DE2703418C3

DE2703418C3 - Papierstreichmassen

Info

Publication number: DE2703418C3
Application number: DE19772703418
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl.- Chem. Dr. 6704 Mutterstadt Hirsch; Hans-Uwe Dipl.-Chem. Dr. 6706 Wachenheim Schenck
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1977-01-28
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2703418B2; BE863296A; DE2703418A1

Description

Die Erfindung betrifft Papierstreichmassen, die auf 100 Gewichtsteile eines feinteiligen Pigments 5 bis 25 Gewichtsteile mindestens eines Copolymerisates A auf Basis von Polyacrylaten, Polymethacrylate^ Styrol-Butadien-Polymerisaten oder Polymerisaten des Vinylacetats in Form von wäßrigen Dispersionen und 0,1 bis tO Gewichtsteile mindestens eines Polymerisates B aus einem hochmolekularen, wasserlöslichen Polymerisat enthalten.

Z::r Herstellung von gestrichenen Druckpapieren werden bekanntlich Papierstreichmassen verwendet, die im wesentlichen aus einem in Wasser dispergierten Pigment, z. B. Kaolin, Calciumcarbonat oder Titandioxid, und einem Bindemittel bestehen. Während früher als Bindemittel ausschließlich hochmolekulare Naturprodukte, wie Stärke oder Casein, verwendet wurden, versucht man die Naturprodukte in zunehmendem Maße durch synthetische, hochmolekulare Polymerisate in Form wäßriger Dispersionen gan/ oder teilweise zu ersetzen. Bindemittel auf der Basis von Naturprodukten haben die Nachteile, daß sie nicht immer in gleicher Qualität anfallen, empfindlich gegen den Befall von Mikroorganismen sind, durch aufwendige Verfahren aufgeschlossen werden müssen und spröde Striche ergeben. Bindemittel auf der Basis von synthetischen Hochpolymeren weisen /war nicht sämtliche genannten Nachteile der natürlichen Bindemittel auf. sind jedoch noch verbesserungsbedürftig

Aus der I)S-PS 30 81 148 ist bekannt, daß man als Bindemittel für Papierstreichmassen Mischungen aus einer Polymensatdispersion. die in Alkalien unlöslich ist. und ι mem in Alkalien löslichen ( opolvmerisal verwen det. dds I 5 bis 40Gew.% einer ,lthylernsch ungesättigten Carbonsäure einpolymcnsiert enthält. Anstelle der Polymerisatdispersion können ,mch Bindemittel auf Basis von Naturprodukten verwendet werden. Der Einbau dieser Bindemittel in Papierstreichmasse!! ergibt jedoch gestrichene Papiere, deren Wasserfestigkeit nicht ausreicht Die bekannten Papicfstfeichfnässcn lassen sich außerdem nicht zufriedenstellend auf schnell laufenden Streichanlagen verarbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Papierstreichmasse zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Wasserrelention aufweist und gestrichene Papiere mit einer höhen Wasserfesiigkeit liefen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs beschriebenen Papierstreichmasse gelöst, wenn sie als Polymerisat B ein bekanntes, durch Polymerisation von wasserlöslichen, äthylenisch ungesättigten Verbindungen in einer Wasser-tn-Öl-Emulsion hergestelltes Polymerisat enthalten, das in Form dieser Wasser-in-ÖI-Dispersion in die Streichmasse eingearbeitet ist.

Die genannten Bindemittelkombinationen verleihen den erfindungsgemäßen Papierstreichmassen eine hohe

ίο Wasserretention, so daß sie auf den üblichen Streichanlagen gut verarbeitbar sind. Obwohl das Copolymerisat B in Wasser löslich ist, erhält man überraschenderweise gestrichene Papiere, die eine deutlich höhere Wasserfestigkeit aufweisen als Papiere, die mit den bekannten Papierstreichmassen gestrichen worden sind.

Die Copolymerisate A der in den erfindungsgemäßen Papierstreichmassen eingesetzten Bindemit'e'Jiombination können sich von Polymerisaten aus Acrylester, Methacrylester, Styrol und Butadien oder Vinylacetat ableiten. Die Copolymerisate A haben eine Glastemperatur zwischen -60 und +20"C. Geeignete Copolymerisate A sind beispielsweise Polyacrylate. Unter Polyacrylaten sollen dabei diejenigen Copolymerisate verstanden werden, die mehr als 50 Gew.% mindestens eines Acrylsäureesters einpolymerisiert enthalten. Geeignete Polyacrylate sind beispielsweise aus der DE-AS 11 00 450 bekannt. Diese Copolymerisate enthalten neben einem Acrylester noch Styrol oder Butadien, sowie eine äthylenisch ungesättigte Carbonsäure, wie Acrylsäure. Anstelle der Säure können die Copolymerisate auch Säureamide. wie Acrylamid oder Methacrylamid, enthalten. Die Acrylester, die bei der Polymerisation eingesetzt werden, können sich beispielsweise von Alkoholen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ableiten.

Y, Die Polymethacrylate weisen einen analogen Aufbau wie die Polyacrylate auf. enthalten jedoch anstelle eines Acrylsäureesters einen Methacrylsäureester mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen als wesentlichen Baustein des Copolymerisais. Es ist jedoch auch möglich, Acrylsäureester und Methacrylsäureester zusammen mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbindungen zu copolymerisieren und als Bestandteil A der Bindemittelkombination zu verwenden.

Als Copolymerisat \ eignen sich außerdem Copo-

4j lymerisate aus Butadien und Styrol. Diese Copolymerisate enthalten 20 bis 60 Gew.% Styrol und 40 bis 80 Gew.ⁿ/o Styrol und/oder Acrylnitril. Diese Copolymerisate können weitere (»monomere enthalten, beispiels weise Ester von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls bis /u 10 Gew.% andere äthylenisch ungesättigte copolynu'risierbpre Verbindungen, wie Acrylsäure. Methacrylsäure. Crotonsäure und Fumarsäure. Polymerisate dieses Typs, sowie auch Polyacrylate, sind

ϊί beispielsweise iius der Df AS 15 4b J16 bekannt Ciecignete Stvrol Butadien C opolymerisate. die eine äthylenisch ungesättigte Carbonsäure empolymerisicrl enthalten und als ( opolymerisat A verwendet werden, sind aus der DE AS 12 21 748 bekannt.

A!b Copojvmensat A kommen in der erfindungsg'.· mäßen Papierstreichmasse außerdem Polymerisate in Betracht, die sich von Vinylesicfn ableiten, beispielsweise: Copolymerisate aus Vinylacetat, n-Butylacrylat und Acrylsäure oder Copolymerisate aus Vinylpropionat.

2-Äthylhexylacrylal und Methacrylsäure, Die Copolymerisate können auch weitere äthylenisch ungesättigte Verbindungen einpolymerisiert enthalten, wie Acrylamid, N-Mcthylolacrylamid oder Vinylchlorid. Geeigne-

te Vinylestercopolymerisate sind beispielsweise aus der DE-PS 12 64 945 bekannt

Die Polymerisate B sind in Wasser löslich und weisen ein hohes Molekulargewicht auf. Sie werden durch Polymerisieren von wasserlöslichen, äthyleniseh ungesättigten Verbindungen in einer Wasser-in-ÖI-Emulsion hergestellt. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Polymerisate ist beispielsweise aus der DE-PS 10 89 173 bekannt Man löst die äthyleniseh ungesättigten Monomeren in Wasser und führt die Polymerisation in einer Wasser-in-ÖI-Dispersion durch. Als kontinuierliche äußere Ölphase der Wasser-in-ÖI-Dispersion kommen beispielsweise hydrophobe Kohlenwasserstoffe, wie Benzinschnitte, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Perchloräthylen, oder 1,2-Dichloräthan in Betracht. Der Anteil an wäßriger, dispergierter Phase beträgt zwischen etwa 30 und 70% der Emulsion, kann jedoch auch darüber liegen und bis 90 Gew.% betragen. Geeignete wasserlösliche Monomere sind beispielsweise Cj- bis Cs-äthy.enisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, methacrylsäure oder itaconsäure, die entsprechenden Amide, beispielsweise Acrylamid und Methacrylamid und die Salze der genannten äthyleniseh ungesättigten Carbonsäuren. Die genannten Monomeren können entweder allein oder in Mischung polymerisiert werden, so daß man Copolymerisate erhält, beispielsweise Copolymerisate aus Acrylamid und Acrylsäure. Bei der Polymerisation der wasserlöslichen äthyleniseh ungesättigten Monomeren kann man als Comonomere beispielsweise Vinylbenzolsulfonate, Acrylamidopropans'lfonsäure, Vinylsulfonsäure, sowie in untergeordnetem Maße bis zu etwa 20 Gew.% nur begrenzt wasserlösliche äthylenische Verbindungen, wie Acrylsäure- oder Methacrylsäureester, sowie Acrylnitril oder Methacrylnitril einsetzen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Molekulargewicht der wasserlöslichen Polymerisate durch den Einbau von Verbindungen, die mehrere äthyleniseh ungesättigte Doppelbindungen tragen, mit HiIfe einer geringfügigen Vernetzung erhöht wird. Um die wasserlöslichen Polymerisate geringfügig zu vernetzen, setzt man bei der Polymerisation der Monomeren, bezogen auf das Monomerengemisch, 0,01 bis 5 Gew.% eines Monomeren mit mindestens 2 äthylenisch ungesättigten Doppelbindungen /u, beispielsweise Äthylendivinylharnstoff. Divinyldioxan, Methylenbisacrylamid. Äthylenbisacrylamid, Propylenbisacrylamid. Allylacrylat. Methallylmethacrylat. Diallylmalonat. Divinyläther, Glykoldiacrylat und Polyalkyipolyäther mehrwertiger Alkohole, z. B. Trimethylolpropan. Triallyläther oder Polyallylsac- v> charose.

Man erhall dann Copolymerisate mit besonders hohen Molekulargewichten. Die Molekulargewichte der wasserlöslichen Polymerisate B des Bindemitteigemi sches liegen /wischen 100 000 und 20 Mio. vor/ugswei se /wischen I und 20 Mio.

Die Polymerisation der wäßrigen Monomerlosiing in dem Kohlenwasserstofföl wird nach bekannten Verfah ren in einem Temperaturbereich /wischen 5 und 120 ( durchgeführt Um die wäßrige Monomerlosung in dem Kohlenwasserstofföl zu dispergieren, verwendet man die dafür bekannten Wasser-iri-ÖI-Emülgätöreri, i. B. Sorbilanmoriöstearal, Sorbitaiimönöoleaf, Glycerin^ ester, deren Säurekomponcnte sich von Cw bis C^Carbonsäuren ableitet, Cetylstearylnatriumphthalat oder Emulgatoren, wie sie in der DE-OS 25 36 537 beschrieben sind.

Diese Emulgatoren haben einen, HLB-Weft von höchstens 8. Unter HLB-Wert versteht man die hydrophile-Iipophile Balance des Emulgators, d. h. das Gleichgewicht der Größe und Stärke der hydrophilen und der Iipophilen Gruppen des Emulgators. Eine Definition dieses Begriffes findet man beispielsweise in »Das Atlas HLB-System«, Atlas Chemie GmbH, EC 10 G Juli 1971 und in Classification of Surface Active Agents by »HLB«, W.C. Griffin, Journal of the Society of Cosmetic chemist, Seite 311 (1950).

Diese Emulgatoren sind in der fertigen Dispersion zu 0,1 bis 30, vorzugsweise zu 1 bis 10, Gewichtsprozent enthalten.

Weiterhin kann man der zu polymerisierenden Wasser-in-Öl-Emulsion ein Netzmittel hinzufügen, dessen HLB-Wert über 10 liegt. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um hydrophile wasserlösliche Produkte, wie äthoxylierte Alkylphenole, Dialkylester von Natriumsulfosuccinaten, bei der die Alkylgruppe mindestens 3 C-Atome hat. Seifen, die sich von Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen ableiten, Alkalisalze von Alkyl- oder AlRenylsulfatcn mit 10 bis 26 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise verwendet man äthoxylierte Nonylphenole mit einem Äthoxylierungsgrad von 6 bis 20, äthoxylierte Nonylphenolformaldehydharze, deren Äthoxylierungsgrad 6 bis 20 beträgt, Dioctylester von Natriumsulfosuccinaten und Octylphenolpolyäthoxyäthanol.

Für die Herstellung der Wasser-in Öl-Dispersionen kann man das Netzmittel mit HLB-Wert über 10 der wäßrigen Phase, dem flüssigen Kohlenwasserstoff oder auch der fertigen Monomer-Emulsion zugeben. In der bevorzugten Durchführung des Verfahrens werden Netzmittel und Wasser-in-ÖI-Emulgator in dem als äußere Phase der Dispersion dienenden flüssigen Kohlenwasserstoff gelöst und suspendiert.

Dieses Gemisch wird dann zusammen mit der wäßrigen Monomer-Lösung, beispielsweise unter Ruh ren, in eine Wasser-in-Öl-Emulsion überführt. Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten zum Polymerisationsansatz ist nicht kritisch. Wesentlich ist nur. daß die Netzmittel mit einem HLR-Wert von über 10. sofern man sie verwendet, vor der Polymerisation zugegeben werden.

Die Monomeren werden in Gegenwart der üblichen Polymerisationsinitial. >ren polymerisiert, beispielsweise verwendet man Peroxide, wie Ben/oylperoxid und Lauroylperoxid. Hydroperoxide. Wasserstoffperoxid. Azoverbindungen, wie Azoisobutyronitril, und Redoxkatalysatoren. Die Polymerisationstemperatur ist abhängig von dem verwendeten Polymerisationsinitiator und kann in weitem Bereich schwanken, beispielsweise in dnm Bereich von 5 bis 120 C. In der Regel polymerisiert man unter Normaldruck bei Tempcratu ren /wischen 40 und 80 C. wobei man für eine gute Durchmischung der Komponenten sorgt Die Monomeren werden praktisch vollständig polvmcrisiert.

Die fertige Wasser in Öl-Dispersion besteht /υ 30 bis 90¹Vo aus einer wäßrigen Phase Die wäßrige Phase enthält praktisch das gesamte Polymerisat Die Kon/en (ration des Polymerisates in der wäßrigen Phase beträgt 20 bis 60 Gewichtsprozent, Das wahlweise eingesetzte Netzmittel mit einem HLB⁴WCfI über 10 ist — bezogen auf die gesamte Dispersion' — in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent vorhanden. Die kontinuierliche äußere Phase der WasscMn^OUPoIymerdispersion ist zu 10 bis 70 Gewichtsprozent nm Aufbau der gesamten Dispersion beteiligt.

Vorzugsweise verwendet man als Polymerisate B

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Homopolymerisate von Alkali- ader Ammonsalzen der Acrylsäure und Acrylamid, Copolymerisate aus 5 bis 95 Gew.% Acrylamid und 95 bis 5 Gew.% Alkali- oder Ammonsalzen der Acrylsäure.

Wesentlich ist in allen Fällen, daß die Polymerisate B nach dem Verfahren der Wasser-in-Öl-Emulsionspolymerisation hergestellt und in dieser Form auch mit den Copolymerisaten A in die Papierstreichmasse eingearbeitet werden. Die Polymerisate B haben in Form der Wasser-in-Öl-Dispersion eine relativ geringe Viskosität, die in dem Bereich zwischen 100 und 5000 mPa · s liegt. Sie sind daher leicht zu handhaben. Beim Verarbeiten mit dem wasserunlöslichen synthetischen Bindemittel (Copolymerisat A) stellen die Polymerisate B die Viskosität der Papierstreichmasse ein. Die Polymerisate B, eingearbeitet in Form ihrer Wasser-in-ÖI-Dispersion, wirken als Verdickungsmittel, erhöhen das Wasserretentionsvermögen der Streichfarbe und verleihen dem Fertigen Papier verbesserte Eigenschaften, insbesondere eine erhöhte Wasserfestigkeit. Es ist bereits möglich, mit relativ geringen Einsatzmengen an Polymerisat B die beschriebenen Effekte zu erreichen, z. B. genügen 0,1 bis 10 Gew.% des Festproduktes, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.% an wasserlöslichem Polymerisat in Form seiner Wasser-in-ÖI-Dispersion, bezogen auf das Pigmentgewicht, um die genannten Qualitätsverbesserungen von Streichfarbe und Papier zu erzielen.

Die erfindungsgemäßen Papierstreichmassen enthalten 5 bis 25 Gew.%, jeweils bezogen au^f Pigment, an Copolymerisat A und 0,1 bis 10 Gew.% des festen Polymerisates B in Form seiner Wasser-in-ÖI-Dispersion. Diese Polymerisatkombinationen sind hervorragende Bindemittel für Papierstreichmassen. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Papierstreichmassen werden die Polymerisate A und B in an sich bekannter Weise mit Füllstoffen bzw. Pigmenten gemischt. Geeignete Füllstoffe sind vor allem Tonmineralien, Calciumcarbonat. Calciumaluminiumpigmente oder Titandioxid. Gegebenenfalls kann man den Papiers*/eichmassen auch noch andere Hilfsmittel zusetzen, beispielsweise Alkalien, wie Natriumhydroxid. Kaliumhydroxid oder Ammoniak oder auch Weißpigmente auf Basis von wasserunlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten oder andere bekannte Papierhilfsstoffe, wie Harnstoff. Melamin oder Formaidehydharze.

Die Reihenfolge, in der die einzelnen Komponenten der Papierstreichmasse gemischt werden, ist nicht entscheidend, es erweist sich jedoch als günstig, das Copolymerisat B arr. Ende der Streichfarbenaufbereitung zuzusetzen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gcwichtsteile. Die K-Werte der Polymerisate wurden nach H. Fikentscher, Cellulosechemie 1 3. 58-64 und 71 bis 74 (1932) in 5%iger wäßriger Kochsalzlösung bei einer Temperatur von 25 C gemessen;dabei bedeutet K = k ■ 10^!.

Herstellung der wasserlöslichen Polymerisate B
Polymerisat B 1

In einem mit Rührer, Thermometer und einem Sticksloffein- und ^auslaß versehenen Behälter mischt man folgende Komponenten: 347 Teile einer Mischung aus 84% gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 16% naphtheniüihen Kohlenwasserstoffen (Siedepunkt der Mischung 192 bis 254⁰C), 53,3 Teile Sorbitanmonooleat und 20 Teile äthoxyliertes Nonylphenol(Älhoxylierungsgrad8—12). Dann fügt man eine Lösung aus 133,6 Teilen Acrylamid und 59 Teilen Acrylsäure in 389,4 Teilen Wasser zu, deren pH-Wert mit 18 Teilen Natriumhydroxid auf 8,0 eingestellt ist und emulgiert die wäßrige Lösung in dem Kohlenwasserstofföl. Danach leitet man 30 Minuten lang Stickstoff über die Mischung und erhitzt sie dann innerhalb von 15 Minuten auf eine Temperatur von 60⁰C. Bei dieser Temperatur setzt man dann eine Lösung von 0,212 Teilen 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril zu, das in wenig Aceton gelöst ist Nachdem man die Mischung 3 Stunden auf 60⁰C erhitzt hat, ist die Polymerisation beendet Man erhält eine koagulalfreie, gegen Sedimentation stabile Wasser-in-ÖI-Dispersion eines Copolymerisates aus 35% Acrylamid und 65% Natriumacrylat, die als Verdickungsmittel mit Cobindereigenschaften in Papierstreichmassen verwendet wird. Der K-Wert des Polymerisates beträgt 247,5.

Polymerisat _t;2

Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben und löst 10 Teile eines 8- bis 12fach äthoxylierten Nonylphenols und 40 Teile des im Beispiel 1 der DE-OS 25 36 597 beschriebenen Emulgators in 220 Teilen einer Mischung aus 84% gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 16% naphthenischen Kohlenwasserstoffen (Siedebereich der Mischung 192 bis 254°C). Zu dieser Mischung fügt man eine Lösurg von 285 Teilen Acrylsäure in 128 Teilen Wasser, die mit 285 Teilen 22,5%igem wäßrigen Ammoniak auf pH 7,0 gestellt wurde und die weiterhin mit 0,4 Teilen Na4P2Ü7 und 0,01 Teilen Propylenbisacrylamid versetzt wurde, hinzu.

Unter gutem Rühren wird die organische Phase und die wäßrige Lösung gemischt, so daß man eine Wasser-in-ÖI-Emulsion erhält. Anschließend leitet man 30 Minuten lang Stickstoff über die Emulsion und erhitzt sie dann innerhalb von 15 Minuten auf --ine Temperatur von 70° C. Bei dieser Temperatur setzt man dann eine Lösung von 0,212 Teilen 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril zu. das in wenig Aceton gelöst ist, und hält die Temperatur der Mischung 3 Stunden lang auf 70⁰C. Es resultiert eine koagulatfreie, gegen Sedimentation stabile Wasser-in-ÖI-Dispersion.

Die Viskosität einer daraus mit demineralisiertem Wasser hergestellten 03%igen wäßrigen Lösung (bezogen auf das Polymer) beträgt 115OmPa s (Brookfield-Viskosimeter 20 UpM, 20°C RV 2).

_5n Beispiel 1

Man erhält eine Papierstreichmasse, die zur Herstellung von Papier und für den Offset-Druck geeignet ist, indem man mit Hilfe eines kräftigen Dispergieraggregates 80 Teile Streichclay und 20 Teile Calciumcarbonat-Pigment in ca. 66%iger wäßriger Ansc'ilämmung unter Verwendung von 0,2 Teilen Natronlauge und 0,3 Teilen eines handelsüblichen Dispergiermittels fein verteilt. Zu der Pigmentanschlämmung fügt man 12 Teile (bezogen auf den Fest .toffgehalt) einer wäßrigen Dispersion eines Copolymerisates A aus 50% n-Butylacrylat und 50% Styrol. Dazu gibt man unter kräftigem Rühren 0,5 Teile (bezogen auf den Feststoffgehali) der Wasser-in-ÖI-Dispersion B 1 Und stellt den Festsloffgehalt der Streichfarbe durch Zugabe von Wasser auf ca, 58% ein. Der pH-Wert dcV Papierstreichmasse wird mit Natronlauge auf 8,5 eingestellt, Nach einer Durchmischungszeit von 15 Minuten kann die Päpierstreichfarbe verarbeitet werden, z. B. auf einer Schabcrstrcichanlage. Die

Eigenschaften der Streichfarbe und des damit gestrichenen Papiers sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Eine Streichfarbe zur Herstellung von gestrichenem Karton wird gemäß den Angaben in Beispiel I erhalten, indem man die dort beschriebene Pigmenlanschlämmung mit 15 Teilen eines handelsüblichem 4% Carboxylgruppen enthaltenden, Butadien-Styrol-CopO' iymerisates (48% Butadien Und 48% Styrol), bezögen auf Feststoffgehalt der Dispersion, als Copolymerisal A mischt und Wasser zugibt, bis der Feststoffgehalt der Mischung 43% beträgt Dann werden, bezogen auf den Feststoffgehalt, 0.7 Teile des Polymerisates B 2 in Form der Wasser-in-Öl-Dispersion zugegeben. Danach stellt man den pH-Wert auf 8,5 ein und homogenisiert die Mischung 15 Minuten. Man erhält eine Streichfarbe, die

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ben, die mit Hilfe der crfindurigsgcniäßcn Bindcmiüclkombination hergestellt wurden, eine überraschend verbesserte Wasserrelcntion.

Die Wasseffctention wird in der Tabelle in Sekunden angegeben. Es ist die Zeit, in der die mil einem sauren Rotfarbstoff angefärbte wäßrige Phase der Streichfarbe so weit durch ein Blaubandfülcr penclricrt ist, daß sie dessen Remission, gemessen mit einem Remissionsphotömeter (Filter 4) auf 40% des ursprünglichen

jo Rcmissionsgrädes erniedrigt. Irii Vefgleichsbeispiel 4 wurde eine Papierstreichmasse nach der oben angegebenen Vorschrift hergestellt, jedoch anstelle der Wasscr-in-ÖI-Dispersion des Polymerisates B 2 ein durch Lösungspolymerisation hergestelltes Copolymerisat aus ca. 80% Acrylsäurcbülylestcr und ca. 20% Acrylsäure eingesetzt. Man erhielt eine Papierstreichmasse, deren Viskosität 154OmPa-S und deren

Streichanlage einwandfrei zu verarbeiten ist. Die Eigenschaften der Streichfarbe und des damit gestrichenen Kartons sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines Papierstriches, der für den Tiefdruck geeignet ist, mischt man eine 66%ige Pigmentanschlämmung aus 100 Teilen Streichclay, 0,2 Teilen Natronlauge und OJ Teilen eines handelsüblichen Dispergiermittels mit 6 Teilen eines handelsüblichen synthetischen Bindemittels als Copolymerisat A aus 50% n-Butylacrylat und 50% Vinylacetat Die Viskosität der Streichfarbe wird dadurch eingestellt, daß man 0,35 Teile.be/ogen auf den Feststoffgehalt des Polymerisats B 2 als Wasser-in-Öl-Emulsion zugibt Durch Zugabe von Wasser und Natronlauge wird dann der Feststoffgehalt der Streichmasse auf 59% und der pH-Wert auf 9 eingestellt. Nach einer Mischzeit von 15 Minuten kann die Papierstreichfarbe problemlos auf einer Schaberstreichanlage verarbeitet werden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt.

Beispiel 4

Zur Herstellung eines Tapetenstriches dispergiert man 90 Teile Streichclay und 10 Teile eines Titandioxid-Pigments in 66%iger wäßriger Anschlämmung mit Hilfe von 0.2 Teilen Natronlauge und 0,4 Teilen eines handelsüblichen Dispergiermittels. Anschließend gibt man 13 Teile, bezogen auf den Feststoffgehalt, eines Copolymerisats A aus ca. 50% n-Butylacrylai und ca. 50% Styrol hinzu. Die Streichfarbe wird verdickt indem man 0.8 Teile, bezogen auf den Feststoffgehalt des Polymerisats B 2 in Form der Wasser-in-Öl-Dispersion zusetzt und die Mischung homogenisiert Durch Zugabe von Wasser und Natronlauge wird der Feststoff gehalt der Papierstreichmasse auf 54% und der pH-Wert auf 9 eingestellt Nach einer Mischungszeit von 15 Minuten ist die Streichfarbe problemlos auf Walzen- oder Glättschaber-Streichanlagen zu verarbeiten. Die Viskosität der Papierstreichfarbe betrug 1690 mPa - s, die Wasserretention der Streichfarbe 93 sea

Bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden die den Beispielen 1 bis 3 entsprechenden Streichfarben hergestellt wobei in Abänderung der Beispiele als Polymerisat B 1 oder B 2 jeweils ein Copolymerisat eingesetzt wurde, das dem Copolymerisat in den Beispielen in der Zusammensetzung zwar entsprach, jedoch durch Polymerisation der Monomeren in wäßriger Lösung hergestellt wurde. Wie man der Tabelle entnehmen kann, zeigen die Papierstreichfar-

UnI r···»

In der Tabelle sind neben den Eigenschaften der Streichfarben auch einige Stricheigenschaften zusammengestellt Man sieht, daß mit den erfindungsgemäßen Papierstreichmassen deutlich verbesserte Naßrupfwerte erhalten werden.

Die Naßrupfwerle wurden wie folgt gemessen:

Vorbereitung der Papiere und Kartons

Die zu prüfenden Papiere bzw. Kartons werden einzeln aufgehängt und 24 Stunden klimatisiert. Die Rupfstreifen, deren Größe 35 χ 3 cm betragen soll, sind in Längsrichtung der Papierbahn zu schneiden. Es ist darauf zu achten, daß die Prüistreifen über die Bahnbreite entnommen werden. Zur Klimatisierung dürfen die geschnittenen Streifen nicht aufeinanderliegen.

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Prüfgerat

Der Naßrupftest wird mit dem IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät Modell AC 2 durchgeführt.

Rupffarbe

Als RuDffarben dienen Druckfarben der Fa. Lorilleux. Die Rupffarbe muß auf die Rupfneigung der Papiere bzw. Kartons abgestimmt sein. Normalerweise erhält man mit der Lorilleux-Farbe 3804 vert gute Ergebnisse.

Durchfuhrung des Naßrupftests

Der Papier- bzw. Kartonstreifen wird wie bei der Trockenrupffestigkeitsprüfung auf das Kreissegment des IGT-Gerätes eingespannt

Auf die obere Druckscheibenachse wird eine 3,2 cm breite Druckscheibe, auf die untere Druckscheibenachse eine 2 cm breite, eingefärbte Druckscheibe aufgesetzt Das Kreissegment mit dem eingespannten Prüfstreifen wird sodann in Rupfstellung gedreht Die Druckeinstellung beträgt bei beiden Druckscheiben 78 kp. Nun tropft man zwischen Kreissegment mit eingespanntem Prüfstreifen und oberer Druckscheibe 0,2 cm³ Wasser und rupft sofort mit konstanter Geschwindigkeit deren Einstellung zwischen 18 und 40 cm/s betragen soil, da das Wasser sonst eine zu kurze Einwirkungszeit hat

Wenn bei dieser Einstellung kein Rupfen auftritt so muß eine strengere Rupffarbe genommen werden.

Der Abstand zwischen den beiden Druckscheibenachsen beträgt 7 cm; das entspr. bei 18 bzw. 40 cm/s Rupfgeschwindigkeit einer Einwirkungszeit von 039 bzw. 0,17 s.

Beträgt bei einer Druckmaschine die Entfernung zwischen zwei folgenden Druckwerken 1 m und läuft

die Druckmaschine 100 lii/niifi, so entspricht dies einer Einwirkungszeit von 0,6 s.

Auswertung

Die letzte Hälfte des Streifens wird bei diesem Verfahren zuerst gefeuchtet und dann bedruckt. Wenn die Naßrupffestigkeii bei der gewählten Rupffarbe und GciA'iwindigkeil nicht ausreicht, sieht man auf dem Streifen, der gefeuchtet wurde, ein Rupfen. Die

Tabelle

verschiedenen Streifen werden im Verhältnis zueinander subjektiv ausgewertet.

Eine Weitere Möglichkeit der Auswertung ist mit dem Densitometer gegeben.

Man mißt hierzu die Farbintensiläl des geprüften Rupfslfeifens und erhält, je nach Rupffestigkeit des Papiers oder Kartons, einen entsprechenden Wert D ( = Farbdichte). Als Vergleichswert wird ein mit der Prüffarbe bedruckter Streifen im Vollton gemessen.

Eigenschaften	' S	Beisp. 1	Vergl.- Bsp. 1	Beisp. 2	Vergib Bsp, 2
a) Streichfarbe Viskosität, mPa	, see	1312	1045	460	380
wasserrefeniiofi	Papier %	iO6	36	HO	JJ
b) gestrichenes Naßrupftest, D Farbaufnahme,	0,89 24,4	0,38 24,0	0,47 20,3	0,36 17,3

1140

45,7

1070

42,3

1690 93

0,66 25,6

1540

0,38 21,7

Claims

OT /IO JLI UJ

Patentanspruch:

Papierstreichmassen, die auf 100 Gewichtsteile eines feinteiligen Pigments, 5 bis 25 Gewichtsteile mindestens eines Copolymerisates A auf Basis von Polyacrylaten, Polymethacrylate^ Styrol-Butadien-Polymerisaten oder Polymerisaten des Vinylacetat in Form von wäßrigen Dispersionen und 0,1 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines Polymerisates B aus einem hochmolekularen, wasserlöslichen Polymerisat enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Polymerisat B ein bekanntes, durch Polymerisation von wasserlöslichen, äthylenisch ungesättigten Verbindungen in einer Wasser-in-Öl-Emulsion hergestelltes Polymerisat enthalten, das in Form dieser Wasser-in-Öl-Dispersion in die Streichmasse eingearbeitet ist.