DE2403207A1 - Beschichtungszusammensetzung - Google Patents

Beschichtungszusammensetzung

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DE2403207A1
DE2403207A1 DE2403207A DE2403207A DE2403207A1 DE 2403207 A1 DE2403207 A1 DE 2403207A1 DE 2403207 A DE2403207 A DE 2403207A DE 2403207 A DE2403207 A DE 2403207A DE 2403207 A1 DE2403207 A1 DE 2403207A1
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water
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Manchester Blackley
Warwick Kingston Clarke
Ronald Wynford Kenyon
David Robinson
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING. H. FINCKE DIPL-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER
Farnruft '24 40 60
Telegramme: Claim« München Poitfcheckkontot München 270 44-802
Bankverbindung Bayer. Vereintbank München, Konto 620 404
Mapp.No. 23*129 Dr.K
Bitte in der Antwort angeben
8 München β. 23. Januar 197*1
MOIIorctraSa 31
2A03207
Case Dx.25805
IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London S.W. ί /ENGLAND
"Beschlchtungsz-usammenset zungen"
PRIORITÄT: 23. Januar 1973 -'- Großbritannien
Die Erfindung bezieht sich auf Beschichtungszusammensetzungen und insbesondere auf Beschichtungszusammensetzungen mit verbesserter Weiße, welche auf einem weißen Pigment und einem Latexbinder basieren.
Es sind Beschichtungszusammensetzungen bekannt, mit denen beispielsweise Papier mit einer glatten Oberfläche versehen werden kann, welche ein Streckmittel, wie z.B. Porzellanerde, und einen
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Binder, wie z.B. Stärke oder Casein, und gegebenenfalls auch einen synthetischen Latex enthalten. Solche Beschichtungszusammensetzungen können auch einen herkömmlichen Aufheller der StiLben-Typ'e umfassen, um ihre Weiße zu erhöhen.
Stärke und Casein sind jedoch für die Verwendung in Beschichtungs zusammensetzungen mit einem hohen Peststoffgehalt oder bei Verwendung in einem schnell laufenden Beschichtungsverfahren nicht besonders zufriedenstellend. In diesen Fällen kann es
synthetischen
erwünscht sein, einen/Latex alleine als einziges Bindemittel oder in Kombination mit Eindickern, Viskositätsmodifiziermitteln und Wasserretentionshilfsmitteln zu verwenden. Jedoch sind die üblichen optischen Aufheller der Stilben-Type, die üblicherweise verwendet werden, in Zusammensetzungen nicht, zufriedenstellend, welche einen synthetischen Latex als einzigen Binder enthalten. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nunmehr die Herstellung von Beschichtungen mit einer verbesserten Weiße und mit einer verbesserten Lichtechtheit, welche auf einem Latex als einziges Bindemittel basieren.
Gemäß der Erfindung werden nunmehr also Besehichtungszusammensetzungen vorgeschlagen, die ein weißes Pigmentstreckmittel, einen Polyvinylacetat-Latex als einziges Bindemittel,7oder mehrere schwach wasserlösliche optische Aufheller in fein zerteilter Form und Wasser enthalten.
Mit dem Ausdruck "weißes Pigmentstreckmittel11 ist beispielsweise Porzellanerde, Schlämmkreide, Baryt, Satin-Weiß oder Titandioxid gemeint.
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Das weiße Pigmentstreckmittel macht vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% der Beschichtungszusammensetzung aus.
Mit dem Ausdruck "Polyvinylacetat-Latex" sind wäßrige DIs-
von Polymeren persionen, Emulsionen oder Suspensionen,/die durch Polymerisation von Vinylacetat erhalten werden,, und Mischpolymere von Vinylacetat mit ein oder mehreren ungesättigten monomeren Verbindungen gemeint, wie z.B. mit Acrylsäure, Methacrylsäure, Estern von Acrylsäure, beispielsweise Methylacrylat, Äthylacrylat, * Butylacrylat, Hydroxyäthylacrylat und Hydroxypropylacrylat, Estern von Methacrylsäure, wie z.B. Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hydroxyäthylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, A'tho xyäthylmethacrylat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylpropionat, Äthylen, Styrol, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylonitril oder Methacrylnitril.
Latices, die sich von anderen Polymeren ableiten, wie z.B. Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere, können gemeinsam mit einem Polyvinylacetat-i-Latex verwendet werden, verringern aber die Lichtechtheit des Belags.
Der Latex wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die ausreicht, daß ein Polymerfeststoff in einer Menge von 1-30 Gew.-% und insbesondere von 5 bis 20 Gew.-#, bezogen auf weißes Pigmentstreckmittel, -wie z.B. Ton, erhalten werden.
Der Latex kann beispielsweise ein-alkaliempfindlicher Latex sein, wobei dann eine Einstellung des pH der Beschichtungszusammensetzung auf 8T9,5 erwünscht ist, um geeignete rheologische Eigenschaften zu erzielen. In anderen Fällen kann für diesen Zweck ein "Wasserretentionshilfsmittel" oder ein Ein-
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dicker, wie z.B. ein wasserlösliches Alginat oder ein Celluloseäther, beispielsweise Natriumcarboxymethylzellulose, zugegeben werden.
Gegebenenfalls können Gemische dieser optischen Aufheller verwendet werden.
Die optischen Aufheller können beispielsweise als fein zerteilte leicht dispergierbare Feststoffe oder als Suspension in Wasser oder in einem wäßrigen Medium verwendet werden. ;
Mit dem Ausdruck "schwach wasserlöslicher optischer Aufheller" · ist ein optischer Aufheller gemeint, der in Wasser bei 2O°C :
eine Löslichkeit von weniger als Q,5# aufweist. Typische ι
optische Aufheller, die verwendet werden können, sind hetero- ; cyclische Derivate von Pyren, Pyrencarbonsäureester, heterocyclische Derivate von Naphthalin, Pyrazoline, Mono- oder Bisoxazole, Thiazole und Imidazole, Cumarine und verwandte Verbindungen, Naphthalimide und Triazolylderivate von Stilben. Geeignete solche Verbindungen sind in den GB-PSen 985 484, 1028 922, 1 028 923, 1 209 631, 1 221 930, 1 222 970 und 1 294 Ο88 beschrieben. Spezielle solche Verbindungen sind z.B. l-(2,4-Dimethoxy-s-triazin-6-yl)-pyren, l-(2,4-Diisopropoxy-s-triazin-6-yl)-pyren, 1-(2-,4-DIaIIyloxy-s-triazin-6-yl)-pyren, l-(2,4-Diphenoxy-s-triazin-6-yl)-pyren, Benzoxazol-2-yl-pyren, l-(2,4-Dichloro-s-triazinT6-yl)-4-äthoxynaphthalin, l-(2,4-Dichloro-s-triazin-6-yl)-4-phenoxynaphthalin, 5-(2,4-Dichloros-triazin-6-yl)-acenaphthen, 6-(2,4-Dichloropyrimidin-6-yl)-7,8-benzochroman, 3-(4-chlorophenyl)-l-(4-amino-sulfonylphenyl)- ; 2-pyrazolin, 3-(4-ChlorophenyI)-I-(4-methoxycarbonylphenyl)-2-pyrazölin, 3-(4-Chlorophenyl)-l-(4-ß-methoxyäthoxycarbonyl- ; phenyl)-2-pyrazolln, 3-(4-Chlorophenyl)-l-(4-ß-methoxyäthoxycarbonylmethoxycarbonylphenyl)-2-pyrazolin, 3-(4-Chloropheny])- '
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l_(Ii_cyanometho-xycarbonylphe.nyl)-2-pypazolln, ^3-C-^-Chloro-;. phenyl)-l-.C4-methylqulfonylphenyl)-2-pyrazol;in, 2-(4-AmInQ-sulfonylphenyl)-3,3a,4,5-tetrahydrobenz(g)indazol, 2,5-Bis(5-butylbenzqxazol-2-yl)-thiophen, l,2-Bis(benzimidazol-2-yl)-äthylen, 7~Diäthylai]rtjyo-4-methy.lcumarin, 3-Phenyl-7-(3- . methylpyrazol-1-yl)-cumarin, 3-Phenyl-7-(2-chloro—iJ-dläthyl~ .. -. amino-s-triazin-6-ylamino)-cumarin,· N-Methyl-4-methoxy-naphthalimld, 4-ChlQro-2t-cyano-iiV-(naphth- [l,2-d)-triazol-2-yl)-stilben, 1 ,^-BisCp-cyanastyrylJbenzol und 1,4-Bis [2~(pyrid-2-yl)vinyl} -. ■■ benzol. ...-·. „, ■ * ■ ■. . : -
Der optische Aufheller wird,vorzugsweise in einer Menge von. 0,001 bis 1 Gew*,-J6 und insbesondere von O1Ol bis 0,25 Gew.-55, bezogen auf weißes;Pigmentstreckmittel, verwendet.
Um die Viskosität ..der Beschichtungszusammensetzung einzustellen, kann es erwünscht sein^ einen Eindicker zuzugeben, wie z.B. . · einen Zelluloßeäther, beispielsweise Carboxyalkylzellulose oder Hydroxyalkylzellulose, oder Alginsäure oder ein Alginat. Die Menge des Eindickers liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 10 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-55, bezogen auf das Streckmittel, wie z.B. ;Ton. .·...._
Die Weiße, die bei Verwendung der Beschichtungszusammensetzung erhalten wird, kann in manchen Fällen verbessert werden,, wenn man einen Hilfsstoff zugibt, wie z.B. ein Polyäthylenoxid oder einen Alkylather davon, ein Mischpolymer von Äthylen-und Propylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder ein wasserlösliches Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin. Die Menge des Hilfsstoffes beträgt vorzugsweise 0,002 bis5 Gew.-# und insbesondere 0,02 bis 0,5 Gew.-/«, bezogen auf das Streckmittel, wie z.B. Ton. .
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung kann dadurch
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hergestellt werden, daß man die Komponenten in der Zusammensetzung in beliebiger Reihenfolge mischt, wobei man beispiels-,„ weise den Ton oder das andere weiße Pigmentstreckmittel in Wasser dispergiert, und zwar vorzugsweise in Gegenwart eines Dispergiermittels, den' Latex und dann den optischen Auf-heller und gegebenenfalls den Hilfsstcff, nötigenfalls zusammen ir.it; weiterem Wasser und Eindicker (zur Einstellung der Konzentration oder Viskosität der Zusammensetzung) zugibt.
Die BeSchichtungszusammensetzung kann dazu verwendet werden, Papier, Holz, Filme, Textilstoffe, nicht-gewebte Materialien und geeignete Baumaterialien zu beschichten. Die Zusammensetzung kann auf das Substrat durch Jedes herkömmliche Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise mit einem Luftmesser, einer Klinge, einer Bürste, einer Rolle oder einer Streichstange, worauf dann die Beschichtung bei einer Temperatur-im Bereich von 80 bis 2000C, vorzugsweise 110 bis 150°C getrocknet wird.
Die so erhaltenen Beläge besitzen eine überlegene Lichtechtheit gegenüber solchen, die mit anderen Typen von Latex in ähnlichen Zusammensetzungen erhalten werden. Bei Verwendung dieser Latices ergeben die schwach wasserlöslichen optischen Aufheller nicht nur eine bessere Weiße als die herkömmlichen wasserlöslichen optischen Aufheller, sondern diese Weiße nimmt auch nicht ab, wenn das Belaggewicht, beispielsweise die Menge der als Belag aufgebrachten Feststoffe7 zunimmt.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind, sofern nichts anderes angegeben ist.
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2A03207
Beispiel 1
100 Telie.Porzellanerde werden in 60 Teilen Wasser in Gegenwart von'.-0,75 Teilen eines Dispergiermittels, das im Handel unter dem Namen Dispersant A erhältlich ist, und unter Verwendung eines rasch laufenden Mischers dispergiert. Hierauf werden 1-6 Teile (trockenes Gewicht) einer Polyvinylacetat-Emulsion, die annähernd 50Ji Feststoffe enthält und die unter dem Namen Vinamul 9300 im Handel erhältlich ist, zugegeben. Hierauf wird wäßriger Ammoniak zugesetzt, um den pH auf 8,5 bis 9,5 einzustellen, worauf 0,12 Teile l-(2,4-Dimethoxy-s-triazin-6-yl)-pyren in Form einer wäßrigen Dispersion zugegeben werden, die durch Mahlen in einer Kugelmühle von 1% der Pyrenverbindung in Wasser, welches 0,.2Z eines Natriumsalzes einer alkylierten Naphthalinsulfonsäure enthält, während 16 Stunden hergestellt worden ist. Das fertige-Gemisch wird durch Zusatz von Wasser auf einen gesamten Feststoffgehalt von 50$ eingestellt.
Diese Zusammensetzung wird auf ein Cream-Wove-Papier aufgebracht, wobei ein Beschichtungsstab No. 3 11K11 verwendet wird. Der Belag wird dann auf einem sich drehenden heißen Zylinder mit 100 bis 125°C getrocknet.
Die Fluoreszenz des Belags wird auf einem Harrison FM-Colori- ' meter (Modell 1969) gemessen, wobei das Z-Filter (Bereich 400-500 nm) verwendet wird. Die Lichtechtheit des Belags wird dadurch bestimmt, daß er dem Tageslicht ausgesetzt wird und daß eine Messung gegen BS IOO6 : 196I Wool-Standards (1-8) durchgeführt wird.
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Zum Vergleich werden ähnliche Beläge hergestellt, wobei das Vinamul 9300 durch l4 Teile"(trockenes Gewicht) eines Styrol/ Butadien-Latexes als 50£ige Emulsion und 2 Teile Natriumcarboxymethyl&ellulose ersetzt wird oder daß das 1-<2,4-Diniethoxys-triazin-6-yl-pyren durch (a) 0,12 Teile oder (b) 0,48 Teile des herkömmlichen optischen Aufhellers der Stilben-Type 4,4'-Bis-J2-diäthanolamino-4-(sulfoanilino)-s~triazin-6-ylaniinoi stilben-2,2l-disulfonsäure ersetzt wird.
Die Pluoreszenzwerte und die Lichtechtheit sind wie folgt:
Latex Lichtechtheit Fluoreszenzwert ;
Vinamul 9300 4 8,0
Styrol/Butadien weniger als 1 4,8
optischer Aufheller der _ Pg
Stilben-Type (a)
optischer Aufheller der
Stilben-Type (b) " 3»9 ■
Beispiel 2
Unter Verwendung von Vinamul 9300 wird unter Zusatz von 0.24
Verfahren Teilen Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 4000 das/ wiederholt. Die Lichteehtheit des Belags wird zu 4 und der Fluoreszenzwert zu 8,5 gefunden.
Beispiele 3-5 .: ·
Das Verfahren von Beispiel 2 wird wiederholt, wobei als Latex
(a) 7 Teile (trockenes Gewicht) Vinamul 9300 und 7 Teile (trockenes Gewicht) einer durch Alkali quellbaren Polyvinylacetat/Acryl-Emulsion, die im Handel unter dem Warenzeichen Primal AR-74 erhältlich ist, oder
(b) 1Ό,5 Teile (trockenes Gewicht) einer 50?igen Styrol/Butadien-Emulsion und 3,5 Teile Primal AR-74 oder
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(c) 10,5 Teile eines Styrol/Acryl-Latex, der im Handel als Vinacryl 7170 erhältlich ist, und 3,5 Teile Primal AR-74 verwendet werden.
Die Fluoreszenzwerte und die Lichtechtheiten sind wie folgt: Latex Lichtechtheit . " Fluoreszenz
(a) .3-1 ''' 7,0
(b) weniger als 1 5,1
(c) 2-3 7,1
Beispiel 6
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei als Latex 14 Teile einer Vinylacetat/Äthylen-Mischpolymeremulsion verwendet werden, die im Handel.unter dem Warenzeichen V.inamul 3240 erhältlich ist. Es wird ein Belag mit einer Lichtechtheit von 3-4 und einem Fluoreszenzwert von 9,5 erhalten. Wenn die obige Beschichtungszusammensetzung zusätzlich 2 Teile Natriumcarboxymethylzellulose enthält, darin wird ein Belag mit einer Lichtechtheit von 3 und einem Fluoreszenzwert von 9,3 erhalten.
Beispiele 7-13
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei das Vinamul 9300 durch 10,5 Teile Vinamul 3240 und 3,5 Teile Primal AR-74 ersetzt werden und wobei der optische Aufheller durch die in der Folge angegebenen Mittel ersetzt wird.
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Optischer Aufheller
Lichtechtheit Fluoreszenzwerte
1-r (2,4-Dimethoxy-s-triazin-6-yl)-pyren
li-(2,4-Dichloro-s-triazin-6-yl)-l-äthoxynaphthalin '
3-( 4-Chloropheny 1) -1-4-amino-sulfonylphenyl)-2- pyrazolon
2,5-Bis(benzoxazol-2-yl)-thiophen
3-Pheny1-7-(3-methylpyrazol-1-yl)-cumarin 2-3
1-2
8.P
7,7
8,1
7,3
2-3
7,5
5-Phenyl-2-pyrenyl-l,3»^~ oxadiazol
l-(2,4-Dialloxy-s-triazin-6 yl)-pyren 2-3
7,6
i.Fr;CK& DlPU-JNQ.
PATENTANSPRÜCHE
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Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Beschichtungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein weißes Pigmentstreckmittel, Polyvinylacetat-Latex als einziges Bindemittel, ein oder mehrere schwach wasserlösliche optische Aufheller in fein zerteilter Form von Wasser enthält.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weiße Eigmentstreckmittel 30 bis 70 Gew.-% der Beschichtungszusammensetzung ausmacht.
3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 öder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Latex ausreicht, Polymerfeststoffe in einer Menge von 1 bis 30Gew.-£, bezogen auf das weiße Pigmentstreckmittel, zu ergeben.
^. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Latex ausreicht, Polymerfeststoffe in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-£, bezogen auf das weiße Pigmentstreckmittel, zu ergeben.
5. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-1I, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH von 8-9,5 aufweist.
6. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Wasserretentionshilfsmlttel oder einen Eindicker enthält.
7. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufheller in Wasser eine. Löslichkeit von weniger als 0,5$ bei 200C aufweist.
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8. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufheller aus einem heterocyclischen Derivat von Pyridin oder Naphthalin besteht.
9. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufheller aus l-(2,4-Dimethoxy-s-trlazin-6-yl)-pyreri besteht.
10. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche'1-9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen optischen Aufheller in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das weiße Pigmentstreckmittel, enthält.
11. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyäthylenoxid oder einen Alkyläther davon, ein Mischpolymer von .Äthylenoxid und Propylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder ein wasserlösliches Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin enthält.
12. Verfahren zur Herstellung der Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Komponenten der Beschichtungszusammensetzung in be-
• liebiger Reihenfolge mischt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das weiße Pigmentstreckmittel in Wasser dispergiert wird und daß der Latex und der optische Aufheller dann in dieser Reihenfolge zugegeben werden.
Ik. Verwendung der Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-11 zum Beschichten von Papier, Holz, Filmen, Textilstoffen, nicht-gewebten Materialien oder Baumaterialien, wobei nach dem Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf
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2A03207
das Substrat dieses eine Temperatur zwischen 80 und 200 C erhitzt wird.
PATeKTANWAlTB WWNG.H.FINCKE, DIPL-lNO. DiPUMfc LSTAiOBl
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