FI78312B

FI78312B - Klisterfoersedd vaeggbeklaednad och foerfarande foer framstaellning av denna.

Info

Publication number: FI78312B
Application number: FI851002A
Authority: FI
Inventors: John B Clarke; John F Firth
Original assignee: Allied Colloids Ltd
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1989-03-31
Also published as: FI851002L; GB8406783D0; FI78312C; EP0159132A1; DE3563220D1; US4639395A; FI851002A0; EP0159132B1; CA1249489A; ATE34996T1

Description

7831 2

Esiliisteröity seinäpäällyste ja menetelmä sen valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on esiliisteröity seinäpäällyste, 5 joka koostuu alustasta, jonka pinnalla on vedellä kostutettava esiliisteripäällyste, joka on muodostettu vähintään kahdesta kerroksesta ja joka koostuu anionisesta akryyli-polymeeristä, joka on oleellisesti paisumaton vedessä ja on paisuva alkalin vesiliuoksen läsnäollessa, ja alkalises-10 ta materiaalista, joka aikaansaa mainitun alkalin vesiliuoksen joutuessaan kosketukseen veden kanssa, jolloin anio-ninen akryylipolymeeri ja alkalinen materiaali ovat eri kerroksissa.

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä seinäpääl-15 lysteen valmistamiseksi, joka koostuu alustasta, jonka pinnalla on vedellä kostutettava esiliisteripäällyste, joka on muodostettu vähintään kahdesta kerroksesta, jolloin oleellisesti paisumattomien hiukkasten vesidispersio, jotka hiukkaset koostuvat anionisesta akryylipolymeeristä, joka on 20 oleellisesti paisumaton vedessä ja on paisuva alkalin vesiliuoksessa, ja alkalinen materiaali, levitetään alustalle erillisinä kerroksina ja päällystetty alusta kuivataan.

Jo monia vuosia on ollut tunnettua muodostaa esiliisteröity jä seinäpäällysteitä, jotka koostuvat alustasta, jos-25 sa on vedellä kostutettava esiliisteripäällyste, joka vedellä kostutettaessa muuttuu liimaksi. Jos esiliisteripäällyste muodostetaan pelkästään kuivaamalla alustalle vesiliuos, havaitaan yleensä, että uudelleenkostutuksella saatu tartunta on riittämätön. Eräs tapa parantaa tartuntaa on levittää 30 alustalle liiman vesiliuos ja sitten ennen sen kuivausta sirotella sen päälle kuivaa, vedellä kostutettavaa liimaa lii-mamäärän lisäämiseksi esiliisteripäällysteessä.

Parannettua tapaa valmistaa esiliisteröity seinäpäällyste kuvataan US-patentissa 3 122 446. Siinä kuvattu menetel-35 mä perustuu anionisen polymeerin käyttöön, joka on veteen liukenematon ja oleellisesti tarttumaton veden läsnäollessa, 2 78312 mutta josta tulee tarttuva alkalin vesiliuoksen läsnäollessa. Kyseisessä patentissa mainitaan, että polymeeri voidaan levittää orgaanisesta liuoksesta ja että alkali voidaan levittää polymeerikerroksen ollessa vielä osittain märkä; ko.

5 patentissa kuvatun menetelmän normaalissa kaupallisessa toteutustavassa levitetään anionisen polymeerin vesidispersio, kuivataan se ja levitetään alkalista materiaalia oleva pääl-likerros. Esiliisterikerroksen joutuessa kosketukseen veden kanssa alkali synnyttää alkalisen kerroksen, joka tunkeutuu 10 anionisen polymeerin kerrokseen, mikä tekee ko. kerroksen tarttuvaksi.

Tätä systeemiä on käytetty laajasti, mutta se kärsii useista puutteellisuuksista mitä tulee liisterin ominaisuuksiin uudelleenkostutuksessa. Erityisesti liisterin rakenteen 15 hallinta on riittämätöntä, märkätarttuvuus voi olla huono erityisesti, jos päällyste on kosketuksessa veden kanssa liian pitkään, liimaa voi tihkua alustan reunoilta levitettäessä sitä seinälle tai muulle pinnalle, työskentelyaika huokoisilla ja rapatuilla pinnoilla voi olla liian lyhyt ja 20 kuivatartunta eräille pinnoille, erityisesti lastulevylle ja kiiltävälle maalille voi olla epätyydyttävä.

Tarkoituksena on ollut saada aikaan esiliisteröity seinäpäällyste, jossa nämä puutteellisuudet on minimoitu tai poistettu.

25 Keksinnön mukaiselle esiliisteröidylle seinäpäällys- teelle on tunnusomaista, että esiliisteripäällyste sisältää myös vesiliukoista kationista polymeeriä, jonka molekyyli-paino on välillä 10 000 - 500 000 ja joka on valittu eteeni-diamiini-epikloorihydriinipolymeereistä, polyeteeni-imiinis-30 tä, diallyylikvaternäärisistä ammoniumhalogenidipolymeereis-tä, dialkyyliaminoalkyyli(met)akrylaattien polymeereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista ja dialkyyliaminoalkyyli (met)akryyliamidien polymeereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista.

35 Esiliisteripäällyste on muodostettu vähintään kahdes ta kerroksesta, joista toinen sisältää anionista polymeeriä toinen sisältää alkalista materiaalia. Alkalinen materiaali li 3 7831 2 on edullisesti anionisen polymeerin viereisessä kerroksessa ja joko samassa kerroksessa kuin kationinen polymeeri tai kationisen polymeerin viereisessä kerroksessa. Yleensä on edullista, että ettei alkalinen materiaali ole suorassa kos-5 ketuksessa alustaan, sillä alkalinen materiaali saattaa vahingoittaa joitakin alustoja. Yleensä on edullista, että kalvon muodostava materiaali, ts. anioninen ja/tai kationinen polymeeri on suorassa kosketuksessa alustaan ja että vesiliukoinen materiaali, esim. kationinen polymeeri ja/tai 10 alkalinen materiaali on päällikerroksessa niin, että vesi kykenee läpäisemään päällysteen. Kationinen ja anioninen polymeeri voivat olla samassa kerroksessa, mutta yleensä ne ovat eri kerroksissa. Tavallisesti on edullista levittää anioninen polymeeri kerrokseen, lähimmäksi alustaa ja le-15 vittää sitten tämän päälle alkalinen materiaali ja kationinen polymeeri jommassa kummassa järjestyksessä tai edullisesti yhtenä kerroksena.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle esiliisteröidyn seinäpäällysteen valmistamiseksi on tunnusomaista, että 20 alustalle levitetään myös vesiliukoista kationista polymeeriä, jonka molekyylipaino on välillä 10000 - 500 000 ja joka on valittu eteenidiamiini-epikloorihydriinipolymeereistä, polyeteeni-imiinistä, diallyylikvaternäärisistä ammoniumhalo-genidipolymeereistä, dialkyyliamino(met)akrylaattien poly-25 meereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista ja dialkyyliaminoalkyyli(met)akryyliamidien polymeereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista.

Kationinen polymeeri levitetään yleensä vesiliuoksena. Alkalinen materiaali levitetään yleensä vesiliuoksena.

30 Edullisesti kationinen polymeeri ja alkalinen materiaali levitetään yhdessä ja samassa kerroksessa liuoksena, joka sisältää niitä molempia. Anioninen polymeeri on edullista levittää suoraan alustalle, oleellisesti paisumattornien po-meerihiukkasten hiukkaskoon ollessa tyypillisesti välillä 35 0,1 - 3 pm, usein 0,1 - 0,4 pm.

Dispersion aktiivinen anionisen polymeerin pitoisuus on yleensä välillä 20-40 paino-% polymeerin kuiva-aineita liuoksen aktiivisen alkalisen materiaalin pitoisuus on yleen 4 78312 sä välillä 2-10 % kuiva-aineita ja kationisen polymeeriliuok-sen aktiivinen pitoisuus on yleensä välillä 1-20 % polymeerin kuiva-aineita.

Anioninen akryylipolymeeri voi olla mikä tahan-5 sa niistä materiaaleista, joita on kuvattu tähän tarkoitukseen US-patentissa 3 122 446. Se on yleensä kopolymeeri. Yleensä se on silloitettu polymeeri. Edulliset materiaalit ovat alkyyliakrylaattien ja akryyli- tai me-takryylihapon kopolymeereja, edullisemmin etyyliakrylaatin 10 ja metakryylihapon kopolymeereja, edullisemmin etyyliakrylaatin ja metakryylihapon kopolymeereja. Sopivia kopolymeereja on muodostettu 60-80 paino-osasta alkyyliakrylaattia (esimerkiksi etyyliakrylaattia tai metyyliakrylaatin ja etyyliakrylaatin seosta) ja 40-20 paino-osasta metakryylihappoa. 15 Sen molekyylipaino voi olla 2-8 miljoonaa, yleensä noin 5 miljoonaa.

Kationinen polymeeri ei yleensä kykene aiheuttamaan anionisen polymeerin muuttumista tarttuvaksi, mutta jos se voi tehdä anionisen polymeerin tarttuvaksi, se tulee levit-20 tää eri kerrokseen kuin anioninen polymeeri. Sen molekyylipaino on välillä 10 000 - 500 000. Suuri joukko ka-tionisia polymeerejä on käyttökelpoisia ja niitä ovat etee-nidiamiini-epikloorihydriinipolymeerit, polyeteeni-imiini diallyylikvaternääriset ammoniumhalogenidipolymeerit, kuten 25 diallyylidimetyyliammoniumkloridihomopolymeeerit ja -kopo-lymeerit, esimerkiksi akryyliamidin kanssa ja dialkyyliami-noalkyyliakrylaattien tai metakrylaattien (edullisesti di-metyyli- tai dietyyliaminoetyyliakrylaatin tai -metakrylaa-tin) tai dialkyyliaminoalkyyliakryyliamidin tai -metakryyli-30 amidin (edullisesti dimetyyliaminopropyylimetakryyliamidin) suolojen (yleensä kvaternääristen suolojen) homopolymeerit ja kopolymeerit akryyliamidin tai muun komonomeerin kanssa.

Alkalinen materiaali voi olla esimerkiksi natriumbikarbonaatti, natriumhydroksidi tai kaliumhydroksidi.

35 Liuokset voidaan levittää alustalle tavanomaiseen tapaan ja joko yhdellä ajolla päällystyslaitteiston läpi, jossa on kaksi (tai kolme) erillistä päällystysasemaa tai 5 78312 peräkkäisillä ajoilla päällystyslaitteiston läpi, joka levittää yhden kerroksen kerrallaan. Anionisen polymeerin kuiva- 2 paxno on edullisesti 3-20 ja edullisimmin 6-10 g/m . Aika— lisen materiaalin kuivapaino on edullisesti 0,2 - 5 ja edul-5 lisimmin 0,5-2 g/m . Kationisen polymeerin kuivapaino on edulliset! 0,1 - 3 ja edullisimmin 0,2-2 g/m .

Alusta voi olla mikä tahansa niistä alustoista, joita tavanomaisesti käytetään esiliisteröidyissä seinäpääl-lysteissä.

10 Seuraavat ovat esimerkkejä. Esimerkki 1 on tyypilli nen nykyinen kaupallinen tuote ja esimerkki 5 on vertailu-esimerkki .

Esimerkki 1

Vesidispersiota, jossa oli 30 % kuivapainosta lasket-15 tuna silloitettua kopolymeeria, jonka muodosti 70 paino-osaa etyyliakrylaattia ja 30 paino-osaa metakryylihappoa, levitettiin tapetin pohjapaperille päällysteen kuivapainolla 7-9 g/m2 ja kuivattiin pakkokiertouunissa 100°C:ssa. Natriumkarbonaatin 5%:ista vesiliuosta levitettiin tälle pääl-20 lysteelle 1 g/m :n kuivapäällystepainolla ja kuivattiin yllä esitetyllä menetelmällä.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 menettely toistettiin paitsi, että nat- riumkarbonaattiliuos sisälsi myös 1 % polyeteeni-imiiniä, 2 25 jolloin kuivapäällystepainoksi tuli 0,2 g/m imiiniä. Esimerkki 3

Esimerkin 2 menettely toistettiin paitsi, että nat- riumkarbonaattiliuos sisälsi 5 % polyeteeni-imiiniä, jolloin 2 kuivapäällystepainoksi saatiin 1 g/m .

30 Esimerkki 4

Suoritettiin esimerkin 1 menettely paitsi, että nat-riumhydroksidia käytettiin natriumkarbonaatin sijasta ja eteenidiamiini-epikloorihydriinipolymeerin 5 p-%:ista liuosta levitettiin sitten niin, että kuivapäällystepainoksi saatiin 35 1 g/m2.

6 7831 2

Esimerkki 5

Suoritettiin esimerkin 1 mukainen menettely paitsi, että natriumkarbonaattiliuos korvattiin eteenidiamiinin ja epikloorihydriinin polymeerin 5 %:isella liuoksella, jolloin 5 kuivapäällystepainoksi saatiin 1 g/m .

Jokaista päällystettyä alustaa liuotettiin vedessä 30 sekuntia. Päällysteeseen imeytetyn veden paino rekisteröitiin ja päällysteen rakennetta arvosteltiin asteikolla 0-5, jossa 0 oli huono ja 5 erinomainen ja todettiin oli-10 ko rakenne märkä (W) vai tiivis (T). Päällystetyn alustan näyte harjattiin pinnalle ja reunatihkuminen rekisteröitiin siten, että 0 oli hyvin vähäinen (hyvä) ja 5 hyvin suuri. Märkätartunta, kuivatartunta eri pinnoille ja työs-kentelyaika rekisteröitiin kaikki asteikolla 0 (hyvin huo-15 no)- 5 (erinomainen). Kun tartunta oli niin voimakas, että paperi repesi poiston aikana, arvoksi rekisteröitiin D. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa.

Esim.1 Esim.2 Esim.3 Esim.4 Esim.5 20 Veden imeytyminen 433 g 372 g 340 g 430 g 100 g

Rakenne 3W 4T 4T 4T 0

Reunatihkuminen 3 1/21 1 0 Märkätartunta 2 2/3 2/3 3 0

Työskentelyaika 2 444 0 25 lastulevyllä

Kuivatartunta 2 3/4D 4/5D 4/5D 0 lastulevyllä

Kuivatartunta 2 5D

kiiltopinnalla

30 Kuivatartunta 5D 5D

emulsiomaalilla

Kuivatartunta 5D 5D

rappauksella 35 Nämä tulokset osoittavat selvästi, että keksinnön mukaisilla tuotteilla, joita kuvataan esimerkeillä 2-4, on paras ominaisuuksien yhdistelmä.

Claims

1. Esiliisteröity seinäpäällyste, joka koostuu alustasta, jonka pinnalla on vedellä kostutettava esiliisteri- 5 päällyste, joka on muodostettu vähintään kahdesta kerroksesta ja joka koostuu anionisesta akryylipolymeeristä, joka on oleellisesti paisumaton vedessä ja on paisuva alkalin vesiliuoksen läsnäollessa, ja alkalisesta materiaalista, joka aikaansaa mainitun alkalin vesiliuoksen joutues-10 saan kosketukseen veden kanssa, jolloin anioninen akryyli-polymeeri ja alkalinen materiaali ovat eri kerroksissa, tunnettu siitä, että esiliisteripäällyste sisältää myös vesiliukoista kationista polymeeriä, jonka molekyyli-paino on välillä 10 000 - 500 000 ja joka on valittu etee-15 nidiamiini-epikloorihydriinipolymeereistä, polyeteeni- imiinistä, diallyylikvaternäärisistä ammoniumhalogenidi-polymeereistä, dialkyyliaminoalkyyli(met)akrylaattien polymeereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista ja dialkyyliaminoalkyyli(met)akryyliamidien poly-20 meereistä, niiden suoloista ja kvaternäärisistä johdannaisista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinäpäällyste, tunnettu siitä, että anioninen polymeeri on suorassa kosketuksessa alustaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen seinäpääl lyste, tunnettu siitä, että alkalinen materiaali on suorassa kosketuksessa sekä anioniseen polymeeriin että kationiseen polymeeriin.

4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen 30 mukainen seinäpäällyste, tunnettu siitä, että alkalinen materiaali ja kationinen polymeeri ovat samassa kerroksessa.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen seinäpäällyste, tunnettu siitä, että anio- 35 ninen polymeeri koostuu oleellisesti paisumattomista silloitetun akryylipolymeerin hiukkasista, jonka polymeerin molekyylipaino on 2 - 8 miljoonaa. 8 78312

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen seinäpäällyste, tunnettu siitä, että polymeeri on kopolymeeri, joka koostuu 60 - 80 paino-osasta alkyyliakrylaattia ja 40 - 20 osasta (met)akryylihappoa.

7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen seinäpäällyste, tunnettu siitä, että anio- 2 nista polymeeriä on läsnä 6-10 g/m :n määrä, alkalista 2 materiaalia on läsnä 0,5 - 2,0 g/m :n määrä ja kationista 2 polymeeriä on läsnä 0,2 - 2,0 g/m :n määrä.

7 78312

8. Menetelmä seinäpäällysteen valmistamiseksi, joka koostuu alustasta, jonka pinnalla on vedellä kostutettava esiliisteripäällyste, joka on muodostettu vähintään kahdesta kerroksesta, jolloin oleellisesti paisumattomien hiukkasten vesidispersio, jotka hiukkaset koostuvat anionises-15 ta akryylipolymeeristä, joka on oleellisesti paisumaton vedessä ja on paisuva alkalin vesiliuoksessa, ja alkalinen materiaali, levitetään alustalle erillisinä kerroksina ja päällystetty alusta kuivataan, tunnettu siitä, että alustalle levitetään myös vesiliukoista kationista po-20 lymeeriä, jonka molekyylipaino on välillä 10 000 - 500 000 ja joka on valittu eteenidiamiini-epikloorihydriinipolymee-reistä, polyeteeni-imiinistä, diallyylikvaternäärisistä ammoniumhalogenidipolymeereistä, dialkyyliaminoalkyyli-(met)akrylaattien polymeereistä, niiden suoloista ja kva-25 ternäärisistä johdannaisista ja dialkyyliaminoalkyyli (met)-akryyliamidien polymeereistä, niiden suoloista ja kvater-näärisistä johdannaisista.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anionista polymeeriä levitetään suo- 30 raan alustalle 6 - 10 g:n määrä kuivia hiukkasia neliömetrille alustaa.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen polymeeri ja alkalinen materiaali levitetään yhdessä ja samassa kerroksessa 35 näiden kahden materiaalin vesiliuoksesta. li 7831 2