Винахід відноситься до водних розчинів оптичних освітлювачів для паперу. Описується водний розчин оптичного освітлювача, що містить (а) від 10 до 50 мас.% Оптичного освітлювача формули (I):
де М - водень, атом лужного металу, амоній або катіон аміну; R 1 - водень, C1 -C4 алкіл або С2 -С4 -гідроксіалкіл; R 2 - С1 -С4 алкіл, який може бути заміщений -CN- або -CONH2-групою, або С2 -С4 -гідроксіалкіл; або R 1 і R 2 разом з атомом азоту замикають морфоліно-кільце; (B) від 0,5 до 9 мас.% Полівінілового спирту, що має ступінь гідролізу від 71 до 85,2% і в'язкість по Брукфілд від 3 до 5,4 мПа · с; і (с) воду. Описуються також застосування зазначеного розчину в композиції покриття для паперу та спосіб отримання покритої паперу з використанням зазначеної композиції покриття. Запропоновані водні розчини оптичних освітлювачів володіють низькою в'язкістю, можуть бути безпосередньо використані виробником паперу і дозувати насосом прямо в композицію покриття із забезпеченням покриття на папері високого ступеня білизни. 3 н. і 7 з.п. ф-ли, 2 табл. 5 пр.
Винахід відноситься до водних розчинів оптичних освітлювачів з полівінілового спирту, які можуть бути безпосередньо використані виробниками паперу і які забезпечують покриті паперу з високою білизною.
Добре відомо, що білизна і тому привабливість покритих паперів може бути поліпшена введенням оптичних освітлювачів в композицію покриття. Для того щоб задовольнити попит в покритих паперах високої білизни, потрібні більш ефективні оптичні освітлювачі.
Незважаючи на те, що відомо, що полівініловий спирт (PVOH) може покращувати характеристику оптичних освітлювачів в пігментованих композиціях покриття при дії як носій (дивись, наприклад, стр. 164 з "Surface Application of Paper Chemicals" by Brander (Springer, 1977) ), виробник паперу при бажанні використовувати вказаний полівініловий спирт вводить його окремо в композицію покриття зазвичай у формі водного розчину з отриманням в результаті високого водосодержания композиції покриття і, отже, тривалого часу сушіння. Залишається проблема забезпечення виробника паперу повністю задовольняє засобом використання PVOH як носій для оптичних освітлювачів.
Залишається необхідність вирішення проблеми забезпечення водного розчину оптичний освітлювач / PVOH, який поєднує гарну здатність освітлення з низькою в'язкістю.
Було встановлено, що можна отримати розчини оптичний освітлювач / PVOH низькою в'язкості, які можуть використовуватися безпосередньо виробником паперу, так що вони можуть дозувати насосом прямо в композицію покриття, і які забезпечують покриті паперу дивно високої білизни.
Даний винахід, таким чином, передбачає водні розчини оптичного освітлювача, що складаються по суті з:
(А) від 10 до 50 мас.%, Щонайменше, одного оптичного освітлювача формули (1):
М являє собою водень, атом лужного металу, амоній або катіон, похідний від аміну, переважно, водень або натрій, найбільш переважно, натрій,
R 1 являє собою водень, С1 -С4 алкіл або С2 -С4 -гідроксіалкіл, і
R 2 являє собою С1 -С4 алкіл, який може бути заміщений -CN- або -CONH2-групою, або С2 -С4 -гідроксіалкіл,
або R 1 і R 2 разом з атомом азоту замикають морфоліно-кільце;
(B) від 0,5 до 9 мас.% Полівінілового спирту, що має ступінь гідролізу від 60 до 85%; і
Водні розчини можуть містити до 10 мас.% Солі, зазвичай хлориду натрію, що утворився в якості побічного продукту при отриманні оптичного освітлювача.
Водні розчини можуть містити один або більше антифризів, пестицидів, комплексообразующих агентів або інших добавок, а також органічні побічні продукти, що утворилися при отриманні оптичного освітлювача. Водні розчини можуть містити інші носії, такі як поліетиленгліколь.
Полівінілхлорид, переважно, має ступінь гідролізу від 65 до 80% і в'язкість по Брукфілд 2-40 мПа · с (4% водний розчин при 20 ° C). Більш переважно, полівініловий спирт має ступінь гідролізу від 65 до 80% і в'язкість по Брукфілд 2-20 мПа · с (4% водний розчин при 20 ° C).
Концентрація оптичного освітлювача в розчині знаходиться, переважно, в інтервалі 15-40 мас.%, Більш переважно, в інтервалі 18-35 мас.% Від маси розчину.
Розчини оптичний освітлювач / PVOH зазвичай отримують при введенні полівінілового спирту в якості твердої речовини в перемішуємо розчин оптичного освітлювача в воді і нагріванні при 90-95 ° C до утворення прозорого розчину.
Водний розчин має рН, переважно, від нейтрального до явно лужного, зокрема, в інтервалі від рН 7 до рН 10. При необхідності рН може коригуватися введенням М-відповідних підстав, наприклад гідроксидів або карбонатів лужних металів, аміаку або амінів.
Розчини оптичний освітлювач / PVOH винаходу є стабільними при зберіганні і можуть використовуватися безпосередньо як такі в тому сенсі, що вони можуть дозувати насосом прямо в композицію покриття. Таким чином, іншою метою даного винаходу є введення розчинів оптичний освітлювач / PVOH в композицію покриття для того, щоб отримати покриту і оптично осветленную папір.
Таким чином, даний винахід також передбачає спосіб отримання покритої паперу, тобто оптично освітленої, щонайменше, в покритті, в якому композиція покриття, як описано вище, наноситься на папір після формування листа.
Композиції покриття являють собою по суті водні композиції, які містять, щонайменше, одне сполучна і білий пігмент, зокрема, що криє білий пігмент, і можуть додатково містити інші добавки, такі як диспергатори, протівовспенівателі і синтетичні загусники.
Незважаючи на те, що можна отримувати композиції покриття, які не містять білі пігменти, найкращі білі підкладки для друку отримують з використанням непрозорих композицій покриттів, які містять 10-70 мас.% Білого пігменту. Такі білі пігменти зазвичай являють собою неорганічні пігменти, наприклад алюмінійсілікати (каолін, відомий інакше як порцелянова глина), карбонат кальцію (крейда), діоксид титану, гідроксид алюмінію, карбонат барію, сульфат барію або сульфат кальцію (гіпс).
Сполучною може бути будь-яка з сполучних, зазвичай використовуваних в паперовій промисловості для отримання композицій покриття, і сполучна може складатися з одного сполучного або з суміші первинного і вторинного сполучних. Єдиним, або первинним, сполучною є, переважно, синтетичний латекс, зазвичай, стирол-бутадієн, вінілацетатних, стіролакріловимі, вінілакріловимі або етіленвінілацетатний полімер. Вторинним сполучною може бути, наприклад, крохмаль, карбоксиметилцелюлоза, казеїн, соєві полімери, полівініловий спирт або суміш будь-яких з них.
Єдине, або первинне, сполучна використовується в кількості зазвичай в інтервалі 5-25 мас.% Від маси білого пігменту. Вторинне сполучна використовується в кількості зазвичай в інтервалі 0,1-10 мас.% Від маси білого пігменту.
Оптичний освітлювач формули (1) використовується в кількості зазвичай в інтервалі 0,01-1 мас.% Від маси білого пігменту, переважно, в інтервалі 0,05-0,5 мас.% Від маси білого пігменту.
Наступні приклади пояснюють даний винахід більш докладно. Якщо не вказано інше, «%» і «частини» даються по масі, в'язкості оцінюються із застосуванням віскозиметра Брукфілда.
Приклад приготування 1
Розчин оптичного освітлювача 1 отримують змішанням разом 25,9 мас. ч. оптичного освітлювача формули (2),
72,0 мас. ч. води і
2.1 мас. ч. полівінілового спирту, що має ступінь гідролізу 71% і в'язкість по Брукфілд 5,4 мПа · с (4% водний розчин при 20 ° C).
В'язкість по Брукфілд 5,4 мПа · с (4% водний розчин при 20 ° C) отримують при нагріванні до 90-95 ° C до отримання прозорого розчину, який залишається стабільним після охолодження до кімнатної температури. рН розчину коригують до 9,0 гідроксидом натрію.
В'язкість розчину становить 97 мПа · с при 20 ° C і 211 мПа · с при 10 ° C.
Приклад приготування 2
Порівняльний приклад (без полівінілового спирту)
Розчин оптичного освітлювача 2 отримують змішанням разом 25,9 мас. ч. оптичного освітлювача формули (2) і 74,1 мас. ч. води. рН розчину коригують до 9,0 гідроксидом натрію.
Розчини оптичного освітлювача 1 і 2, отримані, як описано в прикладах приготування 1 і 2 відповідно, вводять в інтервалі концентрацій від 0,4 до 1,0 мас.% Сухого речовини в перемішувати композицію покриття. Осветленную композицію покриття потім наносять на лист комерційної 75 г / см білої паперової основи з нейтральною проклеюванням з використанням автоматичного дротяного аплікатора зі стандартною швидкістю і стандартним навантаженням на дротяний аплікатор. Покриту папір потім сушать протягом 5 хв в потоці гарячого повітря. Забезпечують кондиціонування висушеної папери, потім визначають МКО (CIE) -белізну на каліброваному Elrefo-спектрофотометрі.
Концентрація активного оптичного освітлювача розчину за масою сухої речовини (%)
Концентрація активного оптичного освітлювача (2) по масі сухої речовини (%)
МКО-білизна з використанням розчину 1
Дані результати ясно показують дивне перевагу по білизні покритих паперів, отриманих з використанням даних розчинів, які містять тільки 2,1 мас.% Полівінілового спирту.
Приклади приготування 3-5
Розчини оптичного освітлювача 3-5, містять 12,3% активного освітлювача, отримують змішанням разом
12,3 мас. ч. оптичного освітлювача формули (2),
(87,7-х) мас. ч. води і
х мас. ч. полівінілового спирту, що має ступінь гідролізу 85,2% і в'язкість по Брукфілд 3,7 мПа · с (4% водний розчин при 20 ° C)
при нагріванні до 90-95 ° C до отримання прозорого розчину, який залишається стабільним після охолодження до кімнатної температури. рН розчину коригують до 9,0 гідроксидом натрію.
В'язкість кожного розчину представлена в таблиці 2.
Дані результати ясно показують перевагу даних розчинів в плані низької в'язкості і, відповідно, здатності подаватися насосом.
формула винаходу
1. Водні розчини оптичного освітлювача, що складаються, по суті, з (а) від 10 до 50 мас.%, Щонайменше, одного оптичного освітлювача формули (I):
в якій
М являє собою водень, атом лужного металу, амоній або катіон, похідний від аміну,
R 1 являє собою водень, С1-С4 алкіл або С2 -С4 -гідроксіалкіл, і
R 2 являє собою С1-С4 алкіл, який може бути заміщений -CN- або -CONH 2-групою, або С2 -С4 -гідроксіалкіл,
або R 1 і R разом з атомом азоту замикають морфоліно-кільце;
(B) від 0,5 до 9 мас.% Полівінілового спирту, що має ступінь гідролізу від 71 до 85,2% і в'язкість по Брукфілд від 3 до 5,4 мПа · с; і
(C) води.
2. Розчини по п.1, в яких
М являє собою натрій,
NR 1 R 2 являє собою N (CH2 CH2 OH) 2. N (CH2 CH (CH3) OH) 2. N (CH 2 CH2 OH) CH2 CH2 CONH 2 або N (CH2 CH (CH3) OH) CH2 CH2 CONH2 і
в яких полівініловий спирт має ступінь гідролізу від 71 до 80% і в'язкість по Брукфілд 3-5,4 мПа · с.
3. Розчини по п.1, в яких
М являє собою натрій,
NR 1 R 2 являє собою N (CH2 CH2 OH) 2. N (СН 2 СН (СН3) ОН) 2 і
в яких полівініловий спирт має ступінь гідролізу від 71 до 75% і в'язкість по Брукфілд 3-5,4 мПа · с.
4. Розчини по п.1, в яких концентрація полівінілового спирту становить від 1 до 5 мас.% І в яких концентрація оптичного освітлювача становить від 15 до 40 мас.%.
5. Розчини по п.4, в яких концентрація полівінілового спирту становить від 1,5 до 4 мас.% І в яких концентрація оптичного освітлювача становить від 18 до 35 мас.%.
6. Застосування розчинів за допомогою одного з пп.1-5 для композицій покриття для паперу.
7. Спосіб отримання покритої паперу, в якому композиція покриття, яка містить розчин за допомогою одного з пп.1-5, наноситься на папір після формування листа.
8. Спосіб за п.7, в якому композиція покриття містить від 10 до 70 мас.% Одного або більше білих пігментів.
9. Спосіб за п.7, в якому композиція покриття містить первинне сполучна на основі синтетичного латексу, обраного з стирол-бутадієну, вінілацетатних, стирол-акрилового, вінілакріловимі або етилен-вінілацетатних полімеру, або додатково вторинне сполучна, вибране з крохмалю, карбоксиметилцелюлози, казеїну, соєвих полімерів або полівінілового спирту або суміші будь-яких з них.
10. Спосіб за п.7, в якому первинне сполучна використовується в кількості від 5 до 25 мас.% Від маси білого пігменту, в якому вторинне сполучна використовується в кількості від 0,1 до 10 мас.% Від маси білого пігменту і в якому оптичний освітлювач формули (1) використовується в кількості від 0,01 до 1 мас.% від маси білого пігменту, переважно, від 0,05 до 0,5 мас.% від маси білого пігменту.