DE1696258A1

DE1696258A1 - Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier

Info

Publication number: DE1696258A1
Application number: DE19661696258
Authority: DE
Inventors: Westrenen William Jack Van
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1965-10-26
Filing date: 1966-10-24
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1133237A; BE688787A; NL6513811A; US3477871A; SE300081B; DE1696258B2

Description

dr. ing. f. wttesthoff

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IA-32 336

Beschreibung
zu der Patentanmeldung

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHÄPPIJ N.V. 30, Garel van Bylandtlaan, Haag / Niederlande

betreffend
Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier«

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier, die hierbei verwendete Zubereitung, die einen Füllstoff und ein Bindemittel enthält, dessen einer Bestandteil ein Latex eines Mischpolymerisates ist, sowie die hergestellten Papiere.

Zubereitungen und Verfahren dieser Art sind in der Papierherstellung allgemein bekannt. Als Bindemittel wird für gewöhnlich Stärke oder Casein verwendet.

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cßLe gegebenenfalls vorhandene zweite Komponente des Bindemittels ist ein Styrol-Butadien Mischpolymerisatt ein Butadien-Methylmethacrylat Mischpolymerisat oder ein Acrylat-Vinylacetat Mischpolymerisat. Als Füllstoff wird für gewöhnlich ein Pigment, z.B. ein Ton verwendet, um die Weiße des Papieres zu erhöhen. Füllstoff und Bindemittel werden in Form einer wässrigen Dispersion verwendet. Im allgemeinen sind Tone die wichtigsten in der Papierindustrie verwendeten Pigmente. Sie sind relativ billig, in großen Mengen verfügbar und können schnell dispergiert werden. Andere Pigmente wie Kalk, Titandioxyd,und Baryte werden für gewöhnlich ebenso zugesetzt, um zusammen mit den Tonen dem behandelten Papier sehr spezielle Eigenschaften zu verleihen, z.B. Saugvermögen für Tinte, Undurchsichtigkeit oder Glanz. Häufig wird der Tondispers ion ein Dispergiermittel zugesetzt. Andere Zusätze sind Lösungsvermittler wie Natriumhydroxyd, Ammoniumhydroxyd, Borax oder Trinatriumphosphat. Die Verwendung von Ammoniumhydroxyd hat den Vorzug, daß die Alkalität des Papieres leicht verringert wird, wie dies häufig für Papiere, die zum Drucken verwendet werden, wünschenswert ist.

Als Bindemittel wird in der Papierindustrie im allgemeinen Casein oder Stnärke verwendet. Die Stärke kann gegebenenfalls chemisch vorbehandelt sein.

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Es ist bekannt, daß Gasein und Stärke in der Papierindustrie zusammen mit Polymerisaten oder Misch-.

,polymerisaten wie Styrol-Butadien Mischpolymerisat, Butadien-Methylmethacrylat Mischpolymerisat oder Acrylat-Vinylacetat Mischpolymerisat verwendet werden. Diese

Mischpolymerisate werden in die Beschichtungszuberei- ■ tungen in Form von Latices eingearbeitet« Füllstoffe.

und Bindemittel werden zusammen in Form einer Dispersion in an sich bekannter Weise auf das Papier aufgebracht.

Es wurde nun festgestellt, daß man beschichtetes Papier, das ausgezeichnet wasserfest ist, einen sehr

guten Glanz aufweist und besser bedruckbar ist, als die

bekannten Papiere, erhält, wenn als Latex ein Mischpolymerisat von Vinylacetat und einem Vinylester einer Monocarbonsäure, deren Carbonsäuregruppe an ein tertiäres oder quaternäres Kohlenstoff gebunden ist, verwendet wird. Außerdem verleiht der Latex des erfindungsgemässen Mischpolymerisates der aus Gasein oder Stärke und Füllstoff bestehenden Beschichtungszubereitung eine niedrige Viskosität, Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäß verwendete Mischpolymerisat auch eine geringe Menge einer Carbonsäure mit C^, ß-Kohlenstoffdoppelbindung, z.B. Acrylsäure in einer Menge von höchstens 5 Gew.-j£, bezogen auf das Gewicht von Vinylacetat und Vinylester der verzweigten Verbindung.

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Beispiele für Monocarbonsäuren, deren Carboxylgruppe an ein tertiäres oder quaternäres Kohlenstoffatom gebunden ist, sind Pivalinsäure und die Carbon-• sauren, die durch Umsetzung von Ameisensäure oder Kohlenstoff mono 35yd und Wasser mit Olefinen unter dem Einfluß von flüssigen sauren Katalysatoren wie Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Komplexverbindungen von Phosphorsäure, Bortrifluorid und Wasser erhalten werden» Man kann in der d^ -Stellung verzweigte Monocarbonsäuren auch nach dem Reppeverfahren erhalten.

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Die Säuren v©h Monoolefinen mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen sind besonders geeignet. Die bevorzugten Ausgangsmaterialien sind Gemische von Olefinen, die durch Cracken von Paraffinkohlenwasserstoffen, z.B. Petroleumfraktionen erhalten werden. In diesen Gemischen können sowohl verzweigte als auch unverzweigte acyclische Olefine sowie-cycloaliphatische-Olefine vorhanden sein. Bei der Beaktion mit Ameisensäure oder Kohlenstoffmonoxyd und Wasser entsteht ein Gemisch von gesättigten aliphatischen und cycloaliphatisehen Monocarbonsäuren. Es kann auch von Olefinen ausgegangen werden, die durch Polymerisation von niederen Olefinen erhalten wurden, z.B. von den Dimeren, Trimeren oder Tetrameren von Propylen oder von den Dimeren von Isobutylen. Die bevor-

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zugten Monocarbonsäuren, der Carboxylgruppe an ein tertiäres

oder quaternäres Kohlenstoffatom gebunden ist, sind

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Pivalinsäure und die höheren verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis 19 Kohlenstoffatomen," hergestellt aus Monoolefinen, Kohlenstoffmonoxyd und Wassers

Das Verhältnis von Vinylacetat zu Vinylester der verzweigten Monocarbonsäure kann in weiten Grenzen

schwanken. Vorzugsweise enthält das Mischpolymerisat 20 Gew.-^ Vinylacetat; es können aber auch geringere Mengen verwendet werden,- Die Menge an Vinylacetat kann bis zu 90 Gew.'-% betragen. Besonders geeignete Mischpolymerisate enthalten etwa 20 Gew< >-$ bis etwa 65 Gewo~# Vinylacetat. Außerdem kann das Mischpolymerisat sehr zweckmässigerweise eine geringe Menge einer Carbonsäure mit ck,ß-Kohlenstoffdoppelbindung enthalten, vorzugsweise Acrylsäure. Der Prozentgehalt an Acrylsäure beträgt weniger als 5 Gew„-#, liegt vorzugsweise sogar darunter und beträgt z.B. weniger als 3 Gew.-%» Die Anwesenheit eines sehr kleinen Prozentgehaltes an Acrylsäure in dem Mischpolymerisat hat eine erhöhte Gefrier-TaöLbeständigkeit des Latex zur Folge, so daß der Latex längere Zeit unter extremen Bedingungen gehalten werden kann. ~

Das Gewichtsverhältnis Latex zu Gasein in dem Bindemittel kann innerhalb weiter Grenzen schwanken.

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Sehr geeignete Gew.-Verhältnisse Latex : Casein liegen zwischen 20 : 80 und 90 : 10", z.B. bei 50 : 50 oder 75 : 25.

Das Gew.-Verhältnis Pigment : Bindemittel liegt für gewöhnlich zwischen 100 ; 3Q und 100 : 10. Sehr geeignete Gewichtsverhältnisse liegen zwischen 100 r 20 und 100 : 10.

Das Pigment, die Stärke oder das Casein und der Latex werden Zusammen mit den anderen oben erwähnten Bestandteilen zu einem homogenen Gemisch verarbeitet,

das dann auf das Papier aufgebracht,werden kann. Die Zubereitung wird mit Hilfe bekannter Arbeitsverfahren,

die kontinuierlich geführt werden können, auf das Papier aufgebracht.

Beispiel

Eine sehr geeignete Beschichtungszubereitung wurde hergestellt aus:

China clay	2 000	S	Pigmen
Nat riumhexame tapho sphat	60	cm³	disper
(Calgon "S") (10 %)			sion
Wasser	890	cm³
NaOH (10 %)	50	cm³
NH^OH (25 %)	6	cm³
"Nopco NDW" (Antischaummittel)		cm³

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Casein

Wasser NaOH (10 %)

NH^OB (25 %) Latex:

200 g

820 g 60 cm³

25 em³

Gaseinlosung

Mischpolymerisat von Vinylacetat und Vinylester einer
unter dem Handelsnamen "Versatic" bekannten verzweigten Säure mit 9 - 11 Kohlenstoffatomen 400 g .150 Gew.-% Feststoff)
wasser 1528 g

Eine Besohichtungsmasse dieser Art enthält h0 % Feststoff und ist besonders geeignet für einen Auftrag mit Hilfe eines Luftmesserbesehichters·

Die Pigmentdispersion wurde hergestellt, indem der Ton etwa 2 h in Wasser unter Zusatz einer geringen Menge eines Netzmittels gerührt wurde. Darauf wurde die Dispersion alkalisch gemacht, um das Absetzen des Pig* mentes während der Zugabe der alkalischen CaseinlSsung zu verhindern. Die Caseinlösung wurde erhalten, indem Casein in Wasser bei einer Temperatur von 60^pd ge« löst wurde. Nach 5 min wurden NaOH- und NH^OH-Lösungen als Lösungsvermittler zugegeben. Dann wurde die Caseinlösung langsam der Pigmentdispersion zugesetzt und

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schließlieh der Latex zugegeben« Es wurden drei verschiedene Latexzubereitungen verwendet, in denen das Gewichtsverhältnis von Vinylacetat zu Vinylester der unter dem Handelsnamen "Versatic⁸ bekannten verzweigten Säure mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, jeweils 50 : 50, 60 j kO und 65 : 35 betrug.

Die erhaltenen Zubereitungen wurden auf Papierbögen aufgebracht, die anschließend getrocknet wurden,

Es wurden Papierbögen erhalten, die sich ausgezeichnet zum Bedrucken eigneten. Die auf die Papierbögen aufgebrachte Menge von Pigment und Bindemittel betrug 22 bzw. 20 bzw. 22 g/m²».

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier durch Aufbringen in an sich bekannter Weise einer Beschichtung aus Füllstoff und Mehrkomponentenbindemittel, dadurch gekennzeichnet , daß man als eine Komponente des Bindemittels den Latex eines Mischpolymerisates von Vinylacetat und einem Vinylester einer Monocarbonsäure verwendet, deren Carboxylgruppe an ein tertiäres oder quaternäres Kohlenstoffatom gebunden ist, wobei das Mischpolymerisat gegebenenfalls bis zu 5 Gew. -% einer ungesättigten Säure mit <£ ,ß-Kohlenstoffdoppelbindung enthalten kann.

2. Zubereitung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Latex eines Mischpo3.ymeri sates von Vinylacetat und einem Vinylester einer Monocarbonsäure mit tertiär oder quaternär gebundener Carboxylgruppe als Bindemittel, wobei das Mischpolymerisat gegebenenfalls bis zu 5 Gevs,-% einer ungesättigten Säure mit al ,ß-Koh-1enstoffdoppelbindung enthält. ·

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