Soluții apoase de lustruire optică, o bancă de brevete

Invenția se referă la soluții apoase de clarificatoare optice pentru hârtie. Se descrie o soluție apoasă de lustruire optică cuprinzând (a) 10 până la 50% în greutate un optic de strălucire cu formula (I):







unde M este hidrogen, un atom de metal alcalin, amoniu sau un amoniu; R1 este hidrogen, alchil C1-C4 sau hidroxialchil C2-C4; R2 este alchil C1-C4 care poate fi substituit cu gruparea -CN- sau -CONH2 sau cu hidroxialchil-C2-C4; sau R1 și R2 împreună cu atomul de azot închid inelul morfolino; (b) 0,5 până la 9% în greutate alcool polivinilic având un grad de hidroliză de 71 până la 85,2% și o vâscozitate Brookfield de 3 până la 5,4 mPas; și (c) apă. Utilizarea soluției menționate într-o compoziție de acoperire pe hârtie și o metodă pentru producerea hârtiei acoperite utilizând compoziția de acoperire menționată sunt, de asemenea, descrise. Soluțiile apoase propuse de lustruire optică au o viscozitate scăzută, pot fi utilizate direct de producătorul de hârtie și sunt administrate direct în compoziția de acoperire cu pompă, asigurând acoperire pe un grad ridicat de alb. 3 N. și 7 zp. f-ly, 2 tab. 5 pr.

Prezenta invenție se referă la soluții apoase de lustruire optică cu alcooli polivinilici care pot fi utilizați direct de către producătorii de hârtie și care oferă hârtii acoperite cu alb înaltă.

Este bine cunoscut faptul că albitatea și, prin urmare, atractivitatea hârtiilor acoperite pot fi îmbunătățite prin introducerea unor înălbitori optici în compoziția de acoperire. Pentru a satisface cererea în hârtiile de înaltă albăstruie acoperită, sunt necesare optici de strălucire optică mai eficiente.

Deși este cunoscut faptul că alcoolul polivinilic (PVOH) poate îmbunătăți caracteristicile înălbitori optici în compozițiile de acoperire pigmentate prin acțiunea ca purtător (vezi, de exemplu, p. 164 „Aplicarea suprafața hârtiei Chemicals“ prin Brander (Springer, 1977) ) producătorul de hârtie poate dori să utilizeze respectivul alcool polivinilic se introduce separat la compoziția de acoperire tipic sub forma unei soluții apoase, obținându-se astfel conținutul ridicat de apă al compoziției de acoperire și, prin urmare, timpii lungi de uscare. Rămâne problema de a furniza mijloace pe deplin satisfăcătoare fabricantul de hartie folosind PVOH ca suport pentru înălbitori optici.

Rămâne nevoia de a rezolva problema furnizării unei soluții apoase de brightener optic / PVOH, care combină o bună capacitate de clarificare cu o viscozitate scăzută.

S-a constatat că este posibil să se obțină soluții de înălbitor optic / vâscozitate scăzută PVOH care pot fi utilizate în mod direct de către fabricantul de hartie, astfel încât acestea să poată fi pompă dozatoare direct într-o compoziție de acoperire și care furnizează acoperite cu hârtii albeață surprinzător de mare.

Prezenta invenție furnizează astfel soluții apoase ale unui clarificator optic constând în principal din:

(a) de la 10 până la 50% în greutate cel puțin un agent de înălbire optic cu formula (1):

M este hidrogen, un atom de metal alcalin, amoniu sau un cation derivat dintr-o amină, preferabil hidrogen sau sodiu, cel mai preferabil sodiu,

R1 este hidrogen, alchil C1-C4 sau hidroxialchil C2-C4;

R2 este alchil C1-C4 care poate fi substituit cu gruparea -CN- sau -CONH2 sau cu hidroxialchil-C2-C4,

sau R1 și R2 împreună cu atomul de azot închid inelul morfolino;

(b) 0,5 până la 9% în greutate alcool polivinilic având un grad de hidroliză cuprins între 60 și 85%; și

Soluțiile apoase pot conține până la 10% în greutate o sare, de obicei clorură de sodiu, formată ca produs secundar în prepararea unui clarificator optic.

Soluțiile apoase pot conține unul sau mai mulți agenți antigel, pesticide, agenți de complexare sau alți aditivi, precum și subproduse organice formate în producerea unui clarificator optic. Soluțiile apoase pot conține și alți purtători, cum ar fi polietilen glicol.

Alcoolul polivinil are de preferință un grad de hidroliză de 65 până la 80% și o viscozitate Brookfield de 2-40 mPas (soluție apoasă 4% la 20 ° C). Mai preferabil, alcoolul polivinilic are un grad de hidroliză de 65 până la 80% și o vâscozitate Brookfield de 2-20 mPas (soluție apoasă 4% la 20 ° C).

Concentrația clarificatorului optic în soluție este, de preferință, în intervalul de 15-40% în greutate, mai preferabil în intervalul de 18-35% din greutatea soluției.

Soluțiile de strălucire optică / PVOH sunt obișnuite obținute prin introducerea alcoolului polivinilic sub formă de solid într-o soluție agitată de clarificator optic în apă și încălzire la 90-95 ° C până la formarea unei soluții limpezi.

Soluția apoasă are un pH de preferință de la neutru la clar alcalină, în special în intervalul de la pH 7 până la pH 10. Dacă este necesar, pH-ul poate fi ajustat prin introducerea bazelor M corespunzătoare, de exemplu, hidroxizi sau carbonați de metale alcaline, amoniac sau amine.

Soluțiile de clarifiere optică / PVOH din invenție sunt stabile la depozitare și pot fi utilizate direct ca atare în sensul că acestea pot fi dozate de pompă direct în compoziția de acoperire. Astfel, un alt obiect al prezentei invenții este de a introduce soluții de clarificator optic / PVOH în compoziția de acoperire pentru a obține o hârtie acoperită și clar clarificată.







Astfel, prezenta invenție oferă de asemenea o metodă pentru producerea hârtiei acoperite, i. E. optic clarificat, cel puțin în stratul de acoperire, în care compoziția de acoperire, așa cum s-a descris mai sus, este aplicată pe hârtie după formarea foii.

Compozițiile de acoperire sunt, în esență, compoziții apoase care conțin cel puțin un liant și un pigment alb, în ​​particular strat alb-pigmentate și poate conține alți aditivi cum ar fi agenți de dispersie, antispumanți și agenți de îngroșare sintetici.

Deși este posibil să se obțină compoziții de acoperire care sunt lipsite de pigmenți albi, cele mai bune substraturi albe pentru imprimare sunt obținute utilizând compoziții de acoperire opace, care conțin 10-70% gr. Pigment alb. Astfel de pigmenți albi sunt în general pigmenți anorganici, de exemplu, alyuminiysilikaty (caolin, altfel cunoscut ca caolin), carbonat de calciu (cretă), dioxid de titan, hidroxid de aluminiu, carbonat de bariu, sulfat de bariu sau sulfat de calciu (gips).

Liantul poate fi oricare dintre lianții utilizați în mod obișnuit în industria hârtiei pentru a produce compoziții de acoperire și liantul poate consta dintr-un liant unic sau un amestec de liant primar și secundar. Liantul singular sau primar este, de preferință, un latex sintetic, de obicei polimer stiren-butadienă, acetat de vinii, stiren-acrilic, vinilacrilic sau etilen-acetat de vinil. Lianții secundari pot fi, de exemplu, amidon, carboximetilceluloză, cazeină, polimeri de soia, alcool polivinilic sau un amestec de oricare dintre acestea.

Liantul unic sau primar este utilizat într-o cantitate în general cuprinsă între 5-25% din greutatea pigmentului alb. Liantul secundar este utilizat într-o cantitate, în general, în intervalul de 0,1-10% din greutatea pigmentului alb.

Agentul de strălucire optic cu formula (1) este utilizat într-o cantitate în mod obișnuit în intervalul de 0,01-1% în greutate din pigmentul alb, de preferință în intervalul 0,05-0,5% din greutatea pigmentului alb.

Următoarele exemple ilustrează prezenta invenție în mai multe detalii. Dacă nu se specifică altfel, "%" și "părți" sunt în greutate, vâscozitatea este măsurată utilizând un vâscozimetru Brookfield.

Exemplul de preparare 1

Soluția de strălucire optică 1 se obține prin amestecarea împreună a 25,9% h a unui optic de strălucire cu formula (2),

72,0% în greutate. h de apă și

2,1 wt. de alcool polivinilic având un grad de hidroliză de 71% și o viscozitate Brookfield de 5,4 mPa.s (soluție apoasă 4% la 20 ° C).

Viscozitatea Brookfield 5,4 mPa (s soluție apoasă 4% la 20 ° C) este obținută prin încălzirea la 90-95 ° C până când se obține o soluție limpede care rămâne stabilă după răcire la temperatura camerei. PH-ul soluției este ajustat la 9,0 cu hidroxid de sodiu.

Viscozitatea soluției este de 97 mPas la 20 ° C și 211 mPas la 10 ° C.

Exemplul de preparare 2

Exemplul comparativ (fără alcool polivinilic)

Soluția opticului de strălucire 2 este obținută prin amestecarea împreună a 25,9% h dintr-un dispozitiv de strălucire optică cu formula (2) și 74,1% în greutate. h. apă. PH-ul soluției este ajustat la 9,0 cu hidroxid de sodiu.

Soluțiile de strălucire optică 1 și 2 obținute așa cum s-a descris în exemplele de preparare 1 și, respectiv, 2 sunt introduse într-un domeniu de concentrație de 0,4 până la 1,0% în greutate substanță uscată într-o compoziție de acoperire sub agitare. Compoziția de acoperire clarificată este apoi aplicată pe o foaie comercială de 75 gsm dintr-o bază de hârtie albă, cu dimensiune neutră, utilizând un aplicator automat de sârmă la o viteză standard și o sarcină standard pe aplicatorul de sârmă. Hârtia filmată este apoi uscată timp de 5 minute într-un curent de aer fierbinte. Hârtia este condiționată pe hârtia uscată, apoi MIE (CIE) este determinată pe un spectrofotometru calibrat Elrefo.

Concentrația clarificatorului optic activ al soluției în greutate substanță uscată (%)

Concentrația de strălucire optică activă (2) în greutate substanță uscată (%)

MKO-albul folosind soluția 1

Aceste rezultate arată în mod clar superioritatea surprinzătoare în albitatea hârtiilor acoperite obținute utilizând aceste soluții, care conțin doar 2,1% în greutate alcool polivinilic.

Exemple de gătit 3-5

Soluțiile de clarifiere optică 3 și conținând clarificator activ 12,3% se obțin prin amestecare împreună

12,3% în greutate. h a unui optic de strălucire cu formula (2),

(87,7%) în greutate. h de apă și

x w. h de alcool polivinilic având un grad de hidroliză de 85,2% și o viscozitate Brookfield de 3,7 mPa.s (soluție apoasă 4% la 20 ° C)

când este încălzit la 90-95 ° C până când se obține o soluție limpede care rămâne stabilă după răcire la temperatura camerei. PH-ul soluției este ajustat la 9,0 cu hidroxid de sodiu.

Viscozitatea fiecărei soluții este prezentată în Tabelul 2.

Aceste rezultate arată în mod clar avantajul acestor soluții în ceea ce privește viscozitatea scăzută și, în consecință, capacitatea de a pompa.

Revendicarea invenției

1. soluțiile apoase înălbitor optic constând în esență din (a) 10 până la 50% în greutate din cel puțin un înălbitor optic cu formula (I) .:


în care
M este hidrogen, un atom de metal alcalin, amoniu sau un cation derivat de la o amină,
R1 este hidrogen, alchil C1-C4 sau hidroxialchil C2-C4 și;
R2 reprezintă alchil C1-C4, care poate fi substituit -CN- sau CONH2, sau o grupare hidroxialchil C2-C4,
sau R1 și R împreună cu atomul de azot închid inelul morfolino;
(B) de la 0,5 până la 9% în greutate alcool polivinilic având un grad de hidroliză de 71 - 85.2% și o viscozitate Brookfield de la 3 la 5.4 mPa s .; și
(c) de apă.

2. Soluții conform revendicării 1, în care
M este sodiu,
NR1R2 este N (CH2CH20H) 2N (CH2CH (CH3) OH) 2. N (CH2CH20H) CH2CH2CONH2 sau N (CH2CH (CH3) OH) CH2CH2CONH2 și
în care alcoolul polivinilic are un grad de hidroliză de 71 până la 80% și o vâscozitate Brookfield de 3-5,4 mPas.

3. Soluții conform revendicării 1, în care
M este sodiu,
NR1R2 este N (CH2CH20H) 2. N (CH2CH (CH3) OH) 2 și
în care alcoolul polivinil are un grad de hidroliză de 71 până la 75% și o vâscozitate Brookfield de 3-5,4 mPas.

4. Soluții conform revendicării 1, în care concentrația alcoolului polivinilic este de la 1 la 5% în greutate și în care concentrația agentului de strălucire optic este de la 15 la 40% în greutate.

5. Soluții conform revendicării 4, în care concentrația alcoolului polivinilic este de la 1,5 la 4% în greutate și în care concentrația agentului de strălucire optic este de la 18 la 35% în greutate.

6. Utilizarea soluțiilor conform oricăreia dintre revendicările 1 la 5 pentru compozițiile de acoperire pentru hârtie.

7. Procedeu pentru producerea hârtiei învelite în care o compoziție de acoperire cuprinzând o soluție conform oricăreia dintre revendicările 1 până la 5 este aplicată pe hârtie după formarea foii.

8. Procedeu conform revendicării 7, în care compoziția de acoperire cuprinde 10 până la 70% în greutate unul sau mai mulți pigmenți albi.

9. Metodă conform revendicării 7, în care compoziția de acoperire conține un liant primar bazat pe latex sintetic ales dintre stiren-butadienă, acetat de vinil, stiren acrilic, vinilakrilovogo sau polimer etilen-vinil acetat sau în plus un liant secundar ales dintre amidon, carboximetilceluloză, cazeină, polimeri de soia, sau alcool polivinilic sau un amestec de oricare dintre ele.

10. Metodă conform revendicării 7, în care liantul primar este utilizat într-o cantitate de la 5 la 25% gr., În greutate pigment alb, în ​​care liantul secundar este utilizat într-o cantitate de la 0,1 la 10% gr. De pigment alb și în care înălbitor optic cu formula (1) este utilizat într-o cantitate de 0,01 până la 1 wt.% în greutate pigment alb, preferabil între 0,05 și 0,5 până în greutate.% în greutate pigment alb.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: