DE2733725A1

DE2733725A1 - Durch strahlung haertbare waessrige emulsionsbeschichtungsmasse

Info

Publication number: DE2733725A1
Application number: DE19772733725
Authority: DE
Inventors: George J England; Joseph E Gaske; Eugene S Packer
Original assignee: DeSoto Inc
Current assignee: DeSoto Inc
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-05-03
Also published as: JPS6029723B2; FR2369326A1; US4127460A; GB1586107A; FR2369326B3; JPS5354238A; BE858039A; NL7711823A

Description

PATENTANWÄLTE R. SPLANEMANN

DIPL.-INS. MÖNCHEN

dr. B. REITZNER

OIPL-CHEM.

J. RICHTER

OIPL.-ΙΝβ.

•s-

F. WERDERMANN

DIPL.-ING.

HAMBURe

DeSoto, Ine.

1700 South Mt.Prospect Road

Des Piaines, 111. 60018

USA

βΟΟΟ MÜNCHEN 2 £6. Juli 1977

Telefon (089) 22 62 07/22 6209 Telegramme: Inventius München

Unsere Akte: 1 71 7~ I" 10 .

Ihr Zeichen:

Durch Strahlung härtbare wäßrige Emulsionsbeschichtungs-

masse

809818/0682

Konten: Deutsche Bank AG, München, Konto-Nr. 20/14 009 · Postochedt: MOnchen 600 60-807

Beschreib u η

Die Erfindung betrifft durch Strahlung hartbare v/üßrige Bescichtungsmnsnen bzw. Überzüge, die aushärten unter Bildung einer nicht-haftenden Oberfläche; sie betrifft insbesondere durch ultraviolette Strahlung aushürtbare Leerzüge.

Trennüberzüge sind an sich bekannt und werden allgenein verwendet.

Ziel der Erfindung ist es, tfberzüge mit einer nicht-haftenden Oberfläche herzustellen, die leicht ein Material mit einer fest haftenden Oberfläche (als aggressiv klebend bezeichnet) freigeben, ohne daß der klebrige Charakter der Oberfläche, die abgezogen wird, beeinträchtigt wird, Dies bedingt, daß der Trennüberzug mit einem Agens ausreichend gehärtet ist, welches die nicht-haftende Oberfläche ergibt, um so zu verhindern, daß die klebrige Oberfläche übertragen wird, wodurch die Klebeeigenschaften beeinträchtigt würden.

Gegenstand der Erfindung sind wäßrige Beschichtungssysteme, die auf eine Oberfläche aufgebracht und durch Strahlung gehärtet werden können unter Bildung des gewünschten, gegen Übertragung beständigen Trennübersugs_e

Es sei darauf hingewiesen, daß durch Strahlung härtbare Überzüge mit nicht-haftenden Oberflächen bereits in der U.'J-Patentanmeldung Nr. 518 004 beschrieben sind. In dieser Anmeldung werden nicht-wäßrige Emulsionen eines flüssigen Alkylhydrogenpolvsiloxans in einer durch Strahlung polymerisierbaren, polyätlr^rlenisch ungesättigten Flüssigkeit

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verwendet. Im Gegensatz dazu betrifft die vorliegende Erfindung wäßrige Systeme.

Erfindungsgemüß wird eine geringe Menge eines flüssigen Alkylhydrogenpolysiloxans in einem wäßrigen Medium emulgiert, in dem ein tertiäre Amingruppen enthaltendes polyäthylenisch ungesättigtes Material*dispergiert ist, wobei diese Dispersion unter Verwendung einer löslich-machenden (solubilisierenden) Säure hergestellt worden ist. Das Polysiloxan ist nicht direkt mit Wasser mischbar und es wird deshalb in Form von emulgierten Tröpfchen verwendet, die mittels eines geeigneten Emulgiermittels in stabiler Emulsion gehalten werden. Die dabei erhaltene wäßrige Emulsion enthält außerdem geeignete Photosensibilisatoren, wenn eine Härtung mit ultravioletter Strahlung (ultraviolettem Licht) durchgeführt werden soll.

Diese wäßrige Emulsion wird dann auf ein Substrat, in der Hegel Papier, aufgebracht und das aufgebrachte Material wird Strahlung, normalerweise ultravioletter Strahlung, ausgesetzt, zur Herstellung eines gehärteten Überzugs mit einer nicht-haftenden Oberfläche, die gegen Übertragung auf eine damit in Kontakt stehende Klebstoffoberfläche (klebrige Oberfläche) beständig ist« ^ie Härtung mit ultravioletter Strahlung wird durch Luft nicht gehemmt und es sind keine organischen Lösungsmittel erforderlich. Das Fehlen von anderen verdampfbaren (sich verflüchtigenden) Komponenten als Wasser ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Ein anderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß keine reaktionsfähigen Verdünnungsmittel erforderlich sind, um die Beschichtungsmasse bis auf die Beschichtungsviskosität zu verdünnen, und daß dadurch die Absorption des aufgebrachten Überzugs durch ein absorptionsfähiges Substrat, wie Papier, minimal gehalten wird.

Es wurde insbesondere gefunden, daß dann, wenn durch Strahlung härtbare, polyäthylenisch ungesättigte tertiäre Amine unter

809818/0682 «Mehrfach äthylenisch ungesättigtes Material)

Verwendung einer löslichmachenden Säure in Wasser dispergiert werden und wenn die mit V/asser nicht mischbaren, flüssigen Alkylhydrogenpolysxloxane in der gleichen wäßrigen Phase emulgiert werden, das Siloxan und die polyäthylenisch ungesättigte Verbindung gemeinsam aus dem wäßrigen Medium abgeschieden werden können. Das Wasser verdampft entweder mjt oder ohne Anwendung von geringer Wärme und die dabei erhaltene Ablagerung aus dem Polysiloran und dem polyäthylenisch ungesättigten Amin wird durch Strahlung gehärtet, wie in der oben genannten US-Patentanmeldung beschrieben, unter Bildung der gewünschten nicht-haftenden Oberfläche.

Bei Verwendung der bevorzugten flüssigen tertiären Amine auf Polyacrylatbasis erhält man milchige Emulsionen mit einer niedrigen Viskosität, die in Form eines Films auf kalandriertes Papier aufgebracht und durch die ultraviolette Strahlung und die Wärmeenergie aus auf dem Papier fokussierten 200 Watt/2,54 cm (inch) Quecksilber-Lichtbogenlampen gehärtet werden können. Dabei entsteht ein trockener, gut haftender und lösungsmittelbeständiger Überzug, wenn man in einer Luftatmosphäre arbeitet. Die Oberfläche dieses Überzugs ist nicht schmierig oder ölig, was anzeigt, daß das Alkylhydrogenpolysiloxan reagiert hat. Sie wird durch Hexan, Wasser oder Methanol nicht benetzt, was auf eine geringe Oberflüchenenergie hindeutet» Ein druckempfindlicher (selbstklebender) Streifen mit einer Cellophanunterlage haftet nicht an dem Überzug. Durch Verwendung von Wasser wird die Viskosität der Grundzusammensetzung verringert, wodurch das Auftragen von dünnen Filmen erleichtert wird.

Es sind bereits viele polyäthylenisch ungesättigte Flüssigkeiten bekannt, die bei Einwirkung von Strahlung polymerisieren, und das Alkylhydrogenpolysiloxan kann mit jeder beliebigen davon erfindungsgemäß gehärtet v/erden, so lange die polyäthylenische Flüssigkeit eine tertiäre Amingrup^e

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enthält, die das Dispergieren in Wasser unter Verwendung einer löslichmachenden Säure ermöglichte Polyacrylate sind besonders bevorzugt, da sie bei Einwirkung von ultravioletter Strahlung (ultraviolettem Licht) schnell aushärten können und auch weil sie auf ionisierende Strahlung gut ansprechen. Obgleich verschiedene Arten von ionisierender oder aktinischer Strahlung bekannt für die Strahlungshärtung von Oolyäthylenischen Flüssigkeiten sind, wie z.B. ß-Strahlung oder Elektronenstrahlung, sind diese weniger zweckmäßig oder teurer und die Bevorzugung von ultravioletter Strahlung ist leicht verständlich, insbesondere deshalb, weil die betrachteten Überzüge in der Regel keine ultraviolette Strahlung absorbierendenrigmente enthalten· üie von den Ultraviolettlampen abgegebene geringe Wärme unterstützt auch die Verdampfung des Wassers.

Es sind viele flüssige Polyacrylate verfügbar, bei denen es sich normalerweise um das Reaktionsprodukt von mindestens 2 Mol Acrylsäure mit 1 Mol eines Polyhydroxyalkohols handelt, die beide unter Anwendung von direkten und Umesterungsverfahren hergestellt werden können. Bei dem Polyhydroxyalkohol kann es sich um einen vollständig oder teilweise acrylierten Alkohol handeln und beide Arten von Produkten sind erfindnngsgemäß brauchbar. Bevorzugt sind Polyacrylate, die 2 bis 4- AcrylatgruD-nen pro Molekül enthalten, wie z.B. Trimethylolpropantriacrylat. Erfindungsgemäß sind auch viele andere Polyacrylate verwendbar, z.B. Butylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropandiacrylat, Glyceryltriacrylat, Pentaerjrbhritdi-, -tri- oder -tetraacrylat, Sorbittetraacrylat, Et>oxvr>olyacrylate, wie ein Diglycidyläther auf Bisphenolbasis mit einem Molekulargewicht von 350 bis 100p, der mit Acrylsäure umgesetzt worden ist, um 3 bis 4- Acrylatgruppen pro Molekül einzuarbeiten, und ähnliche Polyacrylate. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, ergeben die durch

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JlO

Strahlung polymerisierbaren äthylenischen Gruppen die gewünschte Aushärtung, es können aber auch andere reaktionsfähige Gruppen, die keine übermäßige Instabilität induzieren, vorhanden sein, v/obei ein Beispiel für eine solche Gruppe Hydroxygruppen sind.

Vorzugsweise werden flüssige Polyacrylat-tertiare Amine mit einer hohen Viskosität, zweckmäßig mit einer Viskosität von mindestens etwa 200 cP, verwendet« Dadurch wird die Absorption der Ablagerung durch absorptionsfähige Substrate, wie Papier, weiter herabgesetzt. Die Verwendung von flüssigen Polyacrylat-tertiären Aminen mit einer hohen Viskosität zur Herstellung von wäßrigen Emulsionen in einem wäßrigen Continuum ist der Gegenstand der US-Patentanmeldung Nr. 629 558*und diese Emulsionen sind erfindungsgemäß verwendbar. Es ist auch zweckmäßig, auf Materialien mit einer geringeren Flüchtigkeit zurückzugreifen, um die Toxizität der Materialien bei ihrer Handhabung zu verringern

Nicht haftende Oberflächeneigenschaften v/erden erzielt durch Verwendung eines flüssigen Alkylhydrogenpolysiloxans« Dabei handelt es sich um bekannte Verbindungen. Erfindungsgemäß kann jedes beliebige flüssige Alkylhydrogenpolysiloxan verwendet werden«

Der Ausdruck "Siloxan" wird hier in dem üblichen Sinne verwendet, der die Struktur definiert:

-Si - 0 - Si -

I I

die wiederkehren kann bis zur Erzielung des gewünschten Molekulargewichtes, das stark variieren kann, so lange das Produkt bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit darstellt.

♦ deutsche Patentanmeldung P 26 50 7Ö2.4

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- -ie -

Λα

	R	- O—	R	- 0—·

R	- Si		-Ui
		I
	H	H

Die erfindun:"sp;emäß bevorzugt verwendeten Siloxane sind nur durch Alkylgruppen und Wasserstoffatome substituiert und sie haben die Struktur

—R η

worin η eine Zahl von 1 bis 100, vorzugsweise von 4 bis 30, und R eine Alkylgruppe, vorzugsweise eine Alleylgruppe mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Methylgruppe, bedeuten. Durch die Strukturformel wird das Verhältnis von Alkylgruppen zu Wasserstoffatomen, das variieren kann, keineswegs beschränkt«

Das Verhältnis von Alkylgruppen zu Wasserstoffatomen in der oben angegebenen Struktur kann insbesondere variieren von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise liegt es innerhalb des Bereiches von 1:2 bis 2:1. Besonders bevorzugt ist eine Flüssigkeit der oben angegebenen Struktur, in der das Verhältnis von Methylgruppen zu Wasserstoffatomen etwa 1:1 beträgt und worin η etwa 15 bedeutet (was ein Molekulargewicht von etwa 1000 ergibt), und diese wird nachfolgend zur Erläuterung der Erfindung (als Methylhydrogenpolysiloxan A bezeichnet) verwendet. Das hier beschriebene Material hat ein spezifisches Gewicht bei 25°C von 1,0 g/cnr und eine Viskosität bei 25°C von 30 cSt. Ein Produkt dieser allgemeinen Art, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist von der Firma Dow Corning unter der Bezeichnung DC 1107 erhältlich.

Das flüssige Alkylhydrogenpolysiloxan wird gemeinsam mit dem emulgierten polyäthylenischen tertiären Amin abgeschieden und das Polysiloxan wird vorzugsweise in Emulsion gehalten unter Verwendung eines Emulgiermittels auf Siliconölbasis,

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obgleich dies nicht wesentlich ist, da allgemein irgendein beliebiges Emulgiermittel verwendet werden kann_e Silicon-3urfactants, wie Silicone Oil SF-1066 der Firma General Electric, verleihen den aufgebrachten Überzügen die gewünschte Emulsionsstabilität und halten die Phasentrennung minimal. Das Silicon-Surfactant PFA-1635 der Firma General Electric, bei dem es sich um ein Polyoxyalkylensiliconöl handelt, ist ebenfalls brauchbare Von Dow Corning sind auch geeignete Emulgiermittel erhältlich, bei denen es sich um Polymethylsiloxan/Polyo)^,^räthylen-Mischpolymerisate handelt, die unter den Bezeichnungen 470A, 471A, 472, 473 und 474A vertrieben werden_o Bei diesen Produkten handelt es sich um Siliconöle, die mit Äthylenoxid umgesetzt worden sind zur Erzielung einer hydrophilen Seitenkette, die ihnen Emulpiereigenschaften verleiht.

Es können auch andere Emulgiermittel, wie z.B. nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie Äthylenoxidaddukte von Octyl- oder Vinylphenolen, die 6 bis 60 Mol Äthylenoxid pro Mol Phenol enthalten, verwendet v/erden, wie z.B» Triton X-405 der Firma Rohm & Haas. Das Emulgiermittel ist jedoch nicht wesentlich, da man die Emulsion rühren kann, wenn man sie aufbringt.

Der Mengenanteil des flüssigen Alkylhydrogenpolysiloxans in bezug auf die Gesamtmenge der Harzfeststoffe in der Emulsion kann von etwa 2 bis etwa 50 Gew.-% variieren, vorzugsweise beträgt er etwa 4 bis etwa 30 Gew.-%»

Zum Aufbringen der Emulsion auf Papier kann jedes beliebige geeignete Beschichtungsverfahren angewendet werden, z.B. die Aufwalzbeschichtung, Graviirbeschichtung, Bürstenbeschichtung und dgl., und zum Aushärten ist nur eine kurze Belichtung mit ultraviolettem Licht erforderlich, wie nach-

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folgend näher erläutert wird_o

Vie weiter oben angegeben, ist es erwünscht, die Absorption des polyäthylenischen tertiären Amins oder irgendeines äthylenisch ungesättigten Verdünnungsmittels, das in der Wasserphase diswergiert ist, durch das Substrat minimal zu halten und dies wird dadurch erzielt, daß man das polyäthylenische Amin in einer viskosen Form verwendet, so daß bei seiner Dispersion in «Yasser mit einer Säure direkt eine Emulsion entsteht. Somit werden bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei Emulsionen miteinander vereinigt.

Die pol-äthylenisch ungesättigten Amine werden mit Hilfe einer löslich-machenden (solubilisierenden) Säure in Wasser dispergiert zur Herstellung einer Emulsion, die viskose Tröpfchen eines mindestens teilweise neutralisieisten tertiären Amins enthält. Diese Emulsion v/eist vorzugsweise einen Harzfest st off gehalt von mindestens 4-0 Gew.-% und einen pH-Wertbereich von 5,0 bis 8,5» vorzugsweise von 6,0 bis 7,0, auf, obgleich dies nicht wesentlich ist. In die Emulsion (vorzugsweise in ihre Ülphase) wird vorzugsweise ein Ultraviolettphotosensibilisator eingearbeitet und die Emulsion wird in Form eines Überzugs aufgebracht und durch Koaleszieren der ^mulsionsteilchen wird ein Film gebildet. Dieser Film ist, v/enn er den Photo sensibilisator enthält, durch Belichtung mit ultraviolettem Licht härtbar. Aus dem Film kann entweder vor der Belichtung mit ultraviolettem Licht Wasser verdampft werden oder die geringe Wärme der ultravioletten Lampe kann dem gleichen Zweck dienen.

Die erfindungsgemäß verwendeten ungesättigten Amine können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird eine organische Verbindung, die eine oder mehrere äthylenische Seitenketten enthält, vorzugsweise ein Polyacrylat, mit einer geringen Menge eines aliphatischen Amins, das 1 bis

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- is -

tt

höchstens 3 Aminwasserstoffatome enthält, vorzugsweise eines mono sekundären Amins, umgesetzt unter Bildung eines äthylenisch ungesättigten tertiären Aninaddukts durch Michael-Addition, wobei dieses tertiäre Amin einen großen Teil der ursprünglichen Unsättigung beibehalte Dieses ungesättigte tertiäre Amin wird dann mit einer lösli'.chmachenden Säure umgesetzt, um es zu protonieren und es in !fässeremulgierbar zu machen« Pro Mol der äthylenisch ungesättigten organischen Verbindung, die modifiziert ,vircl, sollten mindestens etwa 0,05 Äquivalente Amin verwendet werden. Der maximale Mengenanteil an Amin wird bestimmt durch die Menge, die weniger als etwa 1 Äquivalent äthylenische Unsättigung pro Mol des durch Strahlung härtbaren Materials zurückläßt» In der Regel werden 0,2 bis 1,2 Äquivalente Amin pro Mol der äthylenisch ungesättigten organischen Verbindung verwendete Das Vorliegen einer Emulsion wird dokumentiert durch die niedrige Viskosität, die erhalten wird, und auch durch das trübe oder milchige Aussehen, das entsteht.

Obgleich Polyacrylate, wie oben angegeben, bevorzugt sind, kann jede beliebige äthylenisch ungesättigte Gruppe verwendet werden, die mit Aminwasserstoff ein Addukt bildet, wie z.B. die Methacrylat- oder Crotonatgruppe_e Obgleich Acrylatester bevorzugt sind, sind auch Äther verwendbar, wie z.B. Polynorbornenäther von Polyhydroxyalkoholen, v/ie Glycerin, Trimethylolpropan und Pentaerythrit.

Die Auswahl der Amine, aus denen die ungesättigten Amine hergestellt werden, unterliegt beträchtlichen Schwankungen, aliphatische Amine sind jedoch bevorzugt, da diese die höchste Reaktionsfähigkeit gegenüber den äthylenischen Gruppen in der Polyäthylenverbindung aufweisen. Das Amin sollte 1 bis 2 Aminwasserstoffatome pro Molekül enthalten, die Aminfunktionalität beträgt jedoch vorzugsweise 1, um das Molekulargewicht des tertiären Amin-Michael-Addukts minimal zu halten.

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Es stehen monosekundäre Amine zur Verfügung und diese sind besonders bevorzugte Die Auswahl eines monosekundären Amins ist besonders wichtig, wenn die polyäthylenisch ungesättigte Verbindung ein verhältnismäßig hohes Molekulargewicht hat, wie bei Epoxypolyacrylaten, oder wenn Polyacrylate mit Hydroxyfunktionen mit Diisocyanaten umgesetzt werden, um das Molekulargewicht zu erhöhen, ohne die äthyleniache Funktionalität zu vermindern.

Beispiele für bevorzugte monosekundäre Amine sind Diäthylamin und Dibutylamin, wobei Diethylamin erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist« Dioctylamin und Diallylamin sind ebenfalls brauchbar. Amine mit einer Hydroxyfunktion, wie Diäthanolarain, sind brauchbar, aber weniger bevorzugt, weil die Hydroxygruppen zur Instabilität beitragen. Beispiele für höherfunktionelIe Amine, die brauchbar sind, sind ivbhylamin und Butylamin, insbesondere in Mischung mit den bevorzugten monosekundären Aminen, wobei sie die Funktion haben, eine kontrollierte Erhöhung der Viskosität zu ergeben.

Vom Standpunkt der Viskosität der polyäthylenisch ungesättigten tertiären Amine, die erfindungs^emäß vorzugsweise harzartig sind, aus betrachtet haben die bevorzugten Harze nach der Solubilisierung mit der löslichmachenden Säure eine Viskosität von mindestens 5OO cP, die vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 6 bis 50 Poise liegt.

Die Reaktion zwischen dem Amin und der äthylenischen Unsättigung ist eine bekannte Reaktion, die durch mäßige Wärme leicht bis zur Vollständigkeit getrieben werden kann, wie in der US-Patentschrift 5 844 916 angegeben.

Die spezifische Natur der löslichmachenden Säure, die zum Dispergieren des polyäthylenisch ungesättigten Amins in Wasser verwendet wird, ist von sekundärer Bedeutung. Anorganische Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure,

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sind brauchbar, wenn auch nicht bevorzugt« Derzeit ist es bevorzugt, Phosphorsäure, Glykolsäure (Hydroxyessigsäure) oder Essigsäure zu verwenden, es können aber auch andere Säuren, wie Ameisensäure, verwendet werden» Auch Propionsäure ist brauchbare

Die löslichmachende Säure wird in einer solchen Menge verwendet, daß eine Dispersion oder eine Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem bevorzugten pH-Wert innerhalb des Bereiches von 6,0 bis 7»0 erhalten wird.

Die Klasse der Ultraviolett-Photosensibilisatoren ist an sich bekannt und Beispiele dafür sind in der US-Patentschrift 3 84-4 916 angegeben. Eine beispielhafte Verbindung ist Benzophenon, es können aber auch Benzoinäther, insbesondere die C^-CL-Alkyläther davon, verwendet werden.

Ein organisches Lösungsmittel ist erfindungsgemäß normalerweise nicht erforderlich, es ist jedoch möglich, eine geringe Menge Lösungsmittel für verschiedene Zwecke zu verwenden, es ist jedoch höchst bedeutsam, daß sie die Verwendung von Polyacrylaten mit einem solche hohen Molekulargewicht, daß sie zum Emulgieren nicht genügend flüssig sind, erlauben. Die Auswahl des Lösungsmittels variiert in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Zweck, wobei Beispiele für mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel Xylol und Octylalkohol sind, welche das Emulgieren unterstützen können. Ein Beispiel für ein Lösungsmittel, welches die Teilchenkoaleszenz während der Filmbildung unterstützen kann, ist 2-A'thoxyäthanolacetat in geringer Menge.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Alle darin enthaltenen Mengenangaben beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.

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- ns ■

Beispiel 1

10 Teile des Michael-Addukts von Pentaerythrittetraacrylat mit 6 % Diäthylamin und 0,5 Teile Benzophenon v/erden miteinander gemischt und die Mischung wird unter Rühren erwärmt, bis die Mischung homogen ist. Dann v/erden 0,5 Teile Essigsäure (Eisessig) unter Rühren mit 10 Teilen V/asser versetzt. Es wird gerührt, wobei man eine homogene, milchartig aussehende Flüssigkeit erhält. Dann werden 3 Teile MethylhydrogenpoIysiloxan A, das 0,1 Teile Emulgiermittel enthält (ein geeignetes Emulgiermittel ist das Produkt SF 1066 der Firma General Electric) zugegeben. Es wird gerührt bis zur Bildung einer homogenen, milchartig aussehenden Flüssigkeit,

Die obige Emulsion wird unter Verwendung eines mit einem Draht Nr. 3 umwickelten Stabes auf ein superkalandrxertes Papier aufgebracht. Der Überzug wird ausgehärtet, indem man ihm einmal unter drei 200 Watt/2,^A- cm (inch)-Quecksilberlampen unterhalb der Lampen mit einer Geschwindigkeit von 30 m (100 feet) όγο Minute vorbeiführt. Als Produkt erhält man ein beschichtetes Papier mit einem matten Oberflächen-Trennüberzug .

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung zu einem vom Standpunkt der Beschichtung eines superkalandrierten Papieres aus betrachtet überraschenden Ergebnis führt, weil diese beschichteten Papiere bereits eine genügend abweisende Oberfläche aufweisen und die erfindungsgemäßen Überzüge die nachfolgend angegebenen, drei sich scheinbar widersprechenden Funktionen erfüllen sollen: erstens darf das feste Material des Überzugs nur minimal in den Körper des Papieres eindringen, wodurch die physikalische Haftung an dem Substrat minimal gehalten wird; zweitens muß der aufgebrachte Überzug aushärten unter Bildung einer Oberfläche, die noch stärker nicht-haftend ist als die ursprüngliche

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- φ - A«

kalandrierte Oberfläche; drittens muß der ausgehärtete Überzug fest an dem kalandrieren Substrat haften. Diese einander widersurechenden Funktionen werden alle durch Verwendung der erfindungsgem-äßen wäßrigen überzüge erzielt.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß die erfinduncspemäßen wäßrigen Überzüge zur Erfüllung verschiedener Zwecke verwendet v/erden können, beispielsweise als Abdichtun^süberzug, als hochglänzender Decküberzug oder als matter Oberflächenaufdrucküberzug.

Bei Wiederholung des Beispiels 1, jedoch unter Verwendung von 1 Teil Methylhydrogenpolysiloxan A^erhält man ein weniger kostspieliges und dennoch brauchbares Produkt» Die Erzielung von guten Trenneigenschaften, wobei die Masse des Trennüberzuges aus einem ein Nicht-Silicon enthaltenden Material besteht, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.

Beispiel 2

Es werden 90,3 Teile Pentaerythrittriacrylat (mit durchschnittlich 3,3 Acrylatgruppen pro Molekül), das mit 7 Gev/.-% Diethylamin in ein Addukt überführt worden ist, 3 Teile Benzophenon, 3 Teile Triäthvlenglycoldiacrylat, 3,6 Teile Eisessig und 0,1 Teil Emulgiermittel (GE SF 1066) verwendet. Es wird auf etwa 30⁰C erwärmt, um die Salzbildung und das Dispergieren zu vervollständigen» Es v/erden 25 Teile Methylhydrogenpolysiloxan A (Dow Corning 1107) zugegeben und es wird gemischt unter Bildung einer trüben Emulsion« Dann werden 68,34- Teile destilliertes Wasser zugegeben und gemischt, wobei die folgenden Eigenschaften erhalten werden: Viskosität = ^A-O cP, gemessen mit einer Spindel Nr₀ 16 in einem Brookfield-Viskosimeter bei 25°C und 10 UpMo

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Die Emulsion wird wie in Beispiel 1 auf ein kalandriertes Papier aufgebracht und unter vier 200 Watt/2,5^ cm (inch) Quecksilberlampen mit einer Geschwindigkeit von 4-5 m (150 feet) pro Minute gehärtet. Im Vergleich zu dem Beispiel 1 ist das Ausfließen des Überzugs auf das Papiersubstrat
etwas verbessert.

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Claims

i / 3 ο /25

Patentansprüche

1. Durch Strahlung härtbare wäßrige Einulsionsbeschichtun^smasse, die aushärtet unter Bildung einer nichthaftenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet , daß sie enthält oder besteht aus Wasser mit darin emulgierten Tröpfchen eines flüssigen Alkvlhydrop:enpolvsiloxans, wobei , .

^ ' ' ^iJ ^J ' ätfiylenisch

in dem Wasser ein durch Strahlung härtbares, mehrfach(poly-; ungesättigtes tertiäres Amin, das mindestens teilv/eise durch eine löslichmachende Säure neutralisiert ist, disperräert ist.

2. Emulsionsbescbichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Photosensibilisator enthält, der sie durch ultraviolettes Licht härtbar macht.

3. Emulsionsbeschichtunpsinasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie air. polyäthylenisch ungesättigtes tertiäres Amin ein Polyacrylat enthält.

■', Emulsionsbeschichtungsmasne nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß sie frei von anderen verdampfbaren Komponenten als Wasser ist.

5e Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Polysiloxan ein Methylhydrogenpolysiloxan enthält.

6. Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polysiloxan der Formel

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R H ι R-oi-0-- · - Si-O- ι ι H H

enthält,

v/orin η eine ganze Zphl von 1 bis 100 und R eine Alkylgruxrpe mit 1 bis 4 Kohlenstoff π toiuen bedeuten und das Verhältnis von Alkylgruopen zu Wasserstoffatomen 1:10 bis 10:1 beträgt.

7o Emulsionsbescbichtungsmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel R Methyl bedeutet und das Verhältnis von Alkylgrupuen zu Wasserstoffatomen 1:2 bis 2:1 beträgt.

8_e Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenanteil des flüssigen Alkylhydrogenpolysiloxans, bezogen auf die Gesamtmenge der Harzfeststoffe in der Emulsion, etwa 2 bis etwa 50 Gev/,-% beträgt.

9o Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als oolyäthylenisch ungesättigtes tertiäres Amin ein flüssiges Polyacrylat nrit; 2 bis 4- Acrylatgruppen pro Molekül, das mit mindestens 0,05 Äquivalenten Amin pro Mol Polyacrylat umgesetzt worden ist, enthält und daß das flüssige Alkylhydrogenpolysiloxan in einer Menge von etwa 4- bis etwa 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Harzfeststoffe, vorliegt»

1O„ Emulsionsbeschichtungsmasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyacrylat enthält, das mit 0,2 bis 1,2 Äquivalenten Amin pro Mol Polyacrylat umgesetzt worden ist.

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11. Bmulsionsbeschichtungsmasse nach den Anstreichen

1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das polyäthylenisch ungesättigte tertiäre Amin eine Viskosität von mindestens 200 cp aufweistc

12. Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen

1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das polyäthylenisch ungesättigte tertiäre Amin nach der Solubilisierung mit der löslichmachenden Säure eine Viskosität von mindestens 500 cP aufweist.

1$. iSmulsionsbeschichtungsmasse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität innerhalb des Bereiches von 6 bis 50 P liegt,

14-. Emulsionsbeschichtungsmasse nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert aufweist, der innerhalb des Bereiches von 5»0 bis 8,5 liegt.

15e Durch UV-Licht härtbare wäßrige Emulsionsbeschichtungsmasse, die aushärtet unter Bildung einer nicht-haftenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält oder besteht aus Wasser, in dem, bezogen auf die Gesamtmenge der Harzfeststoffe, etwa 2 bis etwa 50 Gew.-% Tröpfchen eines flüssigen Alkylhydrogenpolysiloxans der Formel

-R η

dispergiert sind,

worin η eine Zahl von 4 bis 30 und R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen bedeuten und das Verhältnis der Alkylgruppen zu den Wasserstoffatomen 1:2 bis 2:1 beträgt, wobei in dem Wasser ein flüssiges Polyacrylat-tertiäres Amin mit einer Viskosität von mindestens 200 cP emulgiert

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ist, das mit einer löslichmachenden Säure umgesetzt worden ist unter Bildung eines quaternären Ammoniumsalzes, das in Wasser dispergiert ist in Form einer Emulsion mit einem pH-Wert innerhalb des Bereiches von 5,0 bis 8,5» und wobei die wäßrige Emulsion einen Photosensibilisator enthält, der die Beschichtungsmasse durch UV-Licht härtbar machte

16. Emulsionsbeschichtungsmasse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Polysiloxan ein Methylh?/"drogenpolysiloxan in einer Menge von 4- bis 30 Gew.-% enthält und daß es sich bei dem Polyacrylat-tertiären Amin um das Produkt der Umsetzung eines Polyacrylate mit 2 bis 4 Acrylatgruppen pro Molekül mit 0,2 bis 1,2 Äquivalenten Amin όγο Mol PoIyacrylat -handelte

17. Emulsionsbeschichtungsmasse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Keton-Photosensibilisator enthält und daß sie frei von anderen verdampfbaren Komponenten als Wasser ist.

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