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Die Erfindung betrifft ein Copo;ymerlatex und das Ver-
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fahren zu seiner Herstellung. Weiterhin betrifft die Erfindung die
Verwendung dieses Copolymerlatex als Papierstreichmasse.
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In den letzten Jahren ist ein bemerkenswerter Fortschritt auf dem
Gebiet der Offset-Druckverfahren bezüglich des Mehrfarbendrucks und des Schnelldruckens
erzielt worden. Um dem Fortschritt in diesen verbesserten Drucktechniken zu genügen,
ist der Bedarf an einem Papier mit hoher Widerstandskraft gegen Zerfasern, gute
Haftfähigkeit und Wasserbeständigkeit, bessere Übertragbarkeit für Farbe und Blasenfestigkeit
gestiegen. Außerdem wird von einem solchen Papier eine gute Qualität und gutes Aussehen
gefordert. Diese Eigenschaften des Papiers werden in hohem Maße beeinflusst durch
Zusammensetzung der Streichmasse an ihrer Oberfläche. Daher ist der Bedarf an derartigen
Papierstreichmassen, die dem Papier die gewünschten Eigenschaften verleihen, in
hohem Maße gestiegen.
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Es sind bereits verschiedene Papierstreichmassen' bekannt. Diese herkömmlichen
Zusammensetzungen sind jedoch nicht geeignet, Papiere der geforderten Qualität zu
erzeugen, weil bei ihrer Anwendung zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften gleichzeitig
andere Nachteile in Kauf genommen werden müssen. So führt die Verbesserung der Blasenbeständigkeit
zu einer Verringerung der Haftfähigkeit und manchmal der Wasserbeständigkeit und
des Glanzes. Weiterhin führt eine Verbesserung der Ubertragbarkeit für Farbe zu
einer Verschlechterung der Haftfestigkeit und Wasserbeständigkeit.
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Die Nachfrage nach beschichteten Druckpapieren mittlerer Qualität,
welse mechanische Pulpe enthält, ist aus Gründen der Energie und der Einsparung
von Roh-
stoffquellen gestiegen. Beschichtete Papiere mittlerer
Qualität haben ein relativ niedriges Ausgangsgewicht und es werden auf ihnen kaum
Blasen gebildet im Vergleich mit beschichteten Papieren hoher Qualität.
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Es ist jedoch unvermeidlich, eine Hitzeaufrauhung zu vermeiden, wenn
sie durch einen Heiztrockner durchgeleitet werden, da sie mechanische Pulpe enthalten.
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Es ist erwünscht, die Hitzeaufrauhung zu vermeiden, um den Gebrauchswert
zu verbessern.
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Als Ergebnis intensiver Untersuchungen wurde jetzt gefunden, daß
ein Copolymerlatex, hergestellt durch Copolymerisation eines aliphatisch konjugierten
Dienmonomer, eines äthylenisch ungesättigten Carbonsäuremonomers und eines copolymerisierbaren
monoolefinischen Monomers in einem bestimmten Mengenverhältnis in zwei Verfahrensstufen,
eine Papierstreichmasse liefert, welche Papier mit guten und vorteilhaften Eigenschaften
liefert, insbesondere bezüglich Haftfestigkeit, Wasserbeständigkeit, Übertnagbarkeit
für Farbe, Blasenfestigkeit, Glanz und Hitzeaufrauhung.
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Der erfindungsgemässe Copolymerlatex ist erhältlich durch Copolymerisation
eines aliphatisch konjugierten Dienmonomers, eines äthylenisch ungesättigten Carbonsäuremonomers
und eines copolymerisierbaren monoolefinischen Monomers im Gewichtsverhältnis von
19,5 - 80 : o,5 - 10 : 10 - 80, dadurch gekennzeichnet, daß a) ein Gemisch der Gesamtmenge
des aliphatisch konjugierten Dienmonomers, der Gesamtmenge des äthylenisch ungesättigten
Carbonsäuremonomers und ein Teil des monoolefinischen Monomers in einer Menge von
45 bis 99 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsmonomeren miteinander
vereint elner Emulsionspolymerisation unterworfen werden, (erste Stufe der Polymerisation),
und
b( danach oder während dieser Polymerisation der Rest des monoolefinischen
Monomers in einer Menge von 1 - 55 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsmonomeren,
dem Reaktionsgemisch zugefügt wird und die weitere Emulsionspolymerisation durchgeführt
wird (zweite Polymerisationsstufe).
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Das aliphatisch konjugierte Dienmonomer kann z.B. 1,3-Butadien, 2-Methyl-1,3-butadien,
2-Chlor-1,3-butadien sein.
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Dieses Monomer wird in einer Menge von 19,5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise
19,5 bis 60 Gew.-%, insbesondere von 25 - -60 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-teile
Gesamtmenge der Ausgangsmonomeren, verwendet. Wenn man es in geringeren Mengen einsetzt,
nimmt die Haftfestigkeit ab.
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Wenn man es in höheren Mengen einsetzt, ist die Wasserfestigkeit ungenügend.
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Als äthylenisch ungesättigtes Carbonsäuremonomer kann beispielsweise
Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und Itaconsäure verwendet werden.
Diese Monomeren werden in einer Menge von o,5 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100
Gew.-teile der Gesamtmenge der Ausgangsmonomeren, eingesetzt. Setzt man geringere
Mengen ein, führt dies zu einer Abnahme der Haftfestigkeit und außerdem wird die
mechanische Stabilität des Latex verringert.
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Wendet man größere Mengen an, wird die Viskosität des Latex zu hoch.
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Beispiele für das monoolefinische Monomer sind alkenylaromatische
Verbindungen , z.B. Styrol,oL-Methylstyrol, Methyl -k-methylstyrol, Vinyltoluol,
Divinylbenzol; ungesättigte Cabonsäureester, z.B. Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Äthylacrylat, Athylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-ÄSrlhexylacrylat,
Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Dimethylfumarat, Diäthylfumarat, Dimethylmaleat,
Diäthyll,aleat, Dimethylftaconat, Monomethylfumarat, Monoäthilfumarat; Hydroxyalkylgruppen-ent-
haltende
ungesättigte Verbindungen, z.B. ß-Hydroxyäthylacrylat, B-Hydroxyäthylmethacrylat,
Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat,
3-Chior-2-hydroxybutylmethacrylat, Diäthylenglykolmaleat, Diäthylenglykolitaconat,
2-Hydroxyäthylmaleat, Bis-(2-hydroxyäthyl)maleat, 2-Hydroxyäthylmethylfumarat, Vinylcyanidverbindungen,
z.B. -Acrylonitril, Methacrylonitril. Von diesen monoolefinischen Monomeren können
eines oder mehrere gewählt werden. Kombinierte Benutzung von alkylaromatischen Verbindungen,
ungesättigten Carbonsäureestern und Hydroxyalkylgruppen enthaltenden ungesättigten
Verbindungen im Gewichtsverhältnis 30 - 60 : 3 - 30 0,5 - 6 ist bevorzugt, da es
gute mechanische Stabilität des Latex, hohe Wasserfestigkeit und ausgezeichnete
Haftfestigkeit bewirkt. Das monoolefinische Monomer wird in einer Menge von 10 bis
80 Gew.-teilen, vorzugsweise 30 - 80 Gew.-teilen, bezogen auf 100 Gew.-teile der
Gesamtmenge der Ausgangsmonomeren, eingesetzt. Wenn die Menge geringer ist als die
untere Grenze, wird die Wasserbeständigkeit verringert.
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Wenn die Menge größer ist als die obere Grenze, wird die Haftfestigkeit
verringert. Es ist besonders bevorzugt, daß das monoolefinische Monomer während
der Emulsionspolymerisation in der Stufe b) nicht weniger als 50 Gew.-% eines ungesättigten
Carbonsäureesters enthält.
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Die Polymerisation der Ausgangsmonomeren wird in zwei Stufen durchgeführt.
In der ersten Stufe wird die Gesamtmenge des aliphatisch konjugierten Dienmonomers,
die Gesamtmenge des äthylenisch ungesättigten Carbonsäuremonomers und ein Teil des
monoolefinischen Monomers in einer Menge von 45 - 99 Gew.-%, vorzugsweise 70 - 95
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmonomeren, Q die Emulsionspolymerisation
eingesetzt. Wenn die Gesamtmenge geringer ist als
45 Gew.-%, sind
Wasserbeständigkeit und Haftfestigkeit ungenügend. Wenn die Gesamtmenge mehr als
99 Gew.-% ist, wird ebenfalls das erfindungsgemässe Ziel nicht erreicht.
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Sobald die Emulsionspolymerisation fortschreitet und die Umwandlung
der Ausgangsmonomeren 70 oder mehr Prozent erreicht hat, wird der Rest des monoolefinischen
Monomeren dem Reaktionssystem zugeführt.
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Wenn die Zugabe des Restes an monoolefinischem Monomer erfolgt solange
die Umwandlung weniger als 70 % beträgt, sind Wasserbeständigkeit und Haftfestigkeit
schlechter. Der Ausdruck "Umwandlung" bedeutet im vorliegenden Fall den Wert X,
der gemäss folgender Gleichung berechnet wird: x (%) = ################################
x 100 Das erhaltene Gemisch wird weiterhin der Emulsionspolymerisation unterworfen.
Wenn und sobald die Emulsionspolymerisation in der ersten Stufe durchgeführt ist
und das Polymerradikal völlig verbraucht ist, wird ein Reaktionsstarter dem Reaktionssystem
zugefügt, um so die Polymerisation wieder in Gang zu setzen.
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Die Zugabe der Ausgangsmonomeren zum Reaktionssystem in der ersten
oder zweiten Stufe kann auf einmal oder portionsweise, kontinuierlich oder chargenweise
erfolgen. So kann beispielsweise die Zugabe des restlichen monoolefinischen Monomeren
auf einmal vor dem Beginn der zweiten Polymerisationsphase oder portionsweise während
der Polymerisation erfolgen.
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Es besteht somit Leine Beschränkung bezüglich der
Zufügung
der Ausgangsmonomeren.
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Von den Ausgangsmonomeren sollte nur das monoolefinische Monomer während
der zweiten Verfahrensstufe zugefügt werden. Wenn das oder die anderen Monomeren
der zweiten Polymerisationsstufe zugefügt werden, werden Haftfestigkeit, Wasserbeständigkeit
und Blasenfestigkeit verschlechtert. Das monoolefinische Monomer, welches in der
zweiten Verfahrensstufe dem System zugeführt wird, kann mindestens eines aus der
Gruppe der alkenylaromatischen Verbindungen, der ungesättigten Carbonsäureester
und der Hydroxylalkylgruppen enthaltenden ungesättigten Vebindungen sein, es ist
jedoch bevorzugt, eine Kombination einzusetzen, welche mindestens 50 Gew.-% eines
ungesättigten Carbonsäureesters enthält.
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In der ersten Stufe der Polymerisation kann ein üblicher Polymerisationsinitiator
und ein üblicher Emulgator zugefügt werden. Typische Beispiele für einen Polymerisationsinitiator
sind wasserlösliche Initiatoren, z.B.
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Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Rhedox-Initiatoren,
öllösliche Initiatoren, z.B.' Benzylperoxid. Um eine hohe Wasserfestigkeit zu erzielen,
sollte die Menge des Emulgators nicht mehr als 2 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-%
der Ausgangsmonomeren, betragen.
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Beispiele für Emulgatoren sind anorganische Netzmittel z.B. Schwefelsäureester
von höheren Alkoholen, Alkylbenzolsulfonate, aliphatische Sulfonate; nichtionische
Netzmittel , z.B. Alkylester von Polyäthylenglykol, Alkyläther von Polyäthylenglykol.
Zusätzlich zu dem Polymerisationsinitiator und dem Emulgator können andere übliche
Zusätze wie Elektrolyte, Polymerisationsbeschleuniger und kettenübertragende Verbindungen
zugegeben werden ,z.B. Mercaptane, halogenierte Kohlenwasserstoffe oder auch Chelat
bildende Verbindungen. Da das Reaktionsgemisch, welches in der ersten Polymerisationsstufe
entsteht, auch in der zweiten Polymerisations-
stufe verwendet
wird, ist es nicht notwendig, dem Reaktionssystem weitere Polymerisationsinitiatoren,
Emulgatoren oder Zusätze für die zweite Stufe zuzufügen.
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Gewünschtenfalls kann die aber ohne weiteres geschehen.
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Der erfindungsgemäss hergestellte Copolymerlatex wird vorzugsweise
für die Herstellung einer Papierstreichmasse verwendet. So ergibt eine gleichmässige
Mischung des Copolymerlatex mit einem Mineralpigment, z.B. Titanoxid, Satinweiss,
Kaolin, Calciumcarbonat eine derartige Papierstreichmasse. Diese Papierstreichmasse
kann gewünschtenfalls weitere Zusätze wie Bindemittel (Stärke, Casein, Polyvinylalkohol),
viskositätserhöhende Verbindungen, Quervernetzer, Stabilisatoren, Antischaummittel
und Netzmittel enthalten. Die Gesamtmenge des Copolymerlatex, bezogen als Feststoffe,
und die mineralischen Pigmente beträgt im allgemeinen 30 - 85 Gew.-teile pro 100
Gew.-teile der Papierstreichmasse. Der Gewichtsanteil des Copolymerlatex als Festsubstanz
und das Mineralpigment sind im allgemeinen 3 : 97 bis 35 : 65.
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Der Latex kann aber auch für andere Zwecke benutzt werden, beispielsweise
für das Bestreichen von Tapeten.
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In den nachfolgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert.
Sofern nicht anders angegeben, sind die Prozentsätze in den Beispielen Gewichts-%.
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Folgende Testmethoden werden benutzt: RI-Trockenrupfwiderstand Das
Ausmaß des Rupfens beim Drucken mit einer RI-Druckmaschine wird makroskopisch beobachtet
und folgendermassen ausgewertet: 1 = bestens 4 = schlechter 2 = besser 5 = am schlechtesten
3 - üblich
Der RI-Trockenrupfwiderstand wurde als Durchschnittswert
von 6 Proben ermittelt.
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RI-Naßrupfwiderstand Das Ausmaß des Rupfens beim Drucken mit Hilfe
einer RI-Druckmaschine wurde makroskopisch beobachtet, wobei mit Wasser benatzt
wurden. Die Ergebnisse wurden wie folgt ausgewertet: 1 = bestens 2 = besser 3 =
üblich 4 = schlechter 5 = am schlechtesten Der Naßrupfwiderstand wurde als Durchschnittswert
von 6 Proben ermittelt.
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Glanz Wurde bestimmt nach JIS (Japanese Industrial Standard) P-8142,
d.h. es wurde der sichtbare Glanz vom Papier und Pappe bei 75° bestimmt.
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Druckglanz Nach dem Drucken mit Offset-Druckfarbe unter Verwendung
eines RI-Testgeräts wurde der Glanz in gleicher Weise bestimmt.
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Übertragbarkeit von Mehrfarbendruck-Offsetfarbe Das Drucken wurde
mit Hilfe eines RI-Testgeräts durchgeführt, während Wasser mit Hilfe einer Gummirolle
oder einer geschmolzenen Rolle zugeführt wird. Die Übertragbarkeit der Farbe wird
makroskopisch beobachtet und bestimmt.
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Blasenfestigkeit Das Papier, welches juf beiden Seiten beschichtet
ist, wird nach dem Bedrucken einer Feuchtigkeitskontrolle
unterworfen
(Feuchtigkeitsgehalt ungefähr 6 %) und dann in ein geheiztes ölbad gesteckt und
es wird die Mindesttemperatur gemessen, bei der Blasen beobachtet werden.
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Widerstand gegen Hitzeaufrauhung Eine Papierprobe, die auf beiden
Seiten beschichtet ist, wird mit Hilfe eines RI-Testgeräts einwandfrei bedruckt,
die Probe wird dann in Silikonöl bei 200 bis 2500C 5 Sekunden eingetaucht. Der Grad
der Aufrauhung wird makroskopisch beobachtet und folgendermassen ausgewertet: 1
= bestens 2 = besser 3 = üblich 4 = schlechter 5 = am schlechtesten.
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Der Widerstand gegen Hitzeaufrauhung wird als Durchschnittswert von
6 Proben ermittelt.
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Beispiel 1 In ein druckbeständiges' Reaktionsgefäß werden Wasser
(95 Teile), Natriumdodecylbenzolsulfonat (1,5 Teile), Dodecylmercaptan (0,2 Teile),
Natriumcarbonat (o,4 Teile) und Kaliumpersulfat (o,8 Teile) eingegeben und die erhaltene
Mischung gerührt. Es werden dann die Monomeren wie in der Spalte für "1. Stufe"
der Tabelle 1 angegeben zugefügt und die Temperatur auf 600C erhöht, wobei die Polymerisation
stattfindet. Sobald die Reaktion 85 % erreicht hat, wird das Monomere in dem Maße
zugefügt, wie es in der Spalte "2. Stufe" der Tabelle 1 angegeben ist und die Polymerisation
fortgesetzt, bis die Umwandlung 99 oder mehr Prozent betrug.
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Aus dem Reaktionsgemisch wurden die nicht umgesetzten Monomeren durch
Strippen entfernt und koaguliertes Material durch Filtration durch ein Sieb mit
der
Maschenweite (200 mesh) abgetrennt, und so ein Copolymerlatex
erhalten.
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Tabelle 1
| Copolymerlatex Beispiel Vergleichs- |
| beispiel |
| A B C D A' B' C' |
| 1. Stufe Butadien 35 35 35 35 35 35 35 |
| (Teile) Itacon- |
| säure |
| Styrol 59 55 37 10 2 # 62 O |
| Gesamt 97 t 93 75 48 # 40 # 100 38 |
| 2.Stufe styrol 3 7 25 # 52 # 60 # 0 62 |
| | (Teile) l I l |
Beispiel 2 In ein druckbeständiges Reaktionsgefäß werden Wasser (80 Teile), Natriumlaurylsulfat
(o,8 Teile), Natriumbicarbonat (o,5 Teile), Kaliumpersulfat (1,2 TeiDe)und Tetrachlorkohlenstoff
(3 Teile) eingeführt und das erhaltene Gemisch gerührt. Es werden dann die Monomeren
wie in der Spalte "1. Stufe" in der Tabelle 2 angegeben zugefügt und die Temperatur
auf 600C erhöht, wobei die Polymerisation einsetzt. Sobald die Umsetzung 98 % erreicht
hat, wird die Temperatur auf 65O C erhöht und eine Mischung von Monomeren, wie in
der Spalte "2. Stufe" der Tabelle 2 angegeben, kontinuierlich zugefügt, und zwar
in einer Menge von 8 Teilen/Stunde, wobei die Polymerisation fortgesetzt wurde.
Durch Trennung der nicht umgesetzten Monomeren und Entfernung koagulierten Materials
aus dem Reaktionsgemisch wie in Beispiel 1, wurde ein Copolymerlatex erhalten.
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Tabelle 2
| Copolymerlatex |
| ! |
| E F*) G D'*) E'*2) F' G' H' |
| 1. Stufe Butadien 35 35 30 3 35 35 20 10 |
| (Teile) Acryl- 0 3 2 2 0 2 3 3 |
| säure |
| Fumarsäure 3 0 2 0 0 0 0 0 |
| Styrol 32 22 20 15 32 13 5 10 |
| α-Methyl- 0 20 0 0 0 0 0 0 |
| styrol |
| Methymeth- 5 0 10 4 5 0 0 0 |
| acrylat |
| N-Butil- |
| acrylat 0 0 3 0 0 0 0 0 |
| Total 75 80 60 21 72 50 26 23 |
| 2. Stufe Butadien 0 0 0 25 0 35 0 25 |
| (Teile) Acrylsäure 0 0 0 0 1 2 0 0 |
| Italconsäure 0 0 0 2 2 0 0 0 |
| Styrol 20 20 20 30 20 13 30 52 |
| Methylmeth- 0 0 13 22 0 0 35 0 |
| 0 0 35 : 0 |
| acrylat 1 |
| n-Butyl- 5 0 0 0 5 0 0 0 |
| acrylat |
| Total 25 20 33 79 28 50 74 77 |
*1) Nachdem die Monomeren in der ersten Stufe polymerisiert sind und die Umwandlung
98 % erreicht hat, wurde die Polymerisation einmal unterbrochen. Es wurden dann
2,5 Teile einer 20%igen wässrigen Lösung von Ammoniumpersulfat zugegeben und die
Temperatur auf 650C erhöht. Danach wurde Styrol (20 Teile) kontinuierlich zugefügt
und die Polymerisation fortgesetzt.
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*2) Itaconsäure wurde mit heissem Wasser im Gew.-verhältnis 1:6 gemischt
und in das Reaktionsgefäß unabhängig von den übrigen Monomeren zugeführt.
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Beispiel 3 In ein druckbeständiges Reaktionsgefäß wurde Wasser (90
Teile), Natriumlaurylsulfat (o,5 Teile), Kaliumcarbonat (o,3 Teile), Tetrachlorkohlenstoff
(5 Teile), Dodecylmercaptan (o,4 Teile), Kaliumpersulfat (1,5 Teile) und Fumarsäure
(2 Teile) eingeführt und die erhaltene Mischung gerührt. Die Temperatur-wurde auf
700C erhöht und ein Gemisch der Monomeren, wie in der Spalte "1. Stufe" der Tabelle
3 (mit Ausnahme der Fumarsäure) angegeben, in Portionen von 5 Teilen/Std. zugeführt,
wobei die Polymerisation stattfand. Sobald die Umwandlung 90 bis 95 % erreicht hatte,
wurden Monomere, wie in der Spalte "2. Stufe" der Tabelle 3 gezeigt, zugefügt und
die Polymerisation fortgesetzt.
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Nach Entfernung der nicht umgesetzten Monomeren und von koaguliertem
Material gemäss Beispiel 1 wurde ein Copolymerlatex erhalten.
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Tabelle 3
| Copolymerlatex Beispiel Vergleichs |
| beispiel |
| H I I' |
| 1. Stufe Butadien 35 30 35 |
| (Teile) . Acrylsäure 3 3 3 |
| Fumarsäure 2 2 2 |
| Styrol 13 18 30 |
| Methylmethacry- 15 1 10 @28 |
| lat |
| ß-Hydroxyäthyl- 2 2 2 |
| acrylat |
| Total 80 65 100 |
| 2. Stufe Styrol 15 20 0 |
| (Teile( Methylmeth- |
| acrylat |
| Total 20 35 0 |
Beispiel 4 In ein druckbeständiges Reaktionsgefäß wurde Wasser
(100 Teile), Natriumdodecylbenzolsulfonat (1,2 Teile), Dodecylmercaptan (o,5 Teile),
Natriumbicarbonat (1,2 Teile), Ammoniumpersulfat (o,8 Teile) eingeführt und die
erhaltene Mischung gerührt. Dann wurden die Monomeren wie in der Spalte "1. Stufe"
der Tabelle 4 gezeigt zugefügt und die Temperatur auf 600C erhöht, wobei die Polymerisation
stattfand. Sobald die Umsetzung den in der Tabelle 4 gezeigten Grad erreicht hatte,
wurden die Monomeren, wie in Spalte "2. Stufe" der Tabelle 4 gezeigt, zugefügt und
die Polymerisation fortgesetzt, bis sie 99 oder mehr Prozent betrug.
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Aus dem Reaktionsgemisch wurden unreagierte Monomere und koaguliertes
Material, wie in Beispiel 1 beschrieben, entfernt. Man erhielt ein Copolymerlatex.
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Tabelle 4
| Copolymerlatex Beispiel |
| J K L M |
| Butadien 30 40 35 35 |
| 1. Stufe Acrylsäure 3 - 2 2 |
| (Teile) Italconsäure - 2 2 2 |
| Methylmeth- 5 - 10 - |
| acrylat |
| Äthylacrylat - 3 - - |
| Styrol 37 20 31 31 |
| α-Methylstyrol - 20 - - |
| ß-Hydroxyäthyl- 2 4 5 1 |
| acrylt |
| Total 77 89 85 71 |
| Umsetzung (%) # 90 ' 91 ì 88 # 90 |
| Methylmethacry- 18 8 8 20 |
| 2. Stufe lat |
| (Teile) Äthylacrylat - - 4 - |
| Styrol. 5 3 3 7 |
| ß-Hydroxyäthyl- - - - 2 |
| acrylat |
| Total 23 11 15 29 |
Beispiel 5 In ein druckbeständiges Reaktionsgefäß wurde Wasser (100 Teile), Natriumdodecylbenzolsulfonat
(1,5 Teile), Dodecylmercaptan (o,4 Teile) und Tetrachlorkohlenstoff (2 Teile) eingeführt
und die erhaltene Mischung gerührt.
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Es wurden dann die Monomeren wie-in der Spalte "1.Stufe" der Tabelle
5 gezeigt zugefügt und die Temperatur auf 65°C erhöht, wobei die Polymerisation
stattfand. Sobald die Umsetzung 98 % erreicht hatte, wurden die Monomeren
wie
in Spalte "2. Stufe" der Tabelle 5 gezeigt und 6,3 Teile Kaliumpersulfat zugefügt.
Die Polymerisation wurde fortgesetzt bei 68°Cg bis die Umsetzung 99,8% oder mehr
betrug.
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Aus dem Reaktionsgemisch wurden unreagierte Monomere und koaguliertes
Material, wie in Beispiel 1 beschrieben, entfernt. Man erhielt ein Copolymerlatex.
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Tabelle 5
| Vergleichs- |
| Copolymerlatex Beispiel ' beispiel |
| N O J' K' |
| 1. Stufe Butadien - 50 15 64 |
| (Teile) 2-Methyl-1,3-buta- 30 - - - |
| dien |
| Italconsäure - 1.5 2 - |
| Acrylsäure 3 1.5 - 2 |
| Methylmethacrylat 5 3 14 3 |
| Styrol 37 30 40 24 |
| ß-Hydroxyäthylatacryl- 2 1 3 - |
| lat |
| Total 77 87 74 93 |
| 2. Stufe Butadien - - 1 1 |
| (Teile) 0 Acrylsäure 18 - 2 1 |
| Methylmethachrylat 18 9 16 4 |
| Styrol ' 5 1 3 # 5 i 2 |
| ß-Hydroxyäthylacry- - 1 2 - |
| lat |
| Total 23 13 26 7 |
Beispiel 6 Unter Verwendung des Copolymerlatex gemäss Beispiel
1 wurde eine Papierstreichmasse hergestellt mit einem Feststoffgehalt von 62,5 %
gemäss folgender Zusammensetzung: Material Teile Kaolinton 100 oxidierte Stärke
8 Copolymerlatex 12 Die Streichmasse wurde auf eine Oberfläche eines Papiers mit
Hilfe eines Beschichters mit freihängender flexibler Klinge bei einer Geschwindigkeit
von 200 m/Min. aufgetragen und mit einer Luftgeschwindigkeit von 30m/Min.
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bei 1200C 4 Sekunden getrocknet. Die Menge der aufgetragenen Streichmasse
betrug 12 g, bezogen auf die Feststoffe pro m2. Das Papier wurde bei 200C und relativer
Luftfeuchtigkeit von 65 % über Nacht einer Feuchtigkeitskontrolle unterzogen und
dann einer Superkalanderbehandlung bei linearem Druck von 80 kg/cm bei 600C mit
einer Geschwindigkeit von 5 m/Min. und 2 Knicken (nips) unterworfen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen beschichteten Papiers sind in
Tabelle 6 zusammengestellt.
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Tabelle 6
| Copolymer- Beispiel Vergleichs- |
| bespiel |
| latex A B C D A') B' C' |
| RI-Trockenrupfwid. 1.0 1.0 1.0 2.5 4.5 1.5 5.0 |
| RI-Naßrupfwid. 2.0 1.0 1.0 2.0 4.5 3.5 5.0 |
| Glanz (%) 56 58 59 60 60 52 60 |
| Druckglanz (%) 73 74 75 75 75 70 75 |
| Übertragbarkeit besser besser am am *1) gut *1) |
| von Mehrfarben- besten besten |
| druck-Farbe |
*1) unverträglich für Offset-Druck wegen Rupfen BeispiiL 7 Unter Verwendung eines
Copolymerlatex gemäss Beispiel 2 wurde eine Papierstreichmasse mit einem Feststoffgehalt
von 45 % gemäss folgender Zusammensetzung'hergestellt: Material Teile Kaolinton
75 Calciumcarbonat 15 Satinweiss 10 Casein 8 Copolymerlatex 10 Die erhaltene Streichmasse
wurde auf eine Oberfläche eines Papiers mit Hilfe eines Drahtbügels wie in Beispiel
6 aufgetragen. Die Menge der Streichmasse betrug 20 g (als Feststoffe)/m2. Die Eigenschaften
des beschichteten Papier sind in Tabelle 7 zusammengestellt.
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Tabelle 7
| Copolymerlatex |
| E F G D' E' F' G' H' |
| RI-Trockenrupfwiderst. 1.0 1.0 1.5 3.5 3.0 2.5 5.0 2.7 |
| RI-Naßrupfwiderstand 1.5 1.7 2.0 4.0 3.5 5.0 4.0 4.5 |
| Glanz (%) 63 62 65 63 62 55 65 62 |
| Druckglanz (%) 82 81 83 81 81 76 82 83 |
| Übertragbarkeit von *1) *1) |
| Mehrfarbenoffset- am besten am besten besser schlecht gut besser |
| Druckfarbe |
*1) unverträglich für Offset-Druck wegen Rupfen
Beispiel 8 Unter
Verwendung des Copolymerlatex gemäss Beispiel 3 wurde eine Papierstreichmasse mit
einem Feststoffgehalt von 63 % gemäss folgender Zusammensetzung hergestellt: Material
Teile Kaolinton 75 Calciumcarbonat 25 modifizierte Stärke 7 Copolymerlatex 10 In
derselben Weise wie in Beispiel 6 wurde die Streichmasse auf beide Seiten des Papier
aufgetragen, die Menge der aufgetragenen Masse betrug 10 g (bezogen auf Feststoffgehalt)/m2
auf einer Seite. Die Eigenschaften des beschichteten Papiers sind in Tabelle 8 zusammengestellt:
Tabelle 8
| Copolymerlatex Beispiel Vergleichs- |
| beispiel |
| H I I' |
| RI-Trockenrupfwiderst. 2.5 2.5 5.0 |
| 1.0 2.2 3.0 |
| RI-Naßrupfwiaertand l.O 2.2 3.0 |
| Blasenfestigkeit (°C) 225 220 1 220 |
| Glanz (%) 58 58 55 |
| Druckglanz, % 74 75 70 |
| Übertrgbarkeit von am besten am besten am besten |
| Mehrfarben-Offset- |
| druckfarbe |
Beispiel 9 Unter Verwendung eines Copolymerlatex gemäss Beispiel
4 wurde eine Papierstreichmasse mit 62 % Feststoffgehalt gemäss folgender Zusammensetzung
hergestellt: Material Teile Kaolinton 70 Calciumcarbonat 30 modifizierte Stärke
8 Copolymerlatex 12 Die Streichmasse wurde auf beide Seiten eines Papiers mit Hilfe
eines Beschichters mit frei hängender flexibler Klinge beschichtet und getrocknet.
Die Menge der aufgetragenen Streichmasse betrug 10 g(bezogen auf den Feststoffgehalt)/m2
auf einer Seite. Das Papier wurde einer Feuchtigkeitskontrolle bei 200C und einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % über Nacht ausgesetzt und dann einer Superkalanderbehandlung
unter linearem Druck von 80 kg/cm bei 600C mit einer Geschwindigkeit von 5 m/Min
und 2 Knicken unterworfen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen beschichteten Papiers sind in
Tabelle 9 zusammengestellt.
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Tabelle 9 Copolymerlatex Beispiel J K L M RI-Trockenrupfwid. 1,3 1,2
1,3 RI-Naßrupfwiderst. 1,4 1,5 1,5 1,2 Blasenbeständigkeit OC 225 220 220 225
Beispiel
10 Unter Verwendung eines Copolymerlatex gemäss Beispiel 4 wurde eine Papierstreichmasse
mit einem Feststoffgehalt von 60 % gemäss folgender Zusammensetzung hergestellt:
Material Teile Kaolinton 100 Dispergiermittel 0,2 modifizierte Stärke 7 Copolymerlatex
12 Die so erhaltene Streichmasse wurde auf beide Seiten eines Papiers mit Hilfe
eines Drahtbügels aufgetragen.
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Die Menge der aufgetragenen Masse war 14 g (bezogen auf Feststoffgehalt)/m2
auf einer Seite. Nach dem Trocknen wurde das Papier einer Superkalenderbehandlung
unterworfen. Die Eigenschaften des beschichteten Papiers sind in Tabelle 10 zusammengestellt:
Tabelle 10 Copolymerlatex Beispiel J K L M RI-Trockenrupfwid. 1,3 1,1 1,3 1,4 RI-Naßrupfwiderst.
1,3 1,5 1,7 1,2 Widerstand gegen Hitzeaufrauhung 1,4 1,6 1,6 1,5 Beispiel 11 Unter
Verwendung eines Copolymerlatex gemäss Beispiel 5 wurde eine Papierstreichmasse
mit einem Feststoffgehalt von 60 % gemäss folgender Zusammensetzung hergestellt:
Material
Teile Kaolinton 70 Calciumcarbonat 30 Dispergiermittel 0,2 modifizierte Stärke 7
Copolymerlatex 10 In derselben Weise wie in Beispiel 7 beschrieben wurde die Streichmasse
auf beiden Seiten eines Papiers aufgetragen. Die Menge der aufgetragenen Streichmasse
betrug 14 g (bezogen auf Feststoffgehalt)/m2auf einer Seite. Nach dem Trocknen wurde
das beschichtete Papier einer Superkalenderbehandlung unterworfen.
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Die Eigenschaften des so erhaltenen beschichteten Papiers sind in
Tabelle 11 zusammengestellt: Tabelle 11 Copolymerlatex Beispiel Vergleichsbeispiel
N O J' K' RI-Trockenrupfwid. 1,2 1,1 3,5 2,0 RI-Naßrupfwiderst. 1,3 1,5 2,4 3,3
Widerstand gegen Hitzeaufrauhung 1,3 1,3 2,0 1,9