NO168366B - Vandig lateksbestrykningsmiddel som inneholder opasitetsbevirkende organiske partikler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår opasifiserte vandige latexbestrykningsmidler og spesielt opasifiserte latexdispersjons-malinger. I henhold til oppfinnelsen anvendes et spesielt opasifiserende kapselprodukt i latexmalinger idet produktet har en massiv, hård kjerne og et massivt, mykt skall og er nyttig som erstatning både for uorganiske pigmenter og filmdannende midler.

En ønskelig latexmaling kombinerer et pigment eller lufthulrom for å få opasitetsegenskaper, med et bindemiddel som tilveiebringer en kontinuerlig film for å be-skytte og <g>jemme en underliggende overflate.

Forskjellige uorganiske pigmentpartikler, som titandioxyd, bariumsulfat eller kalsiumcarbonat, er blitt vanlig anvendt i malinger. Uorganiske primære pigmentpartikler,

som titandioxyd, har en usedvanlig høy opasifiserende virk-ning som skyldes en høy lysspredningskoeffisient som er en følge av partikkelstørrelsen og en høy brytningsindeks.

Den tørkede malingfilm kan alternativt inneholde lufthulrom med spesielle størrelser som bidrar til å spre lyset og hjelper til med at latexfilmen vil få den nødvendige opasitet.

Standard latexbindemidler består av polymerer som lett kan deformeres under tørrende betingelser. Bindemidlet alene gir klare, kontinuerlige filmer fra hvilke luft er utelukket. De erholdte filmer har ingen porøsitet, og dette er en ønsket egenskap vurdert ut fra ønsket om en sammenhengende film og mekaniske egenskaper. Den ubegrensede strøm av latexpartikler fjerner de rom som opprinnelig dannes mellom partiklene efterhvert som de til å begynne med kommer i kontakt med hverandre. Ved fordampning av vannet finner sammenflytning sted, og lysspredende lufthulrom er ikke tilstede i filmen.

Av relevante publikasjoner kan nevnes US patentskrift 3839064. I dette patentskrift er opasifiserende pigmentpartikler beskrevet med en massiv polymerkjerne og et massivt polymerskall. Kjernen inneholder et uorganisk pigment som omfatter titandioxyd. Skallmaterialet er podet på kjernen. Materialet for kjernen omfatter polystyren, polyvinylklorid, polyacrylat, polyacrylestere eller lignende materialer. Skallet er beskrevet som bestående av en hydroxylert polymer som kan være tverrbundet ved hjelp av egnede tverr-bindingsmidler, som formaldehydkondensasjonsprodukter. Mikrokapslene må ha en gjennomsnittlig partikkeldiameter

fra under 2^um for malinger med høy glans og en gjennomsnittlig partikkeldiameter av mellom 2 og SO^um for malinger som gir filmer med høy opasitet og uten skinn.

En ytterligere publikasjon er US patentskrift 3661994. I dette er beskrevet en flerlagspartikkel som anvendes for å forsterke stive plaster, med en hård polymerkjerne, et gummibelegg og om ønsket ett eller flere hårde ytre polymer-belegg. Kjernematerialet omfatter en hvilken som helst polymer eller copolymer med en glasstemperatur (T ) over 25 C. Gummilagmaterialene omfatter en hvilken som helst polymer eller copolymer med en T av under ca. 25°C. Den foretrukne prosentuelle mengde av gummi i forhold til den samlede vekt er mellom 10 og 9 7%, og partiklenes størrelse varierer fra 0,25 til 2^um.

En relevant publikasjon er også US patentskrift 4069186. I dette patentskrift er en dispersjonsmaling beskrevet som inneholder et bindemiddel bestående av en hoved-sakelig vektandel av polymerpartikler som ikke er mindre enn ca. 0,lyUm, og av ikke-filmdannende plastpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelsesdiameter av mellom 0,1 og l^um. Den dannede film har den nødvendige opasitet, men den mangler kontinuitet.

Av interesse er også en artikkel av M.S. El Aasser,

S. Igbal og J.M. Vanderhoff, "Colloid and Interfacial Science," vol. V., s. 381, som beskriver fremstilling av modell-mikrohulrom ved anvendelse av monodisperse polystyren-partikler som er blitt belagt med tynne skall (opp til 13,7 vekt%) av en myk, klebende polymer, nærmere bestemt poly-ethylacrylat. Ingen anvendelse i latexmalinger er beskrevet da filmen som dannes med partiklene, har en meget dårlig

kontinuitet.

Det har nå vist seg at et organisk kapselsystem som virker som et utmerket opasifiseringsmiddel foruten at det har gode filmdannende egenskaper, kan tilveiebringes. Pigmentinnholdet og det vanlige innhold av filmdannende middel i en maling kan reduseres mens malingens dekkevne og filmdannende egenskaper beholdes.

Ved å anvende slike faste organiske kapsler i et bestrykningsmiddel med den følgende sammensetning: titandioxyd, vanlig bindemiddel, ekstender, vanlige overflateaktive midler, dispergeringsmidler, sammenflytningsmidler, melduggbekjempende midler og viskositetsøkende midler, kan bestrykningsmidlets dekkevne og filmdannende egenskaper beholdes med en samtidig vesentlig minskning av den anvendte mengde pigment og filmdannende midler.

Oppfinnelsen angår derfor vandig latexbestrykningsmiddel som inneholder opasitetsbevirkende organiske partikler bestående av adskilte kapsler som hver omfatter en fast polymerkjerne med en glasstemperatur (T^) på minst 70°C, som er omgitt av et fast polymerskall, idet vektforholdet mellom skallet og den samlede vekt av kapselen er innen området fra 0,25:1 til 0,5:1, og det vandige latexbestrykningsmiddel er særpreget ved at polymerskallet har en glasstemperatur (T^) under 45°C.

Kapselsystemet tilveiebringes ved

at det dannes kapsler med en polymerkjerne omgitt av et massivt polymerskall ved hjelp av vanlige metoder. Egnede metoder for mikroinnkapsling er beskrevet nedenfor og anvendes som beskrevet i US patentskrift .3418656 og i US patentskrift 3418250. Polymerkjernen lages uten uorganiske pigmenter.

Ethvert polymermateriale som er istand til å kunne innkapsles i et kapselsystem kan anvendes som kjerne for partiklene . Et egnet materiale bør ha

en glasstemperatur (T ) av over ca. 80UC. Monomermaterialer. som kan anvendes, omfatter ethylenisk umettede monomerer, f.eks. acrylestere som methylmethacrylat, butylmethacrylat eller isopropylmethacrylat, og dessuten andre vinylmonomerer som vinylidenklorid, styren, divinylbenzen, acrylnitril

eller vinylklorid, anvendt alene eller i form av blandinger, og disse gir de ønskede egenskaper. Foretrukne polymermaterialer for kjernen er polystyren, polyvinylklorid eller polymethylmethacrylat. Kjernen kan også være laget av et tverrbundet polymermateriale med en T over 70°C. Et mer foretrukket kjernemateriale er polystyren på grunn av at det er enkelt å fremstille monodisperse partikler av dette og til lave omkostninger.

En lang rekke forskjellige materialer kan anvendes for å danne polymerskallet for kapselsystemet, men slike organiske polymermaterialer skal ha en T under 45°C. Foretrukne polymermaterialer for skallet omfatter polymerer, som kopolymerer avledet fra methylacrylat, butylacrylat, ethylhexylacrylat, hydroxyethylmethacrylat, methacrylsyre eller acrylsyre, styren, vinylacetat eller blandinger derav, anvendt i slike forholdsvise mengder at det fås en T under 45°C.

Partikkelkjernens størrelse er av viktighet for anvendelse av partiklene som erstatning for pigmenter da kontroll med de lysspredende hulrom er av avgjørende betydning for opasiteten. Spesielt ved anvendelse som erstatning for titandioxyd bør kjernens størrelse variere fra 0,3 til l^um. Størrelsen bør fortrinnsvis variere fra 0,4 til 0,8^um. Området av 0,4-0,8yum for kjernens størrelse er foretrukket da kontrastforholdene erholdt med malinger med partikkelkjerner under 0,4^um og flekktap erholdt med malinger med partikkelkjerner over 0,8^um er mindre enn ønsket. Partiklene er dessuten fortrinnsvis monodisperse, dvs. at de har en snever partikkelstørrelsesfordeling. Standardstørrelses-avviket skal mer foretrukket være mindre enn ca. 5%. Mer foretrukket er diameteren for partikkelkjernene ca. 0,6^um.

Vektforholdet mellom skall og partikkel er også av viktighet. Forholdet skal ligge innen området fra 0,25:1 til 0,5:1. Det er foretrukket at forholdet varierer fra 0,40:1 til 0,45:1.

Partiklene er spesielt anvendbare i latexmalinger som har en lignende opasitet og filmegen-

skaper som en første maling som inneholder primært pigment, som Ti02, og bindemiddel. Nærmere bestemt bør for frem-

stilling av malingen fra den første blanding hvor x er vekten i kg av pigment i den første blanding, x' er vektforskjellen i kg mellom pigment i den første blanding og malingen, y er vekten i kg av bindemiddel i den første blanding, y' er vektforskjellen i kg mellom bindemidlet i den første blanding og i malingen, og z er vekten i kg av partiklene i den nye blanding, x'

variere: fra 0,1 x til 0,5 x, y' variere, fra 0,1 y til 0,6 y og z variere fra 0,3 (x' + y<1>) til 0,9 (x'+y').

x' varierer fortrinnsvis fra 0,2 x til 0,4 x, y<1> fra 0,2 y til 0 , 5 y og z er ca. 0 ,5 (x1 + y') .

Partiklene kan innarbeides i en

vandig latexdispersjonsmaling som ved omgivelsestemperaturene omdannes til en hård malingfilm, idet latexmalingen inneholder 40-70 vekt% samlet tørrstoff som på tørrstoffvekt-basis omfatter:

a. 10-25% av et filmdannende latexbindemiddel,

b. 2-25% av en opasifiserende organisk partikkel som omfatter adskilte kapsler som omfatter en fast polymerkjerne omgitt av et fast polymerskall, idet vektforholdet mellom skallet og den samlede vekt av partiklen varierer fra

0,25:1 til 0,5:1, c. 15-40% opasifiserende pigment med en brytningsindeks av minst 1,8 og d. 0-70% av et strekkpigment med en brytningsindeks under ca.

1,5.

Malingen bør ved tørking danne en film som inneholder hulrom, og hulrommene bør har en størrelse som varierer fra 0,2 til 0,5yum.

Polymerisasjonsmetoder som vil føre til monodisperger-ingen, omfatter de metoder som er beskrevet i publikasjoner av M.E. Woods, J.S. Dodge og I.M. Krueger, J. Paint Technology 40, 541 1968. Fremstillingen av en methylmetha-crylatlatex med regulert monodispergering er beskrevet av H. Ono og H. Sacki, Colloid and Polymer Science 253, 744 (19 75). Metoder beskrevet av Woods og medarbeidere har vært spesielt nyttige ved fremstillingen av de hårde styrenkjerner. Blandinger av anioniske og ikke-ionogene overf la,teaktive midler som arivendes ved emulsjonspolymerisasjon, gir latexer med meget jevn par-tikkelstørrelse av opp til ca,. 0,5^um. Den spesifikke størrelse som fås, reguleres ved hjelp av typen, konsentrasjonen og forholdet mellom de anvendte anioniske og ikke-ionogene overflateaktive midler. Partikkelstørrelser av under 0, l^,um skal unngås. Partikkelstørrelser av 0,4^um eller derover dannes ved anvendelse av et anionisk overflateaktivt middel, som natriumlaurylsulfat, i lave konsentrasjoner. Et ikke-ionogent overflateaktivt middel til-settes for å stabilisere emulsjonen. Den lave konsentrasjon av anionisk overflateaktivt middel sikrer at et forholdsvis lite antall av miceller blir først dannet. Forplantnings-trinnet tar derefter over, og i løpet av dette vokser hver

micelle efterhvert som monomermolekyler kommer inn og blir polymerisert. Under forplantningen vil de mindre partikler vokse med høyere hastighet enn de store partikler på grunn av de mindre partiklers høyere overflatevolumforhold, hvor-ved partikkelstørrelsesfordelingen blir snever. Regulering av partikkelstørrelsen kan oppnås ved omhyggelig valg av og balanse mellom de absolutte og relative konsentrasjoner av de anioniske og ikke-ionogene overflateaktive midler. Dersom konsentrasjonen av det anioniske overflateaktive middel økes, vil partikkelstørrelsen avta. En tilsetning av et ikke-ionogent overflateaktivt middel fører til øket par-tikkelstørrelse. Ved anvendelse av polystyren kan partikkel-størrelser av fra 0,2 til 0,6^um dannes ved et forhold mellom ikke-ionogent og anionisk overflateaktivt middel av mellom 5:1 og 40:1.

Reaksjoner kan utføres satsvis eller halv-satsvis, idet den førstnevnte metode er tilfredsstillende for fremstilling av små mengder. Da imidlertid en halv-satsvis metode fører til bedre regulering av varmetoningen og da den gir en snevrere partikkelstørrelsesfordeling, er denne foretrukken.

Ved den halv-satsvise metode blir styrenmonomer, vann, katalysator og overflateaktivt middel foremulgert og avluftet, hvorefter en liten andel, ca. 1/7 av satsen, innføres i en reaktor. Reaksjonen settes i gang ved oppvarming til ca. 70°C, og den eksoterme reaksjon får lov ti å finne sted inntil den er blitt avsluttet. Resten av satsen blir derefter dosert innført i løpet av 2-4 timer i en slik mengde pr. tidsenhet at monomeren forbrukes efterhvert som den til-settes. Polymerisasjonssystemet blir derefter holdt på et underskudd av monomer, og det foreligger ikke lenger risiko for en uregulert eksoterm reaksjon.

Når hårde styrenkjerner med en størrelse av over 0/5yUm er ønsket, er den ovenfor beskrevne metode ikke lenger tilfredsstillende fordi polymerisasjonssystemet blir ustabilt dersom konsentrasjonen av det anioniske overflateaktive middel senkes til en konsentrasjon som er nødvendig for å danne de større kjerner. En metode som er basert på kimtilsatt polymerisasjon blir isteden anvendt. Kimene som varierer i størrelse fra 0,2 til 0,4yum, dannes ved anvendelse av det ovenfor beskrevne system av overflateaktive midler. En beregnet mengde fersk styrenmonorner, overflateaktivt middel og vann blir dosert inn i den på forhånd dannede kimlatex. I overensstemmelse med kjente metoder blir mengden nøyaktig beregnet for å øke kimenes opprinnelige diameter til den ønskede nye partikkeldimensjon og for å begrense reaksjonsstedet til de opprinnelige latexpartikler. Slike metoder er beskrevet av J.M. Dodge, M.E. Woods og I.N. Knight, Journal of Paint Technology, 42, nr. 541, 1970. En mengde av anionisk overflateaktivt middel som er større enn den mengde som er nødvendig for å mette overflaten av polymerkimet, vil være tilbøyelig til å danne nye miceller fra hvilke nye partikler kan vokse. En utilstrekkelig konsentrasjon av overflateaktivt middel vil føre til at den ferdige polymerisasjonslatex får dårlig stabilitet.

En tredje metode å øke polystyrenkimene på er å forbehandle en initiatorfri polystyrenemulsjon med fersk monomer som absorberes i kimet og gir monomersvellede partikler med ønsket dimensjon. Dette efterfølges av innføring av katalysator og polymerisasjon. Selv om denne metode er tilfredsstillende, er den tilbøyelig til å føre til en langsommere polymerisasjon og til et noe videre område av partikkel-størrelser.

Katalysatorer som kan anvendes for dannelsen av kjerner, omfatter vanlige katalysatorer av de vannoppløselige typer, som natrium-, kalium- eller ammoniumpersulfater, eller redoxsystemer bestående av persulfater og bisulfitter.

Anioniske overflateaktive midler som kan anvendes ved polymerisasjonen, omfatter natriumlaurylsulfat eller natrium-dodecylbenzensulfonat, og anvendbare ikke-ionogene overflateaktive midler omfatter polyoxyethylenetherderivater av alkylarylfenoler. Anvendbare kombinasjoner av overflateaktive midler omfatter natriumlaurylsulfat og en polyoxy-ethylenisoctylfenylether.

Tørrstoffinnhold av over 40% kan oppnås og stabile latexer fremstilles. Den øvre praktiske grenser for partik-kelstørrelsen er ca. 0,8yUm.

Skallene dannes på overflaten av de hårde polymerkjerner ved å igangsette sluttpolymerisasjonstrinnet for de skalldannendé monomerer i nærvær av på forhånd dannede kjernepartikler. Dette kan utføres med eller uten ytterligere overflateaktive midler.

Stabile skall-kjernelatexer kan dannes ved sluttkon-sentrasjoner for latextørrstoffene av mellom 15 og 25% uten tilsatt overflateaktive midler. Ved tørrstoffsluttkonsen-trasjoner over 40% er det nødvendig å tilsette en blanding av anioniske og ikke-ionogene overflateaktive midler. En egnet kombinasjon av overflateaktive midler er natriumlauryl-sulf at og natriumalkylarylpolyethersulfonat. En foretrukken måte å utføre polymerisasjonen på er å fylle en latex av hårde polymerkjerner i reaktoren, foreta avlufting og opp-varme til 70°C, for derefter i reaktoren dosert å innføre skalldannendé monomerer samtidig med en vandig oppløsning av katalysator og overflateaktivt middel. En anvendbar katalysator er redoxkombinasjonen av ammoniumpersulfat og natriumbisulfitt. Skalldannelse er beskrevet av Masayoski et al, Journal Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, vol. 16, 3219 (1980) .

Eksempel 1

1200 g destillert vann, 25 g Triton® X-100

(ikke-ionogent overflateaktivt middel) og 2,5 g natrium-laurylsulf onat som anionisk overflateaktivt middel fylles i et 4 liters beger. Oppløsningen blir hurtig omrørt mens en blanding av 776 g styrenmonomer og 24 g hydroxyethylmethacrylat innføres i oppløsningen. Den hurtige omrøring fortsettes i 10 minutter under dannelse av en stabil emul-sjon. 4 g kaliumpersulfat og 3 g natriumbicarbonat til-settes til emulsjonen, og denne overføres til en 3 liters kolbe. Emulsjonen blir derefter avluftet og oppvarmet til 80°C. Den får derefter reagere i 2 timer med avkjøling efter behov for å holde blandingens temperatur under 85°C. Efter 2 timer forekom ingen lukt av styren, og latexen

ble avkjølt og filtrert gjennom glassull. Det erholdte produkt inneholdt 40% tørrstoff, og latexpartiklene hadde en gjennomsnittlig partikkeldiameter av 0,287^um.

Eksempel 2

1225,3 g destillert vann ble innført i en 3 liters kolbe som inneholdt 187 g av produktblandingen fremstilt 1 eksempel 1, 2 g Aerosol MA-80 overflateaktivt middel, 2 g kaliumpersulfat og 2 g natriumbicarbonat. Oppløsningen ble avluftet og oppvarmet til 80°C. 587,7 g styrenmonomer ble derefter tilsatt i løpet av 2 timer. Blandingen fikk reagere i 1 time og ble avkjølt og filtrert gjennom glassull. Produktet inneholdt 32,6% tørrstoffer, og partiklene hadde en diameter av 0,6yUm og var monodisperse. Latexfilmen kan trekkes ut på en overflate og tørkes. Filmen vil være hvit, men den vil bryte sammen ved berøring.

Eksempel 3

305 g (122 ,g tørrstoffer) av produktet ifølge eksempel 2 ble innført i en 3 liters kolbe som inneholdt 633 g destillert vann og 2,5 g natriumsalt av et kortkjedet vinyl-sulfonat. Oppløsningen ble avluftet. En katalysatoropp-løsning av 60 g destillert vann, 0,5 g kaliumpersulfat og 0,5 g natriumbisulfitt ble fremstilt. En monomeroppløsning av 74 g ethylacrylat, 25 g methylmethacrylat og 1 g methacrylsyre ble fremstilt og avluftet. Oppløsningen ble opp-

varmet til 70°C i kolben, og 1/4 av katalysatoroppløsningen ble tilsatt. Monomeroppløsningen ble dosert tilsatt i løpet av 2 timer, og 1/4 av katalysatoroppløsningen ble tilsatt hver 0,5 time. Blandingen ble reagert i 1 time ved 70°C, avkjølt og filtrert gjennom glassullen. Tørrstoff-innholdet i den erholdte blanding var 17%. Oppløsningen ble konsentrert under et roterende vakuum og inneholdt 40,7% tørrstoffer. De fremstilte partikler hadde et vektforhold mellom skall og partikkel av 0,45:1.

Eksempel 4

1463,4 g av 0,6^um polystyrenkjernelatexen ifølge eksempel 2 ble innført i en 3 liters kolbe som inneholdt 116,6 g destillert vann. En oppløsning av katalysator/ overflateaktivt middel med 115 g destillert vann, 8 g

63)

Tritorr<*> X-200 overflateaktivt middel, 4 g natriumlauryl-sulf at som overflateaktivt middel, 1,6 g ammoniumpersulfatkatalysator og 1,6 g natriumbisulfittkatalysator ble fremstilt og avluftet. En monomeroppløsning av 235,2 g butylacrylat og 156,8 g methylmethacrylat ble fremstilt og avluftet. Kolben inneholdende polystyrenlatexen ble oppvarmet til 70°C, og monomeroppløsningen og oppløsningen av katalysator/overflateaktivt middel ble kontinuerlig innført i løpet av 2 timer. Blandingen ble reagert i 2 timer ved 70°C, avkjølt og filtrert gjennom glassull. De fremstilte partikler hadde et vektforhold mellom skall og partikkel av 0,45:1.

Eksempel 5

1463,4 g av 0,6^um polystyrenlatexen fremstilt ifølge eksempel 2 ble tilsatt til en 3 liters kolbe som inneholdt 116,6 g destillert vann. Oppløsningen ble avluftet. En oppløsning av katalysator/overflateaktivt middel og bestående av 150 g destillert vann, 8 g Triton^ X-200 overflateaktivt middel, 4 g natriumlaurylsulfat som overflateaktivt middel, 1,6 g ammoniumpersulfatkatalysator og 1,6 g natriumbisulfittkatalysator ble fremstilt og avluftet. En monomeroppløs-ning av 274,4 g ethylacrylat og 117,6 g styren ble fremstilt

og avluftet. Kolben som inneholdt polystyrenlatexen, ble oppvarmet til 70°C, og både monomeroppløsningen og oppløs-ningen av katalysator/overflateaktivt middel ble kontinuerlig innført i kolben i løpet av 2 timer. Blandingen fikk derefter reagere i 2 timer ved 70°C og ble avkjølt. Den av-kjølte blanding ble derefter filtrert gjennom glassull,

og skallet veide 45 vekt% i forhold til partikkelvekten.

Eksempel 6

Metoden ifølge eksempel 5 ble gjentatt, men med den for-skjell at monomeroppløsningen besto av 235,2 g ethylacrylat, 149 g styren og 7,8 g hydroxyethylmethacrylat. Partikkelens skall veide 4 5% av partikkelens samlede vekt. Filmen kan trekkes ut fra latexen og vil ved tørking være hvit, seig og elastisk.

Eksempel 7

E-n vanlig malinggrunnoppskrift ble fremstilt bestående av en forblanding (A), en mølleblanding (B) og en ferdig-blanding (C) som gjengitt i den nedenstående tabell I.

Eksempler 8- 12

Eksempel 8 ble utført ved anvendelse av malingbland-ingen ifølge eksempel 7. Eksemplene 8, 9, 10, 11, 12 ble utført under anvendelse av kontrollpunktblandingen iføJLge eksempel 7, bortsett fra at varierende mengder av Ti02 ble anvendt istedenfor den mengde som ble anvendt i kontroll-blandingen. Blandingene ble strøket på en overflate, og filmene ble lufttørket ved værelsetemperatur (22°C) i minst 16 timer før de følgende målinger ble foretatt. Opasiteten er målt på en 0,0762 mm våtfilm påført på et kart av typen Lenata Form 3B (ASTM D2805-7 0) og tørket ved 22°C i 16 timer, idet refleksjon måles over sorte og hvite deler av kartet under anvendelse av et spektrofotometer av typen Color Eye for erholdelse av et kontrastforhold som rappor-teres som forholdet mellom refleksjon over sort og refleksjon over hvitt. Overflateporøsiteten ble målt ved K&N-trykkfarveutestengning (ASTMD3258-73), hvor en 0,0762 mm våt film av forsøksmaling ble trukket ned på et opasitets-kart av typen 2C Lenata ved hjelp av en 0,0762 mm applikator av typen Bird og lufttørket i . 16 timer. K&N-trykkfarve blir derefter påstøpt med rett vinkel i forhold til for-søksmalingen over de hvite deler av 2C kartet og får henstå

i 2 minutter. Overskudd av trykkfarve ble derefter vasket bort med white spirit. Inntrengning av trykkfarve i prøve-filmen måles derefter ved å avlese den prosentuelle refleksjon på Y-skalaen for et spektrofotometermåleapparat av typen IDL Color Eye (Instrument Development Labs, Koll-Morgan Corp.) ved anvendelse av en hvit vitrolittstandard. Porøsiteten angis ved tap i den prosentuelle refleksjon. Lignende malingfiImer med en tykkelse av 0,0762 mm i våt til-stand og tørket ved 24°C i 16 timer ble utsatt for slitasje-motstandsprøvning (ASTM D2486-79) . Resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell 2.

Eksempel 8 betraktes som kontrollmåling for de følgende eksempler 9-36. De i tabell 2 gjengitte resultater og de påfølgende tabeller bør sammenlignes med resultatene for kontrollmalingen ifølge eksempel 8. Minskningen i pigmentinnholdet nedsetter dekkevnen slik at malingene ifølge eksemplene 11 og 12 ikke ville være aksepterbare og slik at malingen ifølge eksempel 10 bare ville være rimelig aksepterbar. Da den prosentuelle mengde av bindemiddel i blandingen økte, ble flekktapverdiene og skrubbe-syklusverdiene tilsvarende forbedret.

Eksempler 13- 16

Eksemplene 13-16 ble utført ved anvendelse av kontrollmalingen ifølge eksempel 7, bortsett fra at pigment-mengden ble redusert og at den tilsvarende partikkelmengde ble anvendt isteden. Malingene ble malt på en overflate, og de samme prøvninger ble utført som i eksemplene 8-12. Resultatene er gjengitt i deri nedenstående tabell 3.

Malingen ifølge eksempel 13 beholdt en god opasitet, men malingene ifølge eksemplene 14-16 sviktet. Malingene ifølge alle eksempler viste meget gode filmegenskaper.

Eksempler 17- 20

Eksemplene 17-20 ble fremstilt ved anvendelse av kontrollmalingen ifølge eksempel 7, bortsett fra at varierende mengder av bindemiddel og pigment ble erstattet med partikkelmengder. Malingen ble malt på en overflate og undersøkt som beskrevet i eksempel 8. Resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell 4.

Malingene ifølge eksemplene 17-20 har meget god dekkevne og aksepterbare filmegenskaper.

Eksempler 21 og 22

Fremgangsmåten ifølge eksempel 8 følges for eksempel 21"s vedkommende, bortsett fra at partikkelen fremstilt ifølge eksempel 4 anvendes istedenfor partikkelen fremstilt ifølge eksempel 6. For eksempel 22 anvendes samme metode som ifølge eksempel 8, bortsett fra at partikkelen fremstilt ifølge eksempel 2 ble anvendt istedenfor partikkelen fremstilt ifølge eksempel 6. Malingen ble malt på en overflate og undersøkt som beskrevet i eksempel 8. De oppnådde resultater er gjengitt i den nedenstående tabell 5.

Selv om styrenkjernepartiklene ifølge eksempel 22 gir i det vesentlige tilsvarende dekkegenskaper som ifølge eksempel 8, viser resultatene av flekkforsøket og skrubbe-forsøket at den ubelagte styrenkjerne ikke bidrar til å

gi egnede filmdannende egenskaper som kan sammenlignes med de filmdannende egenskaper erholdt ifølge eksempel 8 eller eksempel 21.

Eksempler 23- 28

Polystyrenkjerner ifølge eksempel 2 med en størrelse av 0,6yum ble innkapslet i et skall av 74% ethylacrylat,

25% methylacrylat og 1% methacrylsyre ved metoden beskrevet i eksempel 3, for å variere vektprosenten mellom skall og partikkel som angitt i den nedenstående tabell 6. En maling ifølge eksempel 7 ble fremstilt, bortsett fra at en del av pigmentet og bindemidlet ble fjernet og erstattet med de ovenfor beskrevne fremstilte partikler. Malingen inneholdt 13,2 kg titandioxyd, 13,3 kg bindemiddel (Ucar 366,100% faststoffbasis) og 7,2 kg partikler pr. 100 liter. Vektprosenten av skallet varierte fra 25% til 50%.

Malingen ble påført på en prøveoverflate og under-søkt for å fastslå 0,0762 mm kontrastforhold, KN-prosent-taprefleksjon og skrubbeverdier. Resultatene er gjengitt i tabell 6.

Resultatene viser at de høyeste skrubbeverdier fås innen et vektforholdsområde mellom skall og partikkel av 35-50%, mens de synker i området av 25%. Dekkegenskapene for malingen holder seg i det vesentlige uforandrede.

Eksempler 29- 31

Fremgangsmåten ifølge eksempel 2 ble anvendt for fremstilling av kjernestørrelser som varierte fra 0,.4^um til 0,8^,um. Disse kjerner ble innkapslet med 74% ethylacrylat, 25% methylmethacrylat og 1% methacrylsyre ved metoden beskrevet i eksempel 3, og skallet utgjorde 4 5 vekt% av partikkelen. Partiklene ble tilsatt til en kontrollmaling med den sammensetning som er angitt i eksempel 7, bortsett fra at den inneholdt 12 kg titandioxyd, 13,3 kg bindemiddel (Ucar 366, 100% tørrstoffbasis) og 7,2 kg partikler pr. 100 liter. Malingen ble påført på en prøveoverflate og under-søkt for å fastslå 0,0762 mm kontrastforhold , K&N-prosent-taprefleksjon og skrubbeverdier. Resultatene er gjengitt i tabell 7.

Resultatene viser at dekkegenskaper for malingen øker med økende partikkelstørrelse, mens filmsammenhengen målt ved skrubbemotstand og tap av refleksjon efter påføring av K&N-flekken er omvendt proporsjonal med partikkelstørrelsen.

Eksempler 32- 36

Polystyrenkjerner ifølge eksempel 2 med en størrelse av 0,6yUm innkapsles ved metoden ifølge eksempel 3 i et skall bestående av ethylmethacrylat (EA), methylmethacrylat (MMA) og methacrylsyre (MMA) og i varierende konsentrasjoner som angitt i den nedenstående tabell 8. Vektprosenten mellom skall og partikkel var 45%.

Forskjellige skallsammensetninger førte til at skallets Tg varierte fra -2°C til +18°C. De fremstilte partikler ble tilsatt til kontrollmalingen ifølge eksempel 7 som ble for-andret slik at den inneholdt 13,2 kg titandioxyd, 13,3 kg bindemiddel (Ucar 366, 100% faststoffbasis) og 7,2 kg partikler pr. 100 liter. Malingen ble påført på en prøve-overflate, og overflaten ble undersøkt for å fastslå 0,0762 mm kontrastforhold, K&N-prosenttaprefleksjon og skrubbesyklusverdier. Resultatene er gjengitt i tabell 8.

Eksempler 37- 48

Styrenkjerner med en størrelse av 0,6yum og fremstilt ved metoden ifølge eksempel 2 innkapsles i skallet bestående av 60% butylacrylat og 40% methylacrylat ved metoden ifølge eksempel 3. Skallet utgjorde 45% av partiklens samlede vekt. Partiklene anvendes sammen med en kontrollmaling av mellom-liggende kvalitet hvis sammensetning er angitt i den nedenstående tabell 9.

Porsjoner av titandioxyd og bindemiddel inneholdt i malingen ifølge eksempel 3 7 fjernes og erstattes med partikler fremstilt som beskrevet ovenfor. Malingen ifølge hvert eksempel ble påført på et substrat, og substratet ble undersøkt for å fastslå • 0,0762 mm kontrastforhold, K-N-prosent, taprefleksjon og skrubbesyklusverdier, og resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell 10. Malingen ifølge eksempel 37 betraktes som kontrollmalingen med hvilken malingene ifølge eksemplene 38-48 sammenlignes.

Vekten av bindemidlet pluss vekten av partiklene var tilnærmet lik vekten av bindemidlet anvendt i malingen ifølge eksempel 37 som ikke inneholder de nye partikler. Opasitetsresultatene antydet at de optimale sammensetninger for malingene ifølge eksemplene 38-48 var lik sammen-setningen for malingen ifølge eksempel 37,

uten partikler. Filmegenskapene var likeledes tilnærmet like eller like filmegenskapene for malingen ifølge eksempel 37. Den beste kombinasjon av egenskaper ble oppnådd for malingen ifølge eksempel 48 som hadde en kombinasjon av egenskaper som i det vesentlige svarte til kontrollmalingens både hva gjaldt filmegenskaper og dekk-

virkning til tross for den kjensgjerning at vekten av de anvendte partikler utgjorde halvparten av summen av vekten av den fjernede mengde titandioxy<d>Qg bindemiddel.

Claims (3)

1. Vandig latexbestrykningsmiddel som inneholder opasitetsbevirkende organiske partikler bestående av adskilte kapsler som hver omfatter en fast polymerkjerne med en glasstemperatur (T ) på minst 70°C, som er omgitt av et fast polymerskall, idet vektforholdet mellom skallet og den samlede vekt av kapselen er innen området fra 0,25:1 til 0,5:1, karakterisert ved at polymerskallet har en glasstemperatur (Tg) under 45°C.

2. Latexbestrykningsmiddel ifølge krav 1 , karakterisert ved at skallmaterialet har en T som varierer fra -45°C til +30°C. g

3. Latexbestrykningsmiddel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at skallmaterialet er valgt fra gruppen bestående av kopolymerer av acrylat, methylacrylat, styren og vinylacetat.