EP0192600A1 - Aqueous optical brighhtener compositions and their use in paper coatings - Google Patents
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- EP0192600A1 EP0192600A1 EP86810011A EP86810011A EP0192600A1 EP 0192600 A1 EP0192600 A1 EP 0192600A1 EP 86810011 A EP86810011 A EP 86810011A EP 86810011 A EP86810011 A EP 86810011A EP 0192600 A1 EP0192600 A1 EP 0192600A1
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/30—Luminescent or fluorescent substances, e.g. for optical bleaching
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
- D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
- D06L4/60—Optical bleaching or brightening
- D06L4/664—Preparations of optical brighteners; Optical brighteners in aerosol form; Physical treatment of optical brighteners
Definitions
- liquid aqueous brightener preparations which, in addition to an optical brightener of the diaminostilbenedisulfonic acid series, contain a solubilizer which, inter alia, can be a "not too high molecular weight" polyglycol ether; In example 5 of this patent, polyethylene glycol 400 is used.
- a solubilizer which, inter alia, can be a "not too high molecular weight" polyglycol ether
- polyethylene glycol 400 is used.
- British Patent 1,391,593 describes aqueous paper coating slips which, in addition to a water-soluble optical brightener of the diaminostilbenedisulfonic acid series, contain a polyethylene glycol, in particular a polyethylene glycol 4000, and certain methylated polymethylolmelamine / urea resins in addition to a synthetic latex and a dispersed white pigment.
- German patent specifications 21 45 384 and 24 30 624 describe aqueous paper coating slips which, in addition to a water-soluble optical brightener for the diaminostilbenedisulfonic acid series, white pigment and binder, contain a polyethylene glycol 5000-6000 and the paper is coated with these coating slips; In this way, high white effects can be achieved in the paper coating.
- the additives described in these three patents, in particular the brightener and the polyethylene glycol, are individually added to the paper coating slips.
- aqueous brightener preparations which are distinguished by a surprisingly good stability and can be prepared which paper coating, in particular paper coating containing a synthetic latex, can be surprisingly well brightened optically, the formulation and preparation of the paper coating slips being particularly simple and efficient using the liquid brightener preparations.
- the invention thus relates to the corresponding brightener preparations and their use for optically brightening paper coating or for producing coated paper, at least the coating being optically brightened.
- the compounds of formula (I) are known as such and also as optical brighteners.
- Preferred compounds of the formula (I) are those in which R 3 is hydrogen, ⁇ -hydroxyethyl, ⁇ -hydroxypropyl, methyl, ethyl, ⁇ -cyanoethyl or ⁇ -carbamoylethyl and R 4 is ⁇ -hydroxyethyl, ⁇ -hydroxypropyl or ⁇ ( ß'-Hydroxy-ethoxy) ethyl means or R 3 and R 4 together with the adjacent nitrogen atom means a morpholino radical.
- a uniform optical brightener is used as component (a), then this is preferably as defined under (a l ), in particular one in which R 1 is hydrogen; if component (a) is a mixture of brighteners, then it is preferably a mixture of components (a l ) and (a 2 ), where (a 1 ) is also a mixture of brighteners in which R l is hydrogen and R 1 is sulfo means can be.
- the weight ratio (a l ) / (a 2 ) can vary widely and is particularly dependent on the binders used in the coating slip, essentially as described below.
- the symbol M preferably represents a colorless cation, primarily an alkali metal (in particular lithium, potassium or preferably sodium) or an ammonium cation which can be unsubstituted or substituted by lower alkyl or alkanol radicals, in particular by methyl, ethyl, ⁇ -hydroxyethyl and / or ß-hydroxypropyl; preferred cations M are potassium, sodium, unsubstituted ammonium and mono-, di- or triethanolammonium.
- alkali metal in particular lithium, potassium or preferably sodium
- ammonium cation which can be unsubstituted or substituted by lower alkyl or alkanol radicals, in particular by methyl, ethyl, ⁇ -hydroxyethyl and / or ß-hydroxypropyl
- preferred cations M are potassium, sodium, unsubstituted ammonium and mono-, di- or triethanolammonium.
- optical brighteners of the formula (I) used as component (a) can contain up to 12% by weight of salt from the preparation, but are preferably salt-free as far as possible (what is meant here are essentially the inorganic salts - especially alkali metal salts - and optionally Amine salts, which can occur as by-products in the manufacture and isolation of optical brighteners); the compounds of the formula (I), in which R 1 is hydrogen, precipitate out after production in an aqueous medium by salting out in the form of alkali metal salts and, after filtration and washing, are sufficiently pure to be used according to the invention; If amine salts are prepared, the compound can be acidified and the precipitated acid can, after filtering and optionally washing, be reacted with water, with the corresponding amine or with ammonia, which gives a very pure product.
- the compounds of formula (I), in which R 1 and R 2 each represent a sulfo group, are preferably dialyzed in the form of acid or alkali metal salt in aqueous solution, after which the acid can, if desired, be neutralized with an appropriate base; very pure products can be obtained in this way.
- Components (a) preferably contain no more than 5% by weight of inorganic salts from the preparation.
- the polyethylene glycol used as component (b) advantageously has an average molecular mass in the range from 1000-2500, preferably in the range from 1500-2500, in particular in the range from 1500-2200.
- the polyethylene glycols (b) can be used as commercial technical products.
- the molecular mass of such a polyethylene glycol generally varies within a relatively narrow range, in particular in the range from ⁇ 5% to ⁇ 10% of the relevant molecular mass, primarily from t5% for polyethylene glycol 1000 to ⁇ 10% for polyethylene glycol 3000.
- the weight ratio of component (b) to component (a) is advantageously in the range from 0.2: 1 to 5.0: 1; at least part of component (a) is preferably a component (a l ) and the weight ratio of component (b) to component (a l ) is advantageously in the range from 1.5: 1 to 5.0: 1; preferably 2.5: 1 to 5.0: .1; in particular 3.0: 1 to 4.0: 1. If component (a) is a mixture of (a l ) and (a 2 ), then is preferred the weight ratio of component (b) based only on component (a l ), while component (a 2 ) is not taken into account.
- the water content of the preparation is expediently at least that much that the preparation can still be stirred and is preferably easy to pour; in the case of concentrated preparations, the concentration of component (a) is advantageously 5-30, preferably 7-25,% by weight of the preparation, the water content is advantageously chosen so that the dry matter content of the preparation is in the range of 10-80%, preferably 25-60% by weight; if only (a l ) is used as component (a), then the dry substance content of the preparation is advantageously in the range of 35-60% by weight in the case of concentrated preparations.
- the aqueous preparations according to the invention preferably have a neutral to clearly alkaline pH, in particular in the range from pH 7 to pH 10; if necessary, this can be adjusted by adding bases, in particular bases corresponding to M (e.g. alkali metal hydroxides or carbonates, ammonia or amines).
- bases in particular bases corresponding to M (e.g. alkali metal hydroxides or carbonates, ammonia or amines).
- the brightener preparations according to the invention are very stable in storage and can be processed directly, i.e. diluted with water and / or metered directly into the coating slip preparations, and a further object of the invention is the use of the preparations according to the invention in paper coating slips for the production of lightening-containing paper coating slips or for the production of optically brightened, coated paper, in particular a process for the production of coated, at least brightened paper, which is characterized in that, after the sheet has been formed, a coating slip mixed with a preparation according to the invention is applied to the paper and fixed by thermal treatment .
- the coating slips are essentially aqueous preparations which contain at least one binder and, if appropriate, a white pigment, in particular a matting white pigment, and can additionally contain other customary additives (dispersants, iron ion binders, defoamers, etc.); the preparation according to the invention, which can optionally be prediluted, is added to these in the formulation.
- the binders can generally be any binders of the kind used in paper technology for the production of coating slips and can consist of a single binder (d 1 ) or also a mixture of (d 1 ) primary and (d 2 ) secondary binders.
- the sole or primary binder (d 1 ) is preferably a synthetic latex.
- the synthetic latices (synthetic resins) which are used in the coating slips as sole or primary binders are generally known and are described in numerous technical literature.
- polymers and copolymers of ethylenically unsaturated compounds primarily the following: butadiene styrene copolymers, which may additionally contain a carboxylated comonomer, polyacrylates, copolymers of alkyl acrylate and vinyl acetate, which may contain a comonomer containing carboxy groups, such as acrylic acid, itaconic acid or maleic acid and polyvinyl acetates containing a carboxy group-containing 5 comonomer.
- the secondary binders (d 2 ), which can optionally be used together with the primary binders (d l ), are generally known and are described in detail in the specialist literature, the most important representatives being the following: starch or casein (which, if appropriate can also be partially oxidized and / or hydrolyzed), modified cellulose such as carboxymethyl cellulose, and cellulose methyl ether, polyvinyl alcohol, low molecular weight, carboxyl group-containing polymers (in particular polycarboxylic acids, for example copolymers of acrylic acid C 1-4 alkyl ester and acrylic acid, which additionally contains as dispersing agent and as iron ions binder can serve), among them, in particular, the casein and the carboxy-containing polymers and polyvinyl alcohol are preferred.
- starch or casein which, if appropriate can also be partially oxidized and / or hydrolyzed
- modified cellulose such as carboxymethyl cellulose, and cellulose methyl ether
- polyvinyl alcohol low molecular weight
- substantially non-ionic emulsifiers in addition to the synthetic Lati e ces, in addition to the Polycarboxyitatien and / or in lieu of such conventional dispersants used for the latices to be dispersed in water, substantially non-ionic emulsifiers.
- the synthetic binders are already sold as dispersions, which may contain dispersants (eg from dispersion polymerization).
- Such white pigments are essentially matting white pigments and are generally inorganic or mineral substances, mainly calcium carbonate, calcium sulfate (satin white), aluminum silicates and aluminum hydroxides, aluminum magnesium silicates (chinaclay), titanium dioxide or barium sulfate (Blancfix) and also mixtures of such pigments.
- the white pigments and any other suitable additives are generally known in paper technology and are widely described in the specialist literature.
- Component (D) comprises the total binder content, ie the primary binder (d l ) and, if available, also the secondary binder (d 2 ), as well as the corresponding water contained in the latex (these latices are usually in water-containing form traded, mostly about 40-70%).
- Component (E) represents the additional water that is required for the desired coating slip.
- Component (F) is generally any white pigment, as is usually used in coating slips, in particular for matting the paper coating, and as described above.
- the relative weight ratios of components (D), (E) and (F) generally correspond to the usual coating slip compositions, and the coating slips may also contain other conventional additives, such as defoamers, buffer salts, bases, flow agents, etc. (see e.g. B.JJ Casey , "Pulp and Paper”;. Chemistry and Chemical Technology, 2nd Ed, Vol III, p 1646-1650).
- the optimal whiteness range can vary and can be determined for a given coating paste by a few preliminary tests; the optimum brightener concentration is generally advantageously in the range from 0.005 to 8.0, preferably — especially if component (a) component (a l ) is used without (a 2 ) - 0.05 to 4.0 parts by weight of the above-defined component (a), based on 100 parts by weight of white pigment (as a reference).
- the content of secondary binder (d 2 ) is advantageously chosen to be as low as possible, preferably no more than 1 part by weight (d 2 ) is then used per 100 parts by weight of white pigment.
- a preparation according to the invention is preferably used as component (X) which, as component (a), contains component (a l ) without (a 2 ) contains, as defined above and particularly preferred.
- a mixture of a synthetic latex (d l ) and a secondary binder or binder mixture (d 2 ) is used as the binder (D)
- one which the component (a l ) is mixed with is advantageously used as the preparation (X) component (a 2 ) as defined above; either the components (a 1 ) and (a 2 ) are both present in the preparation according to the invention, or the component (a 1 ) is added in the form of an inventive preparation and K o MPO component (a 2) is added as such or as an aqueous solution either with the inventive preparation containing the component (a l) prior to the metering into the coating composition, or is metered separately into the coating slip;
- Components (a l ) and (a 2 ) are preferably formulated together as a preparation according to the invention and the whole of the coating slip is metered in during the production thereof.
- component (D) is a mixture of a synthetic latex (d l ) and a secondary binder (d 2 ), then depending on the composition of the binder (D ) the optimal composition of the mixture (a l ) / (a 2 ) vary widely;
- the weight ratio (a l ) / (a 2 ) is, for example, in the range from 1: 0.05 to 1:20, primarily in the range from 1: 0.1 to 1:10;
- the weight ratio (a l ) / (a 2 ) is advantageously in the range from 1 / 0.5 to 1/10, in particular in the range from 1/1 to 1/5.
- the pH of the aqueous coating slips is preferably alkaline and can be adjusted with conventional bases (for example with alkali metal hydroxides or carbonates or preferably with ammonia) to values which are advantageously between 7.5 and 9, preferably between 8 and 8.5 .
- Suitable substrates for the coating slips are any type of paper, such as can usually be used for coating, from fine thin printing paper to cardboard and heavy cardboard, as are generally produced from a wide variety of cellulose fiber materials, e.g. Wood fibers, wood pulp, 1-year plant fibers, rags (linen, hemp, cotton, jute etc.) or refurbished waste paper.
- the paper to be coated can be unsized or sized. Occasionally, synthetic papers can also be used as a substrate.
- the new coating slips can be applied to the paper after sheet formation in a manner known per se using conventional coating devices (for example with a doctor blade, with brushes, with a knife or even with an air knife).
- the coating can be carried out batchwise or continuously, in particular also in the continuous production of paper at high speed.
- Fixing the brightener containing coating slip is carried out by heating, expediently as usual when drying (for example at 50-120 ° C., preferably 65-95 ° C.).
- the paper coated according to the invention can also be subjected to a special gloss aftertreatment.
- the coated papers obtained are ideal for good, clean and clear printing.
- the parts mean parts by weight and percentages by weight; the temperatures are given in degrees Celsius.
- the brightener numbering used in the examples corresponds to that in Table 1.
- table 3 lists further brightener preparations which are prepared as described in example 3, but using the optical brighteners (a 1 ) and (a 2 ) listed in table 3; in columns 4 and 5 the amounts of the respective optical brightener used are listed.
- the coating slips obtained in this way which have different proportions of brightener formulation, are then knife-coated onto the felt side of coating base paper in an application quantity of 20 g / m 2 using a roller knife and then dried with a warm air dryer at 90-95 ° C. for 1 minute.
- butadiene-styrene copolymer can also be used in the coating slip, e.g. 20% higher or lower, depending on the requirements placed on the physical properties of the coating. You also get a significant increase in whiteness compared to the blank.
- the brightener preparations (1) to (22) or (24) are used, which also enables high degrees of whiteness to be achieved.
- the papers coated with it have a high degree of lightening.
- the papers coated with this coating slip have a high degree of whiteness.
- the brightener preparations from Examples 3a to 3g are used instead of the brightener preparation from Example 3.
- Example C1 The procedure described in Example C1 is used, but that of Example 4 is used instead of the preparation of Example 2. A very good white effect is obtained. Instead of the preparation from Example 4, those from Examples 4a to 4k can be used.
- Example C2 The procedure is as described in Example C2, but instead of the preparation of Example 3, that of Example 4 is used. A very good white effect is obtained. Instead of the preparation from Example 4, those from Examples 4a to 4k can be used.
Abstract
Description
Aus der DE-PS 1 206 296 ist es bekannt, flüssige wässrige Aufhellerpräparate herzustellen, die neben einem optischen Aufheller der Diaminostilbendisulfonsäurereihe einen Löslichkeitsvermittler enthalten, welcher u.a. ein "nicht zu hochmolekularer" Polyglykoläther sein kann; im Beispiel 5 dieses Patentes wird Polyäthylenglykol 400 eingesetzt. Diese Präparate, die auch in der Papierstreichmasse verwendet werden können,sind zwar stabil bewirken aber keine besondere Erhöhung des Weissgrades in Papierstrich der einen Syntheselatex als Binder enthält.From DE-PS 1 206 296 it is known to produce liquid aqueous brightener preparations which, in addition to an optical brightener of the diaminostilbenedisulfonic acid series, contain a solubilizer which, inter alia, can be a "not too high molecular weight" polyglycol ether; In example 5 of this patent, polyethylene glycol 400 is used. These preparations, which can also be used in the paper coating slip, are stable but do not result in a particular increase in the degree of whiteness in the paper coating which contains a synthetic latex as a binder.
In der britischen Patentschrift 1 391 593 sind wässrige Papierstreichmassen.beschrieben, die neben einem wasserlöslichen optischen Aufheller der Diaminostilbendisulfonsäurereihe ein Polyäthylenglykol, insbesondere ein Polyäthylenglykol 4000, und bestimmte methylierte Polymethylolmelamin/Harnstoff-Harze neben einem synthetischen Latex und einem dispergierten Weisspigment enthalten. In den deutschen Patentschriften 21 45 384 und 24 30 624 sind wässrige Papierstreichmassen beschrieben, die neben einem wasserlöslichen optischen Aufheller der Diaminostilbendisulfonsäurereihe, Weisspigment und Binder, ein Polyäthylenglykol 5000-6000 enthalten und mit diesen Streichmassen wird das Papier beschichtet; auf diese Weise können hohe Weisseffekte im Papierstrich erzielt werden. Die in diesen drei Patenten beschriebenen Zusätze, namentlich insbesondere der Aufheller und das Polyäthylenglykol, werden aber einzeln in die Papierstreichmassen gegeben.British Patent 1,391,593 describes aqueous paper coating slips which, in addition to a water-soluble optical brightener of the diaminostilbenedisulfonic acid series, contain a polyethylene glycol, in particular a polyethylene glycol 4000, and certain methylated polymethylolmelamine / urea resins in addition to a synthetic latex and a dispersed white pigment. German patent specifications 21 45 384 and 24 30 624 describe aqueous paper coating slips which, in addition to a water-soluble optical brightener for the diaminostilbenedisulfonic acid series, white pigment and binder, contain a polyethylene glycol 5000-6000 and the paper is coated with these coating slips; In this way, high white effects can be achieved in the paper coating. The additives described in these three patents, in particular the brightener and the polyethylene glycol, are individually added to the paper coating slips.
Es wurde nun gefunden, dass unter Verwendung von bestimmten optischen Aufhellern der Diaminostilbendisulfonsäurereihe und von bestimmten Polyäthylenglykolen als alleiniger Zusatz und ohne andere Zusätze ausser gegebenenfalls einer Base zur pH-Einstellung, wässrige Aufhellerpräparate hergestellt werden können, die sich durch eine überraschend gute Stabilität auszeichnen und mit denen Papierstrich, insbesondere Papierstrich der einen synthetischen Latex enthält, überraschend gut optisch aufgehellt werden kann, wobei durch den Einsatz der flüssigen Aufhellerpräparate die Formulierung und Zubereitung der Papierstreichmassen besonders einfach und rationell erfolgen kann.It has now been found that using certain optical brighteners of the diaminostilbenedisulfonic acid series and of certain polyethylene glycols as the sole additive and without other additives apart from optionally a base for adjusting the pH, aqueous brightener preparations which are distinguished by a surprisingly good stability and can be prepared which paper coating, in particular paper coating containing a synthetic latex, can be surprisingly well brightened optically, the formulation and preparation of the paper coating slips being particularly simple and efficient using the liquid brightener preparations.
Die Erfindung betrifft also die entsprechenden Aufhellerpräparate und deren Einsatz zur optischen Aufhellung von Papierstrich bzw. zur Herstellung von beschichtetem Papier, wobei mindestens der Strich optisch aufgehellt ist.The invention thus relates to the corresponding brightener preparations and their use for optically brightening paper coating or for producing coated paper, at least the coating being optically brightened.
Ein erster Gegenstand der Erfindung sind also wässrige Aufhellerpräparate aus
- (a) mindestens einem optischen Aufheller der Formel
- R2 Wasserstoff oder -SO3M,
- R3 Wasserstoff, C2-3-Hydroxyalkyl, C1-4-Alkyl, -CH2-CH2-CN oder -CH2-CH2-CONH2,
- R4 Wasserstoff, C1-4-Alkyl, C2-3-Hydroxyalkyl, Hydroxyäthoxyäthyl, Di(C1-3-alkyl)amino-C2-6-alkyl oder Benzyl oder R3 zusammen mit R4 und dem benachbarten Stickstoffatom einen Morpholino-, Pyrrolidino-, Piperidino- oder N-Methylpiperazinoripg und M Wasserstoff oder ein farbloses Kation
bedeuten, wobei höchstens eines von R3 und R4 Wasserstoff bedeutet, - (b) Polyäthylenglykol mit einer durchschnittlichen Molekularmasse im Bereich von 1000 bis 3000 und
- (c) Wasser,
worin pro 100 Gewichtsteile der Komponente (a) 10 bis 500 Gewichtsteile der Komponente (b) vorhanden sind und (c) mindestens 20 Gew.% des wässrigen Präparates ausmacht.A first subject of the invention is therefore aqueous brightener preparations
- (a) at least one optical brightener of the formula
- R 2 is hydrogen or -SO 3 M,
- R 3 is hydrogen, C 2-3 hydroxyalkyl, C 1-4 alkyl, -CH 2 -CH 2 -CN or -CH 2 -CH 2 -CONH 2 ,
- R 4 is hydrogen, C 1-4 alkyl, C 2-3 hydroxyalkyl, hydroxyethoxyethyl, di (C 1-3 alkyl) aminoC 2-6 alkyl or benzyl or R 3 together with R 4 and the adjacent nitrogen atom a morpholino, pyrrolidino, piperidino or N-methylpiperazinoripg and M is hydrogen or a colorless cation
mean, at most one of R 3 and R 4 being hydrogen, - (b) polyethylene glycol with an average molecular mass in the range of 1000 to 3000 and
- (c) water,
wherein 10 to 500 parts by weight of component (b) are present per 100 parts by weight of component (a) and (c) makes up at least 20% by weight of the aqueous preparation.
Die Verbindungen der Formel (I) sind als solche und auch als optische Aufheller bekannt. Unter den Verbindungen der Formel (I) sind diejenigen bevorzugt, worin R3 Wasserstoff, ß-Hydroxyäthyl, β-Hydroxypropyl, Methyl, Aethyl, ß-Cyanäthyl oder ß-Carbamoyläthyl bedeutet und R4 ß-Hydroxyäthyl, β-Hydroxypropyl oder β(ß'-Hydroxy-äthoxy)-äthyl bedeutet oder R3 und R4 zusammen mit dem benachbarten Stickstoffatom einen Morpholinorest bedeutet.The compounds of formula (I) are known as such and also as optical brighteners. Preferred compounds of the formula (I) are those in which R 3 is hydrogen, β-hydroxyethyl, β-hydroxypropyl, methyl, ethyl, β-cyanoethyl or β-carbamoylethyl and R 4 is β-hydroxyethyl, β-hydroxypropyl or β ( ß'-Hydroxy-ethoxy) ethyl means or R 3 and R 4 together with the adjacent nitrogen atom means a morpholino radical.
In einem besonderem Aspekt der Erfindung werden in der Komponente (a) zwei Untergruppen unterschieden:
- (a1) Verbindungen der Formel (I), worin R2 -S03M bedeutet; worunter diejenigen bevorzugt sind, worin R1 Wasserstoff bedeutet.
- (a2) Verbindungen der Formel (I), worin R1 und R2 beide Wasserstoff bedeuten.
- (a 1 ) Compounds of formula (I) wherein R 2 is -S0 3 M; among which preferred are those in which R 1 is hydrogen.
- (a 2 ) Compounds of formula (I) wherein R 1 and R 2 are both hydrogen.
Wird als Komponente (a) ein einheitlicher optischer Aufheller eingesetzt, dann ist dieser vorzugsweise wie unter (al) definiert, insbesondere ein solcher, worin R1 Wasserstoff bedeutet; ist die Komponente (a) ein Aufhellergemisch, dann handelt es sich vorzugsweise um ein Gemisch der Komponenten (al) und (a2), wobei (a1) auch noch ein Gemisch von Aufhellern, worin Rl Wasserstoff und worin R1 Sulfo bedeutet, sein kann.If a uniform optical brightener is used as component (a), then this is preferably as defined under (a l ), in particular one in which R 1 is hydrogen; if component (a) is a mixture of brighteners, then it is preferably a mixture of components (a l ) and (a 2 ), where (a 1 ) is also a mixture of brighteners in which R l is hydrogen and R 1 is sulfo means can be.
Das Gewichtsverhältnis (al)/(a2) kann stark variieren und ist insbesondere auch von den in der Streichmasse verwendeten Bindern abhängig, im wesentlichen wie weiter unten beschrieben.The weight ratio (a l ) / (a 2 ) can vary widely and is particularly dependent on the binders used in the coating slip, essentially as described below.
Das Symbol M steht vorzugsweise für ein farbloses Kation, vornehmlich Alkalimetall (insbesondere Lithium, Kalium oder vorzugsweise Natrium) oder ein Ammoniumkation, welches unsubstituiert oder durch niedrige Alkyl- oder Alkanolreste substituiert sein kann, insbesondere durch Methyl, Aethyl, ß-Hydroxyäthyl und/oder ß-Hydroxypropyl; bevorzugte Kationen M sind Kalium, Natrium, unsubstituiertes Ammonium und Mono-, Di- oder Triäthanolammonium.The symbol M preferably represents a colorless cation, primarily an alkali metal (in particular lithium, potassium or preferably sodium) or an ammonium cation which can be unsubstituted or substituted by lower alkyl or alkanol radicals, in particular by methyl, ethyl, β-hydroxyethyl and / or ß-hydroxypropyl; preferred cations M are potassium, sodium, unsubstituted ammonium and mono-, di- or triethanolammonium.
Die als Komponente (a) eingesetzten optischen Aufheller der Formel (I) können bis zu 12 Gew.% Salz aus der Herstellung enthalten, sind aber vorzugsweise soweit wie möglich salzfrei (gemeint sind hier im wesentlichen die anorganischen Salze - vor allem Alkalimetallsalze - und gegebenenfalls Aminsalze, die als Nebenprodukte bei der Herstellung und Isolierung der optischen Aufheller auftreten können); die Verbindungen der Formel (I), worin R1 Wasserstoff bedeutet, fallen nach der Herstellung in wässrigem Medium durch Aussalzen in Form von Alkalimetallsalzen aus und sind nach Filtration und Nachwaschen genügend rein, um erfindungsgemäss eingesetzt zu werden; werden Aminsalze hergestellt, so kann die Verbindung ausgesäuert werden und die ausgefällte Säure kann nach dem Filtrieren und gegebenenfalls Nachwaschen mit Wasser, mit dem entsprechenden Amin oder mit Ammoniak umgesetzt werden, wodurch ein sehr reines Produkt erhalten wird. Die Verbindungen der Formel (I), worin R1 und R2 je eine Sulfogruppe bedeuten, werden vorzugsweise in Form von Säure oder von Alkalimetallsalz in wässriger Lösung dialysiert, wonach die Säure gewünschtenfalls mit einer entsprechenden Base neutralisiert werden kann; auf diese Weise können sehr reine Produkte erhalten werden. Vorzugsweise enthalten die Komponenten (a) nicht mehr als 5 Gew.% anorganische Salze aus der Herstellung.The optical brighteners of the formula (I) used as component (a) can contain up to 12% by weight of salt from the preparation, but are preferably salt-free as far as possible (what is meant here are essentially the inorganic salts - especially alkali metal salts - and optionally Amine salts, which can occur as by-products in the manufacture and isolation of optical brighteners); the compounds of the formula (I), in which R 1 is hydrogen, precipitate out after production in an aqueous medium by salting out in the form of alkali metal salts and, after filtration and washing, are sufficiently pure to be used according to the invention; If amine salts are prepared, the compound can be acidified and the precipitated acid can, after filtering and optionally washing, be reacted with water, with the corresponding amine or with ammonia, which gives a very pure product. The compounds of formula (I), in which R 1 and R 2 each represent a sulfo group, are preferably dialyzed in the form of acid or alkali metal salt in aqueous solution, after which the acid can, if desired, be neutralized with an appropriate base; very pure products can be obtained in this way. Components (a) preferably contain no more than 5% by weight of inorganic salts from the preparation.
Das als Komponente (b) eingesetzte Polyäthylenglykol weist vorteilhaft eine durchschnittliche Molekularmasse im Bereich von 1000-2500, vorzugsweise im Bereich von 1500-2500, insbesondere im Bereich von 1500-2200 auf. Die Polyäthylenglykole (b) können als handelsübliche technische Produkte eingesetzt werden. Die Molekularmasse eines solchen Polyäthylenglykols schwankt im allgemeinen in einem relativ engen Bereich, insbesondere im Bereich von ±5% bis ±10% der massgeblichen Molekularmasse, vornehmlich von t5% für Polyäthylenglykol 1000 bis ±10% für Polyäthylenglykol 3000.The polyethylene glycol used as component (b) advantageously has an average molecular mass in the range from 1000-2500, preferably in the range from 1500-2500, in particular in the range from 1500-2200. The polyethylene glycols (b) can be used as commercial technical products. The molecular mass of such a polyethylene glycol generally varies within a relatively narrow range, in particular in the range from ± 5% to ± 10% of the relevant molecular mass, primarily from t5% for polyethylene glycol 1000 to ± 10% for polyethylene glycol 3000.
Das Gewichtsverhältnis der Komponente (b) zur Komponente (a) liegt vorteilhaft im Bereich von 0,2:1 bis 5,0:1; bevorzugt ist mindestens ein Teil der Komponente (a) eine Komponente (al) und das Gewichtverhältnis der Komponente (b) zur Komponente (al) liegt vorteilhaft im Bereich von 1,5:1 bis 5.0:1; vorzugszweise 2,5:1 bis 5,0:.1; insbesondere 3,0:1 bis 4,0:1. Ist die Komponente (a) ein Gemisch von (al) und (a2), dann wird vorzugsweise das Gewichtsverhältnis der Komponente (b) nur auf die Komponente (al) bezogen, während die Komponente (a2) dabei unberücksichtigt bleibt.The weight ratio of component (b) to component (a) is advantageously in the range from 0.2: 1 to 5.0: 1; at least part of component (a) is preferably a component (a l ) and the weight ratio of component (b) to component (a l ) is advantageously in the range from 1.5: 1 to 5.0: 1; preferably 2.5: 1 to 5.0: .1; in particular 3.0: 1 to 4.0: 1. If component (a) is a mixture of (a l ) and (a 2 ), then is preferred the weight ratio of component (b) based only on component (a l ), while component (a 2 ) is not taken into account.
Der Wassergehalt des Präparates beträgt zweckmässig mindestens so viel, dass das Präparat noch rührbar ist und vorzugsweise gut giessbar ist; bei konzentrierten Präparaten beträgt die Konzentration der Komponente (a) vorteilhaft 5-30, vorzugsweise 7-25 Gew.% des Präparates, der Wassergehalt wird dabei vorteilhaft so gewählt, dass der Trockenstoffgehalt des Präparates im Bereich von 10-80 Gew.%, vorzugsweise 25-60 Gew.% liegt; wird als Komponente (a) ausschliesslich (al) eingesetzt, dann liegt bei konzentrierten Präparaten der Trockenstoffgehalt des Präparates vorteilhaft im Bereich von 35-60 Gew.%.The water content of the preparation is expediently at least that much that the preparation can still be stirred and is preferably easy to pour; in the case of concentrated preparations, the concentration of component (a) is advantageously 5-30, preferably 7-25,% by weight of the preparation, the water content is advantageously chosen so that the dry matter content of the preparation is in the range of 10-80%, preferably 25-60% by weight; if only (a l ) is used as component (a), then the dry substance content of the preparation is advantageously in the range of 35-60% by weight in the case of concentrated preparations.
Die erfindungsgemässen wässrigen Präparate haben vorzugsweise einen neutralen bis deutlich alkalischen pH-Wert, insbesondere im Bereich von pH 7 bis pH 10; dieser kann erforderlichenfalls, durch Zugabe von Basen, insbesondere M-entsprechenden Basen (z.B. Alkalimetallhydroxyden oder -carbonaten, Ammoniak oder Aminen) eingestellt werden.The aqueous preparations according to the invention preferably have a neutral to clearly alkaline pH, in particular in the range from pH 7 to pH 10; if necessary, this can be adjusted by adding bases, in particular bases corresponding to M (e.g. alkali metal hydroxides or carbonates, ammonia or amines).
Die erfindungsgemässen Aufhellerpräparate sind sehr lagerbeständig und können direkt verarbeitet werden, d.h. mit Wasser verdünnt und/oder direkt in die Streichmassenpräparationen zudosiert werden, und ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist der Einsatz der erfindungsgemässen Präparate in Papierstreichmassen zur Herstellung von aufhellerhaltigen Papierstreichmassen 'bzw. zur Herstellung von optisch aufgehelltem, beschichtetem Papier, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem, mindestens im Strich aufgehelltem Papier, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man auf das Papier, nach der Blattbildung eine mit einem erfindungsgemässen Präparat versetzte Streichmasse aufbringt und durch thermische Behandlung fixiert.The brightener preparations according to the invention are very stable in storage and can be processed directly, i.e. diluted with water and / or metered directly into the coating slip preparations, and a further object of the invention is the use of the preparations according to the invention in paper coating slips for the production of lightening-containing paper coating slips or for the production of optically brightened, coated paper, in particular a process for the production of coated, at least brightened paper, which is characterized in that, after the sheet has been formed, a coating slip mixed with a preparation according to the invention is applied to the paper and fixed by thermal treatment .
Die Streichmassen sind im wesentlichen wässrige Präparationen, die mindestens einen Binder und gegebenenfalls ein Weisspigment, insbesondere ein mattierendes Weisspigment enthalten und zusätzlich weitere übliche Zusätze (Dispergiermittel, Eisenionenbinder, Entschäumer usw.) enthalten können; zu diesen wird bei der Formulierung das erfindungsgemässe Präparat, das gegebenenfalls vorverdünnt sein kann, zudosiert.The coating slips are essentially aqueous preparations which contain at least one binder and, if appropriate, a white pigment, in particular a matting white pigment, and can additionally contain other customary additives (dispersants, iron ion binders, defoamers, etc.); the preparation according to the invention, which can optionally be prediluted, is added to these in the formulation.
Die Bindemittel können im allgemeinen beliebige Bindemittel sein, wie sie in der Papiertechnik zur Herstellung von Streichmassen verwendet werden und können aus einem einheitlichen Binder (dl) oder auch aus einem Gemisch von (dl) primären und (d2) sekundären Bindern bestehen. Der alleinige oder priw märe Binder (dl) ist vorzugsweise ein synthetischer Latex. Die synthetischen Latices (Kunstharze), die in den Streichmassen als alleinige oder primäre Bindemittel eingesetzt werden, sind im allgemeinen bekannt und in der Fachliteratur zahlreich beschrieben. Es handelt sich im wesentlichen um Polymerisate und Copolymerisate äthylenisch ungesättigter Verbindungen, vornehmlich um die folgenden: Butadienstyrolcopolymerisate, die gegebenenfalls zusätzlich ein carboxyliertes Comonomeres enthalten, Polyacrylate, Copolymerisate aus Alkylacrylat und Vinylacetat, die gegebenenfalls ein carboxygruppenhaltiges Comonomeres enthalten, wie z.B. Acrylsäure, Itakonsäure oder Maleinsäure und Polyvinylacetate, die ein carboxygruppenhaltige5 Comonomeres enthalten. Auch die sekundären Bindemittel (d2), die gegebenenfalls zusammen mit den primären Bindemitteln (dl) verwendet werden können, sind im allgemeinen bekannt und in der Fachliteratur ausführlich beschrieben, als wichtigste Vertreter können die folgenden erwähnt werden: Stärke oder Casein (die gegebenenfalls auch teilweise oxydiert und/oder hydrolysiert sein können), modifizierte Cellulose z.B. Carboxymethylcellulose und Cellulosemethyläther, Polyvinylalkohol und niedrigermolekulare, carboxygruppenhaltige Polymere (insbesondere auch Polycarbonsäuren, z.B. Copolymerisate aus Acrylsäure-C1-4-alkylester und Acrylsäure, die zusätzlich als Dispergiermittel und als Eisenionenbinder dienen können), unter diesen sind vor allem das Casein und die carboxygruppenhaltigen Polymeren sowie Polyvinylalkohol bevorzugt. Gegenbenenfalls werden neben den synthetischen Latie ces, zusätzlich zu den Polycarboxyverbindungen und/oder anstelle von solchen, übliche Dispergiermittel verwendet, um die Latices in Wasser zu dispergieren, im wesentlichen nicht-ionogene Emulgatoren. Im allgemeinen werden die synthetischen Bindemittel bereits als Dispersionen gehandelt, die gegebenenfalls Dispergiermittel (z.B. aus der Dispersionspolymerisation) enthalten.The binders can generally be any binders of the kind used in paper technology for the production of coating slips and can consist of a single binder (d 1 ) or also a mixture of (d 1 ) primary and (d 2 ) secondary binders. The sole or primary binder (d 1 ) is preferably a synthetic latex. The synthetic latices (synthetic resins) which are used in the coating slips as sole or primary binders are generally known and are described in numerous technical literature. These are essentially polymers and copolymers of ethylenically unsaturated compounds, primarily the following: butadiene styrene copolymers, which may additionally contain a carboxylated comonomer, polyacrylates, copolymers of alkyl acrylate and vinyl acetate, which may contain a comonomer containing carboxy groups, such as acrylic acid, itaconic acid or maleic acid and polyvinyl acetates containing a carboxy group-containing 5 comonomer. The secondary binders (d 2 ), which can optionally be used together with the primary binders (d l ), are generally known and are described in detail in the specialist literature, the most important representatives being the following: starch or casein (which, if appropriate can also be partially oxidized and / or hydrolyzed), modified cellulose such as carboxymethyl cellulose, and cellulose methyl ether, polyvinyl alcohol, low molecular weight, carboxyl group-containing polymers (in particular polycarboxylic acids, for example copolymers of acrylic acid C 1-4 alkyl ester and acrylic acid, which additionally contains as dispersing agent and as iron ions binder can serve), among them, in particular, the casein and the carboxy-containing polymers and polyvinyl alcohol are preferred. To avoid such in addition to the synthetic Lati e ces, in addition to the Polycarboxyverbindungen and / or in lieu of such conventional dispersants used for the latices to be dispersed in water, substantially non-ionic emulsifiers. In general, the synthetic binders are already sold as dispersions, which may contain dispersants (eg from dispersion polymerization).
Obzwar es auch möglich ist, pigmentfreie Streichmassen herzustellen, ist es im allgemeinen bevorzugt, weisspigmenthaltige Streichmassen herzustellen und zu applizieren, da die mit solchen pigmentierten Streichmassen beschichteten Papiere das ideale Weissubstrat für einen guten und klaren Druck darstellen. Solche Weisspigmente sind im wesentlichen mattierende Weisspigmente und sind im allgemeinen anorganische bzw. mineralische Substanzen, hauptsächlich Calciumcarbonat, Calciumsulfat (Satinweiss), Aluminiumsilikate und Aluminiumhydroxide, Aluminiummagnesiumsilikate (Chinaclay), Titandioxid oder Bariumsulfat (Blancfix) und auch Mischungen solcher Pigmente.Although it is also possible to produce pigment-free coating slips, it is generally preferred to produce white pigment-containing coating slips and to apply, since the papers coated with such pigmented coating slips represent the ideal white substrate for good and clear printing. Such white pigments are essentially matting white pigments and are generally inorganic or mineral substances, mainly calcium carbonate, calcium sulfate (satin white), aluminum silicates and aluminum hydroxides, aluminum magnesium silicates (chinaclay), titanium dioxide or barium sulfate (Blancfix) and also mixtures of such pigments.
Die Weisspigmente und die weiteren gegebenenfalls geeigneten Zusätze (Dispergiermittel, Eisenionenbinder, Entschäumer usw.) sind allgemein in der Papiertechnik bekannt und in der Fachliteratur zahlreich beschrieben.The white pigments and any other suitable additives (dispersants, iron ion binders, defoamers, etc.) are generally known in paper technology and are widely described in the specialist literature.
Im allgemeinen eignen sich beliebige, wässrige Streichmassen, die ein Bindemittel, insbesondere einen synthetischen Latex, enthalten und weitere übliche Zusätze enthalten können, insbesondere ein Weisspigment und gegebenenfalls weitere Hilfsmittel, wie oben erwähnt. Ein besonderer Gegenstand der Erfindung sind die wässrigen Papierstreichmassen, die durch einen Gehalt an
- (X) einem erfindungsgemässen wässrigen Aufhellerpräparat,
- (D) einem Bindemittel,
- (E) Wasser und
- (F) einem Weisspigment
gekennzeichnet sind.In general, any aqueous coating slips are suitable which contain a binder, in particular a synthetic latex, and which may contain further customary additives, in particular a white pigment and, if appropriate, other auxiliaries, as mentioned above. A particular subject of the invention are the aqueous paper coating slips, which contain a
- (X) an aqueous brightener preparation according to the invention,
- (D) a binder,
- (E) water and
- (F) a white pigment
Marked are.
Die Komponente (D) umfasst den gesamten Bindergehalt, d.h. den primären Binder (dl) und, soweit vorhanden, auch den sekundären Binder (d2), sowie das entsprechende Wasser, das im Latex enthalten ist (diese Latices werden üblicherweise in wasserhaltiger Form gehandelt, meistens etwa 40-70%ig). Die Komponente (E) stellt das zusätzliche Wasser dar, das für die gewünschte Streichmasse erforderlich ist. Die Komponente (F) ist im allgemeinen ein beliebiges Weisspigment, wie es üblicherweise in Streichmassen, insbesondere zum Mattieren des Papierstriches, verwendet wird und wie oben beschrieben.Component (D) comprises the total binder content, ie the primary binder (d l ) and, if available, also the secondary binder (d 2 ), as well as the corresponding water contained in the latex (these latices are usually in water-containing form traded, mostly about 40-70%). Component (E) represents the additional water that is required for the desired coating slip. Component (F) is generally any white pigment, as is usually used in coating slips, in particular for matting the paper coating, and as described above.
Die relativen Gewichtsverhältnisse der Komponenten (D), (E) und (F) entsprechen im allgemeinen den üblichen Streichmassenzusammensetzungen und dazu können die Streichmassen gegebenenfalls noch weitere übliche Zusätze enthalten, wie Entschäumer, Puffersalze, Basen, Fliessmittel usw. (siehe z.B. J.P. Casey, "Pulp and Paper"; Chemistry and Chemical Technology, 2nd Ed., Vol III, p. 1646-1650);vorzugsweise werden pro 100 Gewichtsteile Weisspigment 5-20 Gewichtsteile synthetischer Latex (dl) (berechnet als 50%iges wässriges Präparat) und soviel Wasser (E), wie es der gewünschten Uerdünnung entspricht, zugegeben, und vom optischen Aufheller (a) bzw. vom Präparat (X) wird vorteilhaft soviel zugegeben, wie es für den gewünschten Weisseffekt erforderlich ist; je nach Art des Aufhellers und Konzentration und Zusammensetzung des entsprechenden Aufhellerpräparates kann der optimale Weissgradbereich variieren und für eine gegebene Streichpaste durch einige Vorversuche bestimmt werden; die optimale Aufhellerkonzentration liegt im allgemeinen vorteilhaft im Bereich von 0,005 bis 8,0, vorzugsweise - besonders wenn als Komponente (a) die Komponente (al) ohne (a2) eingesetzt wird - 0,05 bis 4,0 Gewichtsteilen der obendefinierten Komponente (a), bezogen auf 100 Gewichtsteile Weisspigment (als Bezugsbasis).The relative weight ratios of components (D), (E) and (F) generally correspond to the usual coating slip compositions, and the coating slips may also contain other conventional additives, such as defoamers, buffer salts, bases, flow agents, etc. (see e.g. B.JJ Casey , "Pulp and Paper";. Chemistry and Chemical Technology, 2nd Ed, Vol III, p 1646-1650). preferably, per 100 parts by weight of white pigment 5-20 parts by weight of synthetic latex (d l) (calculated as 50% aqueous i ges Preparation) and as much water (E) as it corresponds to the desired dilution, and the optical brightener (a) or preparation (X) is advantageously added as much as is necessary for the desired white effect; Depending on the type of brightener and the concentration and composition of the corresponding brightener preparation, the optimal whiteness range can vary and can be determined for a given coating paste by a few preliminary tests; the optimum brightener concentration is generally advantageously in the range from 0.005 to 8.0, preferably — especially if component (a) component (a l ) is used without (a 2 ) - 0.05 to 4.0 parts by weight of the above-defined component (a), based on 100 parts by weight of white pigment (as a reference).
Für den Einsatz von Aufhellern (al) ohne Beimischung von (a2) wird der Gehalt an sekundärem Binder (d2) vorteilhaft möglichst niedrig gewählt, vorzugsweise wird dann pro 100 Gewichtsteile Weisspigment nicht mehr als 1 Gewichtsteil (d2) eingesetzt.For the use of brighteners (a 1 ) without admixing (a 2 ), the content of secondary binder (d 2 ) is advantageously chosen to be as low as possible, preferably no more than 1 part by weight (d 2 ) is then used per 100 parts by weight of white pigment.
Wird als Bindemittel (D) ein synthetischer Latex (dl) ohne Beimischung von (d2) verwendet, dann wird vorzugsweise als Komponente (X) ein erfindungsgemässes Präparat eingesetzt, das als Komponente (a) die Komponente (al) ohne (a2) enthält, wie oben definiert und insbesondere bevorzugt. Wird als Bindemittel (D) ein Gemisch aus einem synthetischen Latex (dl) und einem sekundären Binder oder Bindergemisch (d2) verwendet, dann wird als Präparat (X) vorteilhaft ein solches eingesetzt, das die Komponente (al) im Gemisch mit der Komponente (a2), wie oben definiert, enthält; dabei kann entweder so verfahren werden, dass die Komponenten (al) und (a2) beide im erfindungsgemässen Präparat vorhanden sind, oder so, dass die Komponente (a1) in Form von einem erfindungsgemässen Präparat zugegeben wird und die Kompo- nente (a2) als solche oder auch als wässrige Lösung entweder dem erfindungsgemassen Präparat, das die Komponente (al) enthält, vor der Zudosierung in die Streichmasse beigemischt wird, oder separat in die Streichmasse zudosiert wird; vorzugsweise werden die Komponenten (al) und (a2) zusammen als ein erfindungsgemässes Präparat formuliert und das ganze der Streichmasse bei der Herstellung derselben zudosiert. Wird ein Gemisch von (al) und (a2) eingesetzt, wenn die Komponente (D) ein Gemisch aus einem synthetischen Latex (dl) und einem sekundären Binder (d2) ist, dann kann je nach Zusammensetzung des Bindemittels (D) die optimale Zusammensetzung des Gemisches (al)/(a2) stark variieren; das Gewichtsverhältnis (al)/(a2) liegt dabei z.B. im Bereich von 1:0,05 bis 1:20, vornehmlich im Bereich von 1:0,1 bis 1:10; vorteilhaft liegt dabei das Gewichtsverhältnis (al)/(a2) im Bereich von 1/0,5 bis 1/10, insbesondere im Bereich von 1/1 bis 1/5.If a synthetic latex (d l ) without admixture of (d 2 ) is used as the binder (D), then a preparation according to the invention is preferably used as component (X) which, as component (a), contains component (a l ) without (a 2 ) contains, as defined above and particularly preferred. If a mixture of a synthetic latex (d l ) and a secondary binder or binder mixture (d 2 ) is used as the binder (D), then one which the component (a l ) is mixed with is advantageously used as the preparation (X) component (a 2 ) as defined above; either the components (a 1 ) and (a 2 ) are both present in the preparation according to the invention, or the component (a 1 ) is added in the form of an inventive preparation and K o MPO component (a 2) is added as such or as an aqueous solution either with the inventive preparation containing the component (a l) prior to the metering into the coating composition, or is metered separately into the coating slip; Components (a l ) and (a 2 ) are preferably formulated together as a preparation according to the invention and the whole of the coating slip is metered in during the production thereof. If a mixture of (a l ) and (a 2 ) is used, if component (D) is a mixture of a synthetic latex (d l ) and a secondary binder (d 2 ), then depending on the composition of the binder (D ) the optimal composition of the mixture (a l ) / (a 2 ) vary widely; the weight ratio (a l ) / (a 2 ) is, for example, in the range from 1: 0.05 to 1:20, primarily in the range from 1: 0.1 to 1:10; The weight ratio (a l ) / (a 2 ) is advantageously in the range from 1 / 0.5 to 1/10, in particular in the range from 1/1 to 1/5.
Der pH-Wert der wässrigen Streichmassen ist vorzugsweise alkalisch und kann mit üblichen Basen (z.B. mit Alkalimetallhydroxyden oder -carbonaten oder vorzugsweise mit Ammoniak) auf Werte, die vorteilhaft zwischen 7,5 und 9, vorzugsweise zwischen 8 und 8,5 liegen, eingestellt werden.The pH of the aqueous coating slips is preferably alkaline and can be adjusted with conventional bases (for example with alkali metal hydroxides or carbonates or preferably with ammonia) to values which are advantageously between 7.5 and 9, preferably between 8 and 8.5 .
Als Substrate für die Streichmassen eignen sich beliebige Papiersorten, wie sie üblicherweise zum Beschichten verwendet werden können, und zwar von feinem Dünndruckpapier bis zu Karton und schwerer Pappe, wie sie im allgemeinen aus den verschiedensten Cellulosefasermaterialien hergestellt werden, z.B. Holzfasern, Holzschliff, 1-Jahrespflanzenfasern, Hadern (Leinen, Hanf, Baumwolle, Jute usw.) oder aufgearbeitetem Altpapier. Das zu bestreichende Papier kann ungeleimt oder geleimt sein. Gelegentlich können auch synthetische Papiere als Substrat verwendet werden.Suitable substrates for the coating slips are any type of paper, such as can usually be used for coating, from fine thin printing paper to cardboard and heavy cardboard, as are generally produced from a wide variety of cellulose fiber materials, e.g. Wood fibers, wood pulp, 1-year plant fibers, rags (linen, hemp, cotton, jute etc.) or refurbished waste paper. The paper to be coated can be unsized or sized. Occasionally, synthetic papers can also be used as a substrate.
Die neuen Streichmassen können auf an sich bekannte Weise mit üblichen Streichgeräten auf das Papier nach der Blattbildung aufgebracht werden (z.B. mit einem Rakel, mit Bürsten, mit einem Messer oder auch mit einem Luftmesser). Die Beschichtung kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich erfolgen, insbesondere auch bei der kontinuierlichen Herstellung von Papier mit Hochgeschwindigkeit. Die Fixierung der aufhellerhaltigen Streichmasse erfolgt durch Erwärmen, zweckmässig wie Ublich beim Trocknen (z.B. bei 50-120°C, vorzugsweise 65-95°C).The new coating slips can be applied to the paper after sheet formation in a manner known per se using conventional coating devices (for example with a doctor blade, with brushes, with a knife or even with an air knife). The coating can be carried out batchwise or continuously, in particular also in the continuous production of paper at high speed. Fixing the brightener containing coating slip is carried out by heating, expediently as usual when drying (for example at 50-120 ° C., preferably 65-95 ° C.).
Unter Verwendung der erfindungsgemässen Komponenten können optisch aufge- hellte und beschichtete Papiere mit optimalem Weissgrad und hoher Weissausgiebigkeit erhalten werden, wobei insbesondere auch unter kontinuierlichen Streichbedingungen und bei hohen Geschwindigkeiten sehr homogene Beschichtungen erhalten werden können. Gewünschtenfalls kann das erfindungsgemäss beschichtete Papier noch einer speziellen Glanznachbehandlung unterworfen werden. Die erhaltenen beschichteten Papiere eignen sich hervorragend für einen guten, kontourenreinen und klaren Druck.By using the inventive components listed optically he FILLED and coated papers with optimum whiteness and high Weissausgiebigkeit can be obtained, especially under continuous St r calibration conditions and can be obtained at high speeds very homogeneous coatings. If desired, the paper coated according to the invention can also be subjected to a special gloss aftertreatment. The coated papers obtained are ideal for good, clean and clear printing.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Pro" zente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Die in den Beispielen verwendete Aufhellernumerierung entspricht derjenigen der Tabelle 1.In the following examples, the parts mean parts by weight and percentages by weight; the temperatures are given in degrees Celsius. The brightener numbering used in the examples corresponds to that in Table 1.
Es werden die Aufhellerpräparate 1 bis 24 wie folgt hergestellt:
- In einem Becherglas werden
- 10 Teile eines Aufhellers der untenstehenden Formel (II)
- 35 Teile Polyäthylenglykol 2000
- 55 Teile Wasser
mit einem Magnetrührer vermischt. Beim Erwärmen auf 60-80°C wird eine gelbliche, klare, blau-fluoreszierende Lösung erhalten, die beim Abkühlen auf Raumtemperatur stabil bleibt. Der pH-Wert des Präparates ist mit der M-entsprechenden Base (NaOH, KOH, Ammoniak oder Amin) auf 9,0 eingestellt.The brightener preparations 1 to 24 are produced as follows:
- Be in a beaker
- 10 parts of a brightener of the formula (II) below
- 35 parts of polyethylene glycol 2000
- 55 parts of water
mixed with a magnetic stirrer. When heated to 60-80 ° C a yellowish, clear, blue fluorescent solution is obtained, which remains stable when cooled to room temperature. The pH of the preparation is adjusted to 9.0 with the M-corresponding base (NaOH, KOH, ammonia or amine).
In der folgenden Tabelle 1 sind die Präparate 1-24 angeführt, die durch den eingesetzten optischen Aufheller der Formel
In einem Becherglas werden
- 12 Teile des Monoäthanolammoniumsalzes des Aufhellers (1)
- 36 Teile Polyäthylenglykol 3000 und
- 52 Teile Wasser
- bei 60-80°C unter Rühren gelöst. Anschliessend werden
- 25 Teile einer wässrigen 30%igen Lösung des Monoäthanolammoniumsalzes des Aufhellers (2) dazugegeben.
- 12 parts of the monoethanol ammonium salt of the brightener (1)
- 36 parts of polyethylene glycol 3000 and
- 52 parts of water
- dissolved at 60-80 ° C with stirring. Then be
- 25 parts of an aqueous 30% solution of the monoethanol ammonium salt of the brightener (2) were added.
Beim Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man eine bräunliche, klare, blau-fluoreszierende Lösung. Der pH-Wert ist mit Monoäthanolamin auf 9,0 eingestellt.When cooling to room temperature, a brownish, clear, blue fluorescent solution is obtained. The pH is adjusted to 9.0 with monoethanolamine.
In der folgenden Tabelle 2 sind weitere Aufhellerpräparate angeführt, die wie im Beispiel 2 beschrieben hergestellt werden; in den Kolonnen 2 und 3 sind die dafür verwendeten Aufheller und in den Kolonnen 4 und 5 die eingesetzten Mengen davon angegeben.
- 10 Teile des Natriumsalzes des Aufhellers (10)
- 30 Teile Polyäthylenglykol 1500 und
- 60 Teile Wasser
- werden wie im Beispiel 2 gelöst. Anschliessend werden
- 300 Teile einer 30%igen, wässrigen Lösung des Triäthanolammoniumsalzes des Aufhellers (3)
dazugegeben, wobei eine klare, bräunliche Lösung erhalten wird (pH = 9,0 mit NaOH).
- 10 parts of the sodium salt of the brightener (10)
- 30 parts of polyethylene glycol 1500 and
- 60 parts of water
- are solved as in example 2. Then be
- 300 parts of a 30% aqueous solution of the triethanolammonium salt of the brightener (3)
added to give a clear, brownish solution (pH = 9.0 with NaOH).
In der folgenden Tabelle 3 sind weitere Aufhellerpräparate angeführt, die wie im Beispiel 3 beschrieben, aber unter Verwendung der in der Tabelle 3 angeführten optischen Aufheller (al) und (a2), hergestellt werden; in den Kolonnen 4 und 5 sind die eingesetzten Mengen der jeweiligen optischen Aufheller angeführt.
- 15 Teile des Aufhellers (8)
- 40 Teile Polyäthylenglykol 2000
- 55 Teile Wasser
werden wie im Beispiel 2 gelöst, anschliessend werden
- 100 Teile einer 20%igen, wässrigen Lösung des Aufhellers (24) dazugegeben.
- Es wird eine klare, bräunliche, stark fluoreszierende Lösung erhalten (pH = 9,0 mit NaOH).
- 15 parts of the brightener (8)
- 40 parts of polyethylene glycol 2000
- 55 parts of water
are solved as in example 2, then
- 100 parts of a 20% aqueous solution of the brightener (24) are added.
- A clear, brownish, strongly fluorescent solution is obtained (pH = 9.0 with NaOH).
In der folgenden Tabelle 4 sind weitere Aufhellerpräparate angeführt, die wie im Beispiel 4 beschrieben, aber unter Einsatz der in der Tabelle 4 angeführten Aufheller (a1) und (a2) in den dort angegebenen Mengen, hergestellt werden.
Eine wässrige Streichmasse, hergestellt aus
- 100 Teilen Kaolin (China Clay SPS)
- 0,4 Teilen Polysalz F [Natriumsalz einer Polyacrylsäure (BASF)]
- 10 Teilen Dow Latex 620 (50% ige Dispersion eines Butadien-Styrol-Copolymerisats, der Firma Dow Chemical)
- 100 parts kaolin (China Clay SPS)
- 0.4 parts of polysalt F [sodium salt of a polyacrylic acid (BASF)]
- 10 parts of Dow Latex 620 (50% dispersion of a butadiene-styrene copolymer, from Dow Chemical)
mit einem Feststoffgehalt von 60%, wird mit Ammoniak auf pH = 8,5 gestellt. Anschliessend werden in verschiedene Proben Mengen von 1% bis 8% (bezogen auf den Kaolinanteil) des Aufhelierpräparates Nr. (23) eingearbeitet.with a solids content of 60%, is adjusted to pH = 8.5 with ammonia. Then quantities of 1% to 8% (based on the kaolin content) of the helical preparation No. (23) are incorporated into various samples.
Die so erhaltenen, verschiedene Anteile an Aufhellerformulierung aufweisenden Streichmassen werden nun mittels eines Rollrakels auf die Filzseite von Streichrohpapier in einer Auftragsmenge von 20g/m2 aufgerakelt und anschliessend mit einem Warmlufttrockner bei 90-95°C während 1 Minute getrocknet.The coating slips obtained in this way, which have different proportions of brightener formulation, are then knife-coated onto the felt side of coating base paper in an application quantity of 20 g / m 2 using a roller knife and then dried with a warm air dryer at 90-95 ° C. for 1 minute.
Man erhält auf diese Weise Papiere, die gegenüber dem Vergleichspapier, das mit einer Streichmasse beschichtet ist, die keine Anteile der Aufhellerformulierung enthält, deutlich höhere Weissgrade aufweisen.In this way, papers are obtained which have significantly higher whiteness levels than the comparison paper which is coated with a coating slip which does not contain any portions of the brightener formulation.
In der Streichmasse können auch andere Mengen des Butadien-Styrol-Copolymerisats eingesetzt werden, z.B. um 20% höhere oder tiefere, je nach den Anforderungen, die an die physikalischen Eigenschaften der Beschichtung gestellt werden. Man erhält dabei auch eine deutliche Steigerung des Weissgrades gegenüber der Blindprobe.Other amounts of the butadiene-styrene copolymer can also be used in the coating slip, e.g. 20% higher or lower, depending on the requirements placed on the physical properties of the coating. You also get a significant increase in whiteness compared to the blank.
Analog wie im Beispiel A beschrieben werden die Aufhellerpräparate (1) bis (22) oder (24) eingesetzt, wodurch auch hohe Weissgrade erreicht werden.Analogous to that described in Example A, the brightener preparations (1) to (22) or (24) are used, which also enables high degrees of whiteness to be achieved.
Wiederholt man Beispiel A, setzt jedoch anstelle des Butadien-Styrol-Copolymerisates Acronal S 320 D (eine 50%ige wässrige Dispersion eines Mischpolymerisates von Acrylsäureester und Styrol, der Firma BASF) ein, erhält man auch Papier mit hohem Weissgrad.If example A is repeated, but instead of the butadiene-styrene copolymer Acronal S 320 D (a 50% aqueous dispersion of a copolymer of acrylic acid ester and styrene, from BASF), paper with high whiteness is also obtained.
Man verfährt wie im Beipsiel A, verwendet aber die folgenden Streichmassen:The procedure is as in Example A, but the following coating slips are used:
In eine wässrige Streichmasse folgender Zusammensetzung:
- 100 Teile Kaolin (China Clay SPS)
- 0,3 Teile Polysalz F (BASF)
- 0,1 Teile Natriumhydroxyd 8 Teile Stärke
- 24 Teile Acronal S 320 D (BASF)
die einen Feststoffgehalt von 60% aufweist, werden 1-8 Teile des Aufhellerpräparates des Beispiels 2 eingearbeitet.In an aqueous coating slip of the following composition:
- 100 parts kaolin (China Clay SPS)
- 0.3 parts of polysalt F (BASF)
- 0.1 part sodium hydroxide 8 parts starch
- 24 parts Acronal S 320 D (BASF)
which has a solids content of 60%, 1-8 parts of the brightener preparation of Example 2 are incorporated.
Die damit beschichteten Papiere weisen einen hohen Aufhellgrad auf.The papers coated with it have a high degree of lightening.
Auf analoge Weise werden anstelle des Präparates von Beispiel 2 die Präparate der Beispiele 2a bis 2k eingesetzt.In an analogous manner, the preparations from Examples 2a to 2k are used instead of the preparation from Example 2.
Zusammensetzung der wässrigen Streichmasse:
- 90 Teile Kaolin (China Clay SPS)
- 10 Teile Calciumcarbonat
- 0,3 Teile Polysalz F (BASF)
- 0,25 Teile Natriumhydroxid 5 Teile Casein (gelöst mit Natriumhydroxid/Ammoniak) 20 Teile Acronal S 320 D (BASF)
- 1-8 Teile Aufhellerpräparat des Beispiels 3 Feststoffgehalt 55%.
- 90 parts kaolin (China Clay SPS)
- 10 parts calcium carbonate
- 0.3 parts of polysalt F (BASF)
- 0.25 parts sodium hydroxide 5 parts casein (dissolved with sodium hydroxide / ammonia) 20 parts Acronal S 320 D (BASF)
- 1-8 parts brightener preparation of Example 3 solids content 55%.
Die mit dieser Streichmasse beschichteten Papiere weisen einen hohen Weissgrad auf.The papers coated with this coating slip have a high degree of whiteness.
Auf analoge Weise werden anstelle des Aufhellerpräparates vom Beispiel 3 die Aufhellerpräparate der Beispiele 3a bis 3g eingesetzt.In an analogous manner, the brightener preparations from Examples 3a to 3g are used instead of the brightener preparation from Example 3.
Man verfährt wie im Beispiel Cl beschrieben setzt aber anstelle des Präparates von Beispiel 2 dasjenige von Beispiel 4 ein. Es wird ein sehr guter Weißeffekt erhalten. Anstelle des Präparates von Beispiel 4 können diejenigen der Beispiele 4a bis 4k eingesetzt werden.The procedure described in Example C1 is used, but that of Example 4 is used instead of the preparation of Example 2. A very good white effect is obtained. Instead of the preparation from Example 4, those from Examples 4a to 4k can be used.
Man verfährt wie im Beispiel C2 beschrieben, setzt aber anstelle des Präparates von Beispiel 3 dasjenige von Beispiel 4 ein. Es wird ein sehr guter Weißeffekt erhalten. Anstelle des Präparates von Beispiel 4 können diejenigen der Beispiele 4a bis 4k eingesetzt werden.The procedure is as described in Example C2, but instead of the preparation of Example 3, that of Example 4 is used. A very good white effect is obtained. Instead of the preparation from Example 4, those from Examples 4a to 4k can be used.
Claims (10)
und M Wasserstoff oder ein farbloses Kation
bedeuten, wobei höchstens eines von R3 und R4 Wasserstoff bedeutet,
und (c) Wasser,
worin pro 100 Gewichtsteile der Komponente (a) 10 bis 500 Gewichtsteile der Komponente (b) vorhanden sind und (c) mindestens 20 Gew.% des wässrigen Präparates ausmacht.
and M is hydrogen or a colorless cation
mean, at most one of R 3 and R 4 being hydrogen,
and (c) water,
wherein 10 to 500 parts by weight of component (b) are present per 100 parts by weight of component (a) and (c) makes up at least 20% by weight of the aqueous preparation.
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