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Beschichtungszusammensetzung
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Gegenstand der Erfindung ist eine Zubereitung optischer Aufheller
zum Weißtönen von Beschichtungen, gekennzeichnet durch die Lösung von Weißtönern
in einem einphasigen System, enthaltend \wasser, organische, über 1500C siedende,
mit Wasser nicht vollständig mischbare Flüssigkeiten sowie einen Lösungsvermittler.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Weißtönen yon Beschichtungen,
dadurch gekennzeichnet, daß den Beschichtungsmassen Lösungen von Weißtönern in dem
o.g. einphasigen System zugesetzt werden.
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Beschichtungen für die Herstellung glatter Oberflächen, beispielsweise
Papier oder Karton, enthalten Binder verschiedener chemischer Zusammensetzung. Diese
Beschichtungen werden mit Weißtönern aufgehellt, um ihren Aspekt zu verbessern.
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Bei der Verwendung von natürlichen Bindemitteln wie Casein, Stärke,
Protein oder Gelatine erreicht man mit anionischen Weißtönern der Triazinylflavonsäure-Reihe
sehr gute Ergebnisse. Bei künstlichen Bindemitteln versagt diese Stoffklasse.
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Wendet man Weißtöner der Triazinylflavonsäure-Reihe in Gegenwart von
Tensiden (GB-PS 1 294 173) oder Amidformaldehydharzen (DT-OS 2 229 872) an, so erhält
man zwar Aufhellungen, die jedoch in ihrem Weißgrad den gestellten Anforderungen
nicht genügen. Das Weißgradniveau wird auch dann nicht entscheidend verbessert,
wenn man anstelle der wasserlöslichen Triazinylflavonsäure-Derivate Dispersionsweißtöner
einsetzt und eine Aufhellung aus der Dispersion versucht. Im übrigen sind diese
Vorschläge auf synthetische Latices als einzige Binder beschränkt und nicht für
die technisch bedeutsamen Mischungen aus natürlichen und synthetischen Bindern anwendbar.
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Ein anderer Vorschlag (DT-OS 2 242 597) geht dahin, Dispersionsweißtöner
in einer solchen farblosen organischen Flüssigkeit zu lösen, die mit Wasser nicht
mischbar ist, deren Siedepunkt oberhalb von 1500C liegt und in der die Weißtöner
bei Raumtemperatur eine Mindestlöslichkeit von 0,3 g/l aufweisen, und diese Lösungen,
die zusätzlich noch einen Emulgator enthalten können, den Streichmassen zuzusetzen.
Zwar werden mit dieser Methode gute Weißeffekte erhalten, jedoch tritt zwischen
dem wäßrigen Latex und der Weißtönerlösung keine homogene Mischung ein, so daß die
Anwendung des Verfahrens zu unegalen Aufhellungen führt.
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Dieser Nachteil konnte nun überraschenderweise dadurch beseitigt werden,
daß man Dispersionsweißtöner in einem einphasigen System löst, das Wasser, organische,
über 1500C siedende , mit Wasser nicht vollständig mischbaren Flüssigkeiten sowie
einen Lösungsvermittler enthält, und diese Zubereitung der Beschichtungsmasse zusetzt.
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Eine weitere, bisher nicht bekannte,vorteilhafte Eigenschaft dieser
Zubereitung ist, das daß erfindungsgemäße System in der Lage ist, aurJer Dispersionsv7eißtönern
zusätzlich anionische Aufheller aufzunehmen.
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Mit den erfindungsgemäßen Zubereitungen können sowohl Beschichtungen,
die allein künstliche Bindemittel enthalten als auch Beschichtungen, die sowohl
künstliche als auch natürliche Bindemittel enthalten, aufgehellt werden.
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Organische, über 150°C siedende, mit Wasser nicht vollständig mischbare
Flüssigkeiten sind beispielsweise hochsiedende Äther wie Dibenzyläther, Diphenyläther
und 1-Methoxymethylnaphthalin; Acetale wie Diphenoxyäthylformal; chlorierte Kohlenwasserstoffe
wie Chlorparaffine mit einem Chlorgehalt von 10 bis 80, vorzugsweise 40 bis 50 %;
Alkylbenzole wie Dodecylbenzol; Ester organischer und anorganischer Säuren, beispielsweise
Phosphorsäureester wie Diphenyloctylphosphat, Chloräthylphosphat und Trioctylphosphat;
Monocarbonsäureester wie ölsäuremethylester; Oxicarbonsäureester wie Acetyl-(2-äthylhexyl)-citrat,
Acetyl-tri-n-butylcitrat, Ricinusöl, Salicylsäure- oder Kresotinsäureethylester,
Alkansulfonsäurearylester wie Dodecansulfonsäurephenylester oder Tetradecansulfonsäurekresylester;
epoxidierte Fettsäuren wie epoxidiertes Sojabohnenöl oder epoxidiertes Leinsamenöl
und polymere Ester wie Adipinsäurepolyglykolester oder Phthalsäure-polyäthylenglykolester.
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Besonders bewährt haben sich Phosphorsäureester wie Triäthylphosphat,
Trioctylphosphat, Trikresylphosphat und Trichloräthylphosphat.
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Als Lösungsvermittler werden nicht-ionogene Emulgatoren verwendet,
beispielsweise Ester und Äther von Polyalkoholen wie Alkylpolyglykoläther, z.B.
von Laurylalkohol oder Oleylalkohol, Polyäthylenglykoläther, Acylpolyglykoläther
wie ölsäurepolyglykoläther, Alkylarylpolyglykoläther wie die Äthoxylierungsprodukte
des Nonyl- und Dodecylphenols, acylierte Amino-Alkanolpolyglykoläther, ferner nicht-ionogene
Tenside, die sich von Fettaminen wie Stearylamin, Fettsäureamiden oder von Zuckern
und deren Derivaten ableiten.
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Unter Weißtönern werden Dispersions-Weißtöner und anionenaktive Weißtöner
verstanden. Dispersions-Weißtöner sind wasserunlöslich bzw. in Wasser schwer löslich.
Es kommen folgende Klassen in Frage: Naphthalsäureimid-Derivate, wie 4-Methoxy-N-methylnaphthalsäureimid
oder 4-[3-Methylpyrazoly-(1)]-M-äthylnaphthalimid; Styryl-triazolderivate, wie 2-Styryl-naphthotriazol,
2-Styryl-5-LS-methyl-6-butoxy-benztriazoly (1 -benztriazol oder 2-L4-Phenylstyryl7-5-methoxybenztriazol;
Distyryl-Derivate, wie 1,4-Bis-(2-cyanstyryl)-benzol; Pyrazolochinolin-Derivate,
wie 1,3-Dimethyl-4-chlorpyrazolo (3,4-b)-chinolin; Pyren-Derivate, wie 2,4-Dimethoxytriazinyl-(6)-pyren;
Benzoxazol-Derivate, wie 1,2-Bis-[5-methybenzoxyzolyl-(2)]-ätyhlen, 5-tert.-Butyl-2-(dipehnylstyryl)-phenyl-benzoxazol,
4,4'-Bis-[5-phenyloxyzolyl-(1)-diphenyl
oder 2,5-Bis-[benzoxazolyl-(2)]-thiophen; Pyrazolin-Derivate, wie 1-(4-Aminosulfonylphenyl)-3-(4-chlorphenyl)-pyrazolin,
1-(4-Methylsulfonphenyl)-3-(4-chlorphenyl)-pyrazolin oder 1- {2-[3-Dimethylaminopropyl]-(2)-oxy-sulfonyl}-3-(4-chlorphenyl)-pyrazolin;
Cumarin-Derivate, wie e-Phenyl-7[6-chlor-4-diäthylamino-triazinyl-(2)]-aminocumarin;
3-Phenyl-7-äthylcarbamoylcumarin; 3- S-Chlorpyrazolyl-(1)7-7-g4-methyl-5-phenyl-triazolyl-(2)2-cumarin
oder 3-Phenyl-7-[4-methyl-5-phenyl-triazolyl-(2)]-cumarin.
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Besonders geeignet sind Carbostyril-Derivate, wie 3-Phenyl-7-dimethylamino-N-äthyl-carbostyril.
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Anionaktive Weißtöner sind beispielsweise Verbindungen aus der Reihe
der Triazinylflavonsäure, wie 4,4'-LF-Amino-4-anilino-triazinyl-(2)g-diaminostilben-2,2'-disulfonsäure;
4,4'- s-Methylamino-4-anilino-triazinyl-(2g7-diaminostilben-2,2'-disulfonsäure;
4,4'-[6-Diäthanol-4-(4-sulfophenyl)-amino-trazinyl-(2)]-diaminos
(i]ben-2,2'-disulfonsäure oder heterocyclische substituierte Stilbensulfonsäuren
wie 4,4'-[Phenyl-1.2.3-triazolyl-(2)]-diamino-stilben-2,2'-disulfonsäure oder Derivate
des Diphenyl wie 4,4'-Z1-(2-sulfonato-phenyl)-äthyliden-(2)]-biphenyl.
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Die erfindungsgemäßen Präparate bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
eignen sich zum Weißtönen der in der Papierindustrie üblicherweise verwendeten Streichmassen
und zwar zum Weißtönen von unpigmentierten, insbesondere aber von pigmentierten
Streichmassen. Diese bekannten Streichmassen enthalten als Bindemittel Kunststoffdispersionen
auf Basis von Copolymerisaten aus Buatdien-Styrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol,
Ac'l-yl säureestern, Äthylen-Vinyldlorid und Aethylen-Vinylacetat; Homopolymerisaten,
wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyäthylen und Polyvinylacetat; oder
Polyurethanen Zum Pigmentierten der Streichmassen dienen üblicherweise Aluminiumsilikate
wie China-Clay und Kaolin, ferner Bariumsulfat, Satinweiß, Titandioxid oder Calciumcarbonat
(Kreide).
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Rezept. 111 en solcher bekannter Streichmassen für Paier sind beispielsweise
in J.I>. Casey "Pulp and Papier Chemistry and Chemical Technology, 2 und Ed.
Vol. III, p. 1648-1649 und in Mc Graw-Hill "Pulp und Paper Manufacture", 2 und Ed.
Vol. II E- 497 beschrieben.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung ist einfach.Sie
geschieht durch Vermischen der Komponenten in beliebiger Reihenfolge bei Temperaturen
zwischen 10 und 1500C.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist es, die Komponenten bei 80 bis
1 200C in eine homogene Phase zu überführen. Nach dem Abkiihlen erhält man das gebrauchsfertige
Produkt. Wird der anionenaktive Aufheller als Farbsäure eingesetzt, ist es günstig,
ihn in der Formierung durch Zugabe neutralisierend wirkender Mittel vorzugsweise
konz. NaOlI ganz oder teilweise zu neutralisieren.
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Die erfindungsgemäßen Zubereitungen enthalten 5 bis 30, vorzugsweise
10-20 Gew.-% Wasser, 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% Weißtöner' 10 bis 55,
vorzugsweise 30-40 Gew.-% organische Flüssigkeit und 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise
35 bis 55 Gew.-% Lösungsvermittler.
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Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung kann zum Beschichten
von Papier, Holz, Folien, Textilstoffen, nicht gewebten Materialien und geeigneten
Baustoffen verwendet werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung auf Papier und
Karton sowie Photopapieren.
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Die Beschichtung kann auf das Substrat durch jedes herkömmliche Verfahren
aufgebracht und getrocknet werden, beispielsweise
mit einem Luftmesser,
einem Streichmesser, einer Bürste, einer Rolle, einer Rakel oder einem Stab. Der
erzielbare Weißgrad kann häufig durch Trocknen bei erhöhten Temperaturen verbessert
werden.
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Die so erhaltenen Beschichtungen besitzen neben einer hohen Lichtechtheit
ein ausgezeichnetes Weißniveau.
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Beispiel 1 100 g Oleylpolyglykoläther (ca. 50 ÄO), 80 g Tris-(chloräthylphosphat,
5 g 3-Phenyl-7-dimethylamino-N-äthylcarbostyril werden mit 40 ml H20 zur klaren
Lösung erwärmt. Man erhält nach dem Abkühlen ein stabiles, einphasiges und flüssiges
System, das sich mit Wasser in jedem Verhältnis zu einer klaren Lösung mischt. Hiervon
werden 21,2 g zu 1000 g einer Papierstreichmasse aus 375 g China Clay, 1,2 g Natriumpolyphosphat,
145 g eines ca. 50 %igen Acrylsäureester-Mischpolymerisates, was unter der Bezeichnung
Acronal S 320 1) im Handel erhältlich ist, und 478,8 g 1120 zugesetzt.
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Diese Steichmasse, deren pH-Wert ca. 8 betrug, wurde auf übliches
Streichrohpapier mittels einer Drahtrakel aufgebracht und bei 1000C getrocknet.
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Zum Vergleich dienten Aufstriche der gleichen Streichmasse auf dem
gleichen Papier, wobei anstelle der erfindungsgemäßen Aufhel 1er-Dispersion ein
üblicher, wasserlöslicher Triazinylflavonsäure-Aufheller (Color-lndex 40 622) mit
einer Wirkstoff-konzentration von 22 % in Konzentrationen von 5 und 10 g pro kg
Streichmasse eingesetzt wurde.
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er Weißgrad der bestrichenen Papiere wurde mit Hilfe der Weißgradformel
nach Berger am Elrepho mit Xenonlampe der Fa. Carl Zeiss bestimmt.
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Das erfindungsgemäß aufgehellte Papier hatte einen Weißgrad von 112,3
gegenüber 82,9 bei Verwendung von 5 g des Vergleichsaufhelles. Erhöhte Einsatzmengen
des Vergleichsaufhellers führen zur Vergrünung ohne weitere Weißgradsteigerung.
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Beispiel 2 Verwendet man an Stelle der im Beispiel 1 genannten Wassermenge
die folgenden, so erhält man in Abhängigkeit von der eingesetzten Wassermenge folgende
Aufhellungen
| H20 ml Aufhellerkonzentration Wb |
| 300 550 112.3 # 2-phasiges |
| 100 550 111.9 System |
| 60 550 116.8 # 1-phasiges |
| 40 550 115.1 System |
| 0 550 105.1 |
Bei den 2 phasigen Systemen bezieht sich der angegebene Wert auf die hydrophobe
Phase.
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Beispiel 3 Setzt man an Stelle des in Beispiel 1 verwendeten Tris-chloräthylphosphat
die folgenden farblosen, organischen Verbindungen gewichtsgleich ein, so erhält
man folgende Verbindungen: Weißgrad Triäthylenglykoldicacetat 113.9 g MaleinsäuIedimetIlylester
t13.0 Adipinsäuredimethylester 115.1 ß-äthyl-hexylacetat 113.6
Weißgrad
Glycerintriacetat 112.0 Diäthylphthalat 112.3 Nonylphenylsulfonsäure-C10-C18-alkylester
114.3 1,3-Butandiolpolyadipat 109.3 o-Kresotinsäuremethylester 118.7 D i-n-buty
lphosphat 117.4 Methylcyclohexylphthalat 116.2 An Stelle einheitlicher Verbindungen
lassen sich mit gleichem Erfolg Mischungen verwenden.
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Beispiel 4 An Stelle des in Beispiel 1 genannten Dispersionsaufhellers
werden 5 g des folgenden Dispersionsaufhellers eingesetzt: Weißgrad 1-(4-Sulfamido-phenyl)-3-(4-chlorphenyl)-pyrazolln-(2)
102.5 1-(4-Methylsulfonylphenyl)-3-(4-chlorphenyl)-pyrazolln-(2) 107.8 3-Phenyl-7-[4-phenyl-1.2.3-triazolyl-(2)]cumarin
106.2 1- (4-Carboxylphenyl) -3- (3-chlorphenyl)-pyrazolin- (2) 118.2 4-[4-methyl-1.2.3-triazolyl
(2)-N-butylnaphtahlin 103.1 4-Methyl-7-dimethylamino-cumarin 102.8
Beispiel
5 Man verfährt wie in Beispiel 1 angegeben und fügt dem fertigen Produkt 25 g 4,4'-Z3-Anilino-5-amino-1.3.5-triazinyl-(
117-diaminostilben -2,2'-disulfonsäure hinzu, die durch Zugabe von 5 ml NaOEI konz.
in Lösung gebracht werden.
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66 Teile dieses Präparates liefer auf einem Bindergemisch, das aus
gleichen Teilen Casein und Acronal 320 D besteht, die gleiche Aufhellung wie 100
Teile des nach Beispiel 1 hergestellten Präparats. Auf reinem, synthetischem Latexbinder
sind 83 Teile der Mischung 100 Teilen dem nach Beispiel 1 erhaltenen Präparat coloristisch
äquivalent.
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An Stelle des riazinylflavonats lassen sich mit gleichem Erfolg andere
Typen dieser Reihe einsetzen, die zum Färben von Papier geeignet sind.
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Beispiel 6 Zu der nach Beispiel 1 herqestellten Lösung des Dispersionsaufhellers
wurden 5 g a) 4,4'-Bis-[4-Phenyl-1.2.3-tzriazoly-(2i7-stilben-2,2'-disulfonsäure
bzw. b) 4,4'-L1-(2-Sulfonatophenyl-) äthyliden(2) Z/-biphenyl gegeben und unter
Zuhilfenahme von einigen ml tiaOH konz. gelöst in eine Streichmasse der Zusammensetzunq
850
g Chinaclay 94,4 g Calciumcarbonat 1,8 g Natriumpolyphosphat 1 g Natriumpolyacrylat
1,8 g Natronlauge 45 %ig 730 g Wasser 302 g Acronal-S-320-D, 50 %ige Dispers.
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19 g Carboxymethylcellulose, 5 %ige Lösung 2000 g eingerührt. Man
erhält Aufhellungen von 105.5 bzw. 111.8 Berger-Weißgraden.
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Beispiel 7 Man verfährt wie in Beispiel 5 angegeben und setzt an Stelle
der organischen, wasserunlöslichen Verbindungen 23 g Tris-(2- chioräthyl) phosphat
und 57 g Triäthylenglykol acetat ein.
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Auf Papier ausgestrichen erhält man eine Beschichtung mit dem Weißgrad
116.4.