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Die Erfindung betrifft die Verwendung von feinen
Silikonemulsionen und Silikonmikroemulsionen, die eine Teilchengröße
von 200 nm oder weniger haben und sowohl ein kationisches als
auch ein nicht-ionisches Tensid als Verfahrenshilfsstoff für
Bahn- bzw. Rollendruckverfahren enthalten. Die Verwendung dieser
feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen liefert eine
verbesserte Kratzfestigkeit, Wirksamkeit, Verminderung statischer
Aufladung, Benetzung und Verdünnungsstabilität. Die bevorzugten
feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen sind solche, die
durch Emulsionspolymerisation hergestellt wurden.
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Bei Rollendruckverfahren wird die Tinte auf Papier
aufgetragen und läuft typischerweise durch einen Ofen zur Härtung.
Die auf die Papierbahn gedruckte Tinte ist jedoch oft nicht
ausreichend gehärtet, wenn sie den Trockenofen verläßt. Wegen der
unvollständigen Härtung kann die aufgedruckte Tinte verkratzt
oder verschmiert werden durch Abrieb von den Walzen, dem
Formblock, den Schneidern und Faltvorrichtungen. Weiterhin kann das
Papier häufig eine statische Ladung aufbauen während des
Bedruckens, die wiederum Probleme verursachen kann, wie
Papierstaus oder ein schlechtes Stapeln auf der Palette am Ende der
Reihe.
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Es ist bekannt im Stand der Technik,
Standardsilikonemulsionen (Emulsionen mit einer Teilchengröße von mehr als 300 nm)
auf die Papierbahn sofort nach dem Härten aufzutragen, die als
Kratzfestigkeitsmittel dienen. Im Handel erhältliche
Gewebeweichmacher werden oft dem Standardsilikonemulsionsbad
zugegeben, um als antistatische Mittel zu wirken. Die Emulsion wird
auf das bedruckte Papier aufgetragen, indem das Papier mit einer
Walze in Kontakt kommt, die kontinuierlich mit der Emulsion
beschichtet wird. Die Fähigkeit der Emulsion, gleichmäßig über die
Oberfläche der Walze, von der aus sie aufgetragen wird, verteilt
zu werden, ist bekannt als Benetzbarkeit oder Benetzen.
Standardsilikonemulsionen fehlt oft die Eigenschaft eines guten
Benetzens der Auftragswalze, was zu einem fleckigen und
unvollständigen Auftragen der Emulsion auf das Papier führt.
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Weiterhin sind die Standardemulsionen nicht stabil, wenn
sie auf geringe Konzentrationen verdünnt werden und/oder können
ihre Wirksamkeit verlieren, wenn sie auf geringe Konzentrationen
verdünnt werden. Typischerweise kaufen die Drucker die
Standardemulsionen in "konzentrierter" Form und verdünnen die
Standardemulsion vor der Verwendung auf die gewünschte Konzentration.
Jedoch könnten die Rollendrucker schließlich die
Standardemulsion in einer höheren Konzentration, als tatsächlich notwendig
ist, verwenden wegen der Instabilität bei geringeren
Konzentrationen. Dies führt zu einer Verschwendung der Standardemulsion
und erhöhten Produktionskosten.
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In der Rollendruckindustrie bestand schon lange ein
Bedürfnis nach verbesserten Silikonemulsionen mit höherer
Wirksamkeit bei der Kratzfestigkeit und einem höheren Gehalt an
antistatischen Mitteln. Es ist auch bevorzugt, daß das
antistatische Mittel in der Emulsion enthalten ist, um den Bedarf für
die Zugabe von teuren im Handel erhältlichen Gewebeweichmachern
zu vermeiden. Bei den Standardsilikonemulsionen vermindert
jedoch das Vermehren des kationischen Tensids zur Verbesserung
der antistatischen Eigenschaften die Benetzbarkeit und kann auch
die Verdünnungsstabilität vermindern. Die Zugabe eines
nichtionischen Tensids oder die Verwendung höherer Mengen an
nichtionischem Tensid kann den Abfall der Benetzbarkeit korrigieren,
verursacht aber ein Ausflocken von Teilchen, was die
Emulsionsstabilität zerstört. Es gibt außerdem für
Standardsilikonemulsionen, die im Stand der Technik bekannt sind, Grenzen bezüglich
der Menge an Tensiden, die ohne ein Zerstören der Emulsion
zugegeben werden können. Oft sind diese Grenzen ungenügend und
führen nicht zu einer Erhöhung der Leistung der Emulsion bei der
Verminderung des Zerkratzens und der statischen Probleme.
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Die Erfindung betrifft die Verwendung von feinen
Silikonemulsionen und Mikroemulsionen für Rollendruckverfahren. Feine
Silikonemulsionen und Mikroemulsionen haben die Fähigkeit, stark
erhöhte Mengen sowohl kationischer (antistatische Mittel) als
auch nicht-ionischer (Benetzungsmittel) Tenside zu enthalten,
ohne die Stabilität der feinen Emulsionen und Mikroemulsionen
schädlich zu beeinflussen. Zusätzlich haben die feinen
Emulsionen und Mikroemulsionen eine ausgezeichnete
Verdünnungsstabilität wegen ihrer sehr geringen Teilchengröße und können auf
bedeutend geringere Konzentrationen als Standardemulsionen
verdünnt werden. Wegen der durch die Verwendung von feinen
Silikonemulsionen
und Mikroemulsionen geschaffenen Verbesserungen
können Druckpressen bei höheren Geschwindigkeiten betrieben werden
ohne ein Risiko der Erhöhung der statischen Ladung, des
Zerkratzens oder einer Verminderung der Benetzbarkeit.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Verwendung von
feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen mit einer
Teilchengröße von weniger als 200 nm als verbesserte
Verfahrenshilfsstoffe für Bahnndruckverfahren zu zeigen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine
Verbesserung der antistatischen und Benetzungseigenschaften für
Bahndruckverfahren zu zeigen, die sich durch die Verwendung der
feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen ergeben.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Stabilität
und Wirksamkeit feiner Emulsionen und Mikroemulsionen bei sehr
geringen Konzentrationen zu zeigen.
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Die Erfindung betrifft die Verwendung von feinen
Silikonemulsionen und Mikroemulsionen zur Verbesserung der
Kratzfestigkeit und der antistatischen Eigenschaften, wobei gleichzeitig
eine gute Benetzbarkeit und Verdünnungsstabilität geliefert
wird, für Papierbahndruckverfahren. Die Verbesserungen der
Kratzfestigkeit und der antistatischen Eigenschaften werden
erzeugt durch die Fähigkeit der feinen Eumlsionen und
Mikroemulsionen, höhere Mengen an kationischen und nicht-ionischen
Tensiden zu enthalten, verglichen mit den Mengen, die sich
normalerweise in Standardemulsionen befinden.
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Feine Silikonemulsionen und Mikroemulsionen, die für die
vorliegende Erfindung geeignet sind, können hergestellt werden
mit irgendeinem im Stand der Technik bekannten Verfahren. Zum
Beispiel lehrt US-Patent Nr. 4 620 878 von Gee ein mechanisches
Emulsionsverfahren, das zur Herstellung von Mikroemulsionen
geeignet ist. US-Patent Nr. 2 891 920 von Hyde et al. lehrt ein
Emulsionspolymerisationsverfahren, das zur Herstellung feiner
Emulsionen geeignet ist. US-Patentanmeldung Serial No.
07/439,751, eingereicht am 21. Nov. 1989 von Tanaka et al.,
lehrt ein Emulsionspolymerisationsverfahren, das zur Herstellung
von Mikroemulsionen geeignet ist, und die US-Patentanmeldung
Serial No. 532,471, eingereicht am 1. Juni 1990 mit dem Titel
"Method for Making Polysiloxane Emulsions" von Gee, lehrt ein
Emulsionspolymerisationsverfahren, das zur Herstellung sowohl
feiner Emulsionen als auch Mikroemulsionen geeignet ist. US-
Patent Nr. 4 620 878 von Gee; US-Patent Nr. 2 891 920 von Hyde
et al.; US-Patentanmeldung Serial No. 07/439,751, eingereicht am
21. Nov. 1989 von Tanaka et al.; und US-Patentanmeldung Serial
No. 532,471, eingereicht am 1. Juni 1990 mit dem Titel "Method
for Making Polysiloxane Emulsions" von Gee. Andere Methoden, die
hier nicht angegeben sind, jedoch im Stand der Technik bekannt
sind, können auch verwendet werden zur Herstellung feiner
Emulsionen und Mikroemulsionen, die als Verfahrenshilfsstoffe für
Rollendruckverfahren geeignet sind.
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Die feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen, die für
die vorliegende Erfindung geeignet sind, sollten eine
Teilchengröße von weniger als 200 nm haben. Mikroemulsionen, die eine
Teilchengröße von weniger als 140 nm haben und bevorzugter eine
Teilchengröße von weniger als 80 nm haben, haben sich als am
geeignetsten für die vorliegende Erfindung erwiesen.
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Die bevorzugten feinen Silikonemulsionen und
Mikroemulsionen sind solche, die unter Verwendung von
Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt wurden. Weiter bevorzugt sind
solche feinen Emulsionen und Mikroemulsionen, die unter Verwendung
der Emulsionspolymerisation hergestellt wurden, wobei cyclische
Dimethylsiloxane als Ausgangsmaterial verwendet wurden. Jedoch
sind auch feine Silikonemulsionen und Mikroemulsionen, die unter
Verwendung einer Emulsionspolymerisation hergestellt wurden, die
Copolymere enthalten oder bei denen andere cyclische Siloxane
als Ausgangsmaterialien verwendet wurden, für die vorliegende
Erfindung geeignet.
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Die feinen Emulsionen und Mikroemulsionen werden
typischerweise für hergestellt und dem Drucker mit einem Gehalt an
Silikonpolymer von 10 Gew.-% oder mehr geliefert. Der Drucker
verdünnt die Emulsion weiter so, daß sie eine
Silikonpolymerkonzentration von weniger als 10 Gew.-% und bevorzugter weniger
als 5 Gew.-% aufweist. Wegen der erhöhten Verdünnungsstabilität
und der Leistungseigenschaften ist es möglich, die feine
Emulsion und Mikroemulsion auf wesentlich geringere Konzentrationen
(zum Beispiel weniger als 1%) zu verdünnen und die gleichen oder
verbesserte Ergebnisse zu erzielen.
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Die für die vorliegende Erfindung geeigneten feinen
Emulsionen und Mikroemulsionen sind solche, die sowohl ein
kationisches als auch ein nicht-ionisches Tensid enthalten. Es ist
bevorzugt, daß das kationische Tensid in einem Gehalt von
mindestens 1,5 Gew.-%, bezogen auf den Silikongehalt, und bevorzugter
mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf den Silikongehalt, vorhanden
ist. Es ist auch bevorzugt, daß das nicht-ionische Tensid in
einem Anteil von mindestens 5,0 Gew.-%, bezogen auf den
Silikongehalt, und bevorzugter 15 Gew.-%, bezogen auf den
Silikongehalt, vorhanden ist.
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Kationische Tenside, die in den feinen Emulsionen und
Mikroemulsionen enthalten sein können, können ausgewählt werden
aus irgendwelchen im Stand der Technik bekannten kationischen
Tensiden. Geeignete kationische Tenside sind zum Beispiel
aliphatische Fettamine und deren Derivate, wie Dodecylaminacetat,
Octadecylaminacetat und Acetate der Amine von Talgfettsäuren;
Homologe von aromatischen Aminen mit Fettketten wie
Dodecylanalin; Fettamide, die sich von aliphatischen Diaminen ableiten,
wie Undecylimidazolin; Fettamide, die sich von disubstituierten
Aminen ableiten, wie Oleylaminodiethylamin; Derivate von
Ethylendiamin; quaternäre Ammoniumverbindungen wie
Talgtrimethylammoniumchlorid, Dioctadecyldimethylammoniumchlorid,
Didodecyldimethylammoniumchlorid und
Dihexadecyldimethylammoniumchlorid; Amidderivate von Aminoalkoholen wie
beta-Hydroxyethylstearylamid; Aminsalze von langkettigen Fettsäuren;
quaternäre Ammoniumbasen, die sich von Fettamiden von disubstituierten
Diaminen ableiten, wie
Oleylbenzylaminoethylendiethylaminhydrochlorid; quaternäre Ammoniumbasen der Benzimidazoline wie
Methylheptadecylbenzimidazolhydrobromid; basische Verbindungen
wie Pyridiniumverbindungen und Derivate, wie
Cetylpyridiniumchlorid; Sulfoniumverbindungen wie
Octadecylsulfoniummethylsulfat; quaternäre Ammoniuinverbindungen von Betain, wie
Betainverbindungen von Diethylaminoessigsäure und
Octadecylchlormethylether; Urethane von Ethylendiamin, wie die
Kondensationsprodukte von Stearinsäure und Diethylentriamin;
Polyethylendiamine und Polypropanolpolyethanolamine, sind jedoch nicht darauf
beschränkt. Die bevorzugten kationischen Tenside gehören zu den
quaternären Ammoniumverbindungen.
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Kationische Tenside, die im Handel erhältlich sind und
für die vorliegende Erfindung geeignet sind, schließen ARQUAD
T27W, ARQUAD 16-29, ARQUAD C-33, ARQUAD T50, ETHOQUAD T/13
ACETATE, alle hergestellt von AKZO CHEMIE, ein, sind aber nicht
darauf beschränkt.
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Nicht-ionische Tenside, die in den feinen Emulsionen und
Mikroemulsionen enthalten sein können, werden ausgewählt aus
solchen, die im Stand der Technik als nicht-ionische Tenside
bekannt sind. Bevorzugte nicht-ionische Tenside sind solche mit
einem hydrophilen/lipophilen Gleichgewicht (HLB) von 10 bis 20
und sind in der Emulsionsumgebung stabil. Als geeignete
nichtionische Tenside können beispielsweise, ohne darauf beschränkt
zu sein, genannt werden
2,6,8-Trimethyl-4-nonyloxypolyethylenoxyethanol (6EO) (verkauft als TERGITOL TMN-6 von UNION CARBIDE
CORP.); 2,6,8-Trimethyl-4-nonyloxypolyethylenoxyethanol (10EO)
(verkauft als TERGITOL TMN-10 von UNION CARBIDE CORP.);
Alkylenoxypolyethylenoxyethanol (C 11-15, sekundäres Alkyl, 7EO)
(verkauft als TERGITOL 15-S-7 von UNION CARBIDE CORP.);
Alkylenoxypolyethylenoxyethanol (C 11-15, sekundäres Alkyl, 9EO)
(verkauft als TERGITOL 15-S-9 von UNION CARBIDE CORP.);
Alkylenoxypolyethylenoxyethanol (C 11-15, sekundäres Alkyl, 15EO)
(verkauft als TERGITOL 15-S-15 von UNION CARBIDE CORP.);
Octylphenoxypolyethoxyethanol (40EO) (verkauft als TRITON X405 von
ROHM & HAAS CO.) und Nonylphenoxypolyethoxyethanol (10EO)
(verkauft als MAKON 10 von STEPAN CO.)
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Zusätzliche Tenside, die für die vorliegende Erfindung
geeignet sind, sind solche, die sowohl die Eigenschaften des
kationischen Tensids als auch die des nicht-ionischen Tensids
aufweisen. Ein solches Tensid ist ETHOQUAD 18/25 hergestellt von
AKZO CHEMIE.
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Weitere Komponenten können auch in der Emulsion vorhanden
sein, diese schließen Konservierungsmittel, Fungizide,
Rostschutzmittel, Antioxidantien, den Katalysator und
neutralisierende Verbindungen und/oder Verbindungen, die durch Reaktion
zwischen diesen und anderen gebildet werden, ein.
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Es wurde auch gefunden, daß die
Kratzfestigkeitseigenschaften weiter verbessert werden können, indem feine Emulsionen
und Mikroemulsionen mit einer höheren Silikonpolymerviskosität
verwendet werden. Bevorzugt sind feine Emulsionen und
Mikroemulsionen mit einer Silikonpolymerviskosität von mindestens 500
mPa s (centipoise) und bevorzugter 1000 mPa s (centipoise). Da
es schwierig ist, hochviskose feine Emulsionen und
Mikroemulsionen herzustellen unter Verwendung von mechanischen
Emulsionstechniken, ist es bevorzugt, die höherviskosen feinen
Emulsionen und Mikroemulsionen unter Verwendung der
Emulsionspolymerisation herzustellen.
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Feine Emulsionen und Mikroemulsionen von besonderem
Nutzen als Verfahrenshilfsstoffe für das Rollendrucken sind
solche, die in der US-Patentanmeldung Serial No. 532,476,
eingereicht am 1. Juni 1990 mit dem Titel "Rust Inhibiting Silicone
Emulsions" von Gee beschrieben werden. Feine Emulsionen und
Mikroemulsionen mit der Zusammensetzung, wie sie in der US-
Patentanmeldung Serial No. 532,476, eingereicht am 1. Juni 1990
mit dem Titel "Rust Inhibiting Silicone Emulsions", gelehrt
werden, sind geeignet wegen ihrer rost- und korrosionshemmenden
Eigenschaften, die der Emulsionszusammensetzung inhärent sind.
Die in der US-Patentanmeldung Serial No. 532,476 mit dem Titel
"Rust Inhibiting Silicone Emulsions" gelehrten Emulsionen
umfassen mindestens ein kationisches Tensid, das ein Anion enthält,
dessen Muttersäure einen pKa von 3 oder mehr hat. Die Verwendung
dieses Tensids liefert die inhärenten rosthemmenden
Eigenschaften.
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Bei dem Rollendruckverfahren gibt es zahlreiche Metall-
oder Stahloberflächen, mit denen die Emulsion in Kontakt ist.
Die inhärenten Rost- oder Korrosionsschutzeigenschaften räumen
den Bedarf für Additive zur Hemmung von Rost oder Korrosion aus.
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Die feinen Silikonemulsionen und Mikroemulsionen werden
als Verfahrenshilfsstoffe für Rollendruckverfahren verwendet,
indem sie auf die Papierbahn aufgetragen werden, sofort oder
kurz nachdem das Papier einen Trockenofen verläßt, worin die
Tinte trocknet oder härtet. Die feine Silikonemulsion und
Mikroemulsion wird aus einem Bad auf eine Walze aufgenommen, die
mit dem Papier in Kontakt kommt, wodurch die feine Emulsion und
Mikroemulsion auf das Papier aufgetragen wird. Beim Auftragen
auf das Papier liefert das Silikonpolymer eine Schutzsperre für
die Tinte, um ein Zerkratzen oder Verschmieren zu verhindern.
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Damit der Fachmann die hier gelehrte Erfindung besser
verstehen kann, werden die folgenden Beispiele angegeben, wobei
sich versteht, daß diese Beispiele den Schutzbereich der
Erfindung über die in den beigefügten Ansprüchen angegebenen
Begrenzungen hinaus nicht beschränken.
Beispiel 1
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Eine Mikroemulsion wurde hergestellt unter Verwendung
eines Emulsionspolymerisationsverfahrens gemäß
US-Patentanmeldung Serial No. 07/439,751, eingereicht am 21. Nov. 1989 von
Tanaka et al.. Die Präemulsion enthielt 60 Teile cyclische
Siloxane mit durchschnittlich 4 Si pro Molekül, 6 Teile
nichtionisches Tensid (MAKON 10) und 34 Teile Wasser. Die
Mikroemulsion wurde hergestellt unter Verwendung von 58,33 Teilen der
Präemulsion, 21,4 Teilen ARQUAD T27W (kationisches Tensid), 6,02
Teilen MAKON 10, 11,12 Teilen Wasser, 2 Teilen 20%
Natriumhydroxid (Katalysator), 1,10 Teilen 75% Phosphorsäure
(Neutralisator), 0,03 Teilen Kathon GC/IPC (Konservierungsmittel) und
1,35 Teilen eines Rostschutzmittels. Die entstehende
Mikroemulsion hatte eine Teilchengröße von 28 nm.
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Die Mikroemulsion wurde auf 2,4 Gew.-% Gehalt an
nichtflüchtigen Bestandteilen verdünnt. Die Mikroemulsion wurde auf
104 g/m² (70 lb.) Papier aufgetragen nach dem Bedrucken mit
einer HARRIS M80 Druckpresse. Die Presse wurde mit einer
Geschwindigkeit von 183 m(600 ft.)/min betrieben. Die statische
Ladung vor dem Auftragen der Mikroemulsion wurde gemessen mit
600 Volt. Nach dem Auftragen wurde die statische Ladung gemessen
mit 200 Volt und an der Falzeinrichtung war die statische Ladung
100 Volt. Die Benetzbarkeit der Walze wurde als mäßig bis gut
beurteilt.
Beispiel 2
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Dieselbe Mikroemulsion, wie in Beispiel 1 hergestellt,
wurde auf 2,8 Gew.-% Anteil an nicht-flüchtigen Bestandteilen
verdünnt. Die Mikroemulsion wurde auf ein 74 g/m² (50 lb.)
Papier aufgetragen und anschließend auf einer HARRIS M80
Druckpresse bedruckt. Die Presse wurde mit einer Geschwindigkeit von
223 m(733 ft.)/min betrieben. Die Auftragsgeschwindigkeit war
10/15 (oben/unten). Die statische Ladung vor dem Auftragen der
Mikroemulsion wurde gemessen mit 1000 bis 2000 Volt. Nach dem
Auftragen wurde die statische Ladung gemessen mit 200 Volt und
vor und nach dem Blattschneider war die statische Ladung 100
bzw. 20 Volt. Die Benetzbarkeit der Walze wurde als gut
beurteilt.
Vergleichsbeispiel 1
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Die gleiche Presse und das gleiche Papier wurden
verwendet, wie in Beispiel 2. Eine Emulsion, die von RYCOLINE
PRODUCTS unter dem Namen Y820 geliefert wurde, wurde verwendet.
Die Emulsion wurde auf 3,4% Anteil an nicht-flüchtigen
Bestandteilen verdünnt. Die Presse wurde mit einer Geschwindigkeit von
215 m(704 ft.)/min betrieben. Die Auftragsgeschwindigkeit war
15/20 (oben/unten). Die statische Ladung vor dem Auftrgen der
Emulsion wurde mit 500 Volt gemessen. Nach dem Auftragen wurde
die statische Ladung mit 300 Volt gemessen und vor und nach dem
Blattschneider war die statische Ladung 100 bis 200 Volt bzw. 50
Volt. Die Benetzbarkeit der Walze wurde als mäßig bis gut
beurteilt.
Beispiel 3
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Eine Mikroemulsion wurde hergestellt mit dem in der US-
Patentanmeldung Serial No. 532,471, eingereicht am 1. Juni 1990
mit dem Titel "Method for Making Polysiloxane Emulsions" von
Gee, gelehrten Verfahren. Die Mikroemulsion wurde hergestellt,
indem 46,17 Teile Wasser, 12 Teile ETHOQUAD T13/ACETATE und 5,5
Teile TERGITOL 15S12 vereinigt wurden. 35 Teile cyclische
Siloxane mit durchschnittlich 4 Si-Atomen pro Molekül wurden
zugegeben. Die Mischung wurde auf 85ºC erhitzt und 1 Teil 20%
Natriumhydroxid wurde zugegeben, um die Polymerisationsreaktion
zu katalysieren. Die Mischung wurde 5 Stunden lang unter Rühren
auf 85ºC gehalten. 0,3 Teile Eisessig wurden zugegeben, um die
Lösung zu neutralisieren. Als die Emulsionslösung abgekühlt war,
wurden 0,02 Teile Kathon LX 1,5 (ein Konservierungsmittel)
zugegeben.
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Die Mikroemulsion wurde auf 1,46 Gew.-% Anteil
nichtflüchtiger Bestandteile verdünnt. Die Mikroemulsion wurde auf
ein beschichtetes Papier mit 56 g/m² (38 lb.), Caroline Gloss,
aufgetragen und anschließend auf einer M.A.N. ROLAND 22 3/4 X 38
Druckpresse bedruckt. Die Presse wurde mit einer Geschwindigkeit
von 402 m(1320 ft.)/min betrieben. Die statische Aufladung vor
dem Auftragen der Mikroemulsion wurde gemessen mit 3000 Volt.
Nach dem Auftragen war sie 0 bis 600 Volt. Die Benetzbarkeit der
Walze wurde als sehr gut beurteilt.
Vergleichsbeispiel 2
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Es wurde ein Durchlauf gemacht mit dem gleichen Papier
und der gleichen Presse wie in Beispiel 1, wobei eine feine
Emulsion mit einer Teilchengröße von ungefähr 241 nm verwendet
wurde, die 0,2% kationisches Tensid, 6,5% nicht-ionisches Tensid
und 55% Silikon umfaßte. Die Emulsion wurde mit Wasser verdünnt,
so daß sie einen Anteil von 2,20 Gew.-% an nicht-flüchtigen
Bestandteilen enthielt. Die Presse wurde mit einer
Geschwindigkeit von 402 m(1320 ft.)/min betrieben. Die statische Aufladung
vor dem Auftragen der Emulsion wurde gemessen mit 2000 bis 4000
Volt. Nach dem Auftragen wurde sie gemessen mit 1000 bis 1500
Volt. Die Benetzbarkeit der Walze wurde als mäßig beurteilt mit
einigen Hinweisen auf Kraterbildung.
Beispiel 4
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Die gleiche Mikroemulsion, die in Beispiel 3 hergestellt
wurde, wurde mit Wasser auf einen Anteil an nicht-flüchtigen
Bestandteilen von 0,39 Gew.-% verdünnt. Die Mikroemulsion wurde
auf ein NORTHCOTE RMP Papier mit 74 g/m² (50 lb.) aufgetragen
und anschließend mit einer HARRIS M1000B Druckpresse bedruckt.
Die Presse wurde mit einer Geschwindigkeit von 523 m(1715
ft.)/min betrieben. Die statische Aufladung nach dem Auftragen der
Mikroemulsion wurde gemessen mit 20 bis 400 Volt. Die
Benetzbarkeit der Walze wurde als sehr gut beurteilt.
Vergleichsbeispiel 3A
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Es wurde ein Durchlauf gemacht mit der gleichen Presse
und dem gleichen Papier wie in Beispiel 4, wobei eine feine
Emulsion mit einer Teilchengröße von ungefähr 241 nm verwendet
wurde, die 0,2% kationisches Tensid, 6,5% nicht-ionisches Tensid
und 55% Silikon enthielt. Die Emulsion wurde so verdünnt, daß
sie einen Anteil an nicht-flüchtigen Bestandteilen von 1,80
Gew.-% hatte. Die Presse wurde mit einer Geschwindigkeit von
509 m(l670 ft.)/min betrieben. Die statische Aufladung nach
Auftragen der Emulsion wurde mit 100 bis 3000 Volt gemessen. Die
Benetzbarkeit der Walze wurde als mäßig beurteilt mit einigen
Hinweisen auf Kraterbildung.
Vergleichsbeispiel 3B
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Es wurde ein Durchlauf mit der gleichen Presse und dem
gleichen Papier wie in Beispiel 4 gemacht unter Verwendung einer
Standardemulsion mit einer Teilchengröße von ungefähr 300 nm,
die 3% nicht-ionisches Tensid, 60% Silikon und kein kationisches
Tensid umfaßte. Die Emulsion wurde so verdünnt, daß sie 4,50
Gew.-% an nicht-flüchtigen Bestandteilen enthielt. Die Presse
wurde mit einer Geschwindigkeit von 457 m(1500 ft.)/min
betrieben. Die statische Aufladung nach dem Auftragen der Emulsion
wurde mit 2000 bis 8000 Volt gemessen. Die Benetzbarkeit der
Walze wurde als mäßig beurteilt mit einigen Hinweisen auf
Kraterbildung.
Beispiel 5
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Zwei verschiedene Versuche wurden durchgeführt an zwei
verschiedenen Tagen, um die geringste Konzentration zu
bestimmen, die erhalten werden konnte, bevor eine Kratzerbildung
sichtbar wurde. Der erste Versuch erfolgte auf demselben Papier
und derselben Presse, wie in Beispiel 4 verwendet. Der zweite
Versuch erfolgte mit einem beschichteten Papier mit 59 g/m² (40
lb.) und derselben Presse wie in Beispiel 4. Die Ergebnisse, die
die Testbedingungen und Verdünnungen zeigen, sind in Tabelle 1
angegeben. Diese Ergebnisse zeigen die verbesserte
Kratzfestigkeit bei höheren Silikonpolymerviskositäten.
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Probe A ist dieselbe Emulsion, die in Vergleichsbeispiel
3B verwendet wurde, Probe B ist die gleiche Emulsion, die in
Vergleichsbeispiel 3A verwendet wurde. Probe C ist die gleiche
Mikroemulsion, die in Beispiel 4 verwendet wurde, und Probe D
ist eine Mikroemulsion, die mit der in der US-Patentanmeldung
Serial No. 532,471, eingereicht am 1. Juni 1990 mit dem Titel
"Method for Making Polysiloxane Emulsions" von Gee, gelehrten
Methode hergestellt wurde. Die Mikroemulsion (Probe D) wurde
hergestellt, indem 45 Teile Wasser, 10,3 Teile ETHOQUAD
T13/ACETATE und 4,7 Teile TERGITOL 15S12 vereinigt wurden. 30
Teile cyclische Siloxane mit durchschnittlich 4 Si-Atomen pro
Molekül und 0,45 Teile Methyltrimethoxysilan wurden zugegeben.
Die Mischung wurde auf 85ºC erhitzt und 0,35 Teile 20%
Natriumhydroxid wurden zugegeben, um die Polymerisationsreaktion zu
katalysieren. Die Mischung wurde 9 Stunden unter Rühren auf 85ºC
gehalten. 0,27 Teile Eisessig wurden zugegeben, um die Lösung zu
neutralisieren. Als die Emulsionslösung abgekühlt war, wurden
0,03 Teile Kathon LX 1,5 (ein Konservierungsmittel) zugegeben.
Tabelle 1
Tag
Probe
kein Verkratzen
Verkratzen
ND = es wurde keine geringere Verdünnung getestet
* Die Viskosität ist die des Silikonpolymers, gemessen, indem
die Emulsion gebrochen wurde, das Silikonpolymer gewonnen wurde
und die Viskosität des gewonnen Silikonpolymers gemessen wurde.