DE1912580A1 - Verwendung von Siloxangemischen zur Papierbeschichtung - Google Patents
Verwendung von Siloxangemischen zur PapierbeschichtungInfo
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Description
Mimchen, den ?. Mära Ί969
IX/Pat.Abt, Dr.V/g/Ve
DC Ί 507/90'+
Vorwendung von Siloscangeiaischen zur Papierbeschichtung
Für den Versand von Möbeln, Haushaltgeräten und anderen Gegenständen
mit polierten Oberflächen v/erden üblicherweise Behälter aus Tappe oder solche, die mit Kra'f tx>apier ausgekleldefc sind,
verwendet. Aufgrund der Reibung zwischen den polierten Oberflächen und dem Verpackungsmaterial werden die polierten Oberflaehen während dea Versands häufig verschrammt oder stark beschädigt»
Methylpolysiloxane sollten ihrer Natur nach "αυοgezeichne
to Papierbeschichtun^smittel sein, um dieses Abreiben au verinindorn
oder ganz zu verhindern. Aber obwohl gehärtete Methylpolysiloxanfilnie
auf Papier ausgezeichnete Treniieigenschat'ben
gegenüber den meisten organischen Materialien aufvreisen und obwohl
es bekannt ist, daß Methylpolysiloxanole sehr gute Scheuermittel
für Kunststoff oberflächen sind, 'inirde feabges teilt, daß
ein gehärteter HethylpolysiloxanfilJii, v;ie ein gehärbeber FiLu
aus Dimethylpolysiloxanelas'tomeren, dao Verschrammen und Abreiben
der Oberflächen nicht verhindert, wenn «in derartiger überzug auf der Innenseite des Papierbehälter^ vorhanden ist»
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, Uiierwarteber Weise vurde mm gefunden, daß bei Verwendung .<-, "h... ,,
der erfindungsgemäß beanspruchten Geiair.che als Ee s chi cli bungsmaterial
für Papier oder Pappe ein ausgezeichneter 'Schutz der
polierten Oberflächen der Geräte in. den Behältern.erreicht wird.
Erfindungsgemäß vrird die Verwendung von Gemischen aus härtbaren :
Dinethylpolysiloxaiicn. einer Viskosität von mindestens 100 cSt/25°C
und 15 his 60 %t bezogen auf das Gesamtgewicht vonSiloiran und
Säure,.einer Fettsäure, die 10 bis-25 C-Atome und durchschnitt- lieh
nicht mehr als eine C^C-Doppelbindung Je Molekül enthält»
zur Papierbeschichtung beansprucht,
Papiere, einschließlich Pappe, die mit einem gehärteben I'ilm
der erfindurgfcjgenilii beanspruchten Gemische beschichtet v/orden . ■
sind, liegen innorhalb des Schutzbereiches.
Die in dem erfindun^rigsmäß beanspruchten Gemisch verwendbaren
Siloxane, können -beliebige'Dimethylpolysiloxane mit einer Yiakonität
von 100 eil t/25 0C bis au hochviskosen, nicht mohr fließfähigen
Massen sein.. Bekannblich können derartige Polysiloxane verschiedene Einheiben, wie !Iononethylsiloxan- und Trimethylsiloxanein-»-
hei ten enthalten und außerdem geringe Mengen anderer mischpoly-»
meriaierter Einheiten, wie HienylmethylailoxaiL-, Metliylvinylsiloxan~
und Diphenylsiloxaueiiüieiten·
Die Siloxane können auf beliebige bekannte Weise gehärtet vrerdea,
beispielsvreise durch Hit ve rwendung von freie .Radikale bildenden ·
Substanzen, -wie Benzüylparoxid oder anderen organischen,,Ρνθ,εοχϊden-
oder durch Einwirkung von ionisierender Korpuskular- oder, elektromagnebischer
»Strahlung, wie Elektronen- oder ^strahlen, Es ist
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vorteilhaft, die Siloxane V>ei Temperaturen zn härten, die
keine schädliche Wirkung auf das Papier oder Pappensubstrat
ausüben.
Weitere bekannte Härtungosysteme umfassen die Verwendung von
linearen Polysiloxanen, die endstänäige funktionelle Gruppen,
wie Hydro:iyl- oder Vinylgruppen enthalten oder- hydrolisierbare Gruppen, die bei Zutritt von Feuchtigkeit Hydroxylgruppen bilden,
in Verbindung mit Vernetzungsmittel!!, wie Siloxanen mit SiH-Gruppen,
Kieselsäurealkylester und Polykieselsäurealkylesterj
Alkoxysilane, Acyloxysilane, wie Methyltriacetoxysilane und
Silane der Formel
ESi(OH=CR2)y
worin R ein Kohlcnwasserstoffrest ist, wie in der Formel
worin R ein Kohlcnwasserstoffrest ist, wie in der Formel
Es können auch andere hydrolisierbare Silane als Vernetzer verwendet werden. Der Ausdruck "hydrolisierbar" bedeutet,
daß die an das Si-Atom gebundene Gruppe gegen Feuchtigkeit bei Raumtemperatur reaktiv ist und ebenso gegen die funktioneilen
Gruppen an den endständigen Si-Atomen der Polymeren, wie die Hydroxylgruppen.
Bekanntlich ist es häufig vorteilhaft, Kondensationskatalysatoren zusammen mit den Siloxangemischen zu verwenden, z.B. Metallsalze
von Carbonsäuren, wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat
und Eisenoctoat. Es können oedoch auch andere bekannte Kondensations-
oder Additionskatalysatoren mitverwendet werden.
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Als Säuren in den erfindungsgemäß "beanspruchten Gemischen
können beliebige der gesättigten oder einfach ungesättigten
Fettsäuren eingesetzt v/erden, die eine lineare oder verzweigte Struktur besitzen. Beispiele hierfür sind Caprin-, Laurin-,
Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin-, Behen-, Ligocerin-,
Laurolein-, Hyristiolein-, Palmitolein-, Olein-, Gadolein-,
Eruca- und Eicinoleinsäure.
Unter der Ausdrucksweise "die durchschnittlich nicht mehr als
eine C*C-Doppelbindung j'e Molekül enthalten" ist zu verstehen,
daß sogenannte lufttrocknende Säuren susgeschlossen werden,
da diese bei Zutritt von Sauerstoff zu harten Filmen härten·
Me Fettsäuren können bei Raumtemperatur flüssig oder fest sein; für die Herstellung von Emulsionen ist es Jedoch vorteilhaft,
flüssige Säuren zu verwenden, da diese leichter emulgiert werden können und in emulgierter Form stabiler sind.
Bei der erfindungs gemäß en Verwendung ist es Jedoch nicht unbedingt erforderlich eine Emulsion zum Aufbringen auf das Papiersubstrat
einzusetzen. In gleicher Weise können auch Dispersionen aus den Siloxanen und der Fettsäure in gemeinsamen Lösungsmitteln
verwendet werden.
Nachdem das Gemisch auf das Substrat aufgetragen worden ist, wird os "bei mäßiger Temperatur gehärtet. Diese kann von Raumtemperatur
bis zu solchen Temperaturen reichen, die keine störende Wirkung auf die Stabilität des Substrats ausüben.
Mit dem erfindungs gemäßen Gemisch können beliebige Papiersorten, die für die Verpackung geeignet sind, wie dickes Einwickelpapier
und Pappe beschichtet werden. Das beschichtete Papier kann entweder für die Innenseite des Behälters verwendet werden oder als Zwischenlagen
zwischen den polierten Oberflächen.
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Ein Gemisch aus 100 g einer Emulsion aus 34 Gew.% eines in
den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 2500 cSt/25°C,
2 Gew.% Polykieselsäureäthylester,
4 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen
aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25°C,
5 Gew.% Perch!oräthylen,
5 Gew.% Toluol,
5 Gew.% Toluol,
1,9 Gew.% Polyvinylalkohol und
48,1 % Wasser,
1 g Triäthanolamin,
20 g Isostearinsäure und
0,25 g Essigsäure
48,1 % Wasser,
1 g Triäthanolamin,
20 g Isostearinsäure und
0,25 g Essigsäure
wurden in einer Kolloidmühle vermählen und anschließend wurden
unter fortwährendem Mahlen 20 g Wassr zugegeben. 20 g der so erhaltenen Emulsion wurden mit 0,2 g Dibutylzinndilaurat vermischt
und zur Beschichtung von 15%0 kg (33 1*0 schwerem Einwickelpapier
verwendet. Das beschichtete Papier wurde 2 Minuten bei 1500O gehärtet.
Der Abriebwiderstand der Beschichtung wurde wie folgt geprüft:
Die Proben wurden unter ein Gewicht von 1,8 kg gelegt und dann wurden die beschwerten Proben mit 500 Anschlägen gegen eine PoIymethylmethacrylatplatte
gerieben. Nach Beendigung dieser Zeit war kein Verschrammen oder Verkratzen der Polymethylmethacrylatoberflache
sichtbar» was die ausgezeichnete Verschrammungswiderstandsfestigkeit
beweist. Daraus folgt, daß das "beschichtete Papier sehr gut als Verpackungsmaterial für Möbel oder andere Gegenstände
mit polierten Oberflächen geeignet ist.
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Praktisch die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn anstelle der Isostearinßäure ölsäure in dem Gemisch verwendet
wurde.
Aus folgenden Bestandteilen wurde eine Polysiloxanemulsion
hergestellt:
24,07 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen
aufweisenden flüssigen Dimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 2500 cSt/25°C,
1,42 Gew.% Polykieselsäureäthylester, 2,85 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden flüssigen Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25°0,
3,54 Gew.% Perchloräthylen,
3,54 Gew.% Toluol,
1,42 Gew.% Polykieselsäureäthylester, 2,85 Gew.% eines in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden flüssigen Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 35 cSt/25°0,
3,54 Gew.% Perchloräthylen,
3,54 Gew.% Toluol,
1,33 Gew.# Polyvinylalkohol als Emulgiermittel, 47,90 % Wasser,
0,71 Gew.% Triäthanolamin,
14,16 Gew.% Isostearinsäure und
0,5 Gev,% Eisessig.
0,71 Gew.% Triäthanolamin,
14,16 Gew.% Isostearinsäure und
0,5 Gev,% Eisessig.
Diese Emulsion wurde in einer Kolloidmühle bereitet und mit Dibutylzinndilaurat in Mengen von 0,4 Gew.Teilen auf jeweils
20 Gew.Teile der Emulsion katalysiert.
Die oben beschriebene Grundzusammensetzung wurde durch Variieren des Verhältnisses von flüssigem Dimethylpolysiloxan zu Isostearinsäure
abgeändert, wie aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich; Die übrigen Bestandteile wurden konstant gehalten. Jede Emulsion
-7-
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wurde zur Beschichtung von 40,8 kg (90 Ib) Kraftpapier verwendet
. Di
gehärtet.
gehärtet.
wendet. Das beschichtete Papier wurde 60 Sekunden bei 163°0
Vor dem Auftragen auf daß Papier wurde jede Emulsion mit
Wasser weiter verdünnt, so daß sie 60 % Wasser und 40 Gew.%
der übrigen Bestandteile enthielt.
Anschließend wurde das beschichtete Papier wie folgt geprüftί
Lie beschichteten Substrate wurden in Rechtecke mit den Kantenlängen
7 »4 χ 15»2 cm zerschnitten und auf der Unterseite eines
beweglichen Gewichts von 0,78 kg befestigt. Dann wurden die befestigten Substrate auf eine Polymethylmethacrylatplatte mit den
Abmessungen 8,9 cm χ 47 cm gelegt, die mit einem handelsüblichen
geradlinigen Wasch- und Abriebgerät verbunden war. Das beschichtete Papier wurde dann 150 χ über die Längsseite der Plattenoberfläche
gezogen. Von jeder Zusammensetzung wurden jeweils drei Proben geprüft. Anschließend wurde die Polymethylmethacrylatplatte von
dem Gerät entfernt, gewaschen und visuell hinsichtlich Verschrammung und Verkratzung geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle zusammengestellt. Die Beurteilung der Platten erfolgte nach einer willkürlichen Skala von 0 bis 20 und richtete sich
nach dem Aussehen der Platten. Je höher der Skalenwert, umso besser das Aussehen der Platten. Die Zahlenwerte sind der Durchschnitt
von jeweils drei Prüfungen.
% Isostearin % Dimethyl- Beurteilung saure polysiloxan 6
0 100 7
33 67 16
60 40 9
100 0 6
909850/ 1 269
Aus der [Tabelle ist ersichtlich, daß die Emulsionen ohne Siloxan- und ohne Säurezusatz praktisch die selbe Beurteilung
(Skalenwerte von 6 und 7) ergeben. Die Emulsion mit 33 % Säure und 67 % Siloxanzusatz erzielte die beste Beurteilung
(Skalenwert 16). Der Wirkungsbereich der Säure, bezogen auf das Gesamtgewicht von Säure und Siloxan erstreckt
sich von 15 his 60 %.
Eine ausgezeichnete Verschrammungsfestigkeit wurde erzielt,
wenn die Stearinsäure in dem Gemisch aus Beispiel 1 substiuiert wurde. Bei Einsatz fester Säuren ist es zur Erzielung bester.
Ergebnisse häufig vorteilhaft, eine Lösung von Siloxan und Säure in einem organischen Lösungsmittel einzusetzen, die mit
einem entsprechenden Katalysator katalysiert wird, da Emulsionen aus festen Säuren nicht immer genügend lagerbeständig sind.
Ein verbesserter Verschrammungswiderstand wurde erzielt, wenn Lösungen aus 33 Gew.% folgender Säuren:
Caprin-, Myrisin-, Lignocerin- oder Gadoleinsäure und 67 Gew.%
eines hochviskosen nicht mehr fließfähigen, in den endständigen Einheiten Hydroxylgruppen aufweisenden Dirnethylpolysiloxans auf
Pappe aufgetragen und zusammen mit 3 % Methylhydrogensiloxan,
bezogen auf das Gewicht des hochviskosen Siloxane, unter Verwendung von Dibutylzinndilaurat als Katalysator gehärtet wurden.
909850/1269
Claims (2)
- PatentansprücheVerwendung von Gemischen aus härtbaren Dimethylpolysiloxanen einer Viskosität von mindestens 100 cSt/25°C und 15 "bis 60 %, bezogen auf das Gesamtgewicht von Siloxan und Säure, einer Fettsäure, die 10 bis 25 C-Atome und durchschnittlich nicht mehr als eine C=C-Doppelbindung je Molekül enthält, zur Papierbeschichtung.
- 2. Verwendung von Gemischen nach Anspruch 1, die als Fettsäure Isostearinsäure enthalten.909850/1269
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