaurat in Mengen von 0,4 Gewichtsteilen auf jeweils 20 Gewichtsteile der Emulsion katalysiertThis emulsion was prepared in a colloid mill and mixed with dibutyltin dilaurate in amounts of 0.4 parts by weight for every 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 Emulsion wurde zur Beschichtung von 40,8 kg (90 Ib) Kraftpapier verwendet Das beschichtete Papier wurde 60 Sekunden bei 163° C gehärtet.The basic composition described above was made by varying the ratio of liquid Dimethylpolysiloxane changed to isostearic acid, as can be seen from the table below; the other constituents were kept constant. Each emulsion was used to coat 40.8 kg (90 lb) Kraft paper used The coated paper was cured at 163 ° C for 60 seconds.
Vor dem Auftragen auf das Papier wurde jede Emulsion mit Wasser weiter verdünnt, so daß sie 60% Wasser und 40 Gewichtsprozent 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 geprüft: Die beschichteten Substrate wurden in Rechtecke mit den Kantenlängen 7,4 · 15,2 cm zerao schnitten 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 · 47 cm gelegt, die mit einem handelsüblichen geradlinigen Wasch- und Abas riebgerät verbunden war. Das beschichtete Papier wurde dann 150mal 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, um so besser das Aussehen der Platten. Die Zahlenwerte sind der Durchschnitt von jeweils drei Prüfungen.The coated paper was then tested as follows: The coated substrates were in Rectangles with the edge lengths 7.4 x 15.2 cm zerao cut and on the underside of a movable Weight of 0.78 kg attached. Then the attached substrates were placed on a polymethyl methacrylate plate with the dimensions 8.9 x 47 cm, which is laid with a commercially available straight washing and abas rubbing device was connected. The coated paper was then stretched 150 times over the long side of the plate surface drawn. Three samples of each composition were tested. Subsequently the polymethyl methacrylate plate was removed from the device, washed and visually for scuffing and scratches checked. The results are compiled in the table below. the The panels were assessed on an arbitrary scale from 0 to 20 and based on 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.
siloxansiloxane
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Emulsionen ohne Siloxan- und ohne Säurezusatz praktisch dieselbe 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 bis 60%.It can be seen from the table that the emulsions without the addition of siloxane and without the addition of acid are practically the same Assessment (scale values of 6 and 7) result. The emulsion with 33% acid and 67% siloxane added achieved the best rating (scale value 16). The range of action of the acid, based on the total weight of acid and siloxane, ranges from 15 to 60%.
Eine ausgezeichnete Verschrammungsfestigkeit wurde erzielt, wenn die Stearinsäure in dem Gemisch aus Beispiel 1 substituiert 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 obtained when the stearic acid was in the mixture from Example 1 was substituted. When using solid acids, it is common for best results advantageous to use a solution of siloxane and acid in an organic solvent 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 Gewichtsprozent folgender Säuren: Caprin-, Myristin-, Lignocerin- oder Gadoleinsäure, und 67 Gewichtsprozent eines hochviskosen, nicht mehr fließfähigen, in dsn endständigen Improved scratch resistance was achieved when solutions of 33 percent by weight of the following Acids: capric, myristic, lignoceric or gadoleic acid, and 67 percent by weight of a highly viscous, no longer flowable, in dsn terminal
Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimetfcylpolysiloxans auf Pappe aufgetragen und zusammen mit 3% Methylhydrogensiloxan, bezogen auf das Gewicht des hochviskosen Siloxans, unter Verwendung von Dibutylzinndilaurat als Katalysator gehärtet wurden.Dimethylpolysiloxane units containing hydroxyl groups applied to cardboard and together with 3% methylhydrogensiloxane, based on the Weight of the highly viscous siloxane, cured using dibutyltin dilaurate as a catalyst became.
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