JP2007514041A - Optical brightener and method for producing the same - Google Patents
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- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/32—Bleaching agents
-
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
本発明は、通常、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを含む水性コーティング組成物を製造する改良法に関し、前記改良点は、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを前記スラリーに添加した後で、約160゜F(約71.1℃)を超える温度で少なくとも約5分加熱して前記ポリビニルアルコール樹脂を溶解させることに関する。本発明によって、白色度と色とを妥協することなく低水分量で製造することが可能である。特に乾燥樹脂及び/または乾燥増白剤とを添加して高い固体含有量の混合物を提供するのが好ましい。本発明のもう一つの側面は、増白剤とPVOH樹脂との乾燥、粒状ブレンド物である。蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法であって、(a)水と蛍光増白剤活性成分とを含む水性増白剤組成物を準備する、ここで前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約10%〜約25%の量で前記水性増白剤組成物中に存在する;(b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び(c)前記水性濃縮物を通常、約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)の温度で約10分〜約120分間加熱して固体を溶解させて加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階を含む前記方法を開示する。The present invention generally relates to an improved method for producing an aqueous coating composition comprising a fluorescent brightener and a polyvinyl alcohol resin, the improvement being after the fluorescent brightener and polyvinyl alcohol resin are added to the slurry. Heating at a temperature in excess of about 160 ° F. (about 71.1 ° C.) for at least about 5 minutes to dissolve the polyvinyl alcohol resin. According to the present invention, it is possible to produce with a low moisture content without compromising whiteness and color. It is particularly preferred to add a dry resin and / or a dry brightener to provide a mixture with a high solids content. Another aspect of the present invention is a dry, granular blend of brightener and PVOH resin. A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate, comprising: (a) preparing an aqueous brightener composition comprising water and an optical brightener active ingredient, wherein the optical brightener active ingredient is Present in the aqueous brightener composition, usually in an amount of about 10% to about 25%; (b) 0.25-10 parts of the aqueous brightener composition in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part. Mixing the polyvinyl alcohol resin and the aqueous optical brightener composition to provide an initial aqueous concentrate of the polyvinyl alcohol resin and optical brightener; and (c) the aqueous concentrate is typically about 175 ° F. Heating at a temperature of about 79.4 ° C. to about 210 ° F. for about 10 minutes to about 120 minutes to dissolve the solids to provide a heated optical brightener / polyvinyl alcohol concentrate. Disclosed is a method comprising the above.
Description
本発明は、より簡単な乾燥と早い製造速度のための高固体含有量のポリビニルアルコール(PVOH)と蛍光増白剤との混合物を製造するための新規方法及びその製品に関する。本組成物で製造したコーティングは、高品質コーティング紙に特に適している。 The present invention relates to a novel process for producing a mixture of high solids content polyvinyl alcohol (PVOH) and optical brightener for easier drying and faster production rates, and its products. Coatings made with the present composition are particularly suitable for high quality coated paper.
紙のコーティング組成物、またはコーティング色(coating color)は、出来上がった紙の特定のグレードに所望の耐湿性、物理的特性及び外観を付与するために製紙業界で使用される。一般に、このコーティング組成物は、クレー、炭酸カルシウムまたは二酸化チタンのような主に鉱物顔料と、天然蛋白質、スターチまたは合成ポリマーエマルションの顔料バインダーとから主になる水性分散液である。スチレン−ブタジエン類及びポリ酢酸ビニルは、そのような合成エマルションバインダーの例である。コーティング組成物は、増粘剤、湿潤剤及び滑剤などの添加剤も含むことができる。 Paper coating compositions, or coating colors, are used in the paper industry to impart the desired moisture resistance, physical properties and appearance to specific grades of finished paper. In general, the coating composition is an aqueous dispersion composed mainly of mineral pigments such as clay, calcium carbonate or titanium dioxide and pigment binders of natural proteins, starches or synthetic polymer emulsions. Styrene-butadienes and polyvinyl acetate are examples of such synthetic emulsion binders. The coating composition can also include additives such as thickeners, wetting agents and lubricants.
コーティング組成物は、通常、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター及びロールコーターなどの高速コーティング機によって材料の連続ウェブに適用される。生産性を高めるために早いコーターを使用し、乾燥コストを下げ且つバインダー分散性を改善するために高固体含量のコーティング組成物を使用すると、好都合である。 The coating composition is usually applied to a continuous web of material by a high speed coating machine such as a blade coater, air knife coater, rod coater and roll coater. It is advantageous to use a fast coater to increase productivity and to use a high solids content coating composition to reduce drying costs and improve binder dispersibility.
紙の白色度の高いコーティンググレード(high brightness coated grade)は、通常蛍光増白剤(optical brightener:OB)を含む。蛍光増白剤は、通常、紫外線を吸収し、即座に可視青−白範囲に再度入ることによって機能する。蛍光増白剤の例としては、UVITEX(登録商標)及びTINOPAL(登録商標)(Ciba Specialty Chemicals)、BLANKOPHOR(登録商標)(Bayer)並びにHOSTALUX(登録商標)及びLEUCOPHOR(登録商標)(Clariant)が挙げられる。殆どのOB(蛍光増白剤)は、以下の構造A、B及びC: A high brightness coated grade of paper usually contains an optical brightener (OB). Optical brighteners usually function by absorbing ultraviolet light and immediately reentering the visible blue-white range. Examples of optical brighteners include UVITEX® and TINOPAL® (Ciba Specialty Chemicals), BLANKOPHOR® (Bayer) and HOSTALUX® and LEUCOPHOR® (Clariant). Can be mentioned. Most OBs (fluorescent brighteners) have the following structures A, B and C:
{式中、MはH、アルカリ金属、アンモニウムまたはマグネシウムであってもよく、R1は水素、C1-C5アルキル、C1-C5アルコキシまたはハロゲンを表す}に示されるようにスチルベン種の化合物に属する活性成分を有する。 {Wherein M may be H, alkali metal, ammonium or magnesium, R 1 represents hydrogen, C 1 -C 5 alkyl, C 1 -C 5 alkoxy or halogen} as shown in stilbene species The active ingredient belonging to the compound of
そのような化合物は、以下の構造B: Such compounds have the following structure B:
のものも含む。
米国特許第5,057,570号(Air Products and Chemicals,1991年10月15日)は、部分的に加水分解された、低分子量ポリビニルアルコールを使用して紙コーティング組成物を製造するためのプロセスについて記載する。このポリマーを使用する好都合な点は、外部加熱が必要でないことと、水性顔料分散液に乾燥固体として添加できるという点である。これは、通常、室温で、速度1500rpmで5分間、高剪断撹拌下で達成することができる。
Also included.
US Pat. No. 5,057,570 (Air Products and Chemicals, Oct. 15, 1991) describes a process for producing paper coating compositions using partially hydrolyzed, low molecular weight polyvinyl alcohol. The advantage of using this polymer is that no external heating is required and that it can be added to the aqueous pigment dispersion as a dry solid. This can usually be achieved at room temperature at a speed of 1500 rpm for 5 minutes under high shear stirring.
米国特許第5,830,241号(Ciba Specialty Chemicals,1998年11月3日)は、蛍光性白色化剤(fluorescent whitening agent)、低MWポリエチレングリコール、水及び補助的な化合物の液体調製物について記載する。このポリエチレングリコールは液状であり、高温(50℃)で貯蔵するときに薬剤の液体調製物を安定化させるために非揮発性溶媒として機能する。この低MWのポリエチレングリコールは粘度が低く、そのため吸引圧送可能な液体である。蛍光性白色化剤の一般構造は、以下の通りである: US Pat. No. 5,830,241 (Ciba Specialty Chemicals, November 3, 1998) describes liquid preparations of fluorescent whitening agents, low MW polyethylene glycol, water and auxiliary compounds. This polyethylene glycol is liquid and functions as a non-volatile solvent to stabilize the liquid formulation of the drug when stored at high temperatures (50 ° C.). This low MW polyethylene glycol has a low viscosity and is therefore a liquid that can be pumped by suction. The general structure of the fluorescent whitening agent is as follows:
{式中、MはH、アルカリ金属、アンモニウムまたはマグネシウムであり、ポリビニルアルコール(PVOH)は好ましいキャリヤである}。
米国特許第6,521,701号(Coatex S.A.S.,2003年2月18日)は、完全に酸性形のカルボン酸のコポリマーまたはホモポリマーと組み合わせてポリビニルアルコールを含む安定な水性液体ポリマー組成物について記載する。このポリマーの組み合わせは水分保持機能を最適化し、これにより蛍光増白剤を活性化させ、コーティング色の粘度を調整することが知見されている。これは全て水分保持機能を劣化させることなく達成される。
{Wherein M is H, alkali metal, ammonium or magnesium and polyvinyl alcohol (PVOH) is the preferred carrier}.
US Pat. No. 6,521,701 (Coatex SAS, 18 February 2003) describes a stable aqueous liquid polymer composition comprising polyvinyl alcohol in combination with a copolymer or homopolymer of a fully acidic form of a carboxylic acid. This combination of polymers has been found to optimize the moisture retention function, thereby activating the optical brightener and adjusting the viscosity of the coating color. This is all achieved without degrading the moisture retention function.
米国特許第6,620,294号(Ciba Specialty Chemicals,2003年9月16日)は、ポリビニルアルコールを含む蛍光性白色化剤の安定な水溶液について記載する。この溶液は、任意に任意選択の添加剤を添加して、蛍光性白色化剤の湿気のあるプレスフィルターケーキまたは乾燥粉末と、変性または非変性ポリビニルアルコールの水溶液とを混合し、加熱し、均一分散液が得られるまで混合することによって製造できる。 US Pat. No. 6,620,294 (Ciba Specialty Chemicals, September 16, 2003) describes a stable aqueous solution of a fluorescent whitening agent comprising polyvinyl alcohol. This solution is optionally mixed with optional additives to mix a wet press filter cake or dry powder of fluorescent whitening agent with an aqueous solution of denatured or non-denatured polyvinyl alcohol, heated and homogeneous It can be produced by mixing until a dispersion is obtained.
OB単独でも十分に機能するが、PVOHを配合するとその性能を高める。場合によっては、製紙業者らは乾燥形で販売されている標準的なPVOHグレードを使用し、次いでこれを慣用のバッチ容器中で加熱することによって使用するように製造されている。この方法の欠点は、PVOH加熱で使用する水がかなりコーティング配合物を希釈し、これが製造速度に負の影響を与え得るという点である。さらに、PVOHを加熱するためにミルにコストがかかり、多くの場合、不適当な装置またはあまり訓練されていないオペレーターによる問題でコストがさらに増大する。通常、PVOHは種々の形態で製紙業者に提供される。すなわち、(1)乾燥樹脂、これは消費者によって20%〜30%の固体含量で水中で加熱され、この好都合な点は、PVOHの安価なグレードを使用し得るということであり、欠点は上記の通りである;(2)15%〜25%の固体含量で予備加熱され、消費者に納品されるPVOH、これは殆ど水の輸送コストを含むので、製紙業者にとってはコストがかさむ;及び(3)乾燥され、細かい粒径の部分的に加水分解されたグレード、これは乾燥したまま着色配合物(pigmented formulation)に添加される。これらの後者の製品は比較的高価な粉末材料(ground material)であるが、加熱が選択肢でない場合には好都合である。米国特許第5,057,570号を参照されたい。また、蛍光性白色化剤の湿気のあるプレスケーキまたは乾燥粉末と、PVOHの水溶液とをよく混合し、加熱することによって製造した、PVOHと蛍光増白剤との溶液について記載されている、米国特許第6,620,294号も参照されたい。 OB alone works well, but adding PVOH improves its performance. In some cases, papermakers use standard PVOH grades sold in dry form, which are then made for use by heating in conventional batch containers. The disadvantage of this method is that the water used in PVOH heating can significantly dilute the coating formulation, which can negatively impact production rates. In addition, the mill is expensive to heat PVOH, and in many cases the cost is further increased by problems with improper equipment or less trained operators. PVOH is usually provided to papermakers in various forms. (1) Dry resin, which is heated in water at a solids content of 20% to 30% by the consumer, the advantage of this is that an inexpensive grade of PVOH can be used, the disadvantages are (2) PVOH preheated at a solids content of 15% to 25% and delivered to the consumer, which includes mostly water transportation costs and is costly for papermakers; and ( 3) Dried, finely grained, partially hydrolyzed grade, which is added dry to the pigmented formulation. These latter products are relatively expensive ground materials, but are advantageous when heating is not an option. See U.S. Pat. No. 5,057,570. Also described is a solution of PVOH and fluorescent whitening agent produced by thoroughly mixing and heating a wet presscake or dry powder of fluorescent whitening agent and an aqueous solution of PVOH. See also Patent No. 6,620,294.
本発明に従って、蛍光増白剤と比較的安価なグレードのPVOHを両方とも水に直接加えてスラリーを形成し、次いでこの混合物を加熱して材料を安定化させ、水性増白剤組成物を製造し;以前は実現不可能であった製品及び製造オプションを提供することが知見された。PVOH樹脂と粉末蛍光増白剤とのドライブレンドを使用することまたは、乾燥形の各成分を使用することが可能である。 In accordance with the present invention, both an optical brightener and a relatively inexpensive grade of PVOH are added directly to water to form a slurry, which is then heated to stabilize the material and produce an aqueous brightener composition. It has been found to provide products and manufacturing options that were not previously feasible. It is possible to use a dry blend of PVOH resin and powdered optical brightener, or use the dry form of each component.
本発明に従って、蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法であって、(a)水と蛍光増白剤活性成分とを本質的に含む水性増白剤組成物を準備する、ここで前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約10%〜約25%の量で前記水性増白剤組成物中に存在する;(b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び(c)前記水性濃縮物を通常、約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)の温度で約10分〜約120分間加熱して実質的に全てのPVOH樹脂を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂及び蛍光増白剤活性成分から本質的になる加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階による前記方法を提供する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、水性増白剤組成物0.5〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量で混合する。 In accordance with the present invention, a method of making an optical brightener / PVOH aqueous concentrate comprising: (a) providing an aqueous brightener composition essentially comprising water and an optical brightener active ingredient, wherein said aqueous brightener composition comprises The optical brightener active ingredient is usually present in the aqueous brightener composition in an amount of about 10% to about 25%; (b) dry polyvinyl alcohol per 0.25-10 wet parts of the aqueous brightener composition Mixing a polyvinyl alcohol resin and the aqueous optical brightener composition in an amount of about 1 part resin to provide an initial aqueous concentrate of the polyvinyl alcohol resin and the optical brightener; and (c) the aqueous concentrate. Is heated at a temperature of about 175 ° F. (about 79.4 ° C.) to about 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for about 10 minutes to about 120 minutes to dissolve substantially all of the PVOH resin, water, polyvinyl Providing a heated fluorescent brightener / polyvinyl alcohol concentrate consisting essentially of an alcohol resin and an optical brightener active ingredient That provides the method according to the sequential steps. Usually, the polyvinyl alcohol resin is mixed in an amount of about 1 part dry polyvinyl alcohol resin per 0.5 to 10 wet parts of the aqueous brightener composition.
前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約12%〜約20%の量で水性増白剤組成物中に存在し、前記蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物は、通常、前記濃縮物の水、ポリビニルアルコール及び蛍光増白剤活性成分含量をベースとして約20%〜約75%の固体含有量である。さらに、前記ポリビニルアルコールは、水、蛍光増白剤活性成分及びポリビニルアルコール樹脂の混合重量をベースとして約15%〜約55%のPVOHの量で水性蛍光増白剤組成物と混合し、前記濃縮物の固体含有量は約30%〜約60%である。同様に、前記水性濃縮物は、通常185゜F(約85℃)〜205゜F(約96.1℃)の温度で約20分〜約60分間加熱して、固体を溶解させる。好適なポリビニルアルコール樹脂は約2または3cps〜約30または40cpsの粘度を有する。最も好ましくは、場合によりポリビニルアルコール樹脂は、場合により約2若しくは3cps〜約5、7若しくは8cpsまたは約3cps〜約4cpsの粘度を有する。 The optical brightener active ingredient is typically present in the aqueous brightener composition in an amount of about 12% to about 20%, and the optical brightener / PVOH aqueous concentrate is usually present in the concentrate. Solid content of about 20% to about 75% based on water, polyvinyl alcohol and optical brightener active ingredient content. Further, the polyvinyl alcohol is mixed with the aqueous optical brightener composition in an amount of about 15% to about 55% PVOH based on the mixing weight of water, the optical brightener active ingredient and the polyvinyl alcohol resin, and concentrated. The solids content of the product is about 30% to about 60%. Similarly, the aqueous concentrate is usually heated at a temperature of 185 ° F. (about 85 ° C.) to 205 ° F. (about 96.1 ° C.) for about 20 minutes to about 60 minutes to dissolve the solids. Suitable polyvinyl alcohol resins have a viscosity of about 2 or 3 cps to about 30 or 40 cps. Most preferably, optionally the polyvinyl alcohol resin optionally has a viscosity of from about 2 or 3 cps to about 5, 7 or 8 cps or from about 3 cps to about 4 cps.
ポリビニルアルコール樹脂は通常、モルパーセントベースで約85または80〜約99.5パーセント加水分解されており、通常、このポリビニルアルコール樹脂は、モルパーセントベースで約85パーセント〜約90パーセント加水分解されており、約50〜約2500または2000の重合度を有する。重合度は約50〜約1700であるのがより好ましいが、重合度約50〜約300も同様である。 The polyvinyl alcohol resin is typically about 85 or 80 to about 99.5 percent hydrolyzed on a mole percent basis, and typically the polyvinyl alcohol resin is about 85 percent to about 90 percent hydrolyzed on a mole percent basis, Has a degree of polymerization of 50 to about 2500 or 2000. More preferably, the degree of polymerization is from about 50 to about 1700, but the degree of polymerization is from about 50 to about 300.
最も好ましくは、このポリビニルアルコール樹脂は実質的に乾燥形で水性ポリビニルアルコール増白剤組成物に添加する。水性濃縮物の希釈段階も、求める処理加工特性に依存して都合がよいことがある。従って、この濃縮物は、所望によりサイズ・プレスの時に紙支持体に直接適用することができる。 Most preferably, the polyvinyl alcohol resin is added to the aqueous polyvinyl alcohol brightener composition in substantially dry form. The dilution stage of the aqueous concentrate may also be convenient depending on the processing characteristics desired. Thus, the concentrate can be applied directly to the paper support during size pressing if desired.
本方法はさらに、水性濃縮物にポリエチレングリコールを添加する段階を含み、ここで前記ポリエチレングリコールは前記水性増白剤組成物に、または初期若しくは加熱水性濃縮物にポリビニルアルコール樹脂乾燥部当たり約0.5〜約2重量部の量で添加する。 The method further includes adding polyethylene glycol to the aqueous concentrate, wherein the polyethylene glycol is added to the aqueous brightener composition, or to an initial or heated aqueous concentrate from about 0.5 to Add in an amount of about 2 parts by weight.
カラーコート組成物を製造する好ましい方法としては、以下の逐次段階を含む:
(a)水と蛍光増白剤活性成分とを含む水性増白剤組成物を準備する、ここで前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約10%〜約25%の量で前記水性増白剤組成物中に存在する;
(b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;
(c)前記水性濃縮物を、約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)の温度で約10分〜約120分間加熱して固体を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂及び蛍光増白剤化合物から本質的になる加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する;及び
(d)前記加熱濃縮物と、着色顔料とバインダーとを含む水性分散液とを混合してカラーコート組成物を製造する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、水性増白剤組成物0.5〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量で混合する。
A preferred method of producing a color coat composition includes the following sequential steps:
(A) preparing an aqueous brightener composition comprising water and an optical brightener active ingredient, wherein the optical brightener active ingredient is usually in the amount of about 10% to about 25% of the aqueous brightener composition. Present in the whitener composition;
(B) Aqueous whitening agent composition 0.25-10 parts of polyvinyl alcohol resin and the aqueous fluorescent whitening agent composition are mixed in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part to obtain a polyvinyl alcohol resin and a fluorescent whitening agent. Providing an initial aqueous concentrate with;
(C) heating the aqueous concentrate at a temperature of about 175 ° F. (about 79.4 ° C.) to about 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for about 10 minutes to about 120 minutes to dissolve the solids, Providing a heated optical brightener / polyvinyl alcohol concentrate consisting essentially of an alcohol resin and an optical brightener compound; and (d) mixing the heated concentrate with an aqueous dispersion comprising a color pigment and a binder. Thus, a color coat composition is produced. Usually, the polyvinyl alcohol resin is mixed in an amount of about 1 part dry polyvinyl alcohol resin per 0.5 to 10 wet parts of the aqueous brightener composition.
本方法はさらに、このカラーコートを紙に適用する段階を含む。
蛍光増白剤水性濃縮物は、水、蛍光増白剤活性成分と、約3または2cps〜約5または4cpsの粘度を有するポリビニルアルコール樹脂から本質的になり、ここで前記水性濃縮物は、固体約20〜約75%であり、このポリビニルアルコール樹脂は、モルベースで約85または80〜約90パーセント加水分解されている。この濃縮物は場合により、分散剤、保護コロイド、前記コロイド用溶媒、及び/または不凍剤、金属イオン封鎖剤などの助剤を含み、これらはいずれも、本濃縮物の基本的且つ新規特性を変更しない。蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物を参照する際、助剤は少量のバインダー、可塑剤、充填材、カルボキシメチルセルロースなどの保水助剤を含む。通常、このポリビニルアルコール樹脂は3cps〜4cpsの粘度を有し、水性濃縮物は固体約25〜約65パーセントである。蛍光増白剤濃縮物はさらに、場合によりポリエチレングリコールを含み、蛍光増白剤活性成分はスチルベン化合物を含む。このスチルベン化合物は、式:
The method further includes applying the color coat to the paper.
The optical brightener aqueous concentrate consists essentially of water, the optical brightener active ingredient, and a polyvinyl alcohol resin having a viscosity of from about 3 or 2 cps to about 5 or 4 cps, wherein the aqueous concentrate is a solid About 20 to about 75% and the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed from about 85 or 80 to about 90 percent on a molar basis. This concentrate optionally contains dispersants, protective colloids, said colloidal solvents, and / or auxiliaries such as antifreeze agents, sequestering agents, all of which are basic and novel properties of the concentrate. Do not change. When referring to the optical brightener / PVOH aqueous concentrate, the aid includes a small amount of a binder, plasticizer, filler, water retention aid such as carboxymethylcellulose. Typically, the polyvinyl alcohol resin has a viscosity of 3 cps to 4 cps and the aqueous concentrate is about 25 to about 65 percent solids. The optical brightener concentrate further optionally includes polyethylene glycol and the optical brightener active ingredient includes a stilbene compound. This stilbene compound has the formula:
{式中、X及びYは独立して以下の表から選択される: {Wherein X and Y are independently selected from the following table:
}のスルホン化スチルベン化合物であってもよい。
かくして、増白剤活性成分は、種々の態様でジスルホン化、テトラスルホン化またはヘキサスルホン化されていてもよい。
} May be a sulfonated stilbene compound.
Thus, the brightener active ingredient may be disulfonated, tetrasulfonated or hexasulfonated in various ways.
本発明のさらなる側面において、蛍光増白剤水性濃縮物は、水、蛍光増白剤活性成分、ポリエチレングリコール及び約2cps〜約4cpsの粘度を有するポリビニルアルコール樹脂から本質的になり、前記水性濃縮物は固体約20〜約75%であり、前記ポリビニルアルコール樹脂はモルベースで約80〜約90パーセント加水分解されている。 In a further aspect of the invention, the optical brightener aqueous concentrate consists essentially of water, the optical brightener active ingredient, polyethylene glycol and a polyvinyl alcohol resin having a viscosity of about 2 cps to about 4 cps, said aqueous concentrate. Is about 20 to about 75% solids and the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed from about 80 to about 90 percent on a molar basis.
本発明は、さらに、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを含む水性組成物を製造する改良法に関連し、前記改良点は、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを添加した後に、PVOHを含むスラリーを約160゜F(約71.1℃)を超える温度で少なくとも約5分間加熱してポリビニルアルコール樹脂を溶解させることに関する。本発明によって、白色度と色とを妥協することなく低水分量で製造することが可能である。特に乾燥樹脂及び/または乾燥増白剤とを添加して高い固体含有量の混合物を提供するのが好ましい。本発明のもう一つの側面は、外部加熱を使用することなくPVOHと蛍光増白剤とをカラーコート組成物に提供する方法である。本発明のさらに別の側面は、増白剤とPVOHとの乾燥、粒状ブレンドであり、その詳細を以下に記載する。 The present invention further relates to an improved method for producing an aqueous composition comprising an optical brightener and a polyvinyl alcohol resin, wherein the improvement is obtained by adding PVOH after adding the optical brightener and the polyvinyl alcohol resin. The slurry is heated to a temperature above about 160 ° F. (about 71.1 ° C.) for at least about 5 minutes to dissolve the polyvinyl alcohol resin. According to the present invention, it is possible to produce with a low moisture content without compromising whiteness and color. It is particularly preferred to add a dry resin and / or a dry brightener to provide a mixture with a high solids content. Another aspect of the present invention is a method for providing PVOH and optical brightener to a color coat composition without the use of external heating. Yet another aspect of the present invention is a dry, granular blend of brightener and PVOH, the details of which are described below.
本発明を種々の図面と関連して説明する。
本発明は、説明の目的だけに関する多くの態様を参照して、以下詳細に記載する。付記請求の範囲に記載された、本発明の趣旨及び範囲内の変形は、当業者には明らかであろう。場合により、蛍光増白剤は、実質的に乾燥形でPVOHスラリーなどの水性組成物に添加し;他の態様では、ポリビニルアルコール樹脂を実質的に乾燥形で水性蛍光増白剤組成物に添加し;さらに別の態様では、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂のいずれをも、実質的に乾燥形で水に添加してスラリーを形成する。
The invention will be described in connection with various figures.
The invention will now be described in detail with reference to a number of aspects that are for illustrative purposes only. Variations within the spirit and scope of the present invention as set forth in the appended claims will be apparent to those skilled in the art. Optionally, the optical brightener is added to the aqueous composition such as PVOH slurry in substantially dry form; in other embodiments, the polyvinyl alcohol resin is added to the aqueous optical brightener composition in substantially dry form. In yet another aspect, both the optical brightener and the polyvinyl alcohol resin are added to water in a substantially dry form to form a slurry.
本プロセスの幾つかの好ましい適用では、蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを添加した後、このスラリーを少なくとも約175゜F(約79.4℃)の温度で少なくとも10分間加熱する。通常、このスラリーは、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを添加した後、約160゜F(約71.1℃)を超える温度で、少なくとも約10分間加熱し;通常、このスラリーは、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを添加した後、約160゜F(約71.1℃)を超える温度で、少なくとも約20分間加熱する。多くの場合において、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とを添加した後、このスラリーを約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)で約10分〜約120分間、加熱する。おそらく最も好ましくは、水性組成物は、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とを添加した後、約185゜F(約85℃)〜約205゜F(約96.1℃)の温度で約20分〜約60分、加熱する。 In some preferred applications of the process, the slurry is heated at a temperature of at least about 175 ° F. (about 79.4 ° C.) for at least 10 minutes after the addition of the optical brightener and the polyvinyl alcohol resin. Typically, the slurry is heated for at least about 10 minutes at a temperature above about 160 ° F. (about 71.1 ° C.) after the addition of the polyvinyl alcohol resin, the optical brightener and the polyvinyl alcohol resin; The polyvinyl alcohol resin, the optical brightener and the polyvinyl alcohol resin are added and heated at a temperature above about 160 ° F. (about 71.1 ° C.) for at least about 20 minutes. In many cases, after adding the polyvinyl alcohol resin and the optical brightener, the slurry is about 175 ° F. (about 79.4 ° C.) to about 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for about 10 minutes to about 120 minutes, Heat. Perhaps most preferably, the aqueous composition is about 20 minutes to about 185 ° F. (about 85 ° C.) to about 205 ° F. (about 96.1 ° C.) after addition of the polyvinyl alcohol resin and the optical brightener. Heat for about 60 minutes.
好適なポリビニルアルコール樹脂は、約2cps〜約40cpsの粘度を有する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、約2cps〜約8cpsの粘度を有し、さらにポリビニルアルコール樹脂は、約3cps〜約30cpsの粘度を有する。約3cps〜約8cpsのものが好ましく、約3cps〜約7cpsの粘度も好ましい。好ましくは、このポリビニルアルコール樹脂は、モルパーセントベースで約80〜約99.5パーセント加水分解されている。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、モルパーセントベースで約85パーセント〜約90パーセント加水分解されており、約50〜約200の重合度を有する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は約50〜約300の重合度を有する。 Suitable polyvinyl alcohol resins have a viscosity of about 2 cps to about 40 cps. Typically, the polyvinyl alcohol resin has a viscosity of about 2 cps to about 8 cps, and the polyvinyl alcohol resin has a viscosity of about 3 cps to about 30 cps. About 3 cps to about 8 cps are preferred, and viscosities from about 3 cps to about 7 cps are also preferred. Preferably, the polyvinyl alcohol resin is about 80 to about 99.5 percent hydrolyzed on a mole percent basis. Typically, the polyvinyl alcohol resin is about 85 percent to about 90 percent hydrolyzed on a mole percent basis and has a degree of polymerization of about 50 to about 200. Typically, the polyvinyl alcohol resin has a degree of polymerization of about 50 to about 300.
幾つかの好ましい態様では、蛍光増白剤活性成分は、スチルベン化合物を含み、これは、テトラスルホン化スチルベン化合物またはヘキサスルホン化スチルベン化合物などの、スルホン化スチルベン化合物であってもよい。好ましい一種は、蛍光増白剤活性成分が、以下の式: In some preferred embodiments, the optical brightener active ingredient comprises a stilbene compound, which may be a sulfonated stilbene compound, such as a tetrasulfonated stilbene compound or a hexasulfonated stilbene compound. One preferred type is that the optical brightener active ingredient has the formula:
{式中、X及びYは以下の部分から独立して選択される: {Wherein X and Y are independently selected from the following parts:
}のスチルベン化合物を含む。
本発明のもう一つの側面では、水性PVOHスラリーを準備する;乾燥粒状蛍光増白剤を前記水性PVOHスラリーに添加する;及びPVOHと蛍光増白剤とを含む前記スラリーを、約160゜F(約71.1℃)を超える温度で少なくとも5分間加熱してPVOH樹脂を溶解させる、逐次段階を含む蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法を提供する。
} Of the stilbene compound.
In another aspect of the invention, an aqueous PVOH slurry is provided; dry particulate optical brightener is added to the aqueous PVOH slurry; and the slurry comprising PVOH and optical brightener is about 160 ° F. ( A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate comprising sequential steps, wherein the PVOH resin is dissolved by heating at a temperature greater than about 71.1 ° C. for at least 5 minutes.
本発明の別の側面では、乾燥粉末蛍光増白剤を準備する;乾燥ポリビニルアルコール樹脂を準備する;前記ポリビニルアルコール樹脂と前記蛍光増白剤とを、蛍光増白剤0.05〜1部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でドライブレンドする;前記ドライブレンド物を水と混合して、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び前記水性濃縮物を、前記ポリビニルアルコール樹脂と前記蛍光増白剤との実質的に全てが溶解するのに十分な時間、高温で加熱して固体を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂、蛍光増白剤及び場合により少量の助剤とを含む加熱増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階を含む蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法を提供する。 In another aspect of the invention, a dry powder fluorescent whitening agent is provided; a dry polyvinyl alcohol resin is provided; the polyvinyl alcohol resin and the fluorescent whitening agent are dried polyvinyl per 0.05 to 1 part of the fluorescent whitening agent. Dry blend in an amount of about 1 part alcohol resin; mix the dry blend with water to provide an initial aqueous concentrate of polyvinyl alcohol resin and optical brightener; and the aqueous concentrate to the polyvinyl Heat at high temperature to dissolve the solid for a time sufficient to dissolve substantially all of the alcohol resin and the optical brightener to dissolve water, polyvinyl alcohol resin, optical brightener and optionally a small amount of aid. A process for producing a fluorescent brightener / PVOH aqueous concentrate comprising sequential steps is provided, which provides a heated brightener / polyvinyl alcohol concentrate comprising the agent.
さらに別の特徴は、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との乾燥、粒状ブレンドであり、ここで前記ポリビニルアルコール樹脂は85〜90モル%が加水分解され、約50〜約600の重合度を有する。このポリビニルアルコール樹脂は、好ましくは85〜95モル%が加水分解され、約185〜約235の重合度を有する。さらに好ましくは、このポリビニルアルコール樹脂は87〜89モル%が加水分解され、約2cps〜約8cpsの粘度を有する。 Yet another feature is a dry, granular blend of polyvinyl alcohol resin and optical brightener, where the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed 85-90 mol% and has a degree of polymerization of about 50 to about 600. . The polyvinyl alcohol resin is preferably 85-95 mol% hydrolyzed and has a degree of polymerization of about 185 to about 235. More preferably, the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed 87-89 mol% and has a viscosity of about 2 cps to about 8 cps.
カラーコート組成物を製造するための好ましい「非加熱:no cook」プロセスは、(a)顔料分散液を製造する;(b)ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とのドライブレンドを製造する、ここで前記ポリビニルアルコール樹脂は、約85モル%〜約90モル%が加水分解され、且つ粒子の少なくとも約99%が80メッシュのふるいを通過するような細かい粒径を有する;
c)ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との前記ブレンド物を前記顔料分散液に添加する;及び
d)前記ポリビニルアルコールと蛍光増白剤とを含む前記顔料分散液に剪断力を適用して前記分散液を混合し、且つ外部加熱を使用することなく前記蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを溶解させる、各段階を含む。
A preferred “no cook” process for producing a color coat composition comprises (a) producing a pigment dispersion; (b) producing a dry blend of a polyvinyl alcohol resin and an optical brightener, wherein The polyvinyl alcohol resin has a fine particle size such that about 85 mol% to about 90 mol% is hydrolyzed and at least about 99% of the particles pass through an 80 mesh screen;
c) adding the blend of polyvinyl alcohol resin and optical brightener to the pigment dispersion; and d) applying a shear force to the pigment dispersion containing the polyvinyl alcohol and optical brightener to Each step of mixing the dispersion and dissolving the optical brightener and polyvinyl alcohol resin without using external heating is included.
蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法であって、(a)水と蛍光増白剤活性成分とを含む水性増白剤組成物を準備する、ここで前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約10%〜約25%の量で前記水性増白剤組成物中に存在する;(b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び(c)前記水性濃縮物を通常、約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)の温度で約10分〜約120分間加熱してPVOHの実質的に全てを溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂及び蛍光増白剤活性成分から本質的になる加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階による蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物の製造法をさらに提供する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、水性増白剤組成物0.5〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量で混合する。 A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate, comprising: (a) preparing an aqueous brightener composition comprising water and an optical brightener active ingredient, wherein the optical brightener active ingredient is Present in the aqueous brightener composition, usually in an amount of about 10% to about 25%; (b) 0.25-10 parts of the aqueous brightener composition in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part. Mixing the polyvinyl alcohol resin and the aqueous optical brightener composition to provide an initial aqueous concentrate of the polyvinyl alcohol resin and optical brightener; and (c) the aqueous concentrate is typically about 175 ° F. Heat for about 10 minutes to about 120 minutes at a temperature of about 79.4 ° C. to about 210 ° F. (about 98.8 ° C.) to dissolve substantially all of the PVOH, water, polyvinyl alcohol resin and optical brightener activity Fluorescent whitening in sequential steps to provide a heated fluorescent whitening agent / polyvinyl alcohol concentrate consisting essentially of components / Further provides preparation method of the PVOH aqueous concentrate. Usually, the polyvinyl alcohol resin is mixed in an amount of about 1 part dry polyvinyl alcohol resin per 0.5 to 10 wet parts of the aqueous brightener composition.
前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約12%〜約20%の量で水性増白剤組成物中に存在し、前記蛍光増白剤/PVOH水性濃縮物は、通常、前記濃縮物の水、ポリビニルアルコール及び蛍光増白剤活性成分含量をベースとして約20%〜約75%の固体含有量である。さらに、前記ポリビニルアルコールは、通常、水、蛍光増白剤活性成分及びポリビニルアルコール樹脂の混合重量をベースとして約15%〜約55%のPVOHの量で水性蛍光増白剤組成物と混合し、前記濃縮物の固体含有量は約30%〜約60%である。同様に、前記水性濃縮物は、通常185゜F(約85℃)〜205゜F(約96.1℃)の温度で約30分〜約60分間加熱して、固体を溶解させる。好適なポリビニルアルコール樹脂は約2または3cps〜約30または40cpsの粘度を有する。最も好ましくは、場合によりポリビニルアルコール樹脂は、約2若しくは3cps〜約7若しくは8cpsまたは約3cps〜約4cpsの粘度を有する。 The optical brightener active ingredient is typically present in the aqueous brightener composition in an amount of about 12% to about 20%, and the optical brightener / PVOH aqueous concentrate is usually present in the concentrate. Solid content of about 20% to about 75% based on water, polyvinyl alcohol and optical brightener active ingredient content. Further, the polyvinyl alcohol is usually mixed with the aqueous fluorescent brightener composition in an amount of about 15% to about 55% PVOH based on the combined weight of water, optical brightener active ingredient and polyvinyl alcohol resin, The concentrate has a solid content of about 30% to about 60%. Similarly, the aqueous concentrate is typically heated at a temperature of 185 ° F. (about 85 ° C.) to 205 ° F. (about 96.1 ° C.) for about 30 minutes to about 60 minutes to dissolve the solid. Suitable polyvinyl alcohol resins have a viscosity of about 2 or 3 cps to about 30 or 40 cps. Most preferably, the polyvinyl alcohol resin optionally has a viscosity of about 2 or 3 cps to about 7 or 8 cps, or about 3 cps to about 4 cps.
ポリビニルアルコール樹脂は通常、モルパーセントベースで約80〜約99.5パーセント加水分解されており、通常、このポリビニルアルコール樹脂は、モルパーセントベースで約85パーセント〜約90パーセント加水分解されており、及び約50〜約2000の重合度を有する。重合度は約50〜約1700であるのがより好ましく、重合度約50〜約300も同様である。 The polyvinyl alcohol resin is typically about 80 to about 99.5 percent hydrolyzed on a mole percent basis, and typically the polyvinyl alcohol resin is about 85 percent to about 90 percent hydrolyzed on a mole percent basis, and about 50 Has a degree of polymerization of ˜2000. More preferably, the degree of polymerization is from about 50 to about 1700, as is the degree of polymerization from about 50 to about 300.
最も好ましくは、このポリビニルアルコール樹脂は実質的に乾燥形で水性増白剤組成物に添加する。水性濃縮物の希釈段階も、求める処理加工特性に依存して都合がよい。従って、この濃縮物は、所望によりサイズ・プレスの時に紙支持体に直接適用することができる。 Most preferably, the polyvinyl alcohol resin is added to the aqueous brightener composition in substantially dry form. The dilution stage of the aqueous concentrate is also convenient depending on the processing characteristics sought. Thus, the concentrate can be applied directly to the paper support during size pressing if desired.
本方法はさらに、水性濃縮物にポリエチレングリコールを添加する段階を含み、ここで前記ポリエチレングリコールは前記水性増白剤組成物に、または初期若しくは加熱水性濃縮物にポリビニルアルコール樹脂乾燥部当たり約0.5〜約2重量部の量で添加する。 The method further includes adding polyethylene glycol to the aqueous concentrate, wherein the polyethylene glycol is added to the aqueous brightener composition, or to an initial or heated aqueous concentrate from about 0.5 to Add in an amount of about 2 parts by weight.
カラーコート組成物を製造する好ましい一つの方法としては、以下の逐次段階を含む:
(a)水と蛍光増白剤活性成分とから本質的になる水性増白剤組成物を準備する、ここで前記蛍光増白剤活性成分は、通常、約10%〜約25%の量で前記水性増白剤組成物中に存在する;
(b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;
(c)前記水性濃縮物を、約175゜F(約79.4℃)〜約210゜F(約98.8℃)の温度で約10分〜約120分間加熱して固体を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂及び蛍光増白剤化合物から本質的になる加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する;及び
(d)前記加熱濃縮物と、着色顔料とバインダー樹脂とを含む水性分散液とを混合してカラーコート組成物を製造する。通常、このポリビニルアルコール樹脂は、水性増白剤組成物0.5〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール約1部の量で混合する。
One preferred method of producing the color coat composition includes the following sequential steps:
(A) providing an aqueous brightener composition consisting essentially of water and an optical brightener active ingredient, wherein the optical brightener active ingredient is typically in an amount of about 10% to about 25%. Present in the aqueous brightener composition;
(B) Aqueous whitening agent composition 0.25-10 parts of polyvinyl alcohol resin and the aqueous fluorescent whitening agent composition are mixed in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part to obtain a polyvinyl alcohol resin and a fluorescent whitening agent. Providing an initial aqueous concentrate with;
(C) heating the aqueous concentrate at a temperature of about 175 ° F. (about 79.4 ° C.) to about 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for about 10 minutes to about 120 minutes to dissolve the solids, Providing a heated optical brightener / polyvinyl alcohol concentrate consisting essentially of an alcohol resin and an optical brightener compound; and (d) an aqueous dispersion comprising the heated concentrate, a color pigment and a binder resin. Mix to produce a color coat composition. Usually, the polyvinyl alcohol resin is mixed in an amount of about 1 part dry polyvinyl alcohol per 0.5 to 10 wet parts of the aqueous brightener composition.
本方法はさらに、カラーコートを紙に適用する段階を含む。
蛍光増白剤水性濃縮物は、水、蛍光増白剤活性成分と、約2cps〜約4cpsの粘度を有するポリビニルアルコール樹脂から本質的になり、ここで前記水性濃縮物は、固体約20〜約75%であり、このポリビニルアルコール樹脂は、モルベースで約80〜約90パーセント加水分解されている。この濃縮物は場合により、分散剤、保護コロイド、前記コロイド用溶媒、及び/または不凍剤、金属イオン封鎖剤などの助剤を含み、これらはいずれも、本濃縮物の基本的且つ新規特性を変更しない。蛍光増白剤/PVOH水性濃縮部を参照する際、助剤は少量のバインダー、可塑剤、充填材、カルボキシメチルセルロースなどの保水助剤を含む。通常、このポリビニルアルコール樹脂は3cps〜4cpsの粘度を有し、水性濃縮物は固体約25〜約65パーセントである。蛍光増白剤濃縮物はさらに、場合によりポリエチレングリコールを含み、蛍光増白剤活性成分はスチルベン化合物を含む。このスチルベン化合物は、上記のごときスルホン化スチルベン化合物であってもよい。
The method further includes applying a color coat to the paper.
The optical brightener aqueous concentrate consists essentially of water, an optical brightener active ingredient, and a polyvinyl alcohol resin having a viscosity of about 2 cps to about 4 cps, wherein the aqueous concentrate is about 20 to about solids. 75% and the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed from about 80 to about 90 percent on a molar basis. This concentrate optionally contains dispersants, protective colloids, said colloidal solvents, and / or auxiliaries such as antifreeze agents, sequestering agents, all of which are basic and novel properties of the concentrate. Do not change. When referring to the optical brightener / PVOH aqueous concentrator, the auxiliaries include small amounts of binders, plasticizers, fillers, water retention aids such as carboxymethylcellulose. Typically, the polyvinyl alcohol resin has a viscosity of 3 cps to 4 cps and the aqueous concentrate is about 25 to about 65 percent solids. The optical brightener concentrate further optionally includes polyethylene glycol and the optical brightener active ingredient includes a stilbene compound. The stilbene compound may be a sulfonated stilbene compound as described above.
本発明のさらなる側面において、蛍光増白剤水性濃縮物は、水、蛍光増白剤活性成分、ポリエチレングリコール及び約2cps〜約4cpsの粘度を有するポリビニルアルコール樹脂から本質的になり、ここで前記水性濃縮物は固体約20〜約75%であり、前記ポリビニルアルコール樹脂はモルベースで約80〜約90パーセント加水分解されている。 In a further aspect of the invention, the optical brightener aqueous concentrate consists essentially of water, the optical brightener active ingredient, polyethylene glycol and a polyvinyl alcohol resin having a viscosity of about 2 cps to about 4 cps, wherein said aqueous The concentrate is about 20 to about 75% solids and the polyvinyl alcohol resin is about 80 to about 90 percent hydrolyzed on a molar basis.
本明細書中で使用するように、より特定またはより一般的な意味が以下に与えられるか、状況から明らかでない限り、用語はその通常の意味を有する。
%、パーセントまたはパー・セントは、モルパーセントを指定しない限り、重量パーセントである。
As used herein, terms have their ordinary meanings unless a more specific or more general meaning is given below or is clear from the context.
%, Percent or Percent is weight percent unless a mole percent is specified.
cpsは、センチポイズを意味する。
「少量」とは、水分量を除いて50重量%未満を意味する。
「PVOH」は当業界で公知の、鹸化によってポリ酢酸ビニル樹脂から通常製造されるポリビニルアルコール樹脂を意味する。PVOH樹脂は、酢酸ビニルのホモポリマー並びに酢酸ビニルと他のエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーから誘導し、所望によりカチオン性部位を含んでいてもよい。好ましくはこの樹脂は95モルパーセント以上が誘導した酢酸ビニルである。Celanease,Incより入手可能な樹脂としては、以下のものがある。
cps means centipoise.
“Small amount” means less than 50% by weight excluding moisture.
“PVOH” means a polyvinyl alcohol resin commonly produced in the art from polyvinyl acetate resin by saponification. PVOH resins are derived from homopolymers of vinyl acetate as well as copolymers of vinyl acetate and other ethylenically unsaturated monomers and may optionally contain cationic sites. Preferably the resin is vinyl acetate derived from 95 mole percent or more. The following resins are available from Celanease, Inc.
ポリビニルアルコール樹脂の粘度を特定するとき、粘度は20℃でPVOHの4%(重量/重量)水溶液の粘度である。
好適には、CIE L*、a*、b*及び白色度(brightness)は、本発明のコーティング配合物で製造したコーティング化製品をキャラクタリゼーションするのに使用する。L*、a*、b*値は、TAPPI T 524 om-02、TAPPI T 527 om-02または同様の方法などの試験法を使用して好適に試験することができる。TAPPI T 524は、45゜方向の照明と、直角(0゜)の観察幾何学を含む。TAPPI T 527は、拡散照明と、0゜の観察幾何学を含む。L*は、黒に関しては0〜完全な白色に関しては100に増加する白色度の尺度であり;a*は、正のときは赤み、負のときは緑を示し;b*は正のときは黄み、負のときは青みを示す。(GE)白色度は、TAPPI T 452 om-2に従って測定することに留意されたい。TAPPI 452は45゜照明と0゜観察幾何学を含む。他に記載しないかぎり、白色度値は紫外線(UV)照射で報告する。UVを使用せずに白色度を計算するためには、UV成分はUV白色度から差し引く。
When specifying the viscosity of the polyvinyl alcohol resin, the viscosity is that of a 4% (w / w) aqueous solution of PVOH at 20 ° C.
Preferably, CIE L *, a *, b * and brightness are used to characterize the coated product made with the coating formulation of the present invention. L *, a *, b * values can be suitably tested using test methods such as TAPPI T 524 om-02, TAPPI T 527 om-02 or similar methods. TAPPI T 524 includes 45 ° illumination and right (0 °) viewing geometry. TAPPI T 527 includes diffuse illumination and 0 ° viewing geometry. L * is a measure of whiteness that increases from 0 for black to 100 for full white; a * indicates red for positive, green for negative; b * for positive When it is yellow or negative, it shows blue. Note that (GE) whiteness is measured according to TAPPI T 452 om-2. TAPPI 452 includes 45 ° illumination and 0 ° viewing geometry. Unless otherwise noted, whiteness values are reported by ultraviolet (UV) irradiation. To calculate whiteness without using UV, the UV component is subtracted from the UV whiteness.
「スラリー」は、溶解していない固体を含む水性組成物をさす。
「カラーコート組成物」は、水性顔料分散液と場合により合成バインダー樹脂とを含む。通常、バインダー樹脂はスチレン−ブタジエンラテックスまたはポリ酢酸ビニルエマルションである。ポリビニルアルコール樹脂は、好ましくはコ-バインダーとして使用する、バインダー樹脂である。
“Slurry” refers to an aqueous composition containing undissolved solids.
The “color coat composition” includes an aqueous pigment dispersion and optionally a synthetic binder resin. Usually, the binder resin is a styrene-butadiene latex or a polyvinyl acetate emulsion. The polyvinyl alcohol resin is preferably a binder resin used as a co-binder.
本発明の濃縮物と混合する水性顔料分散液は、通常、約70〜76%の範囲の固体レベルでクレーまたは炭酸カルシウムまたはこの二種の混合物からなる。通常、顔料の少なくとも一部は、炭酸カルシウムを含み、クレー部分に関しては、カオリン種のクレー、水和シリカクレーなどの含水珪酸アルミニウムなどのペーパーコーティングで慣習的に使用される任意のクレーを使用することができる。炭酸カルシウム及びクレーに加えて、炭酸カルシウム及びクレーをベースとして、50重量%以下、好ましくは35重量%以下の種々の割合の、二酸化チタン、沈降硫酸バリウム(blanc fixe:硫酸バリウム)、リトポン、硫化亜鉛などの他の紙用顔料または、ポリスチレンなどのプラスチックを含む他のコーティング顔料が挙げられる。さらに本組成物は酸化亜鉛などの他の添加剤及び/またはピロリン酸四ナトリウムなどの分散剤または安定化剤を少量含んでもよい。 The aqueous pigment dispersion to be mixed with the concentrate of the present invention usually consists of clay or calcium carbonate or a mixture of the two at a solid level in the range of about 70-76%. Usually, at least a part of the pigment contains calcium carbonate, and for the clay part, any clay conventionally used in paper coatings such as hydrous aluminum silicates such as kaolin-type clays, hydrated silica clays, etc. should be used. Can do. In addition to calcium carbonate and clay, titanium dioxide, precipitated barium sulfate (blanc fixe), lithopone, sulfide, in various proportions up to 50% by weight, preferably up to 35% by weight, based on calcium carbonate and clay Other paper pigments such as zinc or other coating pigments including plastics such as polystyrene. In addition, the composition may contain minor amounts of other additives such as zinc oxide and / or dispersants or stabilizers such as tetrasodium pyrophosphate.
本発明の実施用の好適な低分子量、部分的または殆ど加水分解したポリビニルアルコール類は、70〜99.5モル%、好ましくは85〜90モル%、最も好ましくは87〜89モル%が加水分解されていてもよく、50〜600、好ましくは185〜255の範囲の重合度(DP)を有する。ポリビニルアルコールのDPを評価するためのもう一つの手段は、20℃における4重量%水溶液の粘度である。好適なポリビニルアルコール類は、約2〜30cps、好ましくは3〜4cpsの範囲の粘度を有する。そのようなポリビニルアルコール類は、ポリビニルアルコールの製造業界における当業者に公知の合成及び鹸化法によって製造することができる。約4cpsの粘度をもち、87〜89モル%の加水分解率の好ましいポリビニルアルコールは、Celanese社よりCELVOL(登録商標)203のもと市販されている。もう一つの好ましいポリビニルアルコールは、CELVOL(登録商標)502であり、これは約3cpsの粘度を有する。ポリビニルアルコールは、乾燥OBと共に乾燥粉末として配合する。蛍光増白剤活性成分は上記のスチルベン種であり、構造A、B及びCの一般構造を有する。好適なスチルベンは、米国特許第6,620,294号及び米国特許第5,830,241号に開示されており、その開示は本明細書中、参照として含まれる。市販の蛍光増白剤としては、UVITEX(登録商標)及びTINOPAL(登録商標)(Ciba Specialty Chemicals)、BLANKOPHOR(登録商標)(Bayer)及びHOSTALUX(登録商標)、LEUCOPHOR(登録商標)(Clariant)及びPARAWHITE(登録商標)(Paramount)が挙げられる。 Suitable low molecular weight, partially or nearly hydrolyzed polyvinyl alcohols for the practice of the present invention are 70-99.5 mol%, preferably 85-90 mol%, most preferably 87-89 mol% hydrolyzed. It may have a degree of polymerization (DP) in the range of 50 to 600, preferably 185 to 255. Another means for evaluating the DP of polyvinyl alcohol is the viscosity of a 4 wt% aqueous solution at 20 ° C. Suitable polyvinyl alcohols have a viscosity in the range of about 2-30 cps, preferably 3-4 cps. Such polyvinyl alcohols can be produced by synthesis and saponification methods known to those skilled in the art of producing polyvinyl alcohol. A preferred polyvinyl alcohol having a viscosity of about 4 cps and a hydrolysis rate of 87-89 mol% is commercially available from Celanese under CELVOL® 203. Another preferred polyvinyl alcohol is CELVOL® 502, which has a viscosity of about 3 cps. Polyvinyl alcohol is blended with dry OB as a dry powder. The optical brightener active ingredient is the stilbene species described above and has the general structure of structures A, B and C. Suitable stilbenes are disclosed in US Pat. No. 6,620,294 and US Pat. No. 5,830,241, the disclosures of which are hereby incorporated by reference. Commercially available optical brighteners include UVITEX® and TINOPAL® (Ciba Specialty Chemicals), BLANKOPHOR® (Bayer) and HOSTALUX®, LEUCOPHOR® (Clariant) and PARAWHITE (registered trademark) (Paramount).
コ-バインダーとしてポリビニルアルコールを含む高固体水性顔料分散液を使用して、クレー及び/または炭酸カルシウムを含む顔料100部と補助顔料0〜35部;分散剤若しくは安定化剤0.01〜0.5部;ポリマーバインダーエマルション(固体ベース)1〜30部;ポリビニルアルコールコ-バインダー0.1〜10部、好ましくは0.5〜2部;他のコ-バインダー0.1〜20部;デフォーマー(deformer)0〜0.2部;及び所望の固体レベルを提供するのに十分量の水、通常約45〜70重量%、好ましくは60〜70重量%、または高固体ペーパーコーティング組成物に関してはそれ以上を含む、ペーパーコーティング組成物を製造することができる。
Using a high solids aqueous pigment dispersion containing polyvinyl alcohol as a co-binder, 100 parts of pigment and clay containing 0 to 35 parts of clay and / or calcium carbonate; 0.01 to 0.5 part of dispersant or stabilizer;
製造したコーティング組成物は、トレーリング・ブレード・コーター、エア−ナイフコーター、ロールコーターなどを含む、慣用のコーティング装置のいずれかを使用して繊維質ペーパーウェブに適用することができる。 The prepared coating composition can be applied to the fibrous paper web using any conventional coating equipment, including trailing blade coaters, air-knife coaters, roll coaters, and the like.
以下に記載するように、水を添加することなく固体〜17%で購入したままでOBの存在下でPVOHを加熱することができる。
粘度以外には、得られる加熱ブレンドの外観は変化しない。
As described below, PVOH can be heated in the presence of OB as purchased at ~ 17% solids without the addition of water.
Other than viscosity, the appearance of the resulting heat blend does not change.
粘度のため、希釈が望ましいことがある。しかしながら、固体ブレンド27%では、製紙業者は、比較的高い固体溶液の恩恵を受ける。
以下に記載の全ての配合例に関しては、顔料は主に炭酸カルシウム及びクレーであるが、二酸化チタンを含んでもよい。当業者に公知であるが、カルボキシメチルセルロース、潤滑剤、染料、デフォーマーなどの他の成分を場合により含んでもよい。OB以外は、単位は乾燥部/100顔料として表す。原料に関しては、顔料は、固体約70%〜76%を変動し得る水に予め分散させた状態または乾燥形で輸送する。スチレンブタジエンラテックスは、約50%固体で輸送する。PVOHは使用前に溶液中で加熱すべき固体形、または15%〜30%固体の液体系で輸送することができる。コーティング用OBは、活性成分約17%で液体形で輸送され、テトラまたはヘキサスルホン化種が最も好ましい。
Dilution may be desirable due to viscosity. However, with a solid blend of 27%, the papermaker benefits from a relatively high solid solution.
For all formulation examples described below, the pigments are primarily calcium carbonate and clay, but may include titanium dioxide. As known to those skilled in the art, other components such as carboxymethylcellulose, lubricants, dyes, deformers may optionally be included. Except for OB, the unit is expressed as dry part / 100 pigment. With respect to the raw materials, the pigments are transported in a predispersed or dry form in water that can vary from about 70% to 76% solids. Styrene butadiene latex is transported at about 50% solids. PVOH can be transported in solid form to be heated in solution before use, or in a liquid system of 15% to 30% solids. The coating OB is transported in liquid form with about 17% active ingredient, with tetra- or hexasulfonated species being most preferred.
ブレンド及びコーティングは、1/1、2/1、3.75/1及び5/1湿潤OB(CibaのTINOPAL(登録商標)PT、テトラスルホン化形)/乾燥PVOH(VELVOL(登録商標)203)が挙げられる。
ペーパーミルでの通常操作では、配合タンクに液体としてPVOHとOBをそれぞれ添加することが必要である。しかしながら、本発明では、均一な方法でPVOH粒子を十分に分散させるために撹拌しつつ、容器内のOBスラリー100部に乾燥PVOHを添加することによって、OBの水を巧みに利用する。次いで内容物を好ましくは、蒸気で加熱した水浴によって、使用するPVOHのグレードに依存して185゜F(約85℃)〜205゜F(約96.1℃)に加熱する。ブレンドの温度は、30分間保持し、その時点でPVOHは完全に溶解し、ブレンドを冷却することができるか、または熱いまま使用することができる。希釈を実施していないので、上記の固体レベルは最大と考えられる。
Blends and coatings include 1/1, 2/1, 3.75 / 1 and 5/1 wet OB (Ciba TINOPAL® PT, tetrasulfonated form) / dry PVOH (VELVOL® 203) It is done.
In normal operation with a paper mill, it is necessary to add PVOH and OB, respectively, as liquids to the compounding tank. However, in the present invention, the water of OB is skillfully used by adding dry PVOH to 100 parts of OB slurry in the container while stirring to sufficiently disperse the PVOH particles in a uniform manner. The contents are then preferably heated by a steam heated water bath to 185 ° F. (about 85 ° C.) to 205 ° F. (about 96.1 ° C.) depending on the PVOH grade used. The temperature of the blend is held for 30 minutes, at which point the PVOH is completely dissolved and the blend can be cooled or used hot. Since no dilution is performed, the above solid level is considered maximum.
以下に示すように、種々の実施例において、本発明の方法は、慣用法によって達成し得るよりも全体で高いコーティング固体を含むペーパーコーティング組成物となる。表示のOB/PVOH比に関して現行法を使用し、70%若しくは76%固体の標準顔料分散液を使用すると、液体としてOB及びPVOH濃縮物(25%固体)を添加することによって達成し得る最大コーティング固体は、64.4%〜70.0%及び69.0%〜70.2%(30%固体PVOHを使用する)を変動する。 As shown below, in various examples, the method of the present invention results in a paper coating composition that includes an overall higher coating solid than can be achieved by conventional methods. Using the current method for the indicated OB / PVOH ratio and using a standard pigment dispersion of 70% or 76% solids, the maximum coating solids that can be achieved by adding OB and PVOH concentrate (25% solids) as liquids Varies from 64.4% to 70.0% and from 69.0% to 70.2% (using 30% solid PVOH).
対照的に、本発明の方法は、乾燥PVOHをOB溶液に添加する。乾燥PVOHを添加した後、この配合物を185゜F(約85℃)〜約205゜F(約96.1℃)の範囲の温度で30分間加熱して、完全にPVOHを溶解させる。次いでこの溶液を70%または76%固体の顔料分散液に添加して、以下に示す最終コーティング固体を達成する。 In contrast, the method of the present invention adds dry PVOH to the OB solution. After the dry PVOH is added, the blend is heated at a temperature in the range of 185 ° F. (about 85 ° C.) to about 205 ° F. (about 96.1 ° C.) for 30 minutes to completely dissolve the PVOH. This solution is then added to the 70% or 76% solids pigment dispersion to achieve the final coating solid shown below.
カラーコート配合物は、乾燥顔料100部当たり、乾燥部(dry part)及び湿潤部(湿潤 part)で表すことがある。典型的、または「標準的な」コーティング配合物は、以下の通りである:
70%固体で100部乾燥顔料=142.9湿潤部;
50%固体で14乾燥部ラテックス=28湿潤部;
17%活性成分で0.34乾燥部=2湿潤部;
25%固体で1乾燥部PVOH=4湿潤部。
The color coat formulation may be expressed as a dry part and a wet part per 100 parts of dry pigment. A typical or “standard” coating formulation is as follows:
70% solids and 100 parts dry pigment = 142.9 wet parts;
14 dry parts latex = 28 wet parts with 50% solids;
17% active ingredient and 0.34 dry parts = 2 wet parts;
25% solids, 1 dry part PVOH = 4 wet parts.
以下の表2は、慣用の配合法による顔料100部当たりの2/1湿潤部/乾燥部のOB/PVOH比の標準的な配合物に関する固体含有量を示す。 Table 2 below shows the solids content for a standard formulation of 2/1 wet part / dry part OB / PVOH ratio per 100 parts pigment by conventional blending methods.
本発明に関して、PVOH樹脂組成物由来のキャリヤ水(carrier water)は取り除かれ、同じ「乾燥」配合物(2/1湿潤OB/乾燥PVOH)は、表3に示した組成を有し、全体で固体の効果は1.1%である。 In the context of the present invention, carrier water from the PVOH resin composition is removed and the same “dry” formulation (2/1 wet OB / dry PVOH) has the composition shown in Table 3, The solid effect is 1.1%.
以下は、慣用の配合法に対して本発明で達成された固体の効果を示す、多くの追加の実施例及び比較例である。これらの実施例では、湿潤OB/乾燥PVOH比と顔料固体含有量をとを変化させて、上記の標準的な成分を使用する。 The following are a number of additional examples and comparative examples that demonstrate the solid effects achieved with the present invention over conventional compounding methods. In these examples, the standard ingredients described above are used with varying wet OB / dry PVOH ratios and pigment solids content.
1/1湿潤OB/乾燥PVOH
比較例シリーズA
カラーコートは、70%若しくは76%固体顔料分散液及び25%または30%PVOH溶液のいずれかで製造する。液体OB(通常17%固体)と液体PVOHとを混合して、顔料分散液に添加する標準的な方法を使用して、達成し得る固体を以下の表4に示す。
1/1 wet OB / dry PVOH
Comparative example series A
Color coats are made with either 70% or 76% solid pigment dispersion and 25% or 30% PVOH solution. The solids that can be achieved using standard methods of mixing liquid OB (usually 17% solids) and liquid PVOH and adding to the pigment dispersion are shown in Table 4 below.
実施例シリーズ1
上記と対照的に、本発明では、乾燥PVOHをOBの17%溶液に添加して以下の濃度を得ることによって製造した溶液を使用する。この場合、OB/PVOH溶液は以下のようにして製造する:83部の水と17部の活性成分PB+100部乾燥PVOH。乾燥固体=(100+17)/200=58.5%;上記の如く加熱した。
In contrast to the above, the present invention uses a solution prepared by adding dry PVOH to a 17% solution of OB to obtain the following concentrations: In this case, the OB / PVOH solution is prepared as follows: 83 parts water and 17 parts active ingredient PB + 100 parts dry PVOH. Dry solid = (100 + 17) /200=58.5%; heated as above.
続いて、この溶液を顔料分散液に添加して、表5に示す結果を得た。 Subsequently, this solution was added to the pigment dispersion, and the results shown in Table 5 were obtained.
上記表から解るように、現行法による実施よりもはっきりと固体の効果がある。
2/1湿潤OB/乾燥PVOH
比較例シリーズB
上記手順に従って、慣用法を使用して達成し得る最大固体を表6に示す。
As can be seen from the above table, there is a clearer solid effect than the implementation by the current method.
2/1 wet OB / dry PVOH
Comparative Example Series B
The maximum solids that can be achieved using conventional methods according to the above procedure are shown in Table 6.
実施例シリーズ2
以下の配合に従って、乾燥PVOHを17%OBと混合する:83部の水と17部の活性成分OB+50部乾燥PVOH。乾燥固体=(50+17)/150=44.7%。その後加熱する。
Example Series 2
Dry PVOH is mixed with 17% OB according to the following formulation: 83 parts water and 17 parts active ingredient OB + 50 parts dry PVOH. Dry solid = (50 + 17) /150=44.7%. Then heat.
これを顔料分散液に添加して、表7に示す結果と固体の効果を得る。 This is added to the pigment dispersion to obtain the results and solid effects shown in Table 7.
3.75湿潤OB/乾燥PVOH
比較例シリーズC
上記に従い、以下の最大固体を得る。
3.75 wet OB / dry PVOH
Comparative Example Series C
According to the above, the following maximum solid is obtained.
実施例シリーズ3
PVOH/OB混合物は以下の配合に従う:83部の水及び17部の活性成分OB+26.7部の乾燥PVOH。乾燥固体=(26.7+17)/126.7=34.5。続いて加熱する。結果を表9に示す。
Example Series 3
The PVOH / OB mixture follows the following formulation: 83 parts water and 17 parts active ingredient OB + 26.7 parts dry PVOH. Dry solid = (26.7 + 17) /126.7=34.5. Then heat. The results are shown in Table 9.
5/1湿潤OB/乾燥PVOH
比較例シリーズD
同様に、現行法によって以下の最大%固体を得る。
5/1 wet OB / dry PVOH
Comparative example series D
Similarly, the current method yields the following maximum% solids:
実施例シリーズ4
このOB/PVOH溶液を以下のように製造する:83部水と17部活性成分OB+20部乾燥PVOH。乾燥固体=(20+17)/120=30.8%、続いて加熱する。
Example Series 4
This OB / PVOH solution is prepared as follows: 83 parts water and 17 parts active ingredient OB + 20 parts dry PVOH. Dry solid = (20 + 17) /120=30.8%, followed by heating.
結果を表11に示す。 The results are shown in Table 11.
上記実施例の結果を以下の表12にまとめる。 The results of the above examples are summarized in Table 12 below.
実施例シリーズ5
本発明の上記配合は、ブレンドで希釈しないことを示す。固体が増加したため、3.75/1比における粘度は〜10,000cpsであり、2/1では73,000cpsを超えた。5/1の比でのブレンドは、30.8%固体で最初から3日で〜4,000から5,000cpsであった。
Example Series 5
The above formulation of the present invention indicates that it is not diluted with the blend. Due to the increase in solids, the viscosity at the 3.75 / 1 ratio was ˜10,000 cps, with 2/1 exceeding 73,000 cps. The blend at a 5/1 ratio was ˜4,000 to 5,000 cps in the first 3 days at 30.8% solids.
場合により、本発明の配合物を希釈することによって全部で27%固体の標準目標を達成することが望ましい。このレベルでは、全てのPVOH/OB濃縮物の粘度は2,000〜4,000cpsを変動し、以下の表13に示すように慣用法よりもまだ固体の効果を示した。 In some cases, it is desirable to achieve the standard goal of a total of 27% solids by diluting the formulations of the present invention. At this level, the viscosity of all PVOH / OB concentrates fluctuated from 2,000 to 4,000 cps, still showing a solid effect over conventional methods as shown in Table 13 below.
実施例6〜10、比較例シリーズE
これらの実施例は、本発明の新規プロセスが蛍光増白剤の性能を損なわないことを示す。ペーパーコーティング組成物用配合は以下の通りである:
75/25乾燥部CaCO3/No.1クレー顔料;
14乾燥部スチレン-ブタジエンラテックスバインダー;
0.3乾燥部カルボキシメチルセルロース水分保持剤(water retention aid);
x湿潤部OB(TINOPAL(登録商標)PT);
y乾燥部PVOH(CELVOL203または502);
固体〜62%。
Examples 6-10, Comparative Example Series E
These examples show that the novel process of the present invention does not compromise the performance of the optical brightener. The formulation for the paper coating composition is as follows:
75/25 drying section CaCO 3 /No.1 clay pigment;
14 Drying part styrene-butadiene latex binder;
0.3 dry part carboxymethylcellulose water retention aid;
x Wet section OB (TINOPAL (registered trademark) PT);
y Drying section PVOH (CELVOL203 or 502);
Solid ~ 62%.
次いで配合物をシリンダーコーターを使用して紙の上にコーティングした。白色度試験結果を以下の表14に示す。
対照はPVOH及びOBの基本的な液体−液体添加順であるが、実施例6〜10は、上記の如くin-situの予熱PVOH/OBブレンドである。実施例6及び対照はいずれも3.75/1湿潤OB及び乾燥PVOHで配合する。このベース紙は84.3(標準−UVなし)の白色度を有する。コーティング後、紙の白色度値(再び−UVなし)は、85.3と85.6に向上する。このUV白色度測定は、さらに互いに匹敵し得る89.0及び88.9に大きく向上することを示す。このa*値は、赤または緑への色むら(color shading)を示し、これは互いに等しいと見なされる。b*値は重要である、というのは所望の青−白には負の値、望ましくない黄色には正の値を示すからである。負の値が望ましく、その差は重要ではない。
The formulation was then coated on paper using a cylinder coater. The whiteness test results are shown in Table 14 below.
The controls are the basic liquid-liquid addition order of PVOH and OB, but Examples 6-10 are in-situ preheated PVOH / OB blends as described above. Example 6 and the control are both formulated with 3.75 / 1 wet OB and dry PVOH. This base paper has a whiteness of 84.3 (standard-no UV). After coating, the whiteness value of the paper (again-no UV) increases to 85.3 and 85.6. This UV whiteness measurement shows a significant improvement to 89.0 and 88.9, which can be comparable to each other. This a * value indicates color shading to red or green, which are considered equal to each other. The b * value is important because the desired blue-white shows a negative value and the undesirable yellow shows a positive value. Negative values are desirable and the difference is not important.
実施例7及び8は、2/1でOB/乾燥PVOHを配合し、二つのPVOHサンプルの性能と種々の粘度値を比較する。いずれも本発明の通りOBと一緒に予熱した。ここで顕著なのはC-502がC-203と同様に機能し、粘度が低いため、高いコーティングカラー固体効果に関しては蛍光増白剤濃縮物に27%〜30%の高いブレンド固体が可能になるということである。 Examples 7 and 8 blend OB / dry PVOH at 2/1 and compare the performance of the two PVOH samples with various viscosity values. All were preheated together with OB as in the present invention. What is striking here is that C-502 functions similarly to C-203 and has a low viscosity, which means that high whitening agent concentrates can be as high as 27-30% blend solids for high coating color solid effects That is.
同様の手順に従って、実施例9及び10では、実施例10で2部SBRが少なかった以外には、2/1/1の湿潤OB/乾燥PVOH/ポリエチレングリコール400で配合した。 Following a similar procedure, Examples 9 and 10 were formulated with 2/1/1 wet OB / dry PVOH / polyethylene glycol 400, except that Example 2 had less 2 parts SBR.
実施例11、12及び比較例F、G
上記の手順に従って、カラーコート組成物は、約3/1と1/1の湿潤OB/乾燥PVOHで製造した。比較例はやや低い固体であり、慣用法で製造した。
Examples 11 and 12 and Comparative Examples F and G
According to the above procedure, the color coat composition was prepared with about 3/1 and 1/1 wet OB / dry PVOH. The comparative example was a slightly lower solid and was prepared by conventional methods.
表15において、0.51/1及び0.17/1は、蛍光増白剤対ポリビニルアルコールの乾燥比を指し、比較例F及びGでは、CELVOL(登録商標)203ポリビニルアルコールと共に、TINOPAL(登録商標)PT蛍光増白剤などの典型的な蛍光増白剤を使用する。 In Table 15, 0.51 / 1 and 0.17 / 1 refer to the dry ratio of optical brightener to polyvinyl alcohol, and in Comparative Examples F and G, TINOPAL® PT fluorescence along with CELVOL® 203 polyvinyl alcohol. Typical optical brighteners such as brighteners are used.
以下の表15から解るように、本発明の濃縮物は、UV白色度、青−白“b”値及びCIE白色度の臨界光学的測定で同等または優れている。 As can be seen from Table 15 below, the concentrates of the present invention are equivalent or superior in critical optical measurements of UV brightness, blue-white “b” values, and CIE brightness.
結果は図1〜4にグラフでも示す。
実施例13〜16
さらに3/1及び1/1の湿潤OB/乾燥PVOH濃縮物を製造し、以下の表16〜19に記載の75%クレー/25%炭酸カルシウムマスターバッチとブレンドした。
The results are also shown graphically in FIGS.
Examples 13-16
Further 3/1 and 1/1 wet OB / dry PVOH concentrates were prepared and blended with the 75% clay / 25% calcium carbonate masterbatch described in Tables 16-19 below.
ペーパー上のコーティングの蛍光試験結果を以下の表20及び21に示す。 The fluorescence test results for the coating on paper are shown in Tables 20 and 21 below.
実施例17、18、比較例H〜M
一般に上記の手順に従って、カラーコート組成物を、実質的に慣用法(実施例H〜M)により、及び本発明に従って乾燥OB粉末を添加し、続いてin-situで加熱する(実施例17、18)ことによって製造した。
Examples 17 and 18, Comparative Examples H to M
In general, following the above procedure, the color coat composition is heated substantially in accordance with conventional methods (Examples H to M) and in accordance with the present invention with dry OB powder followed by heating in-situ (Example 17, 18).
結果は、以下の表22並びに図5〜8に示す。 The results are shown in Table 22 below and FIGS.
実施例19、20
以下は本発明に従って製造したドライブレンド及び溶液である。
3:1湿潤/乾燥比のPVOH/水性濃縮物
乾燥PVOH(10グラム)を乾燥OB(5.1グラム)に添加し、得られた混合物をドライブレンドして、二種成分の均一混合物を製造した。次いでこのドライブレンドを水40mlにゆっくりと添加する。得られたスラリーを、撹拌しながら200゜F(約93.3℃)〜210゜F(約98.8℃)の温度で30分間加熱すると、乾燥成分が完全に溶解する。得られた溶液を室温に冷却すると、27.4%固体PVOH/OB濃縮物が生成する。この実施例は、17%固体における蛍光増白剤3湿潤部対1乾燥部ポリビニルアルコール樹脂の溶液に等しいOB/PVOH比を有する。
Examples 19 and 20
The following are dry blends and solutions prepared according to the present invention.
3: 1 wet / dry ratio PVOH / aqueous concentrate Dry PVOH (10 grams) was added to dry OB (5.1 grams) and the resulting mixture was dry blended to produce a homogeneous mixture of the two components. The dry blend is then slowly added to 40 ml of water. The resulting slurry is heated with stirring at a temperature of 200 ° F. (about 93.3 ° C.) to 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for 30 minutes to completely dissolve the dry ingredients. The resulting solution is cooled to room temperature to produce a 27.4% solid PVOH / OB concentrate. This example has an OB / PVOH ratio equal to a solution of 3 wet parts of optical brightener to 1 dry part polyvinyl alcohol resin in 17% solids.
1:1湿潤/乾燥比のPVOH/OB水性濃縮物
乾燥PVOH(20グラム)を乾燥OB(3.4グラム)に添加し、得られた混合物をドライブレンドして、二種成分の均一混合物を製造した。次いでこのドライブレンドを水50mlにゆっくりと添加する。得られたスラリーを、撹拌しながら200゜F(約93.3℃)〜210゜F(約98.8℃)の温度で30分間加熱すると、乾燥成分が完全に溶解する。得られた溶液を室温に冷却すると、31.9%固体PVOH/OB濃縮物が生成する。この実施例は、17%固体における蛍光増白剤1湿潤部対1乾燥部ポリビニルアルコール樹脂の溶液に等しいOB/PVOH比を有する。
1: 1 wet / dry ratio PVOH / OB aqueous concentrate Dry PVOH (20 grams) was added to dry OB (3.4 grams) and the resulting mixture was dry blended to produce a homogeneous mixture of the two components. . The dry blend is then slowly added to 50 ml of water. The resulting slurry is heated with stirring at a temperature of 200 ° F. (about 93.3 ° C.) to 210 ° F. (about 98.8 ° C.) for 30 minutes to completely dissolve the dry ingredients. The resulting solution is cooled to room temperature to produce a 31.9% solid PVOH / OB concentrate. This example has an OB / PVOH ratio equal to a solution of 1 part wet to 1 part polyvinyl alcohol resin of optical brightener in 17% solids.
PVOH/蛍光増白剤粉末の乾燥混合物は、所望によりカラーコート組成物を製造しつつ、顔料分散液に直接添加することができる。好ましい態様では、約200ミクロン未満のサイズの粒径のPVOH樹脂を使用する。即ち、樹脂粒子の99重量%が80メッシュのふるいを通過する。この組成物は、外部加熱の非存在下で、適用した剪断により混合する間に、コーティングスラリーに容易に溶解することができる。 The dry mixture of PVOH / fluorescent brightener powder can be added directly to the pigment dispersion, optionally producing a color coat composition. In a preferred embodiment, PVOH resin with a particle size of less than about 200 microns is used. That is, 99% by weight of the resin particles pass through an 80 mesh screen. This composition can be readily dissolved in the coating slurry during mixing by applied shear in the absence of external heating.
本発明を幾つかの実施例に関して記載してきたが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲内でこれらの実施例に対する変形は明かであろう。本明細書中、その開示の全体が参照として含まれる、上記議論、当業界における関連する認識並びに背景及び詳細な説明と関連して上記議論された同時係属出願を含む参考文献を考慮すると、詳細な記載は必要ないと考えられる。
While the invention has been described with reference to several embodiments, modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art within the spirit and scope of the invention. In view of the above discussion, related recognition in the art, and references including the above-discussed copending applications in connection with the background and detailed description, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference. This is not necessary.
Claims (32)
a)水と蛍光増白剤活性成分とを含む水性増白剤組成物を準備する;
b)水性増白剤組成物0.25〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び
c)前記ポリビニルアルコール樹脂の実質的に全てが溶解するのに十分な時間、前記水性濃縮物を高温で加熱して固体を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂、蛍光増白剤及び、場合により少量の助剤を含む加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階を含む前記方法。 A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate comprising:
a) providing an aqueous brightener composition comprising water and an optical brightener active ingredient;
b) Aqueous brightener composition 0.25 to 10 A polyvinyl alcohol resin and the aqueous fluorescent brightener composition are mixed in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part to obtain a polyvinyl alcohol resin and a fluorescent brightener; And c) heating the aqueous concentrate at an elevated temperature for a time sufficient to dissolve substantially all of the polyvinyl alcohol resin to dissolve the solids, water, polyvinyl alcohol Said process comprising sequential steps, providing a heated optical brightener / polyvinyl alcohol concentrate comprising a resin, an optical brightener and optionally a small amount of auxiliary.
(a)水と蛍光増白剤活性成分とを含む水性増白剤組成物を準備する;
(b)水性増白剤組成物0.5〜10湿潤部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でポリビニルアルコール樹脂と前記水性蛍光増白剤組成物とを混合し、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;
(c)前記ポリビニルアルコール樹脂の実質的に全てが溶解するのに十分な時間、前記水性濃縮物を高温で加熱して固体を溶解させて、水、ポリビニルアルコール樹脂、蛍光増白剤及び、場合により少量の助剤を含む加熱蛍光増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する;及び
(d)前記加熱濃縮物と、顔料とバインダー樹脂とを含む水性分散液とを混合して、カラーコート組成物を提供する、逐次段階を含む前記方法。 A method for producing a color coat composition comprising:
(A) providing an aqueous brightener composition comprising water and an optical brightener active ingredient;
(B) Aqueous brightener composition 0.5 to 10 parts by weight of polyvinyl alcohol resin and the aqueous fluorescent brightener composition are mixed in an amount of about 1 part of dry polyvinyl alcohol resin per wet part to obtain a polyvinyl alcohol resin and a fluorescent brightener. Providing an initial aqueous concentrate with;
(C) Heating the aqueous concentrate at a high temperature for a time sufficient for substantially all of the polyvinyl alcohol resin to dissolve to dissolve the solid, water, polyvinyl alcohol resin, fluorescent brightener and To provide a heated fluorescent brightener / polyvinyl alcohol concentrate containing a small amount of an auxiliary agent; and (d) a color coat composition by mixing the heated concentrate with an aqueous dispersion containing a pigment and a binder resin. Said method comprising sequential steps of providing an article.
a)PVOHスラリーを準備する;
b)乾燥、粒状蛍光増白剤を前記PVOHスラリーに添加する;及び
c)PVOHと蛍光増白剤とを含む前記スラリーを約160゜F(約71.1℃)を超える温度で少なくとも5分間加熱してPVOH樹脂を溶解させる、逐次段階を含む前記方法。 A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate comprising:
a) preparing a PVOH slurry;
b) drying, adding granular optical brightener to the PVOH slurry; and c) heating the slurry containing PVOH and optical brightener at a temperature above about 160 ° F. (about 71.1 ° C.) for at least 5 minutes. Said method comprising sequential steps of dissolving the PVOH resin.
a)乾燥粉末蛍光増白剤を準備する;
b)乾燥ポリビニルアルコール樹脂を準備する;
c)前記ポリビニルアルコール樹脂と前記蛍光増白剤とを、蛍光増白剤0.5〜1乾燥部当たり乾燥ポリビニルアルコール樹脂約1部の量でドライブレンドする;
d)前記ドライブレンド物と水とを混合して、ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との初期水性濃縮物を提供する;及び
e)前記水性濃縮物を、前記ポリビニルアルコール樹脂と前記蛍光増白剤との実質的に全てが溶解するのに十分な時間、加熱して、水、ポリビニルアルコール樹脂、蛍光増白剤、及び場合により少量の助剤とを含む加熱増白剤/ポリビニルアルコール濃縮物を提供する、逐次段階を含む前記方法。 A method for producing an optical brightener / PVOH aqueous concentrate comprising:
a) preparing a dry powder optical brightener;
b) preparing a dry polyvinyl alcohol resin;
c) dry blending the polyvinyl alcohol resin and the optical brightener in an amount of about 1 part dry polyvinyl alcohol resin per 0.5 to 1 dry part of the optical brightener;
d) mixing the dry blend with water to provide an initial aqueous concentrate of polyvinyl alcohol resin and fluorescent brightener; and e) adding the aqueous concentrate to the polyvinyl alcohol resin and fluorescent whitening. Heated whitening agent / polyvinyl alcohol concentrate containing water, polyvinyl alcohol resin, fluorescent whitening agent, and optionally a small amount of auxiliary agent, heated for a time sufficient for substantially all of the agent to dissolve Providing said method comprising sequential steps.
a)水性顔料分散液を製造する;
b)ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤とのドライブレンドを製造する、ここで前記ポリビニルアルコール樹脂は、約85モル%〜約90モル%が加水分解され、且つ粒子の少なくとも約99%が80メッシュのふるいを通過するような細かい粒径を有する;
c)ポリビニルアルコール樹脂と蛍光増白剤との前記ブレンド物を前記顔料分散液に添加する;及び
d)前記ポリビニルアルコールと蛍光増白剤とを含む前記顔料分散液に剪断力を適用して前記分散液を混合し、且つ外部加熱を使用することなく前記蛍光増白剤とポリビニルアルコール樹脂とを溶解させる、各段階を含む前記方法。 A method for producing a color coat composition, comprising:
a) producing an aqueous pigment dispersion;
b) producing a dry blend of polyvinyl alcohol resin and optical brightener, wherein the polyvinyl alcohol resin is hydrolyzed from about 85 mol% to about 90 mol% and at least about 99% of the particles are 80 mesh Having a fine particle size that passes through a sieve of
c) adding the blend of polyvinyl alcohol resin and optical brightener to the pigment dispersion; and d) applying a shear force to the pigment dispersion containing the polyvinyl alcohol and optical brightener to The method comprising the steps of mixing the dispersion and dissolving the fluorescent brightener and polyvinyl alcohol resin without the use of external heating.
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