Способ приготовления составов для покрытия плоских подложек

 

Изобретение относится к изготовлению составов для покрытия плоских подложек, например бумаги, пленочных материалов, кинои фотопленок и многослойных материалов, и позволяет повысить качество покрытия. При изготовлении составов для покрытия плоских подложек функциональную добавку вводят в раствор связующего и/или в дисперсию связующего вещества в растворимой в растворителе или диспергаторе форме. Затем ее переводят в нерастворимую форму путем обработки осаждающим реагентом. 9 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1513062

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (89) DD/230587 (48) 04. 12.85 (21) 7773531/23-12 (22) 14.08.84 (31) WPD 21 Н/255383 (32) 04.10.83 (33) DD (46) 07. 10.89. Бюл. Р 37 (71) ФЕБ Целлштофф- унд Папирфабрик цу Вайссенборн (DD) (72) Юрген Хельбиг, Йенс Виркер и Вольфганг Эккерт (ПП) (53) 676.489 (088.8) (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВОВ

ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПЛОСКИХ ПОДЛОЖЕК

Изобретение касается способа изготовления составов для покрытий плос,ких подложек, например бумаги, пленочных материалов, кино- и фотопленок и многослойных материалов.

Известно нанесение на плоские подложки, например бумагу, пленочные материалы, кино- и фотопленки, и многослойные материалы составов для покрытия, которые содержат помимо системы связующих веществ в растворителе и/ или диспергаторе этой системы нерастворимые вещества, лишь с помощью которых достигается или усиливается основная функция покрытия, например адгезионное или разделительное дейсгвие, гидрофобизация или гидролизация, или же достигаются дополнительные свойства, например,матирование,повышенное сопротивление скольжению, уменьшение электростатической заряжаемости.С этой целью эти функциональные .добав(51)4 D 21 H 3 78 С 03 С 1 87

2 (57) Изобретение относится к изготовлению составов для покрытия плоских подложек, например, бумаги, пленочных материалов, кино- и фотопленок и; многослойных материалов, и позволяет повысить качество покрытия. При изготовлении составов для . покрытия плоских подложек функциональную добавку вводят в раствор связующего и/или в дисперсию связующего вещества в растворимой в растворителе или диспергаторе форме. Затем ее переводят в нерастворимую форму путем обработки осаждающим реагентом. 9 табл. ки добавляют перед нанесением покры- С тия в состав для нанесения покрытия в форме, нерастворимой в растворите- Д ле и/или диспергаторе системы связующих веществ. Так, например, на бумаж- CTI ную подложку наносят функциональные > слои, уменьшающие наряду с гидрофобирующим действием (поверхностная проклейка) с помощью добавок коллоидяль- ф ной кремневой кислоты скольжение бумаги при одновременном улучшении бели зны или уменьшающие с помощью добавок хлорида кальция, магния, лития или сульфата натрия электростатическую эаряжаемость бумаги (заявка ФРГ

Р 2235032,кл.D 21 H 3/68, 1980 и патент,ВЬ

Великобритании У 1456885, кл.В2Е, Ь

1976) .

Аналогичным образом на бумажную подложку наносят слои, которые наряду с разделительным действием в отношении органических пропитывающих соста3 1513062 вов, например, ненасыщенных полиэфирных смол, полиуретановых смол или других смол для покрытий, должны иметь матовую поверхность ° Это побоч- 5 ное действие достигается добавкой коллоидальной кремневой кислоты к составу для нанесения покрытия (Патент

ФРГ Р 1760115, кл. 55 f 16/00, 1973) .

Для улучшения удерживающей способ- 10 ности термопластов на бумажных подложках при изготовлении многослойных материалов методом экструзионного нанесения покрытий на бумажные подложки сначала наносят первичные слои. 15

Наряду со связующими веществами эти функциональные слои могут содержать коллоидальную кремниевую кислоту или водные дисперсии окисла алюминия для усиления адгезионного действия и/или 20 для уменьшения электростатической заряжаемости (Заявка ФРГ Ф 2641266, кл. G 03 С 1/87, 1977).

На поверхности гидрофобных термопластичных пленочных материалов, терт 25 мопластичных кино- и фотопленок или многослойных материалов с расположенными снаружи термопластичными слоями наносят при определенных обстоятельствах после предварительной обработ- 30 ки поверхности термопластика в коронном разряде, пламени или после химической обработки функциональные слои, обеспечивающие нанесение последующих, гидрофильных слоев, например, чувствительных к излучению, фотографических слоев,или сообщающие поверхности пригодность для писания или печатания, и/или придающие материалу антистатические свойства и/или свой- 40 ства противоскольжения.

Для этого к составам для нанесения покрытий для этих функциональных слоев добавляют перед нанесением гидрат, окиси алюминия или силикат алю.миния (заявка ФРГ Р 2011650, кл. 5? В 1/82, 1973).

Описанные методы для снабжения составов для нанесения покрытий порошкообразными, нерастворимыми в растворителях и/или диспергаторах систем связующих веществ продуктами имеют ,тот недостаток, что при неравномерном функциональном слое могут возникать дефекты, снижающие качество, например, в форме точечных или пятнообразных нарушений основной функции слоя. Кроме того, размер частиц функциональных добавок должен быть согласован с желаемой толщиной покрытия, поскольку иначе также возможны нарушения основной функции.

Цель изобретения — повышение качества покрытия.

Благодаря изобретению можно улучшить закрепление эмульсионного покрытия на покрытых полиолефином фотобумагах, улучшить пригодность этих бумаг для письма с обратной стороны, а также уменьшить электростатическую заряжаемость. У других подложек, например в фотобумагах с баритовым покрытием, улучшается качество покрытия, в особенности, баритовый слой приобретает блеск. У декоративных бумаг, диазобумаг и бумаг для печатания улучшается качество поверхности или же обеспечивается возможность достижения равномерности последующих слоев покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу приго" товления составов для покрытия плоских подложек, включающему введение функциональной добавки в раствор связующего и/или дисперсию связующего вещества, функциональную добавку вводят в раствор связующего и/или в дисперсию связующего вещества в раство" римой в растворителе и/или диспергаторе форме, а затем переводят в нерастворимую форму путем обработки осаждающим реагентом.

Способ осуществляют следующим образом.

В водные и/или органические растворители или диспергаторы добавляются задерживающие (замедляющие) растворы связующих или дисперсии связующих, или же смеси из обеих систем связующих органических и/или неорганических соединений, растворимые s растворителях или диспергаторах. Эти соединения содержат функциональный реактив или часть одного из функциональных компонентов в одном из растворителей или в одном из диспергаторов (чаше воде) в растворимой форме, при этом система связующих построена так, что преждевременное осаждение функционального реагента или другого нерастворимого соединения предотвращается.

После полного растворения растворимых содержащих функциональный реак" тив соединений в системе связующих, после добавления осадительных реакти"

5 15130 вов тут же in situ (на месте), функ— циональный реактив выпадает в осадок, Такими неорганическими или органическими растворимыми функциональными реагентами могут быть неорганические и органические соединения.

Используемые неорганические соеди1нения указаны в табл. 1.

Используемые органические соедине- 10 ния указаны в табл. 2 °

При этом можно с таким же успехом компоненты группы 1 рассматривать как и,компоненты группы 2, решающее здесь то, что обе группы компонентов находятся сначала в растворенном сос" тоянии и лишь после их смещения мы получаем желаемый оса:кденный функциональный компонент. Наличие связующего является предпосылкой, так как Zp. связующее вещество выступает здесь в роли ингибитора для предотвращения агломерации из осаждений, являющихся результатом произведений реакции in situ. 25

Благодаря реакции, проводимой in

situ в системе связующих, реагенты представлены в максимально благоприятном для дисперсии состоянии. Кроме того, возникают также другие продукты 30 реакции, которые оказывают на определенные свойства, такие как антистатическое, синергетическое влияние.

Изготовленные по этому методу составы для покрытия могут быть нанесены на подложки традиционными системами для покрытия, например, клеильными прессами, Gravur coater, ракелями и т.д.

Изобретение иллюстрируется примера-4р ми,.в которых вся рецептура рассчитана на 100 кг исходной смеси.

Пример Ha фотобумагуоснову с нанесенным термопластическим слоем, поверхность которого акти- 45 вирована в коронном разряде, наносят слой массы из расчета 1 г/м, которую приготавливают из состава, указанно" го в табл. 3 (здесь и далее используют натриевое жидкое стекло по стан- 50 дарту ГДР 16864, сорт 1.).

Желатин растворяют в воде при температуре 45 С, затем добавляют разбавленный натронный щелок, рН

8,6. После добавления натриевого жид- 55 кого стекла и после того, как все хорошо перемешают,. (время размешивания 15 мин), производят кисловку разбавленной азотной кислотой до рН 5,2.

62

При этом выделяется в осадок коллоидная дисперсия кремневой кислоты.

Связующее вещество служит ингибитором для предотвращения образования агломерата. В конечном счете добавляют мукохлорную кислоту, хорошо перемешивают и этот раствор наносят при помощи Gravur Coater ° в расчете

1 г/м сухого вещества.на покрытую термопластическим слоем активированную в коронном разряде фотобумагу.

Нанесенная на фотобумагу с термопластическим слоем масса без каких-либо отметин.

Нанесенная впоследствии на эту бумагу светочувствительная эмульсия, держится превосходно как в сухом, так и во.влажном состоянии. Бумага обладает хорошими антистатическими свойствами, поверхностное сопротивление составляет 4,6 ° 10 Ом.

Пример 2. Обратную сторону покрытой термопластическим слоем бумаги-основы покрывают массой в расчете 0,5 г/м с целью улучшения не-. которых свойств, таких как антистатические, пригодности для письма, повышение сопротивления слипаемости бумаги. Масса для покрытия имеет следующий состав, указанный в табл.4.

Крахмал диспергируют в холодной

С7 воде, нагревают до .- 95 С, растворяют, потом раствор охлаждают до 3035 С и добавляют разбавленный натронный щелок, рН 7,9.

После добавления натриевого жидкого стекла раствор хорошо перемешивают (время перемешивания 15 мин) и, наконец, очень медленно (20 мин), энергично перемешивая, добавляют суль-" фат алюминия. Получают мельчайше диспергированный осадок Na-Al. — силикат (NaA1Si>0>), рН 6,5. Затем добавляют глиоксаль до рН 5,2.

Обратную сторону покрытой термопластическим слоем фотобумагу после активирования в коронном разделе пропитывают описанным выше раствором по системе глубокой печати (Gravur coater) из расчета 0,5 г/м сухого веще ства.

Покрытая этим слоем обратная сторона фотобумаги не имеет дефектов. Электростатическая заряжаемость таким образом снижается. Сопротивление поверхности составляет 8,6 -10 Ом.

Ф

Способность бумаги к слипанию силь-. но снижается, Качество бумаги для

1513062 записей чернилами, шариковой ручкой и карандашом отличное, Пример 3, На бумагу-основу для изготовления фотобумаг-основ по5 крытых термопластическим слоем, поI средством клеильного пресса наносят массу, способствующую укреплению термопластического покрытия на бумажной подложке, в количестве 2,5 г/м на ! каждую страницу. Эта масса имеет состав, указанный в табл. 5.

Состав готовят, как в примере 2, но после добавления жидкого натриевого стекла и перемешивания добавляют (очень медленно 20 мин) серную кислоту до рН 5,5.

Коллоидная, содержащая воду, кремниевая кислота выпадает в .очень мелко диспергированном (in situ) состоянии. 20

Нанесение слоя (2,5 г/м сухого веще1 ства) функционального раствора проводят на клеильном прессе. Получают черезвычайно равномерное и с тонким слоем покрытие, которое образовывает 25 очень измельченная кремневая кислота.

Покрытие не содержит пятен, отметин, агломератов. Покрытая этим функциональным слоем бумага-основа активируется, в конечном счете, с обоих сторон коронным способом и покрывается с обратной стороны полиэтиленом высокой плотности, в расчете 30 г/м

Состав покрытия представлен в табл, 5.

На лицевую сторону наносят 32 г/м 35

10Х-ного рутилового пигмента, который содержит полиэтилен небольшой плотности. Все это наносят на бумагу экструзионным методом, 40

Благодаря предлагаемому функциональному покрытию термопластические слои держатся превосходно на бумагахподложках, После снятия пленки волокнистый мат держится по всей поверхно- 45 сти (обратной стороны) пленки и образует сплошной слой.

Сопротивление поверхности бумаги, покрытой с обеих сторон термопластическим слоем, составляет: лицевая сторона 1,8 10 Ом, обратная сторона

8 50

1,8 10 Ом.

Пример 4. Бумагу-основу с целью получения баритированной бумагиосновы пропитывают в клеильном прессе из расчета 2 г/м (сухого вещестг 55 ва) на каждую сторону бумаги °

Состав предлагаемой массы для пропитки указан в табч. 6.

Смешение 1-4 компонентов состава проводят как в примере 1-3, потом медленно (в течение 20 мин) добавляют хлорид кальция при перемешивании и соляную кислоту до рН 5,2. Затем добавляют отвердитель желатина базохром, Покрытая таким составом бумага имеет однородную, безотметочную матовость. Эта бумага пригодна для покрытия баритовым слоем, Дефекты в структуре покрытия или в качестве покрытия не наблюдаются.

Способность покрытой поверхности к слипанию значительно снижается, Электростатическая заряжаемость (замеренная как сопротивление поверхности) уменьшается по сравнению с обычными баритовыми бумагами с )

>10 Ом до 4,3 10 Ом. Пригодность

9 1 бумаги для письма была превосходной, Пример 5. Баритовую массу для покрытия с целью изготовления баритированной фотобумаги с содержанием 63 твердого вещества готовят из состава, указанного в табл. 7.

Основную массу для покрытия, воду и.натронный щелок диспергируют в спе" циальном устройстве для диспергирования (Deliteur) рН 7,6. Температура во время перемешивания 45 С. После о добавления стеарата натрий диспергируют еще 15 мин, рН 9,2. Затем в течение 20 мин добавляют нитрат кальция при постоянном перемешивании, после этого рН 5,2. Желатин отверждают базохромом.

Бумагу покрывают в три приема с помощью роликового ракеля указанной массой. Толщина слоя составляет

40 г/м . Блеск покрытия после глазирования в каландре имеет отличное качество.

Пример 6. На декоративную бумагу, в данном случае декоративную пленку, которую предварительно обрабатывают с обратной стороны пигментным кроющим составом, наносят при помощи ракеля разделительное покрытие толщиной 6 г/м состав покрытия ука- зан в табл. 8.

Поливиниловый спирт добавляют при постоянном перемешивании в воду и, о помешивая, разогревают до 90 С до полного растворения. После охлаждения до 50 С добавляют натронный щелок, а затем натриевое жидкое стекло.

Таблица !

Соединения группы

Растворенные в растворителях нлн в диспергаторах функциональные компоненты

Осаждающие компоненты (в разбавленном ниде) Осажденные желаемые компоненты

Растворимое (жндкое) стекло

Кремневая кислота в коллоКислота идиом состоянии

Силикат алюмнРастворимые соли алюминия, такие как:

А1а(ЯО )3. 18Н О

А1(НОа)э 9НяО

КА1(SO ), 12Н,О

А1С1 ь. ЬН т0

Жидкое стекло ння

Жидкое стекло

ВаС1 °

СаС1т ЬНт О

Сил яка т к ал ь ци я

BaSO

Н,яо, 9,1513062

Сильное пенообразование предотвращается путем добавления приблизительно 0,1%-ного разбавленного средства для устранения пены. После перемешивания (15 мин) добавляют в течение

20 мин 10%-ную соляную кислоту и, наконец, отвердитель поливинилового спирта и глиоксаль, рН 5,6. Кремневая кислота в измельченном состоянии имеется в системах связующих.

Изготовленную таким образом декоративную бумагу обрабатывают впоследствии по методу холодного отверждения, как это описано в DD-WP 113 043 15

На бумажное полотно с покрытием на лицевую сторону наносят ненасыщенную полиэфирную смолу с 2%-ной бензопероксидной пастой в качестве смачивателя. Затем бумажное полотно скручи- 20 вают в рулон, внутри которого происходит отверждение полиэфирной смолы без доступа энергии (холодное отверждение), в результате этого образуется зеркальногладкая поверхность. Получается черезвычайно высокого качества матовость функционального слоя на полиэфирной поверхности. Оптические качества такой поверхности декоративной пленки намного превосходят качест-30 ва пленки, изготовленной обычным способом.

После отверждения полиэфирного слоя рулон легко опять раскрутить, что свидетельствует о превосходном 35 разделительном свойстве покрытия.

Пример 7. Бумагу-основу для размножения на ротаторе по диаэометоду покрывают предлагаемым функциональным слоем и наносят с помощью клеиль- 49 ного пресса слоем 2 г/м на каждую сторону, Состав покрытия указан в табл. 9.

Смешение 1-4 компонентов состава проводят как в примере 2. После этого производят кисловку состава соляной кислотой до рН 5,3, после этого состав отверждают добавлением глиоксаля. B результате получают осажденную содержащую воду кремниевую кислоту, которая находится в системе

I связующих в очень измельченном состоянии.

Бумаги, обработанные предлагаемыми растворами, покрывают обычным способом водным раствором солей диазория.

В результате выравнивающего свойства равномерно и тонким слоем распределенной кремниевой кислоты на поверхности бумаги наступает выравнивание восприятия и равномерное распределение слоя солей диазория. За счет этого улучшается качество репродукции.

Формула и з обретения

Способ приготовления составов для покрытия плоских подложек, включающий введение функциональной добавки в раствор связующего и/или дисперсии связующего вещества, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьнпения качества покрытия, функциональную добавку вводят в раствор связующего и/или в дисперсию связующего вещества в растворимои в растворителе и/или диспергаторе форме, а затем переводят в нерастворимую форму путем обработки осаждающим реагентом.

12 ° а блица 2

1513062

Соединения группы

Осаждающие ком- Осажденные желаепоненты (в раз- мые компоненты бавленном виде) СаС1 ЬН О

Формалин

Стеарат кальция

Мочевина

Таблица 3

Содержание компонентов, кг Компоненты

8,000

76,960

Желатин(сухой)

Вода

Натронный щелок (10X-ный)

Натриевое жидкое стекло (25X Si0 )

Азотная кислота (1X-ная)

Мукохлорная кислота. о, =о

С-с =с -C н t e Qa " (10%-наяд

1,5% от массы желатина) 0,200

0,640

13,000

1,200

Таблица 4

Компоненты

Содержание компонентов, кг

Крахмал, OSP

Вода

Натронный щелок (10%-ный)

Натриевое жидкое стекло (33% Иа рО "3SiO )

Сульфат алюминия (А1 ($0 ) > 18 Н О, 1 0% ный)

Глиоксаль P (BASF) (40%-ный, 15% от массы крахмала) 10,000

75,550

0,100

2,680

10,170

1,500

Растворенные в растворителях или в диспергаторах .функциональные компоненты

Стеарат натрия

Конденсаты формалина и мочевины

1513062

Таблица 5

Содержание компонентов, кг

Компоненты

Крахмал OSP (сухой)

Вода

Натронный щелок (10Xный)

Натриеное жидкое стекло (25 SiO )

Серная кислота (1 -ная)

8,000

71,280

0,100

1,600

19,020

Таблица 6

Компоненты

Содержание компонентов, кг

Желатин (сухой)

Вода

Натронный щелок (1 О .-ный)

Натриевое жидкое стекло (33 Na

Хлорид кальция (СаС1 .6Н О, 10 -ный)

Соляная кислота (1X-ная)

Базохром (10 -ный, 1,5Х от массы желатина) 6,000

78,110

О, 150

1, 520

11,320

2,000

0,900

Таблица 7

Содержание компонентов, кг

Компоненты

Сульфат бария(53, 10Х от массы желатина (сухого) плюс вещество, способствующее диспергированию)

Вода

Натронный щелок (10X-ный)

Стеарат натрия (25X-ный)

Нитрат кальция (Ca(NO ) 4Н О, 10Х-ный)

Азотная кислота (1Х-ная)

Базохром (10 .-ный, 2Х от массы желатина) 63,000

11,500

0,200

10,340

9,960

3,000

2,000

1513062

Таблица

Содержание компонентов, кг

Компоненты

Поливиниловый спирт, омыпенный (сухой) Вода

Натронный щелок (10%-ный)

Натриевое жидкое стекло (25% S102)

Соляная кислота (i0X-ная)

Глиоксаль Р (BASF) (40%-ный, 15% от массы поливинилового спирта) 15,000

68,350

0,400

7,500

6,500

2,250

Таблица 9

Компоненты

Содержание компонентов, кг

10,000

66,600

Крахмал OSP (сухой)

Вода

Натронный щелок (10X-ный)

Натриевое жидкое стекло по (25% SiO )

Соляная кислота (10%-ная)

Глиоксаль Р (BASF) (40%-ный, 15% от массы крахмала) О, 100

12,000

9,800

1, 500

Составитель О.Маслаченко

Техред A.Кравчук Корректор О,Ципле

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 6046/29

Тираж 330

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101