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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Papierbeschichtungszusammensetzung,
die die optische Helligkeit von beschichtetem (gestrichenem) Papier
verstärkt.
Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Papierbeschichtungszusammensetzung,
die einen verbesserten Träger
für die
optischen Aufheller aufweist, der das System effizienter macht.
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Hintergrund
der Erfindung
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Vor
der vorliegenden Erfindung war es häufig von Herstellern von beschichtetem
Papier erwünscht, eine
hohe Helligkeit im fertigen beschichteten Papierprodukt zu erreichen,
um das visuelle Erscheinungsbild des Papiers zu steigern. Daher
ist es etablierte Praxis für
Papierhersteller geworden, Pigmente mit hoher Helligkeit wie Calciumcarbonat
und Titandioxid zu verwenden und Weißtöner als Komponenten von Papierbeschichtungsformulierungen
aufzunehmen, um die Helligkeit von Papier zu erhöhen. Diese Weißtöner (allgemeiner
als "optische Aufheller" bezeichnet) wirken
durch Absorption von Lichtstrahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich
des Spektrums und re-emittieren diese Lichtstrahlung im sichtbaren
Spektrum.
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Der
Nachteil der Verwendung dieser optischen Aufheller ("optical brightener
agents", OBA) besteht
darin, dass bei Verwendung ohne andere aktivitätssteigernde Hilfsstoffe ihre
Effizienz relativ schlecht ist. OBAs haben keine innewohnende Affinität für Pigmente
und synthetische Latizes, und somit sind sie in der modernen Beschichtung
relativ ineffektiv, es sei denn, sie werden mit einer anderen Komponente
für die
Beschichtung eingesetzt, die eine Affinität für den OBA hat.
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Deshalb
ist es etablierte Praxis in der Papierindustrie geworden, OBAs in
Verbindung mit anderen Additiven zu verwenden, die als "OBA-Träger" bekannt sind, für die empirisch
festgestellt wurde, dass sie die OBA-Wirksamkeit in Papierbeschichtungen
steigern.
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Allgemein
schließen
OBA-Träger,
die derzeit kommerziell verwendet werden, Polyvinylalkohol und Natriumcarboxymethylcellulose
ein. Andere Materialien, von denen in der Literatur angegeben wird,
dass sie die OBA-Aktivität
steigern können,
sind: Hydroxyethylcellulose, Stärke,
Casein, Melamin-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze
und Polyglykole. Viele dieser Materialien sind Co-Bindemittel, die
gemeinhin in Beschichtungen verwendet werden, und einige sind Vernetzer.
Daher sind diese Materialien nützliche
Werkzeuge, um es der Papierindustrie zu ermöglichen, effizienten Gebrauch
von den OBAs zu machen.
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Es
ist einfach erwünscht,
dass die kombinierte Verwendung von OBAs mit einem ausgewählten Träger eine
höhere
Helligkeit von beschichtetem Papier als diejenige liefert, die ansonsten
bei Verwendung von OBA und Träger
aus dem Stand der Technik erhalten wird.
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US-PS
5,622,749 offenbart die Verwendung von PVA oder CMC als Dispergiermittel
oder Hilfsstoffe mit Weißtönern.
JP 90023639 B offenbart
die Verwendung von PVA oder seinen Derivaten als Weißgradhilfe mit
OBAs vom Stilbentyp, um die Verfärbung
oder Vergilbung durch Licht oder Wärme zu verhindern.
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JP
61014979 (86) A offenbart die Verwendung von wasserlöslichen
Cellulosederivaten wie Hydroxyethylcellulose als Träger für einen
anionischen Weißtöner. DE
20 17 276-A offenbart die Verbesserung einer Zusammensetzung, die
ein Pigment, ein Bindemittel, ein anionisches Dispergiermittel,
gegebenenfalls einen OBA und gewöhnliche
Additive enthält, dispergiert
in Wasser, durch Zugabe von Polyvinylpyrrolidon zur Steigerung der
Wirkung des OBA.
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US-PS
3,892,675 offenbart die Verwendung von schwach wasserlöslichen
OBAs in Beschichtungszusammensetzungen, die Weißpigment-Streckmittel wie Ton
und Polyvinylacetat-Latex als einziges Bindemittel enthalten; Celluloseether
wie CMC werden als Verdicker für
die Formulierung offenbart. Die Veröffentlichung von J. D. Barnard
mit dem Titel "The
Role of OBAs and Crosslinking Agents" in Paper Technology, 33, Nr. 9, auf
den Seiten 24 bis 30 (1992) beschreibt die Rolle von OBAs und Vernetzungsmitteln
in der Bestimmung des Weißgrades
und der Wasserbeständigkeit
von Papier. Die Veröffentlichung
führt auf
Seite 25 alle der oben genannten Träger für OBAs auf.
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EP-A-0
577 557 offenbart bestimmte hydratisierte Sulfostyrylsalze und ihre
Anwendung als optische Aufheller in konzentrierten Formulierungen.
Die Formulierungen können
gegebenenfalls ein Heteropolysaccharid enthalten, das vom anionischen
Typ ist.
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EP-A-0
900 784 offenbart die Verwendung von spezifischen Stilbenderivaten
als optischer Aufheller für
verschiedene Anwendungen. Dieses Dokument offenbart jedoch nicht
die kombinierte Verwendung mit einem nichtionischen Polysaccharid.
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EP-A-0
275 937 betrifft eine Tapetenfarbe, die ein Stilbenderivat als optischen
Aufheller enthält.
Dieses Dokument beschreibt nicht, dass ein niedrigviskoses, nichtionisches
Polysaccharid als Basiskomponente verwendet werden kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Additivsystem für Papierbeschichtungen aus
niedrigviskosen nichtionischen wasserlöslichen Polysaccharidderivaten,
die als Träger
für Weißtöner als
optische Aufheller in pigmentierten Papierbeschichtungen verwendet
werden. Mit diesen Zusammensetzungen beschichtetes (gestrichenes)
Papier hat eine signifikant hellere Oberfläche als ein Papier, das mit
dem gleichen OBA ohne die Verwendung dieser Polysaccharidderivate
beschichtet ist.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in einer Leimpressenanwendung einer
auf Papier aufgetragenen Stärkebeschichtung
verwendet werden. In diesem Fall wäre kein Pigment vorhanden,
sondern nur die Stärke, der
OBA und Träger
als primäre
Bestandteile.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Papierbeschichtungszusammensetzung
gerichtet, die einen optischen Aufheller (OBA) und ein niedrigviskoses,
nichtionisches wasserlösliches
Polysaccharidderivat umfasst, das eine Brookfield-Lösungsviskosität von weniger
als ca. 1500 centipoise bei Auflösung
in Wasser mit einer Polymerkonzentration von 5 Gew.-% bei Umgebungstemperatur
(25°C) aufweist,
worin die Papierbeschichtung eine verbesserte optische Helligkeit
im Vergleich mit der gleichen Formulierung ohne das nichtionische wasserlösliche Polysaccharidderivat
liefert.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aufhellung
von Papier, das das Beschichten des Papiers mit der oben genannten
Zusammensetzung umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein mit der oben genannten Zusammensetzung
beschichtetes (gestrichenes) Papier.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung
der oben genannten Papierbeschichtungszusammensetzung gerichtet,
das das Kombinieren eines optischen Aufhellers und eines wasserlöslichen
nichtionischen Polysaccharidderivats umfasst, das eine Brookfield-Lösungsviskosität von gleich
oder weniger als ca. 1500 centipoise bei Auflösung in Wasser mit einer Polymerkonzentration
von 5 Gew.-% bei 25°C
aufweist.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Es
wurde überraschend
festgestellt, dass Formen von nichtionischen wasserlöslichen
Polysaccharidderivaten mit geringem Molekulargewicht bei Verwendung
in Verbindung mit bestimmten anderen Additiven, die als Weißtöner bekannt
sind, als Komponenten einer Papierbeschichtungsformulierung signifikant
die Helligkeit des beschichteten Papiers erhöhen oder andere Vorteile im
Vergleich mit Additivsystemen des Standes der Technik bieten.
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Erfindungsgemäß sind bevorzugte
Polysaccharidderivate nichtionische wasserlösliche Celluloseether. Beispiele
für die
Celluloseether sind Hydroxyethylcellulose (HEC), Hydroxypropylcellulose
(HPC), Methylcellulose (MC), Methylhydroxyethylcellulose (MHEC),
Methylhydroxypropylcellulose (MHPC), Ethylhydroxyethylcellulose
(EHEC), Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), Hydroxyethylguar, Hydroxypropylguar,
Hydroxyethylstärke
und Hydroxypropylstärke.
Die Polysaccharidderivate dieser Erfindung können auch mit C4-28 Alkyl- oder
Aryl- oder Arylalkyl-Gruppen modifiziert sein. Der bevorzugte Celluloseether
ist ein HEC mit geringem Molekulargewicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist im wesentlichen die konzertierte Verwendung
von zwei Bestandteilen in einer pigmentierten Papierbeschichtung:
1) ein niedrigviskoses wasserlösliches
nichtionisches Polysaccharidderivat und 2) ein Weißtöner. Diese
zwei Bestandteile verleihen bei Einsatz als Additive in einer pigmentierten Standardpapierbeschichtungsformulierung,
die auch Pigment und Bindemittel enthält, dem beschichteten Papier
eine höhere
Helligkeit als entweder der OBA oder das wasserlösliche Polymer einem solchen
Papier bei alleiniger Verwendung verleihen würde.
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In
der typischen Papierbeschichtungspraxis wird die Beschichtungsformulierung
durch Dispergieren von Pigmenten wie Kaolinton und Calciumcarbonat
in Wasser und anschließendes
Zugeben von Bindemittel wie Polystyrol-Butadien-Copolymer und/oder einer wässrigen
Lösung
von gekochter Stärke
hergestellt. Andere Papierbeschichtungsbestandteile wie rheologische
Modifikatoren, Biozide, Gleitmittel, Antischaumverbindungen, Vernetzer
und pH-Einstellungsadditive können
auch in kleinen Mengen in der Beschichtung vorhanden sein.
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Beispiele
für Pigmente,
die in Beschichtungsformulierungen verwendet werden können, sind
Kaolin, Calciumcarbonat (Kreide), Porzellanerde, amorphe Kieselerde,
Silikate, Bariumsulfat, Satinweiß, Aluminiumtrihydrat, Talkum,
Titandioxid und Mischungen daraus. Beispiele für Bindemittel sind Stärke, Casein,
Sojaprotein, Polyvinylacetat, Styrol-Butadien-Latex, Acrylatlatex, Vinylacryllatex
und Mischungen daraus. Andere Bestandteile, die in der Papierbeschichtung
vorhanden sein können,
sind z.B. Dispergiermittel wie Polyacrylate, Gleitmittel wie Stearinsäuresalze,
Konservierungsmittel, Antischaummittel, die entweder auf Ölbasis wie
dispergierte Kieselerde in Kohlenwasserstofföl oder auf Wasserbasis wie
Hexalenglykol sein können,
pH-Einstellungsmittel wie Natriumhydroxid, Rheologiemodifikatoren
wie Natriumalginate, Carboxymethylcellulose, Stärke, Protein, hochviskose Hydroxyethylcellulose
und alkalilösliche
Latizes.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Praxis
wird eine Menge von wasserlöslichem
Polysaccharidderivat zur Beschichtungsformulierung in einer Dosierungsmenge
mit einer Obergrenze von ca. 3,0 Aktivteilen auf Basis der Pigmentkomponente
gegeben. Die bevorzugte Obergrenze ist ca. 2,0 Teile und besonders
bevorzugt ca. 1,0 Teil. Die Untergrenze des Polysaccharidderivats
ist ca. 0,1 Teile, bevorzugt ca. 0,2 Teile und besonders bevorzugt
ca. 0,3 Teile.
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Der
Lösungsviskositätsbereich
der niederviskosen wasserlöslichen
Polysaccharidderivate der vorliegenden Erfindung bei Auflösung in
einem Verhältnis
von 5 Gew.-Teilen Polymer in 95 Teilen Wasser weist eine Viskosität von weniger
als 1500 cps bei Messung durch ein Standard-Brookfield-Instrument bei Umgebungstemperatur
auf. Bevorzugt sollte die Viskosität weniger als 1000 cps und
bevorzugt weniger als 500 cps sein.
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Die
Verwendung solcher wasserlöslichen
Polymere ist vorteilhaft im Vergleich mit der Verwendung des Standes
der Technik von höherviskosen
wasserlöslichen
Polysacchariden, indem solche niederviskosen Additive in relativ
hohen Dosierungen in Papierbeschichtungen aufgenommen werden können, ohne
eine übermäßige Verdickung
der Beschichtung zu verursachen, die die Einfachheit ihrer Dosierung
auf einer Papierbahn einschränken
würde.
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Zur
Verbesserung der Leichtigkeit der Aufnahme in Papierbeschichtungsformulierungen
können
Polysaccharidderivate in konzentrierter wässriger Suspensionsform hergestellt
werden (siehe US-PSen 4,883,536 und 5,028,263). Zum Beispiel können konzentrierte
Suspensionen von Polysaccharidderivaten durch Auflösen spezifischer
anorganischer Dispergiermittel und Stabilisatoren in Wasser durch
ein geschütztes
Verfahren und anschließendes
Zugeben von 25 Gew.-% des Polysaccharidderivats zu dieser Lösung hergestellt
werden. So wurden von Hercules Incorporated auf Basis dieser patentierten
Technologie die kommerziellen Produkte (d.h. ADMIRAL® 3089FS
Fluidized Polymer Suspension, ADMIRAL® 2089FS
Fluidized Polymer Suspension und ADMIRAL® 1089FS
Fluidized Polymer Suspension) entwickelt. ADMIRAL® 3089FS
Fluidized Polymer Suspension umfasst ein HEC-Polymer, das eine wässrige Viskosität von mehr
als ca. 2000 cps bei Zugabe zu Wasser in einem solchen Verhältnis erzeugt,
dass die HEC-Konzentration 5 Gew.-% beträgt. Im Vergleich umfassen sowohl
ADMIRAL 2089FS Fluidized Polymer Suspension als auch ADMIRAL® 1089FS
Fluidized Polymer Suspension niederviskose wasserlösliche HEC-Polymere,
die jeweils eine wässrige
Viskosität
von weniger als ca. 500 cps bei Zugabe zu Wasser in einem solchen
Verhältnis
erzeugen, dass die HEC-Konzentration 5% beträgt.
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Zusätzlich zu
der normalen Menge des Polysaccharidderivatträgers, der in der Beschichtung
vorhanden ist, sollte der OBA-Bestandteil in einer Menge mit einer
Obergrenze von ca. 4,0 Aktivteilen auf Basis des Pigments vorhanden
sein. Die bevorzugte Obergrenze des OBA ist ca. 2,0 Teile, besonders
bevorzugt ca. 1,0 Teil. Die Untergrenze der Menge des OBA ist ca.
0,1 Teile, bevorzugt 0,2 Teile und besonders bevorzugt ca. 0,3 Teile.
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Erfindungsgemäß wird die
Papierbeschichtung durch verschiedene Mittel auf die Oberfläche von
Papier oder Karton aufgetragen, um ein gegebenes Strichgewicht zu
ergeben, und dann zur Bildung des fertigen Papierprodukts getrocknet.
Viele herkömmliche
Verfahren sind im Stand der Technik zur Auftragung der Beschichtung
auf die Oberfläche
des Papiers bekannt. Drei der üblichsten
Typen von Streichanlagen sind der Rakelstreicher, der Stabstreicher
und der Luftrakelstreicher. Rakelstreicher verwenden eine Metall- oder Keramikklinge
in einem bestimmten Winkel und mit einem bestimmten Druck, um eine
mehrere Mikrometer dicke Beschichtung auf eine Bahn zu dosieren.
Der Rakelstreicher ist der üblichste
Typ von Streichanlage.
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Die
Weißtöner oder
OBAs, von denen festgestellt wurde, dass sie nützlich in Kombination mit den
nichtionischen wasserlöslichen
Cellulosederivaten dieser Erfindung sind, schließen 4,4'-Bis(triazinyl)amino-stilben-2,2'-disulfonsäure (tetrasulfoniert)
und 4,4'-Bis-2-sulfostyrylbiphenyl
(Distyrylbiphenyl) ein. Dieser erste Typ von OBA (tetrasulfoniert)
wird herkömmlich
in der Papierindustrie in Papierbeschichtungen verwendet. Distyrylbiphenyl
(DSBP) ist eine neue Klasse von OBAs, die kürzlich für Papierbeschichtungen angeboten
wurde. Von anderen OBA-Additiven
wie disulfonierten und hexasulfonierten substituierten Weißtönern würde auch erwartet
werden, dass sie funktionsfähig
mit dieser Erfindung sind.
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Erfindungsgemäß weist
das mit einem OBA und dem niederviskosen nichtionischen wasserlöslichen Polysaccharidderivat
dieser Erfindung beschichtete Papier sowohl Weißgrad- als auch Helligkeitswerte
von mehr als 70, bevorzugt von mehr als 80 und besonders bevorzugt
von mehr als 90 Einheiten bei Messung auf einem X-Rite® 968
Spektrophotometer für
den Weißgrad
und einem Diano® 5-4
Brightness-Tester und Kolorimeter für die Helligkeit auf. Auch
weist dieses Papier einen verbesserten Superkalanderglanz im Vergleich
mit OBA-Trägern
des Standes der Technik auf.
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Diese
Erfindung hat Vorteile gegenüber
der Verwendung des Standes der Technik von Polyvinylalkohol, indem
das Polysaccharidderivat dieser Erfindung kein ausgedehntes Kochen
und eine Zubereitung erfordert, wie dies Polyvinylalkohol (PVA)
tut. Somit stellt diese Erfindung eine signifikante Steigerung der
Leichtigkeit der Verwendung gegenüber dem Stand der Technik dar.
Auch erzeugt die vorliegende Erfindung eine weniger nachteilige
Wirkung auf die Glanzfähigkeit
des beschichteten Papiers im Vergleich mit PVA-OBA-Träger des
Standes der Technik.
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Die
folgenden Beispiele werden allein für illustrative Zwecke wiedergegeben,
aber es versteht sich, dass andere Modifikationen der vorliegenden
Erfindung im Umfang fachmännischen
Handelns vorgenommen werden können,
ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Beispiele
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Standardverfahren
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Zwei
unterschiedliche Vormischungen für
eine Beschichtungsformulierung wurden hergestellt. Als erster Schritt
wurde das Pigment (entweder Kaolinton oder eine 50:50-Mischung aus
Kaolin/Calciumcarbonat) zu einer wässrigen Aufschlämmung mit
insgesamt 75% Feststoffen verarbeitet. Das Produkt Dispex® N40
(Natriumpolyacrylat) wurde mit 0,15 Aktivteilen auf Basis von Pigment
als Dispersionshilfe verwendet. Nach 1 Stunde Vermischen mit hoher
Scherung wurden 10 Teile Styrol-Butadien-Latex
zur Pigmentaufschlämmung
unter Verwendung von Rühren
mit geringer Geschwindigkeit gegeben. Verdünnungswasser wurde dann hinzugegeben,
um ca. 63% Feststoffgehalt zu erreichen, und der pH wurde mit 30%igem
Ammoniumhydroxid auf 8,5 eingestellt. Die letztliche Reduzierung
auf 61,5% Feststoffgehalt wurde in jeder getrennten Teilmenge durchgeführt, die
für die
individuellen Probenbeschichtungen verwendet wurde.
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Diese
Formulierungen unterschieden sich in der Auswahl der Pigmenttypen,
wobei eine Formulierung unter Verwendung von 100% Kaolinton als
Beschichtungspigment verwendete, während die andere Formulierung
eine Mischung aus 50% Kaolinton und 50% Calciumcarbonat verwendete
(siehe nachfolgende Tabellen 1 und 2). Ein Standardbindemittel aus
Styrol-Butadien-Latex wurde in allen Untersuchungen mit 10 Teilen
auf Basis von 100 Teilen Pigment verwendet.
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Jeder
Papierbeschichtungstyp, ob auf Basis von 100% Kaolintonpigment oder
einer Mischung aus Kaolin mit Calciumcarbonat, wurde in mehrere
Teilmengen unterteilt, und zu jeder der Teilmengen wurden verschiedene
wasserlösliche
Polymeradditive und OBAs gegeben. In den Papierbeschichtungsuntersuchungen, die
Polyvinylalkohol als OBA-Träger
verwendeten, war es notwendig, den PVA bei 200°F für wenigstens 40 Minuten zu
kochen, um ihn vollständig
zu hydratisieren. In den Untersuchungen, die HEC als OBA-Träger verwendeten,
war es nicht notwendig, die HEC zur Hydratisierung zu kochen. Dieses
letztere Polymer wurde stattdessen direkt zur Beschichtung entweder
in Lösung
oder in Form einer verflüssigten
Polymersuspension gegeben und unter Rühren in situ hydratisieren
gelassen, was nur ca. 15 Minuten erforderte. Zwei unterschiedliche
OBAs wurden in der Untersuchung verwendet: 4,4'-Bis(triazinyl)aminostilben-2,2'-disulfonsäure (TETRA) und
4,4'-Bis-2-sulfostyrylbiphenyl
(DSBP).
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Für Laufeigenschaftszwecke
wurde entweder Natriumcarboxymethylcellulose oder Natriumalginat
zu jeder Papierbeschichtung gegeben, um eine Brookfield-Viskosität von ca.
1500 cps gemäß Messung
mit einem RVT-Viskosimeter mit #4-Spindel bei 100 U/min zu erzeugen.
Die hergestellten Formulierungen wurden dann auf Rollen aus gewerblichem
62#-Papier unter Verwendung einer Dow®-Laborstreichanlage
(Seriennummer #079, Typ 89B-SS) mit verschiedenen Geschwindigkeiten
aufgetragen, um eine Reihe von Strichgewichten zu ergeben. Das fertig
gestrichene Papier wurde gewonnen, und Papierproben wurden aus jeder
der Untersuchungen ausgewählt,
die der äquivalenten
Strichgewichtaufnahme von ca. 5 Pfund pro 3.000 Quadratfuß Papier
entsprachen.
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Diese
beschichteten Papierproben wurden dann auf den Weißgrad unter
Verwendung eines X-Rite® Spektrophotometers und
auf Helligkeit unter Verwendung eines Diano® S-4
Brightness-Prüfgeräts und Kolorimeters
untersucht. Die Standardverfahren für diese Instrumente wurden
für jede
dieser Messungen verwendet.
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Beispiel 1
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(100% Kaolintonbeschichtungen)
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In
diesem Beispiel wurde 100% Kaolinton als Papierbeschichtungspigmentbestandteil
verwendet. Die untersuchte Beschichtungsformulierung ist in Tabelle
1 gezeigt. Beschreibungen jedes in den separaten Beschichtungsuntersuchungen
verwendeten wasserlöslichen
Polymer-OBA-Trägers
sind in Tabelle 2 dargestellt.
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Die
letztlichen Papiereigenschaften, die für Papier beobachtet wurden,
das mit diesen verschiedenen Formulierungen behandelt wurde, sind
in Tabellen 4 und 5 gezeigt.
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Es
wurde in den Untersuchungen festgestellt, dass ADMIRAL® 1089FS
Fluidized Polymer Suspension, d.h. niederviskose nichtionische Hydroxyethylcellulose,
mit 0,5 Aktivteilen Polymer auf Basis von Pigment mit 1,0 Teilen
Distyrylbiphenyl-OBA die höchste
Helligkeit und den zweithöchsten
Weißgrad
aller in dieser Zugabemenge untersuchten OBA-Träger erzeugte. Diese Ergebnisse
sind in Tabelle 3 gezeigt. Eine experimentelle ultraniederviskose
Lösung
von Hydroxyethylcellulose gab die höchsten Weißgradergebnisse. Jedoch erzeugte
im Vergleich ADMIRAL® 3089FS Fluidized Polymer
Suspension (das höherviskose
Analogon der ADMIRAL® 1089FS Fluidized Polymer
Suspension) geringere Helligkeits- und Weißgradergebnisse. Dieses Ergebnis
begründet
im wesentlichen den unerwarteten Befund der vorliegenden Erfindung;
niederviskose Hydroxyethylcellulose ist wirksamer als OBA-Träger für beschichtetes
Papier als HEC, die eine wässrige
Viskosität von
mehr als 1500 cps bei 5% wässriger
Konzentration aufweist.
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Distyrylbiphenyl-OBA
ergab einen durchschnittlichen Helligkeitsgewinn von 0,6 Punkten
oder einen Weißgradgewinn
von 4,4 Punkten gegenüber
der 4,4'-Bis(triazinyl)aminostilben-2,2'-disulfonsäure (TETRA) (siehe
Tabelle 4).
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Tabelle
1: 100% Kaolintonformulierung
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Tabelle
3: Verschiedene OBA-Träger
bei 0,5 Teilen Dosierung mit 1 Teil DSBP-OBA, zugegeben zu 100%
Kaolintonbeschichtungen
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Tabelle
4: Verschiedene OBA-Träger
bei 0,5 Teilen Dosierung mit 1 Teil von zwei OBA-Typen in 100% Kaolintonbeschichtungen
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Beispiel 2
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(50% Kaolinton: 50% Calciumcarbonat-Beschichtungen)
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In
dieser Reihe von Untersuchungen wurden 50% Kaolinton neben 50 o
Calciumcarbonat als Beschichtungspigmentbestandteile verwendet.
Die untersuchten Papierbeschichtungsformulierungen sind in Tabelle
5 gezeigt. Die Beschreibungen von jedem wasserlöslichen Polymer/OBA-Träger sind
in Tabelle 2 gezeigt. Die letztlichen Papiereigenschaften, die für Papier
beobachtet wurden, das mit diesen verschiedenen Formulierungen behandelt
wurde, sind in Tabellen 6 bis 9 gezeigt. All diese Beschichtungen
wurden auf einen Zielbeschichtungsviskositätsbereich durch Zugabe verschiedener
Mengen von Kelgin LV Natriumalginat verdickt.
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Da
beschichtetes Papier normalerweise mit einem Superkalander glossiert
wird, wurden Helligkeits- und Glanzergebnisse an superkalandrierten
Proben gemessen. Die Superkalanderbedingungen waren 2 Durchgänge, 100°F, 16,5 Fuß pro Minute
und 1.600 Pfund pro linearem Zoll.
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Es
wurde festgestellt, dass die beschichteten Papiere, die DSBP, einen
OBA und eine niederviskose Hydroxyethylcellulose mit 0,5 bis 1,0
Teilen auf Basis von Pigment in der Beschichtungsformulierung einschlossen,
die höchste
Helligkeit aller ausgewerteten OBA-Träger aufwiesen (siehe Tabellen
6 und 8). Im Vergleich wies die Papierbeschichtung, die ADMIRAL® 3089FS
Fluidized Polymer Suspension (das höherviskose Analogon von ADMIRAL® 1089FS
Fluidized Polymer Suspension) oder PVA beinhaltete, niedrigere Helligkeitsergebnisse
auf.
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Es
wurde auch festgestellt, dass die Auswahl des OBA-Typs die Helligkeit
des beschichteten Papiers beeinflusst. Distyrylbiphenyl-OBA ergab
einen durchschnittlichen Helligkeitsgewinn von 1,1 Punkten bei der Dosierung
mit 0,5 Teilen von OBA-Träger
im Vergleich mit 4,4'-Bis(triazinyl)aminostilben-2,2'-disulfonsäure (TETRA).
Bei der Dosierung mit 1,0 Teilen OBA-Träger ergab Distyrylbiphenyl-OBA 1,5 Punkte Helligkeitsgewinn
im Vergleich mit 4,4'-Bis(triazinyl)aminostilben-2,2'-disulfonsäure (TETRA)
(siehe Tabelle 7).
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Glanzmessungen
der verschiedenen beschichteten Papierproben zeigten, dass die Papierbeschichtung,
die 0,5 Teile niederviskose Hydroxyethylcellulose beinhaltete, die
höchsten
Glanzwerte aufwies, unabhängig
vom OBA-Typ (siehe Tabelle 9).
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Tabelle
5: Papierbeschichtungen mit 50% Kaolinton : 50% Calciumcarbonat
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Tabelle
6: Hydroxyethylcellulose und Polyvinylalkohol in zwei Dosierungen
bei Papierbeschichtungsformulierung mit 50% Kaolinton : 50% Calciumcarbonat,
1 Teil OBA vom DSBP-Typ hinzugegeben
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Tabelle
7: Hydroxyethylcellulose und Polyvinylalkohol mit zwei OBA-Typen,
50% Kaolinton : 50% Calciumcarbonat Papierbeschichtungsformulierung
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Tabelle
8: Verschiedene niederviskose Hydroxyethylcellulose-Typen, 50% Kaolinton
: 50% Calciumcarbonat Papierbeschichtungsformulierung mit 1 Teil
DSBP-OBA
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Tabelle
9: Glanzergebnisse für
superkalandriertes Papier, behandelt mit 100% Kaolintonbeschichtungen
und verschiedenen OBA-Trägern
und OBA-Typen mit 1 Teil