Состав для поверхностной проклейки бумажного материала

Состав для поверхностной проклейки бумажного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

газо ..:.,я

:3h7aÐтно" тви « чу. к ;д кт,".таю .:,та М",:,4

ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1и 898573

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (6I} Дополнительный к патенту (22) Заявлено09.12.74 (21) 2083244/12 (23) Приоритет — (32) 11,12,73 (31) Р 2361 544.3 (оЗ) ФРГ (43) Опубликовано 15,03,78. Б оллетень ¹ 10 (45) Дата опубликования описания 07.02.78 (51) M. Кл

П 21 Н 3/12

С 08 F 20/06

Гасударственный номитат

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 676 63 04 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Гюнтер Закманн, Вульф фон Бонин, Фридгельм Мюллер и Гюнтер Кольб (ФРГ) Иностранная фирма Байер AI" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПРОКЛЕЙКИ

БУМАЖНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к поверхностной проклейке бумажньг материалов.

Известно использование в качестве проклеивающих веществ сополимеров диизобутилена и малеинового ангидрида, полученных радикальной сополимеризапией (11.

Известны также проклеиваю цие составы на основе тройных полимеров, полученных из 2-3 моль малеинового ангидрида, 3-2 моль диизобутилена и 0,3 — 5 вес,% (в пересчете на сумму малеинового ангидрида и диизобутилена) дивинилбензола, причем данные полимеры используют в виде солей щелочных металлов или аммониевых солей f2), Однако такие составы не обеспечивают бумаге высокой степени проклейктт.

С целью улучшения качества проклейки предлагаемый состав для поверхностной проклейки бумажного .материала, содержаший сополимер на основе малеинового ангидрида и rèèçîáóònnåía в виде соли шелочного ме "anna, амиповой ллн аммонйевой соли, и воду, содержит сепо-имер малелнгзвоггэ ангидрида и диизобутплена, анги трлд которого на 10 — 100 мол,% этерифицирован неразветвленными или разветвленными алифатическими одноатомными спиртами с

1 — 20 атомами С или циклоалифатическими

5 одноатомными спиртами с 5-6 атомами ( в соответствуюшпй полуэфир прн следуюси, шем соотношении компонентов, вес, .:

Сополимер 0,2-1 0

Вода Остальное

Для получения предлагаемого раствора для проклеивания бумаги используют получаемые радикальной полимеризацией полимеры из 0,9 — 1,1 моль малеинового ангидрида и 1,1 — 0,9 моль диизобутилена, Дипзобутилен можно использовать в чистом виде нли > виде его технической смеси. Для полимеризации применяют образуюшие радикалы Вешества напримеp перекиси, Гид-роперекиси, перефнрь1, азосоединения, а тлк— В же системь1 окислнтельно-восстановительных катализаторов.

Полимеризацню можно проводить без лзг.— лоння в вешестве нли предпочтительно в растворе. В случае последнего II@(;öòî*Iитактг ра створитгли, B которых растворяются ° о;::

598578 меры и сопопимеры, например, ароматические — бензоп, топуоп галогенированные ароматические - хлорбензол, хлортолуоп низшие кетоны ацетон, этнлметилкетон; сложные эфиры низших жирных кислот - этиловый эфир уксусной кислоты,. хпорированные алнфатические углеводороды - хлороформ, тетрахпоругпеводород, простые эфирытетрагидрофуран; сипьно полярные растворитепи — диметипформамид или диметилсупьфоксид Температура полимеризации о

20 - 150 С, предпочтительно 30 - 120 С.

Полученные сополимеры взаимодействием с 0,1-5,0 моль, предпочтительно 0,2-1 моли (в пересчете на 1 моль групп малеинового ангидрида и сополимере) алифатических неразветвленных ипи разветвленных С -С -, предпочтительно С -С -одноатомных спиртов таких, как метанол, этанол, пропанол, изопропаноп, бутанол, амиловый спирт, изоа yg миповый спирт, гексаноп, 2-этилгексаноп, додеканоп,-октадеканол, предпочтительно изопропаноп или этаноп, или с циклоалифатическими С -С -одноатомными спиртами, предпочтительно циклогексанолом, до Д5

10-100 мол,%, предпочтительно 15-50 мол.% (в каждом случае в пересчете на ангидрид) могут быть превращены в соответствующие. попуэфиры, При этом образование попуэфира осуществляется ипи в веществе или в 30 растворителе, в котором сопопимер или попуэфир растворим. Это могут быть приведен ные спирты, ароматические углеводороды, такие как толуоп, галогенированные ароматические соединения, например хлорбензол, хлортопуоп, низшие кетоны, например ацетон, этипметилкетон, сложные эфиры низших жирных кислот, например этипацетат, хпорированные апифатнческие углеводороды, такие как тетрахпзруглеводород, простые 4О эфиры, например тетрагидрофуран, сильно полярные растворит ли, например диметипформамид, диметипсупьфоксид и т.п„ при о о

20 - 120 С, предпочтительно 20 - 90 С.

Сод ер жащи еся в предла га ем ых растворах для прокпеивания сополимеры как правило содержат мономеры в чередующейся последовательности и имеют эквимолекупярную структуру. Их степень полимеризации составляет 20-800, предпочтительно 80-120.

Переведение продуктов реакции обмен- ного разложения между сополимерами малеипового ангидрида и диизобутипена и одно-. атомными спиртами в их соли щелочных металлов, аминовые или аммониевые соли можно осуществлять с помощью гидроокисей щелочных металлов ипи первичных, вторичных ипи третичных алифатических аминов, таких как метипамин, диметиламин, этаноп60 амий, триэтипамин, диэтаноламин ипи триэтаноламин, водный аммиак, Количества применяемых дпя .солеобразо вания щелочей, алифатических аминов или аммиака не являются критическими; приме нение избытка ни в коем случае не уменьшает кпеящую способность предлагаемого .продукта. По физиологическим, причинам предпочитают, однако {в пересчете на свободные карбоксильные или ангидридиые группы) стехиометрические или меньше, чем стехиометрические, количества щелочи, алифатического амина или аммиака. В случае, если используют меньшее чем сте. хиометрическое количество, по меньшей мере 50 мол.% содержащихся в сополимере. карбоксильных групп необходимо нейтрализовать с помощью щелочей, алифатических аминов ипи аммиака. Для получения водорастворимых продуктов необходимо нейтрализовать 80-100 мол.% карбоксильных или ангидридных групп, Сополимеры переводят в их соли щелочных металлов, аминные или аммониевые сопи ипи пу гем растворения выделившихся порошкообразных полуэфиров в водных растворах соединений щелочных металлов, алифатических, аминов ипи аммония, или путем добавлейия водных соединений щелочных металлов или аммония к растворам полуэфирных полимеризатов. В последнем случае образовавшийся при этом раствор или эмульсию можно применять как таковой, а также растворитель или растворители могут быть удалены цистилляцией (в случае необходимости в вакууме), причем всегда получается почти бесцветный водйый раствор без запаха, Предлагаемый состав для проклеивания обладает -широким .спектром применения в области проклейки.бумаги. Его можно применять для .неклеенцМ бумаг, бумаг с проклеенным грунтом, а также в комбинации с другими аредсч*вами для проклеивания> предпочтительно:для поверхностного проклеивания, Преимущество этого средства заключается также в том, что оно обладает клеящей способностью также на бумагах, в которых отсутствуют ионы металла, например алюминия, и не уменьшает эффективность оптичес-. ких белителей. Его можно применять совместно с кислыми, нейтральными или также основными наполнителями, такими как мел каолин, белая глина и другие, и с добавками, такими как карбоксиметипцеплюаоза или крахмал, Как было обнаружено, новый раствор для проклеивания бумаги не является чувствительным по отношению к колебаниям значения рН в клеевом растворе. Так при зна5 >8573 чениях рН 4-11, предпочтительно 5-10, клеящая способность как на неклееных,, так и ня бумагах с проклеенным грунтом одинаково хороша. .

Как уже указывалось выше, новый раствор для проклеивания бумаги находится в торговле в виде его водного или водноспиртового раствора, предпочтительно в виде водного раствора аммониевой, амин- ной соли или соли щелочного металла с 1,0 содержанием твердого вещества 5-75 вес,%, -Для поодесса проклеиваиия его используют часто в сильно разбавленном виде с содержанием твердого вещества 0,005-10 вес.%

Введение раствора осуществляют пропит- 15 кой, обрыэгиванием листа бумаги или другими известными способами.

Средство для проклеивания А.

В стальном автоклаве емкостью 40 л при незначительном избыточном давлении 33 о азота нагревают до 75 С 2940 вес,ч, малеинового ангидрида, 4500 вес.ч. диизобутилена и .4080 вес.ч. сухого толуола. В этот раствор в течение 3 ч добавляют 63 вес,ч, азодиизобутиронитрила и 1080 вес,ч, сухого толуола, По истечении 6 ч темперао .туру повышают до 85 С и добавляют еще

31,5 вес. ч. азодиизобутиронитрила в 540 вес,ч. толуола. По истечении дальнейших о

6 ч температуру новы.иают до. 95 С и поддерживают эту температуру до тех пор, пока не произойдет количественная полимериэадия мономеров. Затем снижают. температуру до 80 С .и добавляют. раствор .900 вес.ч. изопропанола. в 750 вес.ч..толуола и ° перемешивают при этой;,температуре в течение 2 ч„В полученный прозрачный высоковяэкий полимерный раствор добавляют

24500 вес.ч. жидкого электролита и 4300 вес.ч. приблизительно 25%-ного водного раствора аммиака, Затем, перемешивая и о применяя слабый вакуум, при 80 С азеотропно отгоняют толуол до образования прозрачного слабо - желто окрашенного раствора.

Этот раствор с содержанием твердого ве45 щества 20 вес.% можно использовать или непосредственно или после соответствующего разбавления водой.

Средство для проклеивания Б.

21,0 вес„ч. сополимера малеинового ангидрида и диизобутилена (соотношение

1:1 ), как в примере 1, однако изолированно! О в форме порошка, растворяют в 140 вес.ч. тетрагидрофурана. Добавляют 2 капли концентрированной соляной кислоты и затем при комнатной температуре вкапывают 1,6 вес,ч. метанола в 25 вес.ч. тетрагидрофурана и нагревают еще в течение 2 ч с обратным холодильником, Полученнь|й поли60 мерный раствор (полуэфир), размешивая, каплями добавляют в избыточное количество простого эфира и выделяющийся при этом

О белый порошок в течение 24 ч при 60 С высушивают в вакууме. Растворением 18,0 вес.ч. этого порошка в 82 вес,ч. приблизительно 3%-ного водного раствора NН> получают прозрачный беспветный раствор с содержанием твердого вещества приблизительно 20 вес.%, Этот. раствор можно использовать или непосредственно или после соответствующего разбавления, Средство для проклеивания В.

Получение аналогично получению средства 7., вместо метанола используют, однако, 4,4 вес.ч. изоамилового спирта.

Средство для проклеивания Г.

Получение аналогично получению срадств

Б и В, вместо метанола или изоамилового спирта используют, однако, 3,0 вес,ч. изопропанола.

Средство для проклеивания Д.

В. трехгорлой колбе емкостью 1 л с мешалкой, внутренним термометром, кяпельной воронкой, обратным холодильником, входом и выходом для Я, полимеризуют смесь

98 вес„ч. малеинового ангидрида, 150 вес,ч, диизобутилена и 136 вес, ч. сухого толуола вкапыванием 2,10 вес. ч. перекиси бензоио ла в 36 вес,ч, толуола при 80 С. По истечении 24 ч в этот полимерный раствор вкапывают раствор из 30 вес,ч. иэопропаноля в 25 вес,ч. толуоля и нагревают еще в течение 2 ч с обратным холодильником. Затем добавляют 660 вес.ч. жидкого электролита и 116 вес.ч. 25%-ного аммиака. Из возникшей эмульсии, применяя о незначительный вакуум, при 80-90 С удалжот остаточный растворитель. Получается прозрачный, слабо-желто окрашенный раст- вор с содержанием твердого вещества

21.8 вес.%, который можно использовать кяк средство для проклеивания или непосредственно. или после соответствую|дега разбавл ения.

Средство для проклеивания Е.

Получение аналогично получению средства

Б, вместо метанола используют, Однако, 5,0 вес,ч, циклогексанола, Средство для проклеивания 3, Получение аналогично получению средст ва В, вместо метанола используют однако, 13,5 вес,ч. стеярилового спирта.

Ниже Описывают применение средства

А-3 для проклеиванля, Применяемая неклееная бумага, с добавкой приблизительно

1,5 вес.% сульфата алюминия (и пересчете на сухое сырье) получена из беленой сульфитпой целлю юзы If имеет вес приблизительно 80 г/м . При ле ьчемая бумага

598573 7

I с проклеенным грунтом получена из беленой сульфитной целлюлозы с добавкой приблизительно 0,3 вес,% обычного смоляного клея (на основе абиената} и приблизительно 2 вес.% сульфата алюминия (в пересчете на сухую целлюлозу) и также имеет.вес приблизительно 80 гlм . В качестве клеевого раствора для поверхностной проклейки использован раствор 5 вес.% крахмала и

0,2-0,4 вес.% испытуемого раствора для проклеивання (в пересчете на 100%-ное действующее вещество) в 94,8-94,6 вес„% воды.

Для проклеивания использован клеильный пресс, Клеевой раствор в клеильном прессе имеет температуру приблизительно 20 С и уровень жидкости - высоту приблизительно

3 см. Бумагу пропускают со скоростью

4 мlмин.

Высушивание проклеенной с поверхности рр бумаги осуществляют с помощью сушильного цилиндра в течение 1 мин приблизительно о при 100 С. Qo испытания бумагу в течение

2 ч при комнатной температуре подвергают кондиционированию. Бумажные обрезки пред- 25 варительно. взвешивают, погружают в течео ние 1 мин в воду p: температурой 20 С, один раз с помощью утяжеленных роликов отжимают между фильтровальной бумагой и опять взвешивают. По разности веса высчи- 30 тывают значение поглощения. воды с обеих сторон в гlм, Чем меньше поглощение воды, тем лучше клеящая способность испытуемого средства для проклеивания, Хорошая проклейка наблюдается при поглощении з воды приблизительно 40 г/м и меньше, Укаэанные в таблицах проценты относятся к доле содержащего в клеевом растворе средства для проклеивания в пересчете на

100%-ное действующее вещество.

В табл. 1 показано, что с описанными средствами для проклеивания можно достигать хороших эффектов проклеивания на неклееных,, содержащих ионы алюминия, бумагах.

В табл. 2 показано поглощение воды. бумагой с нроклеенным грунтом,. которую в клеильном прессе1 подвергли поверхностной проклейке.

По сравнению с продуктами, изготовленными описанным в патенте США ¹ 2 725 3E способом, достигается улучшенная клеящая способность предлагаемого раствора для пооклеивания, что показано в табл. Э.

В табл. 4 показано, что предлагаемый раствор для проклеивания по сравнению с известным из уровня техники средством (аммониевая соль сополимера с соотношением стирола к изопропиловому полуэфиру малеиновой кислоты, 1:1),- обеспечивает значительно улучшенную проклейку на неклееной бумаге и бумаге-с проклеенным грунтом.

В табл. 5 показано влияние значения рН на поверхностное проклеивание неклееной бумаги и на бумаге с проклеенным грунтом.

Добавка средства для проклеивания (100%-ная) к раствору 0,08%.

Поглощение воды неклееной1 бумагой без отделки 94 г/м .

Поглощение воды бумаги с проклеенньп грунтом без отделки 59 г/м .

Несклеенную бумагу (80 гlм ) из 75% древесной массы и 25% небеленой! сульфитной целлюлозы, содержащую 12% золы и 1,5% сульфата алюминия, обрабатывают в клеильном прессе 5%-ным крахмальным раствором, содержащим средство в различных количествах. Поглощение влаги состав-. ляет!примерно 80%. Степень проклеивания определяют прибором фирмы Геркулес Инкорпорейтит Вильмингтон, .Делавэр, США.

После нанесения чернил и пробивания через бумагу измеряют в секундах то время, которое истекает до понижения яркости до

75% показателя яркости бумаги. Степень проклеивания. содержащей древесную массу, поверхностно проклеенной бумаги приведена в табл. 6, Результаты опытов свидетельствуют о том, что качество проклейки также повышается при концентрации средства для проклеивания, равной 10%, 598573

Т! i лoti

Поверкностная проклейка иа неклееной бумаге.

45,0

31,8

29,2

31,4

39,1

31,4

30,0

40,0

32,0

41,2

33,4

39,6

32,4

Примечание: поглощение воды бумагой без отделки 78 г/м, Таблица 2

Поверхностнан проклейка на бумаге с проклеенным грунтом

36,6

Э3,7

33,3

36,3

33,9

35,2

37,8

30,6

31,2

37,2

38,6

39,7

Примечание: поглощение воды бумагой без отделки 67 гlм

Средство для проклеиваниа

36,9

36,0

41,0

37,4

31,4

30,3.

32,8

33,2

31,0

31,3

30,9

32,4

ЭЭ,О

32,0

30,8

31,5

598573

Т а б л и и а 3

Поверхностная проклейка на неклееиой бумаге

Сравнительный продукт

31,7

Примечание; поглощение воды бумагой без отделки 78 г/м

Ч аблипа 4

Аммониеваи соль сополимера изопропиленового полуэфира малеиновой кислоты и стирола () о1) 59,0

32,4

33,0

32,0

33,9

30,0

31,0

31,3

30,9

30,6

31,5

Добавка 0,08 вес,% средства дла проклеиваниа (1004-ное по отношению к раствору3

Т абли ца 5

Зна ды, г/м

re с проклеенным грун ео

33,1

35,7

1О

33,2

37,6

37,8

38,1

33,3

38,2

34,9

Таблица 6

2,5! 65

207

45

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула и зобр ет ения

Состав для поверхностной проклейки бумажного материала, содержащий сополимер на основе малеинового ангидрида и диизобутнлена в виде соли щелочного металла, аминной или аммониевой соли, и воду, о т— личающийся тем,что,сцелью повышения качества проклейки, он содержит сополимер малеинового ангидрида и диизобутилена, ангидрид которого на 10-100 мол.% этерифицирован неразветвленными или разветвленньтми алифатиче;кими одноатомными!

1НИИПИ Заказ 1303/54 спиртами с 1-20 атомами С или пиклоалпфатическими одноатомными спиртами с 5-6 атомами С, в соответствующий полуэфпр при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Сополимер 0,02 - 10

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: . l, Патент СШЛ % 2378629, кл. 260-78.5, 1945.

2. Патент СШЛ N 2725367, кл. 260-78.5, 1955.

Тираж 497 Подписи пе