FI60024C - LATEXAEMNESKOMPOSITION AVSEDD FOER BELAEGGNING AV PAPPER - Google Patents

Description

/ |«4**Τ·Ι [Β] {11)KUULUTUSjULKAISU .- IJ ν'1/ UTLAGG N INGSSKRI FT oUU2 4 C Patentti ;ny Jfir,'o oy ;.-j 11 i;til/ | «4 ** Τ · Ι [Β] {11) ANNOUNCEMENT.- IJ ν'1 / UTLAGG N INGSSKRI FT oUU2 4 C Patent; ny Jfir, 'o oy; .- j 11 i; til

Patent niecl-JelatPatent patent

Vs~^/ (51) Kv.ik.Vci.3 σ 08 L 25/02, 25/10, D 21 H 1/28 SUOMI—FINLAND (21) Putunttlhtkumu* — PtttnuntSkning 3366/72 (22) H»k«mitpUvt — Ant&kninpdtg 28.11.72 ' '* (23) AlkupUvt—GiMfhitsdtg 28.11.72 (41) Tullut luikituksi — Bllvlt offuntllg Ol. θ6.73Vs ~ ^ / (51) Kv.ik.Vci.3 σ 08 L 25/02, 25/10, D 21 H 1/28 FINLAND — FINLAND (21) Putunttlhtkumu * - PtttnuntSkning 3366/72 (22) H »k «MitpUvt - Ant & kninpdtg 28.11.72 '' * (23) AlkupUvt — GiMfhitsdtg 28.11.72 (41) Has become slipped - Bllvlt offuntllg Ol. θ6.73

Patentti- ja rekisterihallitus .... ........ .__ . ... .Patent and Registration Office .... ........ .__ . ....

_ ^ . (44) Nihttvikslpanon jt kuuLJulkslaun pvm. —_ ^. (44) Date of Nihttvikslpanon et al. -

Patent· och registerstyrelsen 7 Anselmit uthgd och ucUkrMtun publkumd 31. C7.8l (32)(33)(31) utuolkuus—Buglrd prloritut 03.12.71 .· USA (US) 201*762 (71) Polysar Limited, Sarnia, Ontario, Kanada(CA) (72) Orest Nicholas Chick, Sarnia, Ontario, Graham Neville Means,Patent · och registerstyrelsen 7 Anselmit uthgd och ucUkrMtun publkumd 31. C7.8l (32) (33) (31) utuolkaus — Buglrd prloritut 03.12.71 · USA (US) 201 * 762 (71) Polysar Limited, Sarnia, Ontario, Canada (CA) (72) Orest Nicholas Chick, Sarnia, Ontario, Graham Neville Means,

Sarnia, Ontario, Kanada(CA) (7l*) Leitzinger Oy (5t) Paperin pinnoittamiseen tarkoitettu lateksiaineyhdistelmä -Latexämneskomposition avsedd för beläggning av papper Tämän keksinnön kohteena on paperin pinnoittamiseen tarkoitettu lateksiaineyhdistelmä.Sarnia, Ontario, Canada (CA) (7l *) Leitzinger Oy (5t) Latex material composition for coating paper -Latexämneskomposition avsedd för beläggning av papper

Jo kauan on harrastettu painamiseen sopivien päällystettyjen paperien valmistamista. Kuitenkin muutokset graafisessa teollisuudessa ovat johtaneet muunnelmiin tällaisen paperin halutuissa vaatimuksissa. Tyypillinen tällaisista muutoksista on veb-offset-painon tulo. Useita ristiriitaisia ominaisuuksia yritetään saada tällaiseen käyttöön aiottuun päällystettyyn paperiin, esimerkiksi päällysteen hyvä kiinnipysyvyys kuituihin (erityisesti suuremmalla painatusnopeudella web-offset-menetelmässä), hyvä musteen imukyky, ja kuitenkin niin suuri huokoisuus, että painettu paperi voidaan kuivattaa nopeasti kuplaantumatta.The production of coated papers suitable for printing has long been practiced. However, changes in the graphics industry have led to variations in the desired requirements for such paper. Typical of such changes is the product of web offset weight. Several contradictory properties are attempted for coated paper intended for such use, for example, good adhesion of the coating to the fibers (especially at the higher print speed in the web-offset method), good ink absorbency, and yet such high porosity that the printed paper can be dried quickly without bubbling.

Tämän keksinnön päämääränä on tuoda esiin lateksiaineyhdistelmä paremman paperi-päällysteen valmistamista varten. Keksinnön mukaisella yhdisteellä päällystettyyn paperiin yhdistyy hyvä huokoisuus, joka sallii nopean kuivumisen kupliintumatta, ja "nukkaantumisen" kestävyys painatuksen aikana. Nimitystä "nukkaantuminen", kuvataan tässä yhteydessä myöhemmin.It is an object of the present invention to provide a combination of latex materials for making a better paper coating. The paper coated with the compound of the invention combines good porosity, which allows rapid drying without bubbling, and resistance to "fluffing" during printing. The term "fluffing" will be described later in this context.

2 600242 60024

Keksinnön mukaiselle aineyhdistelmälle on tunnusomaista se, että se käsittää seoksen, jossa on (A) 10-40 osaa kuivapainosta laskettuna kopolymeerin vesipitoista lateksia, joka on valmistettu monomeeriseoksesta, joka sisältää (1) 30-15 paino-% butadieeni-1,3:a, joka voi olla substituoitu, (2) 70-85 paino-% alkenyyli-aromaattista yhdistettä, joka voi olla substituoitu ja (3) 0-10 paino-% olefiinisesti tyydyttämätöntä karboksyylihappoa» (3) 90-60 osaa kuivapainosta laskettuna kopolymeerin vesipitoista lateksia, joka on valmistettu monomeeriseoksesta, joka sisältää (1) 0,1-5 paino-% olefiinisesti tyydyttämätöntä karboksyylihappoa, (2) 0,1-5 paino-% olefiinisesti tyydyttämätöntä karbonyyliyhdistettä, (3) 90-99,8 paino-% monomeerejä, jotka koostuvat 30-60 osasta mahdollisesti substituoitua butadieeni-1,3:a ja 40-70 osasta mahdollisesti substituoitua alkenyyli-aromaattista yhdistettä.The combination of substances according to the invention is characterized in that it comprises a mixture of (A) 10 to 40 parts by dry weight of an aqueous latex of a copolymer prepared from a monomer mixture containing (1) 30 to 15% by weight of butadiene-1.3 which may be substituted, (2) 70-85% by weight of an alkenyl aromatic compound which may be substituted and (3) 0-10% by weight of olefinically unsaturated carboxylic acid »(3) 90-60 parts by dry weight of the aqueous latex of the copolymer prepared from a monomer mixture containing (1) 0.1 to 5% by weight of an olefinically unsaturated carboxylic acid, (2) 0.1 to 5% by weight of an olefinically unsaturated carbonyl compound, (3) 90 to 99.8% by weight of monomers consisting of 30 to 60 parts of optionally substituted butadiene-1,3 and 40 to 70 parts of an optionally substituted alkenyl aromatic compound.

Lateksi ALatex A

Konjugoitu diolefiininen monomeeri, jota käytetään valmistamaan lateksin A kopolymeeriä, on asyklinen dieeni, jossa on 4-8 hiiliatomia, kuten butadieeni-1,3, esimerkiksi butadieeni-1,3,isopreeni, kloropreeni ja 2,3-dimetyyli-butadieeni-l,3, joista suositeltu on butadieeni-1,3. Mono-olefiinisesti tyydyttämätön kopolymerisoitava yhdiste, jossa ei ole karbonyylirakenteita, voi olla alkenyyliaromaattinen yhdiste, kuten styreeni tai substituoitu styreenimonomeeri, esimerkiksi ot-metyy-listyreeni ja e(-klooristyreeni ja vinyylitolueeni, jolloin styreeni on erityisen hyödyllinen kopolymerisoitava yhdiste. Esillä olevan keksinnön ajatuksessa löydettävät edut ovat, että lateksin A kopolymeeri sisältää 30-15 ja suositellusti 25-30 paino-% polymerisoitua diolefii-nia ja vastaavasti 70-85 ja suositellusti 75-80 paino-osaa karbonyyli-tonta monomeeriä» ts. lateksin A kopolymeerin täytyy olla hartsimai-nen luonteeltaan ja kuitenkin käsittää riittävän dieeniosan, joka tavallisesti muodostaa kumimaisia polymeerejä, jotta ominaisuudet saataisiin tasapainoon. Eräässä suositellussa suoritusmuodossa lateksin A kopolymeeri käsittää edelleen olefiinisesti tyydyttämättömän karbok- 3 60024 syylihapon komonomeeriyksiköitä aina 10 paino-%:iin asti kopolymee-ristä, tavallisesti 1-5 paino-%. Sopivia karboksyylihappomonomeerejä ovat akryylihappo, etakryylihappo, metakryylihappo, itakonihappo, kanelihappo ja niiden seokset. Kun etyleenisesti tyydyttämättömän karboksyylihappomonomeerin yksiköitä on mukana, ne korvaavat yhtä suuren määrän monomeeristä, jossa ei ole karbonyylirakennetta.The conjugated diolefinic monomer used to prepare the latex A copolymer is an acyclic diene having 4 to 8 carbon atoms, such as butadiene-1,3, for example butadiene-1,3, isoprene, chloroprene and 2,3-dimethyl-butadiene-1, 3, of which butadiene-1,3 is recommended. The mono-olefinically unsaturated copolymerizable compound having no carbonyl structures may be an alkenyl aromatic compound such as styrene or a substituted styrene monomer, for example ot-methylstyrene and ε-chlorostyrene and vinyltoluene, where styrene is particularly useful The advantages are that the latex A copolymer contains 30-15 and preferably 25-30% by weight of polymerized diolefin and 70-85 and preferably 75-80% by weight of carbonyl-free monomer, respectively »i.e. the latex A copolymer must be resinous. In a preferred embodiment, the latex A copolymer further comprises comonomer units of olefinically unsaturated carboxylic acid of up to 10% by weight of the copolymer, up to 10% by weight of the copolymer, and in turn comprises a sufficient diene moiety to normally balance the properties. 5 pai Well-%. Suitable carboxylic acid monomers include acrylic acid, ethacrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, cinnamic acid and mixtures thereof. When ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer units are present, they replace an equal amount of monomer without a carbonyl structure.

Lateksi BLatex B

Lateksissa B konjugoitu diolefiini, mono-olefiinisesti tyydyttämätön kopolymerisoitava monomeeri, jossa ei ole karbonyylirakenteita, ja " etyleenisesti tyydyttämätön happomonomeeri, joita käytetään mainitun lateksin B valmistamiseen, ovat kukin kuten edellä on määritelty lateksille A.The lateol B conjugated diolefin, the monoolefinically unsaturated copolymerizable monomer having no carbonyl structures, and the "ethylenically unsaturated acid monomer used to prepare said latex B are each as defined above for latex A.

Lateksin B kopolymeerin olefiinisesti tyydyttämätön karbonyyliyhdis-te on monomeeri, jossa on olefiininen ryhmä ja karbonyyliryhmää esittää yleiskaava: H(R;|_)C * C(R2) “ C(R3) = 0, jossa R2 on vety tai hiili vetyradikaali , jossa on 1-6 hiiliatomia, ja R2 ja R3 ovat vetyatomeja tai C1-C2 alkyyliradikaaleja. Kuvaavia esimerkkejä karbonyyli-yhdisteistä, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, ovat akroleii-ni, ^c-metyyliakrolei ini , /3-metyyliakroleiini , fi-f enyyliakrolei ini, metyylivinyyliketoni sekä muut alkyylivinyyliketonit ja niiden seokset. Akroleiini on suositeltu karbonyyliyhdiste.The olefinically unsaturated carbonyl compound of the latex B copolymer is a monomer having an olefinic group, and the carbonyl group is represented by the general formula: H (R 1 | has 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 are hydrogen atoms or C 1 -C 2 alkyl radicals. Illustrative examples of carbonyl compounds that can be used in this invention include acrolene, N-c-methylacroline, β-methylacrolein, β-phenylacroline, methyl vinyl ketone, and other alkyl vinyl ketones and mixtures thereof. Acrolein is the preferred carbonyl compound.

Lateksin B kopolymeeri, jota käytetään tämän keksinnön mukaisesti, muodostuu vähintään neljästä monomeeriyksiköstä. Kaksi ensimmäistä monomeeriä, asyklinen konjugoitu diolefiini ja mono-olefiinisesti tyydyttämätön karbonyyliton kopolymerisoitava monomeeri, muodostavat pääosan polymeeristä, so. 90-99,8 osaa per 100 paino-osaa polymeeriä. Näiden kahden monomeerisen yksikön suhde voi vaihdella, mutta karbo-nyylitöntä monomeeriä tulisi olla mukana vähintään 40 osaa per 100 paino-osaa polymeeriä tässä keksinnössä käyttöä varten. Lateksin R kopolymeerin muut kaksi monomeeriä, karboksyylihappoyhdiste ja karbonyyliyhdiste, muodostavat pienemmän osan polymeeristä, so. yhdisteensä 0,2-10 osaa per 100 paino-osaa polymeeristä ja suositellusti 60024 ei enempää kuin 6 osaa. Karboksyylihappomonomeerin määrä voi vaihdella välillä noin 0,1-5 painoprosenttia monomeerin kokonaismäärästä, mutta se on suositellusta välillä 1-5 prosenttia, erityisesti 1 - 3 %, erityisesti kun lateksia on tarkoitus käyttää tärkkelystä sisältävissä paperin päällystyksissä. Tyydyttämätöntä karbonyyli-yhdistettä voidaan käyttää 0,1-5 painoprosenttia monomeerin kokonaismäärästä, vaikkakin alue 1-5 osaa on suositeltu, ja parhaiten 1-3. Karboksyylihappomonomeerin suhde karbonyylimonomeeriin voi vaihdella laajoissa rajoissa, mutta on suositeltavaa pitää se välillä 3:1 - 1:3 painosta laskettuna.The latex B copolymer used in accordance with this invention consists of at least four monomer units. The first two monomers, the acyclic conjugated diolefin and the monoolefinically unsaturated carbonyl-free copolymerizable monomer, form the major part of the polymer, i. 90-99.8 parts per 100 parts by weight of polymer. The ratio of the two monomeric units may vary, but at least 40 parts per 100 parts by weight of polymer should be present for use in this invention. The other two monomers of the latex R copolymer, the carboxylic acid compound and the carbonyl compound, form a smaller part of the polymer, i. 0.2-10 parts per 100 parts by weight of polymer of its compound and preferably 60024 not more than 6 parts. The amount of carboxylic acid monomer may range from about 0.1 to 5% by weight of the total monomer, but is preferably from 1 to 5%, especially 1 to 3%, especially when latex is to be used in starch-containing paper coatings. The unsaturated carbonyl compound may be used in an amount of 0.1 to 5% by weight of the total amount of monomer, although a range of 1 to 5 parts is preferred, and most preferably 1 to 3. The ratio of carboxylic acid monomer to carbonyl monomer can vary within wide limits, but it is recommended to keep it between 3: 1 and 1: 3 by weight.

Polymerieaintireaktio kunkin lateksin A ja B valmistamiseksi suoritetaan vesipitoisessa emulsiojärjestelmässä, jossa käytetään initiaat-torina vapaata radikaalia, kuten vetyperoksidia, alkalimetalli-tai ammoniumpersulfaattia, atsobisisobutyronitriiliä, tai redoksi-initiaattoriparia, joka käsittää pelkistävän yhdisteen ja orgaanisen peroksidin, kuten hyvin tiedetään polymerisoihtiälalla. Tavallisesti polymerisoinnissa käytetään vähemmän kuin 1 osa per 100 osaa mono-meerejä molekyylipainosta säätelyainetta, kuten alkyylimerkaptaania, joka sisältää 8-22 hiiliatomia, tai tällaisten merkaptaanien seosta. Polymerisointi suoritetaan happamessa vesipitoisessa väliaineessa käyttäen yhtä tai useampaa synteettistä emulgointiainetta, joka voi tukea polymerointia happamessa vesipitoisessa väliaineessa ja joka voi säilyttää kopolymeerin stabiilin dispersion sekä happa-missa että aikalisissä väliaineissa; tällaiset emulgointiaineet ovat tunnettuja alalla ja niihin kuuluvat erilaiset alkyyli- ja alkyyliaryylisulfonaatit ja polyeetterisulfaatit; emulgointiaineen määrä voi vaihdella, mutta se on tavallisesti noin 1-3 osaa per 100 osaa monomeerejä. Kun happomonomeeri on lisätty kopolymeerin osaksi, syntynyt lateksiemulsio voidaan muuntaa alkaliseen pH-arvoon. Emulsiopolymeroinnissa käytettyjen aineosien kokonaismäärä voidaan lisätä joko ennen tai jälkeen reaktion aloittamisen tai osa voidaan tuoda annbksittain reaktion aikana. On suositeltavaa panostaa aluksi osa monomeeriseoksesta ja osa vesifaasista ja sen jälkeen lisätä loput näistä aineosista, kun polymerointi on aloitettu.The polymer reaction to prepare each of the latexes A and B is performed in an aqueous emulsion system using a free radical such as hydrogen peroxide, alkali metal or ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile, or a pair of redox initiators such as a reducing compound and an organic peroxide. Generally, less than 1 part per 100 parts of monomers by molecular weight of a regulating agent, such as an alkyl mercaptan containing 8 to 22 carbon atoms, or a mixture of such mercaptans is used in the polymerization. The polymerization is carried out in an acidic aqueous medium using one or more synthetic emulsifiers which can support the polymerization in an acidic aqueous medium and which can maintain a stable dispersion of the copolymer in both acidic and temporal media; such emulsifiers are known in the art and include various alkyl and alkylaryl sulfonates and polyether sulfates; the amount of emulsifier may vary, but is usually about 1 to 3 parts per 100 parts of monomers. Once the acid monomer is added to the copolymer, the resulting latex emulsion can be converted to an alkaline pH. The total amount of ingredients used in the emulsion polymerization may be added either before or after the start of the reaction, or the portion may be introduced annually during the reaction. It is recommended to first charge part of the monomer mixture and part of the aqueous phase and then add the rest of these components once the polymerization has started.

Polymerointilämpötila voi vaihdella, kuten tiedetään emulsiopolymeroin-nin alalla, mutta se on suositellusti välillä 10 - 80°C. Polymerointi suoritetaan tavallisesti niin pitkälle, että monomeerien konverssio- 60024The polymerization temperature may vary, as is known in the art of emulsion polymerization, but is preferably between 10 and 80 ° C. The polymerization is usually carried out to such an extent that the conversion of the monomers is 60024

SS

aste polymeeriksi on korkea, mutta voi olla myös sopivaa pysäyttää reaktio, kun on saavutettu lateksikuiva-ainepitoisuus 40 - 65 % ja sen jälkeen poistaa ylimääräinen monomeeri. Useimpiin käyttötarkoituksiin jokaisen lateksin pH säädetään polyrneroinnin jälkeen happ ainesta, esimerkiksi pH-arvosta 2-6, alkaliseksi, esimerkiksi pH-arvcon noin 7-11,the degree of polymerization is high, but it may also be appropriate to stop the reaction when a latex dry matter content of 40 to 65% has been reached and then to remove excess monomer. For most applications, the pH of each latex is adjusted, after polysterification, from an oxygen, e.g. pH 2-6, to alkaline, e.g. pH 7-11,

Lateksien A ja B seoksen valmistamiseksi tämän keksinnön mukaisesti suhteelliset määrät valitaan siten, että seos sisältää vastaavasti 10 - 40 osaa lateksia A ja 90 - 60 osaa lateksia B kuiva-aineesta laskettuna. Erityisen toivottavia parannuksia saadaan aikaan, kun lateksi sekoitetaan siten, että saadaan vastaavasti painomääriksi 15 - 2 5 ja r. 5 - 7 5 latekseja A ja B kuivapainosta laskettuna. Normaalissa käytännössä lateksit yhdistetään ensin ja sen jälkeen seostetaan yhdeksi lateksiksi.To prepare a mixture of latexes A and B in accordance with the present invention, the relative amounts are selected so that the mixture contains 10 to 40 parts of latex A and 90 to 60 parts of latex B, respectively, based on dry matter. Particularly desirable improvements are obtained when the latex is mixed to give a weight of 15 to 2 5 and r, respectively. 5 - 7 5 latexes A and B on a dry weight basis. In normal practice, the latexes are first combined and then blended into a single latex.

käin valmistettu lateksi voidaan yhdistää kuituihin, esimerkiksi selluloosakuituihin, asbestiin, lasikuituun, niillä tahansa tavanomaisella menetelmällä, tarpeen vaatiessa muovata, kuivata ja kovettaa. tie ovat erityisen hyödyllisiä valmistettaessa aineyhdistelmiä päällystetyn paperin tuotantoon. Nämä aineyhdistelmät ovat vesipitoisia tahnoja, jotka sisältävät 30 - 70 painoprosenttia ei-haihtuvia aineita, kuten täyteaineita, tärkkelysliimoja, proteiineja kuten kaseiini ja eristetty soijapapuproteiini, polymeerejä, clispersioainoi-La, puskureita ja vaahdonestoaineita. Paperin päällystyksen saostani stekniikkaa, koneita ja menetelmiä kuvataan julkaisussa "Pigmented koatinp Processes for Paper and Board", TAPPI Monograph Series No.the hand-made latex can be combined with fibers, for example cellulose fibers, asbestos, glass fiber, by any conventional method, if necessary molding, drying and curing. road are particularly useful in the preparation of combinations of materials for the production of coated paper. These combinations are aqueous pastes containing 30 to 70% by weight of non-volatile substances such as fillers, starch glues, proteins such as casein and isolated soybean protein, polymers, dispersants, buffers and antifoams. The technique, machines, and methods for depositing paper on paper are described in "Pigmented Koatinp Processes for Paper and Board", TAPPI Monograph Series No.

2'6 (13 64). Täyteaine valitaan yhdessä tai useammassa tavanomaisista , täyteaineista, kuten hienojakoiset savet, kalsiumsulfoalurrinaatt i , kalsiumkarbonaatti, alumiinioksidi, piioksidi, titaanioksidi, sinkki-oksidi ja värjäysaineet ja sitä käytetään lateksissa noin 1-20 osaa per csa saostamattomien kuiva-aineiden painosta ja se muodostaa suositellusta vähintään 60 painoprosenttia haihtumattomien aineiden kokonaismäärästä. Sopivaa liimaa, esimerkiksi tärkkelystä, käytetään 3 -30 osaa painosta per 100 osaa täyteainetta. Proteiineja, kuten kaseiinia ja soijaproteiinia voidaan käyttää tärkkelyksen asemesta tai sen lisäksi. Suositellusta käytetään entsyymillä muunnettua tärkkelystä.2'6 (13 64). The filler is selected from one or more of conventional fillers such as finely divided clays, calcium sulfoalurinate, calcium carbonate, alumina, silica, titanium oxide, zinc oxide and colorants and is used in the latex at a rate of about 1 to 20 parts by weight of unprecipitated solids and 60% by weight of the total non-volatile matter. A suitable adhesive, for example starch, is used in an amount of 3 to 30 parts by weight per 100 parts of filler. Proteins such as casein and soy protein may be used in place of or in addition to starch. Enzyme-modified starch is used.

Tämän keksinnön aineyhdistelmillä on erinomainen sitomiskyky ja ne antavat paremman huokoisuuden päällystyksille ja antaa täten tämän 6 60024 paljon haetun ominaisuusyhdistelmän. Jos lujuus on vähemmän tärkeä tai saadaan suurempi lujuus kuin tarvitaan, lateksin määrää päällys-tysaineyhdistelmässä voidaan pienentää, mitä ominaisuutta arvostetaan web-offset-painoon tarkoitetussa paperissa. Parempi huokoisuus mahdollistaa päällystetyn paperin nopeamman kuivattamisen ilman, että tapahtuu kuplaantumista.The combinations of materials of this invention have excellent bonding ability and provide better porosity to the coatings and thus provide this 6,60024 much sought after combination of properties. If the strength is less important or a higher strength than required is obtained, the amount of latex in the coating-filler combination can be reduced, which property is valued in web-offset printing paper. Better porosity allows the coated paper to dry faster without bubbling.

Kun tässä selityksessä viitataan seuraaviin päällystettyä paperia koskevan alan testeihin, ne suoritettiin seuraavasti: Päällystettyjen papereiden nukkaantumiskestävyys Tämä koe mittaa päällysteen kiinnittymistä paperiin ja se osoittaa maksiminopeuden, jolla paperia voidaan painaa päällystetyn pinnan murtumatta. Kalanteroitu paperiarkki, jota on suhteistettu vähintään 4 tuntia lämpötilassa 21°C 60 % suhteellisessa kosteudessa, painetaan musteella, jolla on tunnettu tahmeus (I.P.I. No. 5), tunnetulla o paineella (35 kg/cm ) eri nopeuksilla painettavuuden I.G.T.-testaus-laitteessa (Instituut voor Grafische Techniek, Amsterdam, Hollanti). Nopeus, jossa nukkaantumista ensiksi tapahtuu, on hukkaantumisen kestävyysarvo.With reference to the following coated paper field tests in this specification, they were performed as follows: Coating Resistance of Coated Papers This test measures the adhesion of the coating to the paper and indicates the maximum speed at which the paper can be pressed without breaking the coated surface. A calendered sheet of paper, conditioned for at least 4 hours at 21 ° C and 60% relative humidity, is printed with an ink of known tack (IPI No. 5) at a known pressure o (35 kg / cm) at various speeds in a printability IGT tester ( Instituut voor Grafische Techniek, Amsterdam, The Netherlands). The rate at which fluffing first occurs is the value of the resistance to waste.

Päällystettyjen papereiden musteen imukyky Tämä koe muodostaa mitan musteen määrälle, jonka päällystetty paperi absorboi. Valosähköistä testausmittaria käytetään mittaamaan päällystetyn paperin valkoisuus ennen ja jälkeen vakiomusteella tehdyn käsittelyn jälkeen, joka suoritetaan alalla hyvin tunnetulla tavalla. Musteen imukyky ilmaistaan prosenttisena valkoisuuden pienenemisenä.Ink Absorbency of Coated Papers This test measures the amount of ink absorbed by coated paper. A photoelectric test meter is used to measure the whiteness of coated paper before and after treatment with a standard ink, which is performed in a manner well known in the art. The absorbency of an ink is expressed as the percentage decrease in whiteness.

Päällystettyjen papereiden märkähieytolujuus Tämä koe mittaa päällysteen sen määrän, joka poistuu harjaamalla päällystettyä paperia märkänä. Tässä kokeessa käytetään Taber-kulutus-laitetta (malli 503), johon on sovitettu reunallinen näytteenkokooja ja metsäsianharjainen harja ilmapyörän asemesta. Näytettä päällystetystä paperista, joka on kostutettu 10 ml:11a vettä, harjataan tietyn pituinen aika (esimerkiksi 100 kierrosta). Vesi kerätään ja sen jälkeen sen valonläpäisevyys mitataan ja verrataan vertailuveden läpäisevyyteen. Märkähiertolujuus ilmaistaan valonläpäisyprosenttina.Wet Helium Strength of Coated Papers This test measures the amount of coating that is removed by brushing the coated paper wet. This experiment uses a Taber consumption device (model 503) fitted with an edge sample collector and a wild boar brush instead of a pneumatic wheel. A sample of coated paper moistened with 10 ml of water is brushed for a period of time (e.g., 100 revolutions). The water is collected and then its light transmittance is measured and compared with the transmittance of the reference water. Wet tensile strength is expressed as a percentage of light transmission.

7 600247 60024

Gurley-huokoisuusGurley porosity

Kuvaus tästä kokeesta löydetään TAPPI-standardissa (TAPPI Test Method T-460, jota muunneltiin tässä käytettynä siten, että käy-tettiin pienempi tilavuus (10 cm ) ilmaa, koska saatiin käytettäväksi vaihtoehtoinen menetelmä, jolla mitattiin aikaväli riittävällä tarkkuudella.A description of this experiment is found in the TAPPI Standard TAPPI Test Method T-460, which was modified as used herein to use a smaller volume (10 cm) of air because an alternative method was used to measure the time interval with sufficient accuracy.

Kiilto * Määritettiin menetelmän TAPPI Test Method T480TS-65 mukaisesti. Keksintöä havainnollistetaan seuraavilla esimerkeillä:Gloss * Determined according to TAPPI Test Method T480TS-65. The invention is illustrated by the following examples:

Esimerkki IExample I

Valmistettiin useita lateksiseoksia sekoittamalla kaksi lateksia A ja B vastaavasti kuivapainosuhteissa 10/90, 20/80, 30/70 ja 40/60. Yksittäiset lateksit tunnistettiin seuraavista ominaisuuksista:Several latex blends were prepared by mixing two latexes A and B in dry weight ratios of 10/90, 20/80, 30/70 and 40/60, respectively. Individual latexes were identified by the following properties:

Lateksi ALatex A

- Polymeerikoostumus: butadieeni 20,5 painoprosenttia styreeni 77 itakonihappo 2,5 - lateksin kuiva-aine, painoprosenttia 51 -emulgointiaineen tyyppi: anionen, synteettinen, (sulfonoitu rasvahappo) - pH 8,8- Polymer composition: butadiene 20.5% by weight styrene 77 itaconic acid 2.5 - latex dry matter, 51% by weight emulsifier type: anionic, synthetic, (sulphonated fatty acid) - pH 8.8

Lateksi BLatex B

- Polymeerikoostumus: butadieeni 52 painoprosenttia styreeni 45 akryylihappo 0,5 itakonihappo 1,0 akroleiini 1,5 - lateksin kuiva-aine, painoprosenttia 49,6 - emulgointiaineen tyyppi: anioninen, synteettinen (sulfosukkinaattiesteri) - PH 7,5 8 60024- Polymer composition: butadiene 52% by weight styrene 45 acrylic acid 0.5 itaconic acid 1.0 acrolein 1,5 - latex dry matter, 49.6% by weight emulsifier type: anionic, synthetic (sulphosuccinate ester) - PH 7,5 8 60024

Jokaisella edellä olevalla lateksiseoksella valmistettiin paperi-päällysteyhdistelmä kokonaiskuiva-ainepitoisuuteen 60 painoprosenttia seuraavasta formulaatiosta:For each of the above latex blends, a paper-coating combination was prepared to a total dry matter content of 60% by weight from the following formulation:

Paino-osiaParts by weight

Paperin päällystelaatuista kaoliinia 85Paper coating grade kaolin 85

Saostettua kalsiumkarbonaattia 15Precipitated calcium carbonate 15

Hapetettua tärkkelystä 15Oxidized starch 15

Lateksia 12Latex 12

Jokaisen päällysteaineyhdistelmän pH säädettiin arvoon 8,8 ja jokaisella havaittiin olevan tyydyttävät Teologiset ominaisuudet testattuna Hercules "Hi-Shear^-reometrilla. Jokaisella päällysteaineyhdis-telmällä valmistettiin päällystetty paperi levittämällä aineyhdistelmä päällystämättömälle paperialustalle laboratoriomallisen pääl-lystysOaiteen avulla siten, että päällysteen paino oli 1,81 kg per riisi. Kuivattamisen jälkeen päällystetty paperi testattiin, jonka tulokset on esitetty taulukossa 1.The pH of each coating combination was adjusted to 8.8 and each was found to have satisfactory Theological properties as tested by a Hercules Hi-Shear® rheometer. kg per rice After drying, the coated paper was tested, the results of which are shown in Table 1.

Valmistettiin ja testattiin myös paperi, joka oli päällystetty kaupallisella paperinpäällystyslateksilla vertailun vuoksi. Tällä lateksilla oli seuravat ominaisuudet:Paper coated with a commercial paper coating latex was also prepared and tested for comparison. This latex had the following properties:

Polymeerityyppi - karboksyloitu butadieeni/styreenikopdymeeri (60 % styreeniä) lateksin kuiva-aine - 50 % pH - 9,0Polymer type - carboxylated butadiene / styrene copolymer (60% styrene) latex dry matter - 50% pH - 9.0

Kokeen tulokset osoittavat, että tämän keksinnön mukainen päälyste-aineyhdistelmä antaa paremman päällystetyn paperin kuin paperi, joka on valmistettu vertailulateksilla. Saavutetaan parempi huokoisuus samalla kun säilytetään hyväksyttävä "nukkaantumisen" kestävyys-taso, kun taas vertailulla oli huono Gurley-huokoisuusarvo, vaikka sillä oli hyvä nukkaantumisen kestävyystaso.The results of the experiment show that the coating composition of the present invention gives a better coated paper than a paper made with a reference latex. A better porosity is achieved while maintaining an acceptable level of "fluff resistance", whereas the comparison had a poor Gurley porosity value even though it had a good level of fluff resistance.

« 9 60024«9 60024

Taulukko ITable I

Koe 10/90 20/80 30/70 40/60 Vertailu loukkaantumisen kestävyys m/min 64,6 64,3 57,0 55,8 63,4Test 10/90 20/80 30/70 40/60 Comparison injury resistance m / min 64.6 64.3 57.0 55.8 63.4

Musteen imukyky - % 19,7 22,1 21,5 20,3 18,4 Märkähiertoluj uus - % 97,5 98,0 96,0 96,5 96,0Ink absorbency -% 19.7 22.1 21.5 20.3 18.4 Wet abrasion resistance -% 97.5 98.0 96.0 96.5 96.0

Gurley-huokoisuus, 10 cm^ ilman kulkuun kuluva aika (s) 341 302 298 299 465Gurley porosity, 10 cm ^ air travel time (s) 341 302 298 299 465

Kiilto - % 61,2 62,9 62,8 64,3 59,0Gloss% 61.2 62.9 62.8 64.3 59.0

Esimerkki IIExample II

Valmistettiin toinen samanlainen lateksi kuin esimerkin I lateksi B, mutta butadieeni/styreeni-suhde oli 43/54. 80 osaa tätä lateksia (kuivapainosta laskettuna) sekoitettiin 20 osan kanssa, (kuivapainosta laskettuna) esimerkin I lateksia A ja seostettiin samalla tavoin. Tämä yhdiste ja esimerkin I mukainen vertailuyhdiste levitettiin paperialustalle päällysteen painon ollessa 3,63 kg per riisi. Kaksi päällystettyä paperia kuivattiin ja testattiin kuten esimerkissä I. Tulokset on esitetty taulukossa II ja ne osoittavat selvästi tämän keksinnön mukaisen lateksiaineyhdistelmän paremmuutta.Another latex similar to Example I latex B was prepared, but with a butadiene / styrene ratio of 43/54. 80 parts of this latex (on a dry weight basis) were mixed with 20 parts (on a dry weight basis) of the latex A of Example I and blended in the same manner. This compound and the reference compound of Example I were applied to a paper substrate with a coating weight of 3.63 kg per rice. The two coated papers were dried and tested as in Example I. The results are shown in Table II and clearly demonstrate the superiority of the latex material combination of this invention.

Taulukko IITable II

Test£ Koe VertailuTest £ Experience Comparison

Nukkaantumisen kestävyys - m/min. 315 83,8Fall resistance - m / min. 315 83.8

Musteen imukyky - häviö-% 18,8 13,9 Märkähiertolujuus - % 93,0 93,0Ink absorbency - loss% 18.8 13.9 Wet abrasion strength -% 93.0 93.0

Gurley-huokoisuus - sekunti 580 931Gurley porosity - second 580 931

Kiilto - % 58,5_ 57,0Gloss -% 58.5_ 57.0

Esimerkki IIIExample III

60024 ίο60024 ίο

Valmistettiin toinen samanlainen lateksi kuin esimerkin I lateksi, mutta akroleiini jätettiin pois polymerointireseptistä. Valmistettiin kaksi paperipäällysteen aineyhdistelmää esimerkissä I annetun formulaation mukaisesti, jolloin toisessa päällystyksessä käytettiin 20/80 lateksiseossuhdetta esimerkin I mukaisesti, kun taas toisessa päällystyksessä käytettiin 20 osaa lateksin A seosta kuten on kuvattu esimerkissä I ja 80 osaa tätä akroleiinitonta lateksia. Molemmat nämä päällysteaineyhdistelmät levitettiin paperille määrässä 4,5*+ kg per riisi ja sen jälkeen paperit kuivatettiin ja testattiin kuten edellä. Taulukkoon III kootut tulokset osoittavat selvästi, että saatiin parempia tuloksia, kun polymeroitu akroleiini muodostaa osan polymeerin molekyylirakenteesta lateksissa B, erityisesti nukkaantumisen kestävyyden ja huokoisuuden suhteen.Another latex similar to that of Example I was prepared, but acrolein was omitted from the polymerization recipe. Two combinations of paper coating materials were prepared according to the formulation given in Example I, using a 20/80 latex blend ratio in the second coating according to Example I, while 20 parts of the latex A mixture as described in Example I and 80 parts of this acrolein-free latex were used in the second coating. Both of these coating combinations were applied to the paper in an amount of 4.5 * + kg per rice and then the papers were dried and tested as above. The results summarized in Table III clearly show that better results were obtained when polymerized acrolein forms part of the molecular structure of the polymer in latex B, especially in terms of fluff resistance and porosity.

Taulukko IIITable III

Akroleiinia sisältävää Akroleiinia si-T . polymeeriä ei lateksissa sältävää polymee- _ riä lateksissaAcrolein-containing Acrolein si-T. the polymer does not contain a latex-containing polymer in the latex

Nukkaantumisenkestävyys - m/min. 127 426Fluff resistance - m / min. 127 426

Musteen imukyky - häviö-% 13,5 18,1 Märkähiertokestävyys - % 87,0 98,5Ink absorbency - loss% 13.5 18.1 Wet abrasion resistance -% 87.0 98.5

Gurley-huokoisuus - sekunti 618 478Gurley porosity - second 618 478

Kiilto - % 79,9 78,1Gloss% 79.9 78.1

Esimerkki IVExample IV

Valmistettiin päällystetty paperi käyttämällä 20/80 lateksiseosta, joka oli samanlainen kuin esimerkissä I paitsi, että lateksi A tässä esimerkissä valmistettiin käyttämättä tyydyttämätöntä karboksyyli-happomonomeeriä. Päällysteen paino oli 4,54 kg per riisi tässä esimerkissä. Päällystetyn paperin ominaisuuksia verrattiin ominaisuuksiin, joita saatiin käyttämällä vertailua kuten esimerkissä I, jossa vertailussa myös käytettiin 4,54 kg per riisi.Coated paper was prepared using a 20/80 latex blend similar to Example I except that latex A in this example was prepared without the use of an unsaturated carboxylic acid monomer. The coating weight was 4.54 kg per rice in this example. The properties of the coated paper were compared with those obtained using a comparison as in Example I, which also used 4.54 kg per rice.

£0024 11£ 0024 11

Taulukko IVTable IV

Testi Vertailu KeksintöTest Comparison Invention

Nukkaantumisenkestävyys - m/min 110 120Fluff resistance - m / min 110 120

Musteen imukyky - häviö-% 12,3 16,0 Märkähiertokestävyys - % 95,3 95,0Ink absorbency - loss% 12.3 16.0 Wet abrasion resistance -% 95.3 95.0

Gurley-huokoisuus - sekunti 850 397Gurley porosity - second 850 397

Kiilto - % 75,1 77,2 Nämä tulokset havainnollistavat esillä olevan keksinnön avulla saatuja parempia ominaisuuksia.Gloss% 75.1 77.2 These results illustrate the superior properties obtained with the present invention.

Claims (3)

12 6002412 60024 1. Paperin pinnoittamiseen tarkoitettu lateksiaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että se käsittää seoksen, jossa on (A) 10-1+0 osaa kuivapainosta laskettuna kopolymeerin vesipitoista lateksia, joka on valmistettu monomeeriseoksesta, joka sisältää (l) 30-15 paino-/? butadiee- ni~l>3:a, joka voi olla substituoitu, (2) TO-85 paino-# alkenyyli-aromaattista yhdistettä, joka voi olla substituoitu ja (3) 0-10 paino-# olefiinisesti tyy dyttämätöntä karboksyylihappoa; (B) 90-60 osaa kuivapainosta laskettuna kopolymeerin vesipitoista lateksia, joka on valmistettu monomeeriseoksesta, joka sisältää (l) 0,1-5 paino-# olefiinisesti tyydyttämätöntä karboksyylihappoa, (2) 0,1-5 paino-# olefiinisesti tyydyttämätöntä karbonyyliyhdistettä, (3) 90-99»8 paino-# monomeerejä, jotka koos tuvat 30-60 osasta mahdollisesti substituoitua butadieeni-1,3 ja 1+0-70 osasta mahdollisesti substituoitua alkenyyli-aromaattista yhdistettä.A latex composition for coating paper, characterized in that it comprises a mixture of (A) 10-1 + 0 parts by dry weight of an aqueous latex of a copolymer prepared from a monomer mixture containing (I) 30-15% by weight of? butadiene-1> 3, which may be substituted, (2) TO-85 weight-alkenyl aromatic compound, which may be substituted, and (3) 0-10 weight-olefinically unsaturated carboxylic acid; (B) 90 to 60 parts by dry weight of an aqueous latex of a copolymer prepared from a monomer mixture containing (l) 0.1 to 5% by weight of an olefinically unsaturated carboxylic acid, (2) 0.1 to 5% by weight of an olefinically unsaturated carbonyl compound, (3) 90 to 99 to 8 parts by weight of monomers consisting of 30 to 60 parts of an optionally substituted butadiene-1,3 and 1 to 0 to 70 parts of an optionally substituted alkenyl aromatic compound. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lateksiaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että alkenyyliaromaattinen yhdiste on styreeni.Latex composition according to Claim 1, characterized in that the alkenyl aromatic compound is styrene. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lateksiaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että olefiinisesti tyydyttämättömän karbonyyliyhdisteen määrittää yleiskaava HiR^C = C(R2) - C(R^) = 0, jossa R^ on vetyatomi tai C1_^ hiilivetyradikaali, ja R2 ja R^ ovat vetyatomeja tai C^_2 alkyyliradikaaleja. 1+. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lateksiaineyhdistelmä, tunnettu siitä, että olefiinisesti tyydyttämätön karbonyyliyhdiste on akroleiini ja olefiinisesti tyydyttämätön karboksyylihappo on akryyli-, metakryyli-, itakoni- tai kanelihappo tai niiden seos.A combination of latex materials according to claim 1, characterized in that the olefinically unsaturated carbonyl compound is defined by the general formula HiR or C 1-2 alkyl radicals. 1+. Latex composition according to Claim 3, characterized in that the olefinically unsaturated carbonyl compound is acrolein and the olefinically unsaturated carboxylic acid is acrylic, methacrylic, itaconic or cinnamic acid or a mixture thereof.