FI106390B - Paperinpäällystyskoostumus - Google Patents

Description

1 106390

Paperinpäällystyskoostumus ’ Esillä oleva keksintö koskee paperinpäällystyskoos- tumusta ja erityisemmin sellaista koostumusta, joka antaa 5 paperille oivallisen painettavuuden ja oivallisia paina-tustuloksia.

Tässä käytetty termi "paperi" tulisi käsittää sen laajassa mielessä ja se käsittää ahtaassa mielessä paperin samoin kuin kartongin.

10 Päällystettyä paperia, joka on saatu levittämällä paperille päällystyskoostumusta, joka koostuu pääasiallisesti pigmentistä ja vesipitoisesta sideaineesta, jota käsittelyä seuraa tarpeelliset vaiheet kuten kuivaus ja kalanterointi, käytetään laajasti kaupallisiin painotuot-15 teisiin, aikakausilehtiin, kirjoihin ja näiden kaltaisiin sen erinomaisten ominaisuuksien kuten painatustulosten ansiosta. Korkeampilaatuisiin tuoteisiin kohdistuvan vaatimuksen kasvaessa ja erittäin nopeiden painatusmenetel-mien kehittyessä on yhä jatkettu ponnisteluja päällystetyn 20 paperilaadun edelleen parantamiseksi. Erityisesti offsett-painoalalla, jolla vallitsee monia painatusmenetelmiä, on tärkeänä asiana tehdä parannuksia, jotka koskevat musteen-imukykyä kostuttavan veden vaikutuksen alla, vedenkestä-vyyttä kuten märkänukkautumista tai märkähiertämistä ja ·., 25 kuplimisenesto-ominaisuutta rotaatiokoneessa.

Edellä kuvattujen seikkojen ratkaisemiseksi tunnettua on tavanomaisesti lisätä paperinpäällystyskoostumuk-seen märkälujuusainetta tai painettavuutta parantaa ainetta, joihin kuuluu melamiiniformaldehydihartseja, urea-for-30 maldehydihartseja tai polyamidipolyureaformaldehydihart- ► ·· seja, kuten sellaisia joita on edellä esitetty esim. jul kaisussa JP-B-44-22667 ja JP-B-59-32597 (tässä käytetty v termi "JP-B" tarkoittaa "tutkittua julkaistua JP-patentti- hakemusta (KOKOKU)").

« 2 106390

Vaikkakin näillä tavanomaisilla märkälujuutta antavilla aineilla tai painatuslaatua parantavilla aineilla on tehokkaita ominaisuuksia, kaikilla niillä on vakava puute tai riittämättömyys niiden ominaisuuksien osalta, 5 joita vaaditaan, eivätkä ne aina ole tyydyttäviä käytännössä.

Esimerkiksi aminomuovihartsit, esim. melamiini-formaldehydihartsit ja urea-formaldehydihartsit, eivät ainoastaan aiheuta formaldehydin kehittymistä päällystyslin-10 jasta tai tuloksena olevasta päällystetystä paperista, vaan eivät myöskään aikaansaa oleellisesti mitään parannusta musteenimukyvyssä tai kuplimisenesto-ominaisuudessa. Päällystyskoostumuksen pH-arvon kohotessa heikkenee sitä paitsi vedenkestävyyttä parantava vaikutus aminomuovihart-15 seilla. Polyamidipolyureaformaldehydihartsit ovat tehokkaita eivät ainoastaan vedenkestävyyden parantamiseen vaan myös musteenimukyvyn ja kuplimisenesto-ominaisuuden parantamiseen. Niiden avulla saavutettu parannusten ei kuitenkaan ole välttämättä riittävä vaatimuksille, jotka nykyi-20 sin asetetaan korkeampilaatuiselle päällystetylle paperil le. Ponnisteluja on tämän vuoksi tehty lisäparannusten saavuttamiseksi. Esimerkiksi julkaisussa EP-A-0220960 on ehdotettu erästä parannettua paperinpäällystyskoostumusta. Kuitenkin on yhä olemassa tarve parantaa edelleen suori-.# 25 tyskykyä, jotta saataisiin täytetyksi päällystetylle pape rilaadulle asetetut yhä suurenevat vaatimukset.

Esillä olevan keksinnön eräänä kohteena on aikaansaada paperinpäällystyskoostumus, joka antaa paperille suuren vedenkestävyyden ja musteenimukyvyn tai vastaavan 30 ja erityisesti erinomaisen kuplimisenesto-ominaisuuden, .. jota on vaivoin aikaansaatu tavanomaisilla menetelmillä.

• ·

Esillä olevan keksinnön muut kohteet ja vaikutukset käyvät ilmi seuraavasta selityksestä.

Esillä olevan keksinnön keksijät ovat suorittaneet 35 laajan tutkimuksen ja siitä tuloksena he ovat todenneet, 3 106390 että paperinpäällystyskoostmus, joka sisältää erästä erityistä vesiliukoista hartsia, osoittaa oivallista suori-* tuskykyä ja siten toteuttaa esillä olevan keksinnön.

Esillä oleva keksintö tarjoaa paperinpäällystys-^ 5 koostumuksen, joka sisältää: (I) pigmenttiä, (II) vesipitoista sideainetta, (III) hartsimaista aineosaa, joka sisältää vesi-liuokoista hartsia (A), joka on valmistettu verkkouttamal- 10 la alkyleenidiamiinin tai polyalkyleenipolyamiinin (ai) ja ureayhdisteen (a2) kondensaatiotuotetta (a) verkkouttavan yhdisteen (b) kanssa.

Esillä olevan keksinnön mukainen hartsimainen aineosa (III) voi sisältää vesiliukoisen hartsin (A), lisäksi 15 (c) polyalkyleenipolyamiinia ja/tai (d) polyalkyleenipoly amiinin ja kvaternisoimisaineen muodostamaa reaktiotuotetta. Polyalkyleenipolyamiinista (c) ja/tai reaktiotuotteesta (d) käytetään jäljempänä nimitystä "polyamiini (B)".

Esillä olevan keksinnön mukainen hartsimainen aine-20 osa (III) voi lisäksi olla (C) reaktiotuote, joka on val mistettu vesiliukoisesta hartsista (A) reagoittamalla edelleen polyamiinin (B) kanssa.

Esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin.

25 Esimerkkejä alkyleenidiamiinista tai polyalkyleeni polyamiinista (ai), joka on yksi lähtöaineista esillä olevassa keksinnössä käytetylle vesiliukoiselle hartsille (A), ovat alifaattiset diamiinit, kuten etyleenidiamiini ja propyleenidiamiini, sekä polyalkyleenipolyamiinit, ku-30 ten dietyleenitriamiini, trietyleenitetramiini, tetraety- . ·· leenipentamiini, iminobispropyyliamiini, 3-atsaheksaani- • · · 1,6-diamiini ja 4,7-diatsadekaani-l,10-diamiini. Näistä ovat dietyleenitriamiini ja trietyleenitetramiini edullisia teollisuuden näkökannalta katsottuna. Näitä alkylee-35 nidiamiineja tai polyalkyleenipolyamiineja (ai) voidaan 106390 4 käyttää joko yksinään tai kahden tai useamman niiden muodostamana yhdistelmä.

Esimerkkejä ureayhdisteesta (a2), joka on eräs lähtöaine esillä olevassa keksinnössä käytetylle vesiliukoi-5 selle hartsille (A), ovat urea, tiourea, guanyyliurea, metyyliurea, dimetyyliurea ja näiden kaltaiset. Näistä käytetään ureaa edullisesti teollisuuden näkökannalta katsoen. Näitä ureayhdistelmiä (a2) voidaan käyttää joko yksinään tai kahden tai useamman niiden muodostamana yhdis-10 telmänä.

Esillä olevassa keksinnössä saatetaan alkyleenidi-amiini tai polyalkyleenipolyamiini (ai) ja ureayhdiste (a2) kondensaatioreaktioon kondensaatiotuotteen (a) valmistamiseksi, ja sen jälkeen kondensaatiotuote (a) saate-15 taan edelleen verkkouttavaan reaktioon verkkouttavan yhdisteen (b) kanssa vesiliukoisen hartsin (A) valmistamiseksi .

Alkyleenidiamiinin tai polyalkyleenipolyamiinin (ai) ja ureayhdisteen (a2) välinen kondensaatioreaktio 20 suoritetaan yleensä lämpötilassa, joka on välillä noin 100 - noin 108 °C, ja edullisesti noin 110 - noin 160 °C, noin 1 - noin 6 tunnin ajan samalla kun ammoniakkia poistetaan reaktiojärjestelmästä (deammoniation). Ureayhdis-tettä (a2) käytetään edullisesti 0,5 - 1 mol yhtä moolia 25 kohti alkyleenidiamiinin tai polyalkyleenipolyamiinin (ai) primaarisia ja sekundaarisia aminoryhmiä. Reaktio voidaan suorittaa kahdessa vaiheessa, joissa osa ureayhdistettä (a2) reagoitetaan alkyleenidiamiinin tai polyalkyleenipolyamiinin (ai) kanssa välillä 120 - 180 °C, ja edullisesti 30 välillä 140 - 160 °C, ammoniakin poiston suorittamiseksi, ·· ja sen jälkeen loput ureayhdisteestä (a2) lisätään jouk- • · koon ja reagoitetaan välillä 100 - 180 °C, ja edullisesti välillä 110 - 160 °C, ammoniakin poiston saattamiseksi loppuun.

« 5 106390 Tällöin saatu kondensaatiotuote (a) saatetaan edelleen verkkoutusreaktioon verkkouttavan yhdisteen (b) kans-> sa vesiliukoisen hartsin (A) valmistamiseksi. Tässä käy tetty verkkouttava yhdiste (b) on yhdiste, joka kykenee , 5 verkkouttamaan kondensaatiotuotteen (a) hartsimaisen tuot teen valmistamiseksi, ja esimerkkejä näistä ovat: (bl) aldehydit, (b2) epikloorihydriinit tai a, γ-dihalogeeni-6-hyd- riinit, 10 (b3) ureayhdisteen (b3-l) glyoksaalin (b3-2) kanssa muodostamat reaktiotuotteet, ja (b4) melamiini-formaldehydihartsit.

Reaktiotuotteen (a) ja verkkouttavan yhdisteen (b) välinen verkkoutusreaktio suoritetaan edullisesti vesi-15 liuoksessa, jossa komponenttien (a) ja (b) kokonaispitoisuus on noin 20 - noin 80 paino-%, edullisemmin noin 30 -noin 70 paino-%. On välttämätöntä suorittaa tämä reaktio sellaisissa olosuhteissa, että verkkouttava yhdiste (b) reagoi niin, että reaktiotuote (a) saadaan verkkoutumaan. 20 Verkkouttavia yhdisteitä (b) selostetaan seuraavas- sa yksityiskohtaisesti.

Esimerkkejä aldehydistä (bl) ovat formaldehydi; alkyylialdehydit, kuten asetaldehydi ja propionaldehydi; glyoksaali; ja alkyylidialdehydit, kuten propaanidiaali ja 25 butaanidiaali; jolloin formaldehydi ja glyoksaali ovat edullisia käytettäviksi teollisuudessa. Näitä aldehydejä voidaan käyttää joko erikseen tai kahden tai useamman niiden muodostamina yhdistelmänä.

Kondensaatiotuotteen (a) ja aldehydin (bl) välinen 30 reaktio suoritetaan yleensä verkkoutusolosuhteissa, joissa · pH on 7 tai alempi, jolloin pH on edullisesti välillä 3 - • · 6. pH:n säätäminen suoritetaan edullisesti lisäämällä happoa, kuten kloorivetyhappoa, rikkihappoa, fosforihappoa, muurahaishappoa tai etikkahappoa, ja reaktio suoritetaan 6 106390 edullisesti lämpötilassa, joka on välillä noin 40 - noin 80 °C, noin 1 - noin 10 tunnin pituisen ajan.

Vaihtoehtoisesti on myös edullista suorittaa reaktio pH:n alkalisella alueella, joka on välillä 8 - 12, ja 5 sen jälkeen jatkaa reaktiota säätämällä pH happamelle alueelle arvoon 7 tai sitä alemmaksi, edullisemmin välille 3-6. Tässä suoritusmuodossa reaktio suoritetaan aikalisissä olosuhteissa välillä noin 40 - noin 80 °C noin 0,5 -noin 5 tunnin ajan, ja reaktio happamissa olosuhteissa 10 suoritetaan välillä noin 40 - noin 80 °C noin 1 - noin 10 tunnin ajan.

Aldehydiä (bl) käytetään edullisesti sellainen määrä, että aldehydiryhmiä on 0,1 - noin 3 mol, edullisemmin noin 0,3 - noin 1,5 mol, yhtä moolia kohti kondensaatio-15 tuotetta (a). Edellä mainitun reaktion tapahduttua loppuun saadaan esillä olevassa keksinnössä käytettävä vesiliukoisen hartsin vesiliuos. Tarvittaessa voidaan reaktioliuok-sen pH säätää välillä noin 6 - noin 10 olevaan arvoon käyttämällä alkalia, kuten natriumhydroksidia ja kalium-20 hydroksidia.

Epihalogeenihydriinejä tai a,y-dihalogeeni-B-hyd-riinejä (b2) selostetaan seuraavassa.

Verkkouttavana yhdisteenä (b) käytettävää epihalo-geenihydriiniä edustaa kaava: 25 • *

CH2-CH(CH2)wX

\ / o 30 jossa X tarkoittaa halogeeniatomia, ja w tarkoittaa koko naislukua 1, 2 tai 3.

Verkkoutettavana yhdisteenä (b) käytettävää a,y-dihalogeeni-B-hydriiniä edustaa kaava:

CH2-X

7 106390

CH-Y

5 CH2-Z

jossa X ja Z tarkoittavat kumpikin riippumattomasti halogeenia, ja Y tarkoittaa hydroksyyliryhmää.

Edullisia esimerkkejä epihalogeenihydriinistä ovat 10 epikloorihydriini ja epibromihydriini, ja edullisesti esimerkki a,y-dihalogeeni-E-hybriinistä on 1,3-dikloori-2-propanoli. Näitä epihalogeenihydriinejä ja α,γ-dihalogee-ni-S-hydriinejä voidaan käyttää joko erikseen tai kahden tai useamman niiden muodostama yhdistelmä.

15 Kondensaatiotuotteen (a) reaktio epihalogeenihyd- riinin tai a,y-dihalogeeni-S-hydriinin (b2) kanssa suoritetaan edullisesti olosuhteissa, joissa pH on 5 tai korkeampi, edullisemmin pH-arvossa, joka on välillä 6-9, ja lämpötilassa, joka on välillä noin 30 - noin 90 °C, edul-20 lisemmin välillä noin 40 - 80 °C, noin 1 - noin 10 tunnin ajan. Epihalogeenihydriiniä tai a,Y~dihalogeeni-S-hybrii-niä (b2) käytetään edullisesti määrä, joka on noin 0,1 -noin 3 mol, edullisemmin noin 0,3 - noin 2 mol, yhtä moolia kohti kondensaatiotuotetta (a).

25 Vesiliukoinen hartsi (A), joka on valmistettu rea- goittamalla kondensaatiotuotetta (a) aldehydin (bl) tai epihalogeenihydriinin tai a,γ-dihalogeeni-β-hydriinin (b2) kanssa, saadaan vesiliuoksen muodossa, ja sen viskositeetti on edullisesti välillä 50 - 1000 cps 25 °C:ssa ja pH 30 välillä 6-10, määritettynä kussakin tapauksessa 60 painollisena vesiliuoksena.

Siinä tapauksessa, että ureayhdisteen (b3-l) ja glyoksaalin (b3-2) reaktiotuotetta (b3) käytetään verk-kouttavana yhdisteenä (b), ovat esimerkkejä tässä käytet-35 tävästä ureayhdisteestä (b3-l) ne, jotka on edellä esitetty esimerkkeinä komponentista (a2). Reaktiotuotetta (b3) • 8 106390 voidaan saada, kuten yleensä on käytäntönä, sekoittamalla keskenään ureayhdistettä (b3-l) ja glyoksaalia (b3-2) veden läsnä ollessa. Tässä menetelmässä käytetään glyoksaalia (b3-2) edullisesti määrä, joka on noin 0,5 - noin 5 5 mol yhtä moolia kohti ureayhdistettä (b3-l). Reak tiotuote (b3) voidaan metylolisoida reagoittamalla formaldehydin kanssa ennen kuin ureayhdiste (b3-l) saatetaan reagoimaan glyoksaalin (b3-2) kanssa tai tämän reaktion jälkeen. Metylolisoitu tuote voidaan edelleen muuttaa al-10 kyylieetteröidyksi tuotteeksi tai polyoksialkyleenieette-röidyksi tuotteeksi. Vaihtoehtoisesti voidaan myös käyttää esimerkiksi niitä, jotka on polymeroitu monomeerin kanssa, jossa on amidiryhmä, kuten akryyliamidin tai metakryyli-amidin kanssa, ennen kuin ureayhdisteen (b3-l) annetaan 15 reagoida glyoksaalin (b3-2) kanssa tai sen jälkeen; ja niitä, jotka on reagoitettu polymeerin kanssa, jossa on amidiryhmä, kuten polyakryyliamidin tai polymetaryyli-amidin kanssa, sen jälkeen kun ureayhdisteen (b3-l) on annettu reagoida glyoksaalin (b3-2) kanssa.

20 Tällainen reaktiotuote (b3) saatetaan edelleen verkkoutusmisreaktioon kondensaatiotuotteen (a) kanssa vesiliukoisen hartsin (A) saamiseksi. Vesiliuos, joka sisältää kondensaatiotuotetta (a) ja reaktiotuotetta (b3), säädetään edullisesti pH-arvoon 7 tai alemmaksi, edul-25 lisemmin pH-arvoon, joka on välillä 1-5, käyttämällä happoa, kuten kloorivetyhappoa, rikkihappoa, fosforihap-poa, muurahaishappoa tai etikkahappoa, ja sen jälkeen reaktio suoritetaan välillä noin 40 - noin 80 °C noin 1 -noin 10 tunnin ajan. Reaktion päätyttyä saadaan esillä 30 olevassa keksinnössä käytettävän vesiliukoisen hartsin (A) ·· vesiliuos, jonka pH-arvo voidaan säätää tarvittaessa vä lille noin 6 - noin 10 käyttämällä alkalia, kuten natrium-hydroksidia tai kaliumhydroksidia.

Kondensaatiotuotteen (a) ja reaktiotuotteen (b3) 35 välisellä reaktiolla valmistettu vesiliukoinen hartsi (A) 9 106390 saadaan vesiliuoksen muodossa, ja sen viskositeetti on edullisesti välillä 50 - 1000 cps 25 °C:ssa ja pH välillä 6 - 10, kummassakin tapauksessa määriteltynä 60 pai- no-%:isessa vesiliuoksessa.

5 Siinä tapauksessa, että käytetään melamiiniformal- dehydihartsia (b4) verkkouttavana yhdisteenä (b), voidaan hartsia (b4) valmistaa tunnetuilla menetelmillä, esimerkiksi niillä, jotka on esitetty US-patentissa 2 197 357.

Melamiini-formaldehydihartsi (b4) saatetaan verk-10 koutusreaktioon kondensaatiotuotteen (a) kanssa vesiliukoisen hartsin (A) saamiseksi. Vesiliuos, joka sisältää kondensaatiotuotetta (a) ja melamiini-formaldehydihartsia (b4) , säädetään pH-arvoon 7 tai alemmaksi, edullisemmin pH-arvoon, joka on välillä 2-6, käyttämällä happoa, ku-15 ten kloorivetyhappoa, rikkihappoa, fosforihappoa, muurahaishappoa tai etikkahappoa, ja sen jälkeen reaktio suoritetaan välillä noin 40 - noin 80 °C noin 1 - noin 10 tunnin ajan. Melamiiniformaldehydihartsia (b4) käytetään edullisesti määrä, joka laskettuna melamiiniytimen perus-20 teella on noin 0,02 - noin 2 mol, edullisemmin noin 0,1 -noin 1 mol, yhtä moolia kohti kondensaatiotuotetta (a).

Reaktion päätyttyä saadaan esillä olevassa keksinnössä käytettävän vesiliukoisen hartsin (A) vesiliuos, jonka pH voidaan säätää tarvittaessa välille noin 6 - noin .. 25 10 käyttämällä alkalia, kuten natriumhydroksidia tai ka- liumhydroksidia. Kondensaatiotuotteen (a) ja melamiini-formaldehydihartsin (b4) välisellä reaktiolla valmistettu vesiliukoinen hartsi (A) saadaan vesiliuoksen muodossa, ja sen viskositeetti on edullisesti välillä 50 - 1000 cps 30 25 °C:ssa ja pH välillä 6 - 10, määritettynä kummassakin , tapauksessa 60 paino-%:isessa vesiliuoksessa.

Jollakin edellä mainitulla reaktiolla valmistettua vesiliukoista hartsia (A) voidaan käyttää esillä olevan keksinnön mukaisen paperinpäällystyskoostumuksen hartsi-35 maisena aineosana (III). On myös mahdollista käyttää kahta 10 106390 •tai useampaa verkkouttavaa yhdistettä (b) vesiliukoisen hartsin (A) valmistuksessa.

Esimerkiksi siinä tapauksessa, että verkkouttava yhdiste (b) on ureayhdisteen (b3-l) ja glyoksaalin (b3-2) 5 välisen reaktion tuote (b3), niin voidaan vesiliukoinen hartsi (A), joka on valmistettu kondensaatiotuotteesta (a) ja reaktiotuotteesta (b3), reagoittaa edelleen ainakin yhden yhdisteen kanssa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat aldehydit, epihalogeenihydriinit ja α,^-dihalo-10 geeni-B-hydriinit, jonkin muun vesiliukoisen hartsin (AI) saamiseksi. Esimerkit näistä aldehydeistä, epihalogeeni-hydriineistä ja a,y-dihalogeeni-B-hydriineistä ovat samoja kuin ne, jotka on esitetty esimerkkeinä edellä mainituissa komponenteissa (bl) ja (b2).

15 Jos vesiliukoinen hartsi (A) saatetaan edelleen reagoimaan aldehydin (bl) kanssa, on edullista säätää vesiliuos, joka sisältää molemmat reaktantit, pH-arvoon 7 tai alemmaksi, edullisemmin pH-arvoon, joka on välillä 3 -6, käyttämällä happoa, kuten kloorivetyhappoa, rikkihap-20 poa, fosforihappoa, muurahaishappoa tai etikkahappoa, ja sen jälkeen suorittaa reaktio välillä noin 40 - noin 80 °C noin - noin 10 tunnin ajan. Vaihtoehtoisesti on myös edullista suorittaa reaktio ensiksi alkalisella pH-alueella, joka on välillä 8 - 12, ja sen jälkeen jatkaa reaktiota . 25 säätämällä pH happamalle alueella arvoon 7 tai alemmaksi, edullisemmin välille 3 - 6. Jälkimmäisessä tapauksessa suoritetaan reaktio aikalisissä olosuhteissa välillä noin 40 - noin 80 °C noin 1 - noin 10 tunnin ajan. Aldehydiä (b) käytetään edullisesti sellainen määrä, että siinä ole-30 via aldehydiryhmiä on noin 0,1 - noin 3 mol yhtä moolia .· kohti vesiliukoista hartsia (A). Reaktion päätyttyä saa daan esillä olevassa keksinnössä käytettävää vesiliukoista hartsia (AI), säätämällä tarvittaessa pH välillä 6-10 käyttämällä alkalia, kuten natriumhydroksidia tai kalium-35 hydroksidia.

• 11 106390

Jos vesiliukoinen hartsi (A) , joka on valmistettu alkyleenidiamiinista tai polyalkyleenipolyamiinista (a) ja reaktiotuotteesta (b3), saatetaan edelleen reagoimaan epi-halogeenihydriinin tai a,y-dihalogeeni-S-hydriinin (b2) 5 kanssa, on edullista suorittaa reaktio pH-arvossa 5 tai korkeammalla, edullisemmin pH-välillä 6-9, lämpötilavä-lillä noin 30 - noin 90 °C, edullisemmin välillä noin 40 -noin 80 °C, noin 1 - noin 10 tunnin ajan. Epihalogeenihyd-riiniä tai a,y-dihalogeeni-S-hybriiniä (b2) käytetään 10 edullisesti määrä, joka on noin 0,1 - noin 3 mol yhtä moolia kohti vesiliukoista hartsia (A).

Vesiliukoisen hartsin (AI) saamiseksi käytettävää aldehydiä, epihalogeenihdyriiniä ja a,γ-dihalogeeni-S-hyd-riiniä voidaan käyttää joko erikseen tai kahden tai useam-15 man niiden yhdistelmänä. Esimerkkejä aldehydiä ja epihalo-geenihydriiniä voidaan käyttää samanaikaisesti, ja myöskin voidaan käyttää aldehydiä ja a,y-dihalogeeni-S-hydriiniä samanaikaisesti.

Vesiliukoinen hartsi (AI) saadaan myös vesiliuoksen 20 muodossa, ja sen viskositeetti on edullisesti välillä 50 -1000 cps 25 °C:ssa ja pH välillä 6-10, jotka kumpikin on määritetty 60 paino-%:isessa vesiliuoksessa.

Vesiliukoista hartsia (A) , mukaan lukien hartsi (AI) käytetään yleensä vesiliuoksen muodossa esillä olevan 2 5 keksinnön mukaisen paperinpäällystyskoostumuksen valmistamiseksi, ja kuten edellä on mainittu, hartsia (A) sisältävän vesiliuoksen viskositeetti on, konsentraation ollessa 60 paino-%, edullisesti välillä 50 - 1000 cps 25 °C:ssa ja pH välillä 6-10.

30 Esillä olevan keksinnön mukainen paperinpäällystys- . · koostumus sisältää pigmenttiä (I), vesiliukoista sideai netta (II), ja hartsimaista aineosaa (III), joka sisältää vesiliukoista hartsia (A). Hartsimainen aineosa (III) voi koostua yksistään vesiliukoisesta hartsista (A) tai se voi 35 sisältää lisäksi muita komponentteja. Hartsimainen aineosa 12 106390 (III) voi sisältää esimerkiksi, vesiliukoisen hartsin (A) lisäksi, polyamiinia (B), joksi on valittu polyalkyleeni-polyamiini (C) tai polyalkyleenipolyamiinin reaktiotuote (d) kvaternisoimisaineen kanssa. Hartsimaisessa aineosassa 5 (III) oleva vesiliukoinen hartsi (A) voi lisäksi olla muiden komponenttien kanssa muodostaman reaktiotuotteen muodossa. Esimerkiksi reaktiotuotetta (C), joka on saatu rea-goittamalla vesiliukoista hartsia (A) polyamiinin (B) kanssa, voidaan käyttää hartsimaisena aineosana (III).

10 Polyalkyleenipolyamiini (c), joka on per se poly- amiini (B) tai polyamiinin (B) lähtöyhdiste, on yhdiste, jossa on kaksi primaarista aminoryhmää ja ainakin yksi sekundaarinen aminoryhmä molekyyliä kohtia. Erityisesi-merkkejä tällaisista yhdisteistä ovat dietyleenitriamiini, 15 trietyleenitetramiini, tetraetyleenipentamiini, imino-bispropyyliamiini, 3-atsaheksaani-l,6-diamiini ja 4,7-diatsadekaani-1,10-diamiini.

Esimerkkejä kvaternisoimisaineista, jotka on tarkoitus reagoittaa polyalkyleenipolyamiinin kanssa toisen 20 polyamiinin (B) valmistamiseksi esitetään seuraavassa.

1) Halogeenia sisältävät yhdisteet, joita edustaa kaava:

Rx-X

25 jossa R1 tarkoittaa alempaa alkyyliryhmää (esim. sellaista, jossa on 1 - noin 6 hiiliatomia), alempaa alkenyyliryhmää (esim. sellaista, jossa on 2 - noin 6 hiiliatomia), bent-syyliryhmää tai fenoksietyyliryhmää; ja X tarkoittaa halo-30 geeniatomia.

·· Edullisia esimerkkejä näistä ovat metyylikloridi, etyylikloridi, propyylikloridi, allyylikloridi, bentsyyli-kloridi, fenoksietyylikloridi sekä vastaavat bromidit ja jodidit.

13 106390 2) Dialkyylisulfiitit ja dialkyylisulfaatit, joita edustaa kaava: (R20)2S0v 5 jossa R2 tarkoittaa alempaa alkyyliryhmää (esim. sellaista, jossa on 1 - noin 6 hiiliatomia); ja v tarkoittaa kokonaislukua 1 tai 2.

Edullisia esimerkkejä näistä ovat dimetyylisulfaat-10 ti, dietyylisulfaatti, dimetyylisulfiitti ja dietyylisul-fiitti.

3) Etyleenioksidit, joita edustaa kaava: R3-CH-CH, 15 \/ 0 jossa R3 tarkoittaa vetyatomia, alempaa alkyyliryhmää (esim. sellaista, jossa on 1 - noin 6 hiiliatomia), hyd-20 roksi-alempi alkyyliryhmää (esim. sellaista jossa on 1 -noin 6 hiiliatomia) tai fenyyliryhmää.

Edullisia esimerkkejä näistä ovat etyleenioksidi, propyleenioksidi, butyleenioksidi, styreenioksidi ja gly-sidoli.

25 4) Epihalogeenihydriinit, joita edustaa kaava:

CH2-CH(CH2)wX

30 jossa X tarkoittaa halogeeniatomia; ja w tarkoittaa kokonaislukua 1, 2 tai 3.

« · · ... Edullisia esimerkkejä näistä ovat epikloorihydriini ja epibromihydriini.

35 5) Monohalogeenihydriinit, joita edustaa kaava:

HOCH2(CH2)wX

• t 14 106390 jossa X tarkoittaa halogeeniatomia, ja w tarkoittaa kokonaislukua 1, 2 tai 3.

Edullisia esimerkkejä näistä ovat etyleeni-kloorihydriini ja etyleenibromihydriini.

5 6) Dihalogeenihydriinit, joita edustaa kaava:

CH2-X

CH-Y

10 | ch2-z jossa X tarkoittaa halogeeniatomia, ja jompikumpi symboleista Y ja Z tarkoittaa halogeeniatomia ja toinen tar-15 koittaa hydroksyyliryhmää.

Edullisia esimerkkejä näistä ovat 1,3-dikloori-2-propanoli ja 2,3-dikloori-1-propanoli.

Erityisen edullinen näistä kvaternisoimisaineista on epikloorihydriini. Kvaternisoimisaineita voidaan käyt-20 tää joko erillisesti tai kahden tai useamman niiden yhdistelmänä .

Polyamiini (B) voi olla joko toinen tai molemmat seuraavista: polyalkyleeniamiini (c) sekä polyalkyleenipo-lyamiinin (c) ja kvaternisoimisaineen välinen reaktiotuote 25 (d).

Pigmenttejä, joita voidaan käyttää komponenttina (I) esillä olevassa keksinnössä, ovat valkoiset epäorgaaniset pigmentit, esim. kaoliini, talkki, kalsiumkarbonaat-ti (joko jauhettu tai saostettu), alumiinihydroksidi, 30 kiiltovalkoinen ja titaanioksidi; sekä valkoiset orgaaniset synteettiset pigmentit, esim. polystyreeni, me-lamiini-formaldehydihartsit sekä urea-formaldehydihartsit.

... Niitä voidaan käyttää joko erikseen tai kahden tai useam man niiden yhdistelmänä. Orgaanisia tai epäorgaanisia vä-35 rillisiä pigmenttejä voidaan myös käyttää yhdistelmänä.

• · 15 106390

Vesipitoisia sideaineita, joita voidaan käyttää esillä olevassa keksinnössä komponenttina (II), ovat vesi-. liukoiset sideaineet ja vesiemulsiotyypiset sideaineet.

Esimerkkejä vesiliukoisista sideaineista ovat modifioidut 5 tai ei-modifioidut tärkkelykset, kuten hapetettu tärkkelys ja fosfaattiesteröity tärkkelys, polyvinyylialkoholi, vesiliukoiset proteiinit, kuten kaseiini ja gelatiini, sekä modifioitu selluloosa, kuten karboksimetyyliselluloosa. Esimerkkejä vesiemulsiotyyppistä sideaineista ovat styree-10 ni-butadieeni -tyyppiset hartsit, vinyyliasetaattihartsit, etyleeni-vinyyliasetaattihartsit sekä metyylimetakrylaat-tipohjaiset hartsit. Näitä vesipitoisia sideaineita voidaan käyttää joko erikseen tai kahden tai useamman yhdistelmänä .

15 Esillä olevan keksinnön mukaisessa paperinpäällys- tyskoostumuksessa käytetään hartsimaista aineosaa (III) edullisesti määrä, joka on välillä 0,05 - 5 paino-osaa, edullisemmin välillä 0,1 - 2 paino-osaa, 100 paino-osaa kohti pigmenttiä (I). Tässä mainitun hartsimaisen aineosan 20 (III) määrä on käyttökelpoinen jokaiseen tapaukseen, jossa hartsimainen aineosa (III) sisältää vesiliukoista hartsia (A) yksistään, ja jossa se sisältää sekä vesiliukoista hartsia (A) että polyamiinia (B), ja jossa se sisältää reaktiotuotetta (C), joka on valmistettu reagoittamalla 25 vesiliukoista hartsia (A) edelleen polyamiinin (B) kanssa.

Vesipitoista sideainetta (II) käytetään tavanomaisesti sinänsä eräänä komponettina peperinpäällystyskoostu-muksissa, ja sen määrä koostumuksessa voi vaihdella koostumuksen käytön mukaan. Esillä olevan keksinnön mukaisen 30 paperinpäällystyskoostumuksen sisältämän vesipitoisen si-. ·> deaineen (II) määrä on edullisesti 5 - 200 paino-osaa, edullisemmin 10 - 50 paino-osaa, 100 paino-osaa kohti pigmenttiä (I).

Esillä olevan keksinnön mukaisen paperinpäällystys-35 koostumuksen kiintoainepitoisuus on edullisesti noin 20 - • · 16 106390 75 paino-%, laskettuna koostumuksen painosta, mutta kiin-toainepitoisuus voi vaihdella riippuen päällystimen tyypistä ja koostumuksen käytöstä ja vastaavasta.

Vaikkakin hartsimainen aineosa (III) esillä olevan 5 keksinnön mukaista paperinpäällystyskoostumusta valmistet taessa on yleensä sekoitettu pigmenttiin ja vesipitoiseen sideaineeseen koostumuksen valmistuksessa, voidaan esillä olevan keksinnön vaikutukset saavuttaa yhtä hyvin sekoittamalla hartsimainen aineosa (III) etukäteen joko pigmen-10 tin lietteeseen tai vesipitoiseen sideaineeseen ja sisällyttämällä seos sen jälkeen muihin komponentteihin.

Esillä olevan keksinnön mukainen paperinpäällystys-koostumus voi haluttaessa sisältää lisäksi muita komponentteja, kuten dispergoimisaineita, viskositeettia tai 15 juoksevuutta säätäviä aineita, vaahtoamisenestoaineita, antiseptisiä aineita, voiteluaineita, vettäpidättäviä aineita ja väriaineita, mukaanluettuna värit ja värilliset pigmentit.

Esillä olevan keksinnön mukainen paperinpäällystys-20 koostumus voidaan levittää paperialustalle jollakin tunnetulla päällystysvälineella, joita ovat teräpäällystin, ilmakaavinpäällystin, tankopäällystin, liimapuristinpääl-lystin, porttitelapäällystin (gate roll coater) ja valu-päällystin. Päällystämisen jälkeen paperi kuivataan tar-25 vittaessa. Päällystetty paperi saatetaan haluttaessa pin-nansiloituskäsittelyyn käyttämällä superkalenteria jne.

Päällystetyllä paperilla, joka on saatu käyttämällä esillä olevan keksinnön mukaista paperinpäällystyskoostumusta on erilaisia erinomaisia ominaisuuksia. Sillä on 30 esimerkiksi erinomainen musteenimukyky ja vedenkestävyys ja erityisen hyvä kuplimisenesto-ominaisuus. Lisäksi se on täysin tai oleellisesti vapaa formaldehydihajun kehittymisestä.

Esillä olevaa keksintöä valaistaan seuraavassa yk-35 sityiskohtaisemmin viittaamalla viite-esimerkkeihin ja • · 17 106390 esimerkkeihin, mutta on ymmärrettävää, että esillä oleva keksintö ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi niihin. Kaikki * prosentit, osat ja suhteet ovat painoon perustuvia ellei toisin ole ilmoitettu. Viite-esimerkeissä ja esimerkeissä 5 mitattiin viskositeetit 25 °C:ssa.

Viite-esimerkki 1 4-kaulaiseen pulloon, joka oli varustettu lämpömittarilla, palautusjäähdyttimellä ja hämmennystangolla, panostettiin 146,2 g (1,0 mol) trietyleenitetramiinia ja 10 180,2 g (3,0 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin sisäläm pötilan ollessa välillä 120 - 140 eC 2 tuntia ammoniakin poistumisen aikaansaamiseksi. Tämän jälkeen joukkoon lisättiin 150,4 g vettä vesipitoisen hartsiliuoksen valmistamiseksi. Liuokseen lisättiin 56,8 g (0,7 mol) 37 %:ista 15 formaliinia, ja seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Reaktiojärjestelmä säädettiin pH-arvoon 4,0 70-%:isella rikkihapolla ja reaktiota jatkettiin 70 °C:ssa vielä 4 tunnin ajan. Reaktioseos säädettiin pH-arvoon 7,0 natriumhydroksidin vesiliuoksella vesipitoisen 20 vesiliukoisen hartsiliuoksen Rl saamiseksi, jonka hartsi-pitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 350 cps.

Viite-esimerkki 2

Samaan laitteeseen, jota käytettiin viite-esimerkissä 1), panostettiin 146,2 g (1,0 mol) trietyleenitet-25 ramiinia ja 60,1 g (1,0 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin sisälämpötilan ollessa välillä 140 - 160 °C 3 tuntia ammoniakin poistamiseksi. 120 °C:seen jäähdyttämisen jälkeen lisättiin reaktioseokseen 120,1 g (2,0 mol) ureaa, jonka jälkeen kuumennettiin sisälämpötilan ollessa välillä 30 120 - 130 °C 2 tuntia ammoniakin poistamiseksi. Tämän jäl- - · keen lisättiin joukkoon 134,9 g vettä vesipitoisen hartsi- liuoksen saamiseksi. Liuokseen lisättiin 81,2 g (1,0 mol) 37 %:ista formaliinia ja seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Sen jälkeen kun pH oli säädetty arvoon 35 4,0 70 %:isella rikkihapolla, annettiin reaktioseoksen • « 18 106390 reagoida edelleen 70 °C:ssa 4 tuntia. Reaktioseos säädettiin pH-arvoon 7,0 natriumhydroksidin vesiliuoksella vesiliukoisen hartsiliuoksen R2 saamiseksi, jonka hartsipitoi-suus oli 60 % ja viskositeetti oli 230 cps.

5 Viite-esimerkki 3

Samaan laitteeseen, jota käytettiin viite-esimerkissä 1, panostettiin 103,2 g (1,0 mol) dietyleenitri-amiinia ja 120,1 g (2,0 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin välillä 120 - 140 °C olevassa sisälämpötilassa 2 tun-10 tia ammoniakin poistamiseksi. Tämän jälkeen lisättiin joukkoon 33,6 g vettä vesipitoisen hartsiliuoksen valmistamiseksi. Liuokseen lisättiin 81,2 g (1,0 mol) 37 %:ista formaliinia, ja seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Sen jälkeen kun pH oli säädetty arvoon 4,0 15 70 %:isella rikkihapolla, annettiin reaktioseoksen rea goida edelleen 70 °C:ssa 4 tuntia. Reaktio säädettiin pH-arvoon 7,0 natriumhydroksidin vesiliuoksella vesipitoisen vesiliuokoisen hartsiliuoksen 3 saamiseksi, jonka hartsi-pitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 540 cps.

20 Viite-esimerkki 4

Ammoniakinpoistoreaktio suoritettiin samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 1. Saatuun reaktioseokseen lisättiin 215,4 g vettä, ja siihen lisättiin lisäksi 64,8 g (0,7 mol) epikloorihydriiniä. Seoksen annettiin reagoida 25 70 °C:ssa 4 tuntia vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuok sen R4 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 300 cps ja pH 6,2.

Viite-esimerkki 5 465,5 g:aan vesipitoista vesiliukoista hartsiliuos-30 ta, joka oli saatu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä ·· 1, lisättiin 14,6 g (0,1 mol) trietyleenitetramiinia ja 9,1 g vettä vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R5 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 340 cps ja pH 8,0.

• · 19 106390

Viite-esimerkki 6

Samaan laitteeseen, jota käytettiin viite-esimer-. kissä 1, panostettiin 43,9 g (0,3 mol) trietyleenitet- ramiinia ja 140,3 g vettä, ja joukkoon lisättiin vielä 5 tipoittain 166,6 g (1,8 mol) epikloorihydriiniä pysyttämällä samalla sisälämpötila 50 °C:ssa tai sen alapuolella. Reaktioseokseen lisättiin 465,5 g vesipitoista vesiliukoista hartsiliuosta, joka oli saatu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 1, ja sen jälkeen annettiin seoksen rea-10 goida 50 °C:ssa yhden tunnin ajan vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R6 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 300 cps ja pH 6,5.

Vertailuviite-esimerkki 1 4-kaulaiseen pulloon, joka oli varustettu lämpömit-15 tarilla, palautusjäähdyttäjällä ja hämmennystangolla, panostettiin 146,2 g (1,0 mol) trietyleenitetramiinia ja 30,0 g (0,5 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin sisälämpötilan ollessa välillä 140 - 160 °C 3,5 tuntia ammoniakin poistamiseksi. Tämän jälkeen lisättiin joukkoon 73,1 g 20 (0,5 mol) adipiinihappoa aminodyhmien poistamisen aikaansaamiseksi välillä 150 - 160 °C 5 tunnin kuluessa.

130 °C:seen jäähdyttämisen jälkeen lisättiin reaktioseokseen 120,1 g (2,0 mol) ureaa ja ammoniakki poistettiin välillä 120 - 130 °C kahden tunnin kuluessa. Tämän jälkeen 25 lisättiin joukkoon 284,5 g vettä vesipitoisen hartsiliuoksen valmistamiseksi. Liuokseen lisättiin 60,9 g (0,75 mol) 37 %:ista formaliinia ja järjestelmä säädettiin pH-välille 4 - 5 70 %:isella rikkihapolla, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida sisälämpötilan ollessa 70 °C 4 tuntia. 30 Reaktioseoksen pH säädettiin arvoon 6,5 natriumhydroksidin , ·· vesiliuoksella vesipitoisen hartsiliuoksen CR1 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 50 % ja viskositeetti oli 140 cps.

• ♦ I

20 106390

Vertailuviite-esimerkki

Samat menetelmät kuin viite-esimerkissä 1 toistettiin, paitsi että panostetut urean ja veden määrät muutettiin vastaavasti arvoihin 90,1 g (1,5 mol) ja 101,7 g, 5 vesipitoisen hartsiliuoksen CR2 saamiseksi, jonka hartsi-pitoisuus oli 60 % viskositeetti oli 200 cps ja pH 7,0.

Vertailuviite-esimerkki 3

Samat menetelmät kuin viite-esimerkissä 1 toistettiin, paitsi että panostetut urean ja veden määrät muutet-10 tiin vastaavasti arvoihin 300,3 g (5 mol) ja 230,5 g, vesipitoisen hartsiliuoksen CR3 saamiseksi, jonka hartsipi-toisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 150 cps ja pH 7,0.

Vertailuviite-esimerkki 4

Samat menetelmät kuin viite-esimerkissä 1 toistet-15 tiin, paitsi että rikkihapon lisäämisen jälkeistä reaktiota ei suoritettu. Tällöin saatiin hartsiliuos CR4, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 60 cps ja pH 8,5.

Vertailuviite-esimerkki 5 20 Samat menetelmät kuin viite-esimerkissä 1 toistet tiin, paitsi että panostetut 37 %:isen formaliinin ja veden määrät muutettiin vastaavasti arvoihin 73,0 g (0,9 mol) ja 144,2 g, vesipitoisen liuoksen CR5 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 25 1600 cps ja pH 7,0.

Vertailuviite-esimerkki 6

Reaktiot suoritettiin samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 1. Saadun reaktioseoksen pH säädettiin arvoon 4,0 70 %:isella rikkihapolla vesipitoisen hartsiliuoksen 30 CR6 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja vis- “ kositeetti oli 350 cps.

• ·

Vertailuviite-esimerkki 7

Reaktiot suoritettiin samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 1. Saadun reaktioseoksen pH yritettiin säätää 35 arvoon 11 natriumhydroksidin vesiliuoksella. Sakkaa muo- •« ai 106390 dostui kuitenkin runsaasti eikä tyydyttävää vesipitoista hartsiliuosta saatu.

Esimerkki 1

Paperinpäällystyskoostumus, jolla oli seuraava for-5 mulaatio (kiinteiden aineiden pohjalta laskettuna), valmistettiin käyttämällä jokaista vesipitoista vesiliukoista hartsiliuosta Rl - R6 ja CR1 - CR6, jotka oli valmistettu viite-esimerkeissä 1 - 6 ja vertailuviite-esimerkeissä 1 - 6. Mitä tahansa vertailuviite-esimerkeissä 2, 5 ja 6 valio mistettua hartsiliuosta CR2, CR5 ja CR6 käyttäen päällys-tyskoostumuksilla oli liian korkea viskositeetti jäljempänä selostetu7n päällystyskokeen suorittamiseksi.

Paperinvalmistuskoostumus:

Pigmentti: Ultrawhite 9011 70 osaa 15 Garbital 902) 30 osaa

Dispergoimisaine: Sumirez Resin DS-103) 0,2 osaa

Vesipitoinen sideaine: SN-3074) 12 osaa

Oji Ace A5) 4 osaa 20 Vesiliukoinen kerta- muovihartsi: Vesipitoinen liuos, joka oli saati viite-esimerkissä tai vertailuviite-esimer- kissä 0,5 osaa 2 5 Huomautuks ia:

1) Savi, jonka oli valmistanut Engel Hard Minerals and Chemical Division Inc., USA

2) Kalsiumkarbonaatti, jonka oli valmistanut Fuji Kaolin Co., Ltd., Japani 30 3) Polyakryylihappo-tyyppinen pigmenttidispersant- . ·· ti, jonka oli valmistanut Sumitomo Chemical Co., Ltd.,

Japani 4) Styreeni-butadieeni-lateksi, jonka on valmistanut Sumitomo Naugatuck Co., Ltd. Japani 35 5) Hapetettu tärkkelys, jonka on valmistanut Oji

National Co., Ltd., Japani • ·· 22 106390

Paperinpäällystyskoostumusta säädettiin niin, että sen kiinteiden aineiden kokonaispitoisuus oli 60 % ja pH noin 9,0 lisäämällä vettä ja 10 %:ista natriumhydroksidin vesiliuosta. Näin valmistettu koostumus levitettiin käyt-5 täen viiratelaa hienopaperin toiselle tai molemmille puo- lille, jonka paperin arkkipaino oli 80 g/m2 ja yhden levi-tyskerran määrä oli 14 g/m2. Paperi alistettiin kuivatukseen välittömästi kuumassa ilmassa (120 °C) 30 sekunnin ajaksi, sitten kosteuskonditiontiin 20 °C:ssa ja 65 %:n 10 suhteellisessa kosteudessa 16 tunnin ajaksi ja sen jälkeen superkalateroitiin kahdesti 60 °C:ssa ja viivapaineessa 60 kg/cm päällystetyn paperin saamiseksi.

Saadun päällystetyn paperin vedenkestävyys, mus-teenimukyky ja kuplimisenesto-ominaisuus arvioitiin seu-15 raavien koetusmenetelmin mukaan. Saadut tulokset esitetään taulukossa 1 jäljempänä.

1) Vedenkestävyys 1- a) Märkähankautumismenetelmä (WR):

Noin 0,1 ml ioninvaihtovettä tiputettiin päällys-20 tetylle pinnalle ja sitä hangattiin sormenpäällä 7 kertaa. Hankauksesta irtautunut aine siirrettiin mustalle paperille ja sen määrä määritettiin silmämääräisesti vedenkestä-vyyden arvioimiseksi viiden lukuarvon mukaan arvosta 1 (huono) arvoon 5 (erinomainen).

25 1-b) Märkänukkautumismenetelmä (WP): Päällystetty pinta kostutettiin vedenlevitystelalla ja sille painettiin RI-koestimen avulla (valmistaja Akira Seisakusho Co., Ltd.). Nukkautuminen todettiin silmämääräisesti vedenkestävyyden arvioimiseksi niiden lukuarvon 30 mukaan arvosta 1 (huono) arvoon 5 (erinomainen).

*> 2) Musteen imukyky 2- a) Menetelmä A: Päällystetty pinta kostutettiin vedenlevitystelalla ja sille painettiin RI-koestimen avulla. Musteenimukyky « 4 106390 arvioitiin silmämääräisesti viiden lukuarvon mukaan arvosta 1 ( huono) arvoon 5 (erinomainen).

« 2-b) Menetelmä B:

Painatus suoritettiin sisällyttämällä vettä mus-5 teeseen IR-koestimen avulla. Musteenimukyky arvioitiin viiden lukuarvon mukaan arvosta 1 (huono) arvoon 5 (erinomainen) .

3) Kuplimisenesto-ominaisuus

Kaksoispäällystetyn paperin molemmat puolet painet-10 tiin offsett-rotaatiopainomusteella RI-koestimen avulla. Kosteuskonditioinnin jälkeen kostutettiin painettu paperi kuumennetussa silikoniöljykylvyssä, ja kuplien määrä arvioitiin silmämääräisesti viiden lukuarvon mukaan arvosta 1 (huono) arvoon 5 (erinomainen).

« · ·« ·«.

24 106390 Φ β Ο Ο :Π3 Λ η =(ΰ Π) 4-> Ο II Ο Ο -β CN CN οο ο ο ο Αί ·γ·ι Μ κη - ιη ·~ - -

0 rt! G r-I rH r-I rH rH rH

W -H

<υ σ\ o 00 rH LO ro co cn co o •O M „ - LT) - - - - rt! G S171 H cn cn (N oi n u

CO

o 00 rH t—i co n oo m o •r» M ro - ' - - 3 rt! G σ 1-1 CN O cn oi m

H O

d p* ro o

+*0 0 H H OO CN O O

jp, ·ι-ι M - Ln >· *· - - ^ rt! G cd0'1 H n ci ro o n

** U

CO

o 00 o m Ln cn cd οι σι •n M - ω - - - - rt! G co on <h rt* cd il) o 00 ή r- ro cn cd co co n H - co - - - - _, rt! G Ln σ h ^ ^ >ct< ^ ^ 1-1 Cd 9 « S o K 00 ovo in in in o σ *-g -m M - ιο - - - K rt! G ;$ on H rt* rt* H n o 0 0 <h rt1 •o M „ ^ m >φο n cd in rt! G g σ h - » - - ^ ·Φ ^ ^ ^ -φ

CM O

CN

• · 0 0 i—i in - - •oMcn''-1 cN^^t^Ln rt! G dj tn ' ' ' ' :0 rt* rt* rt* rt* +>

G

r| H

0) O

Λ! 0 0 o o o ro ro co in φ-riM h - co - - - - « rt! G CdCTl rH rt* rt* rt* rt* rt* co -h

2 Sh ·· :Cd :(Ö ·· I

£ <UCQ£g>irt3CQ0

2 -H r-, a >H rH rH Λί 4J

4J 4JCQ(Ö>l<U(l)>-i:(tS:CCSCQ

CD

O —. (DU sfÖCUCDCJrHrHGin o υ<υ^>Η4-)ββ£α)α)(υβ

X o XJ> Uil®H)HLLCffiC

CD -H —-JJOlEECCPCU-HCD

>1 -h in m u Φ Λ: i iO)GG£-h

hjcqcnOo jjacdftaiQJCD-HrO CO -U A! CDQJ^^HJSSrHC

>-,ίπ K in >i fl co Cu -h rH rö CC Ή CN i I CD 2 2 £

rH K & > — rH > S NdO

:tÖ s«3 --ns -cc3

CU CU

*5 106390

Viite-esimerkki 7 4-kaulaiseen pulloon, joka oli varustettu lämpömit-* tarilla, palautusjäähdyttimellä ja hämmennystangolla, pa nostettiin 146,2 g (1,0 mol) trietyleenitetramiinia ja 5 180,2 g (3,0 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin sisäläm pötilan ollessa välillä 120 - 140 eC 2 tuntia ammoniakin poistamiseksi. Tämän jälkeen lisättiin 156,1 g vettä vesipitoisen hartsiliuoksen valmistamiseksi. Hartsiliuos, joka oli erikseen valmistettu 12,0 g:sta (0,2 mol) ureaa ja 10 72,5 g:sta (0,5 mol) glyoksaalin 40 %:ista vesiliuosta, lisättiin edellä valmistettuun vesipitoiseen hartsiliuok-seen, ja pH säädettiin arvoon 4,0 70 %:isella rikkihapol la, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Sen jälkeen pH säädettiin arvoon 7,0 natrium-15 hydroksidin vesiliuoksella vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R7 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 75 cps.

Viite-esimerkki 8 499,0 g:aan vesipitoista hartsiliuosta, joka oli 20 valmistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 7, lisättiin 40,6 g (0,5 mol) 37 %:ista formaliinia, ja sen jälkeen pH säädettiin arvoon 4,0 70 %:isella rikkihapol la, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Järjestelmän pH säädettiin arvoon 7,0 natrium-.. 25 hydroksidin vesiliuoksella vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R8 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 300 cps.

Viite-esimerkki 9 499 g:aan vesipitoista hartsiliuosta, joka oli val-30 mistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 7, lisät-, tiin 46,3 g (0,5 mol) epikloorihydriiniä ja 30,9 g vettä, ja pH säädettiin arvoon 8,0 natriumhydroksidin vesiliuoksella, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R9 saa- • .

26 106390 miseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 290 cps ja pH 6,6.

Viite-esimerkki 10 499,0 g:aan vesipitoista vesiliukoista hartsiliuos-5 ta, joka oli valmistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 7, lisättiin 14,6 g (0,1 mol) trietyleenitet-ramiinia ja 9,1 g vettä vesipitoisen vesiliukoisen hartsi-liuoksen RIO saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 340 cps ja pH 8,0.

10 Viite-esimerkki 11

Samaan laitteeseen, jota käytettiin viite-esimerkissä 7, panostettiin 43,9 g (0,3 mol) trietyylitet-ramiinia ja 140,3 g vettä, ja joukkoon lisättiin vielä tipoittain 166,6 g (1,8 mol) epikloorihydriiniä samalla 15 kun sisälämpötila pysytettiin 50 °C:ssa tai alempana. Reaktioseokseen lisättiin 499,0 g vesipitoista hartsi-liuosta, joka oli valmistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 7, ja saadun seoksen annettiin reagoida 50 °C:ssa yhden tunnin ajan vesipitoisen vesiliukoisen 20 hartsiliuoksen Rll saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 300 cps ja pH 6,5.

Esimerkki 2

Paperipäällystyskoostumus valmistettiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1, paitsi että käytettiin jokais-25 ta hartsiliuosta R7 - Rll, jotka oli valmistettu viite-esimerkeissä 7-11. Jokainen saaduista koostumuksista arvioitiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Saadut tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 2.

• · 1 · • - .

27 106390 rt r1 s _ 0) =3 ° . u φ o =rt n rH o o o o 0 0 M -H ή v vo ·

Cfl >i G <U O H H H H H

G vo

1 H O

M -H O h H O OO OOO

Φ rt H oi - VO v v v >-PG O o H nro Hmm in o

O H H »S' m CM CM Γ~ CO

M H 't'- ' v G Ph σι h m ^ ·ψ o O o o m moo

MrH H Γ" -V HHH

G Oi o H 'Φ'Φ <3< ^ ^ en o 0 cm m m cm m vo t^

Ho ~ t" ' ^

w G Pi O H

g

Ö OJ

5 °

P O rH CM H O CM CO VO

H n ra ·.> hv v

H G Di o rH

JC :0

6 +l G

•H rH

01 O

Α<0 ho h cm t^ m

<D n t" ' vo vv mvH

KG Ci o h tn

G

G

en

• · ~ -H

: . u rt

o G

-H

·· m E

en cm -h O

G - M s(Ö sto I

e tucnEE^CCQO

G -H ft !>i H H ii -U

JJ JJ fÖ S <U Φ >H =<tS =fÖ M

en jj &>-U4->Ai6E(D

O r-v QJ =rt Φ <U G H H G

O Utu >K,aJGGg(U(U(u a; o 4-)tntu<u-H4-jj-)tn

tn -h 4JtuEEö(U(U--H

>h-h men (U Ai i i tl) G C E

40 CQ CM O —.4JGDiA(UtU<U-H

" tn 4-J ^Aitncntu&S-uSSrH

>ιίπ ω ft N tJ tn a

HtÖ ffi-HUHtU G G

- i—I ffi Oh !> rl |> «S X

:(Ö =rt =rt =rt

Ph Ph 28 106390

Viite-esimerkki 12 4-kaulaiseen pulloon, joka oli varustettu lämpömittarilla, palautusjäähdyttimellä ja hämmennystangolla, panostettiin 146,2 g (1,0 mol) trietyleenitetramiinia ja 5 180,2 g (3,0 mol) ureaa, ja seosta kuumennettiin sisäläm pötilan ollessa 120 - 140 °C 2 tuntia ammoniakin poistamiseksi. Seokseen lisättiin 191,1 g vettä vesipitoisen hart-siliuoksen valmistamiseksi. Liuokseen lisättiin 75,8 g (0,25 mol) vesipitoista melamiinihartsin 75 %:ista liuos-10 ta, joka oli valmistettu käyttämällä 3,3 mol formaldehydiä yhtä moolia kohti melamiinia, ja seoksen pH säädettiin arvoon 4,0 70 %:isella rikkihapolla, jonka jälkeen seok sen annettiin reagoida 70 °C:ssa 4 tuntia. Reaktioseoksen pH säädettiin arvoon 7,0 natriumhydroksidin vesiliuoksella 15 vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R12 saamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 340 cps.

Viite-esimerkki 13 525 g:aan vesipitoista hartsiliuosta, joka oli val-20 mistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 12, lisättiin 14,6 g (0,1 mol) trietyleenitetramiinia ja 9,1 g vettä vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R13 valmistamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 330 cps ja pH 8,0.

.. 25 Viite-esimerkki 14

Samaan laitteeseen, jota käytettiin viite-esimerkissä 12, lisättiin 43,9 g (0,3 mol) trietyleenitetramiinia ja 140,3 g vettä, ja joukkoon lisättiin vielä tipoittain 166,6 g (1,8 mol) epikloorihydriiniä pysyttä-30 mällä samalla sisälämpötila 50 °C:ssa tai alempana. Seokseen lisättiin 525,2 g vesipitoista hartsiliuosta, joka oli valmistettu samalla tavalla kuin viite-esimerkissä 12, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida 50 °C:ssa yhden tunnin ajan vesipitoisen vesiliukoisen hartsiliuoksen R14 29 106390 valmistamiseksi, jonka hartsipitoisuus oli 60 % ja viskositeetti oli 300 cps ja pH 6,5.

Esimerkki 3

Paperinpäällystyskoostumus valmistettiin samalla 5 tavalla kuin esimerkissä 1, paitsi että käytettiin kutakin hartsiliuosta R12 - R14, jotka oli valmistettu viite-esimerkeissä 12 - 14. Jokainen saaduista koostumuksista arvioitiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Saadut tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 3.

10 TAULUKKO 3

Keksintö Vertailu Sokeakoe

Ajo Ajo Ajo Ajo Ajo nro 1 nro 2 nro 3 nro 4 nro 5 15 Päällystyskoostumus

Hartsi R12 R13 R14 CR1 ei yhtään pH (25 °C) 9,1 9,1 9,0 9,1 9,2

Viskositeetti 20 (25 °C) (cps) 1630 1690 1760 1600 1620 Päällystetty paperi Vedenkestävyys WR-menetelmä 4,3 4,1 4,2 3,0 1,0 WP-menetelmä 4,3 4,3 4,3 3,0 1,0 25 Musteenimukyky: . Γ Menetelmä A 4,2 4,3 4,4 3,2 1,0

Menetelmä B 4,1 4,7 4,7 3,0 1,0

Kuplimisenesto- ominaisuus 4,5 4,6 4,7 3,0 1,0 30

Vaikkakin keksintöä on selostettu yksityiskohtaisesti ' ja viittaamalla sen erityisiin esimerkkeihin, on alan ämmät- timiehille ilmeistä, että erilaisia muutoksia ja muunnoksia voidaan siinä suorittaa poikkeamatta keksinnön ideasta ja 35 sen puitteista. 1 ·

• I

Claims (20)

106390

1. Paperinpäällystyskoostumus, tunnettu siitä, että se sisältää 5 (I) pigmenttiä, (II) vesipitoista sideainetta, ja (III) hartsimaista aineosaa, joka sisältää vesiliukoista hartsia (A), joka on valmistettu verkkouttamalla alkyleenidiamiinin tai polyalkyleenipolyamiinin (ai) ja 10 ureayhdisteen (a2) kondensaatiotuotetta (a) verkkouttavan yhdisteen (b) kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu alkyleenidiamiini tai polyalkyleenipolyamiini (ai) on valittu ryhmästä, jo- 15 hon kuuluvat dietyleenitriamiini ja trietyleenitetramiini.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu ureayhdiste (a2) on urea.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, 20 tunnettu siitä, että mainittua ureayhdistettä (a2) on käytetty määrä, joka on välillä 0,5-1 mol yhtä moolia kohti mainittuun alkyleenidiamiiniin tai polyalkyleenipo-lyamiiniin (ai) sisältyneitä primaarisia ja sekundaarisia aminoryhmiä. »· 1 : 25

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu verkkouttava yhdiste (b) on aldehydi (bl), ja mainittu hartsi (A) on valmistettu verkkoutusolosuhteissa, joissa pH on 7 tai sen alapuolella .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu aldehydi (bl) on formaldehydi tai glyoksaali.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu hartsi (A) on val- 35 mistettu reagoittamalla pH-välillä 8 - 12, ja sen jälkeen pH-arvossa 7 tai sen alapuolella. • · 3i 106390

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu verkkouttava yhdiste (b) on epihalogeenihydriini tai a,y-dihalogeeni-p-hydriini.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että hartsi (A) on valmistettu reagoittamalla pH-arvossa 5 tai sen yläpuolella.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu verkkouttava yhdiste 10 (b) on ureayhdisteen (b3-l) ja glyoksaalin (b3-2) välisen reaktion tuote (b3).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu hartsi (A) on valmistettu reagoittamalla pH-arvossa 7 tai sen alapuolella.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu vesiliukoinen hartsi (A), joka on valmistettu kondensaatiotuotteesta (a) ja reaktiotuotteesta (b), reagoitetaan edelleen yhdisteen kanssa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat aldehydi, 20 epihalogeenihydriini ja a,y-dihalogeeni-p-hydriini.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu verkkouttava yhdiste (b) on melamiini-formaldehydihartsi (b4).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen koostumus, * · ( ‘ 25 tunnettu siitä, että mainittu hartsi (A) on val mistettu reagoittamalla pH-arvossa 7 tai sen alapuolella.

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että vesiliukoisen hartsin (A) viskositeetti on välillä 50 - 1000 cps 25 °C:ssa ja pH vä-

30 Iillä 6 - 10, jotka kumpikin on määritetty 60 pai nollisessa vesiliuoksessa.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, t u nn e t t u siitä, että mainittu hartsimainen aineosa (III) sisältää lisäksi polyamiinia (B) , joka on valittu 35 ryhmästä, johon kuuluvat polyalkyleenipolyamiini (c) sekä 32 106390 polyalkyleenipolyamiinin ja kvaternisoimisaineen välisen reaktion tuote (d).

17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittu hartsimainen aineosa 5 (III) on reaktiotuote (C), joka on valmistettu vesiliukoisesta hartsista (A) reagoittamalla edelleen polyamiinin (B) kanssa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat poly-alkyleenipolyamiini (c) ja polyalkyleenipolyamiinin ja kvaternisoimisaineen välisen reaktion tuote (d).

18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainittua hartsimaista aineosaa (III) on läsnä määrä, joka on välillä 0,05 - 5 paino-osaa 100 paino-osaa kohti pigmenttiä (I).

19. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, 15 tunnettu siitä, että mainittua vesipitoista sideainetta (II) on läsnä määrä, joka on välillä 5 - 200 paino-osaa 100 paino-osaa kohti pigmenttiä (I).

20. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää 100 paino-osaa 20 pigmenttiä (I), 10-50 paino-osaa vesipitoista sideainetta (II) ja 0,1 - 2 paino-osaa hartsimaista aineosaa (III). > · * • · . ♦ · • · 106390