Мелованный материал Советский патент 1982 года по МПК D21H1/22 

(5) МЕЛОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ

1

Изобретение относится к мелованным волокнистым материалам - бумаге и картону, предназначенным для изготовления книжно-журнальной и упаковочной продукции с высоким уров- нем полиграфического исполнения и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности.

Известна мелованная бумага, состоящая из бумаги-основы и нанесенного на нее меловального покрытия, содержащего масс. %: пигменты 83 86, карбоксилированный стиролбутадиеновый латекс с содержанием метакриловой кислоты 2, 11-1, казеин 0,5-1,5, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1|5 диспергатор 0,3-0,5, щелочь 0,20,1j стеарат кальция 0,5-1,0 и пеногаситель 0,1-0,3.

Используемый в покрытии стиролбутадиеновый латекс получен введением карбоксилирующего реагентаметакриловой кислоты в исходную реакционную смесь. Такое введение обусловливает равномерное распределение карбоксильных групп по всему объему г.тобул латекса, в том числе на их поверхности располагается i 5-48% 1.

Однако указанная структура распределения карбоксильных групп в

,Q латексе препятствует получению мелованной бумаги с достаточно высокими стойкостью поверхности к выщипыванию, лоском и опти.ческой плотностью оттиска из-за частичной фло,5 куляции латекса в мелованном составе.

Наиболее близким к предлагаемому является мелованный материал, :остоящий из волокнистой основы и

20 нанесенного на нее меловального покрытия, содержащего пигмент, диспергитор, водорастворимое связующее и дисперсное связующее карбоксилированный монокарбоновой

кислотой стиролбутадиеновый латекс. Покрытие этого мелованного материала содержит указанные компоненты при следующем сотношении, масс, ч: пигмент 100, диспергатор 0,3, водорастворимое связующее (кргзхмал или поливиниловый спирт) 4-6, дисперсное связующее - карбоксилированный метакарбоновой кислотой стиролбутадиеновый латекс 10-13. В качестве дисперсного связующего взят стиролбутадиеновый латекс, 62-67 ; карбоксильных групп которого расположены на поверхности латексных глобул. Это обусловлено введением карбоксилирующего реагента - монокарбоновой кислоты, метакриловой, итаконовой, глицидилметакриловой кислоты после сополимеризации стирола и бу- тадиена. Диметр глобул указанного латекса составляет 1000-2500 Я, а содержание незаполимеризовавшихся мономеров находится в пределах 5 . В качестве водорастворимого связующего покрытие содержит крахмал или поливиниловый спирт. В качестве диспергатора покрытие содержит гексаметафосфат натрия. В качестве волокнистой основы мелованный материал содержит бумагу или картон.

Этот материал по сравнению с указанным материалом позволяет улучшить печатно-технические свойства за счет возможности использования в покрытии водорастворимых добавок, таких как поливиниловый спирт, крахмал из-за повышенной стабильности латекса 2 J.

Однако уровень показателей стойкости поверхности к выщипыванию, лока и оптической плотности недостаточно высок из-за частичной флокуляции латекса в сочетании с указанными синтетическими добавками под воздействием больших сдвиговых усилий , происходящих в процессе нанесения покрытия.

Цель изобретения - повышение стокости поверхности к выщипыванию, лоска и оптической плотности оттиска мелованного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в мелованном материале, состоящем из волокнистой основы и нанесенного мелоаапьного покрытия, содержащего пигмент, диспергатор, водорастворимое связущюее и дисперсное связующее - карбоксилированный метакриловой кислотой стиролбутадиеновый латекс, в качетсве карбоксили-. рованного стиролбутадиенового латекса покрытие содержит латекс, 70-92% карбоксильных групп которого располон ены на поверхности его глобул, имеющих диаметр 600-900 А, при следующем соотношении компонентов, масс, ч:

Пигмент100

Диспергатор0,,

Водорастворимое связующее0,

Дисперсное связующее5 18Используемый в мелованном покрытии латекс получен введением в сополимер стирола и бутадиена при содержании в нем незаполимеризовавшихся мономеров в пределах 1-,

В качестве пигмента покрытие предлагаемого мелованного материала может содержать каолин, мел, смесь каолина с мелом,бланфиксом, сатинвейсом и другие известные пигменты и их сочетания, применяемые при меловании бумаги и картона, В качестве диспергатора может быть использован гексаметафосфат натрия, пирофосфат натрия, полиакрилаты натрия или их смеси. Покрытие предлагаемого мелованного материала в качестве водорастворимого связующего может содержать поливиниловый спирт, крахмал, натриевую соль, карбоксиметилцеллюлозы,казеин или их смеси. Благодаря использованию латекса, карбоксилированного метакриловой кислотой, вводимой перед стадией дегазации в сополимер стирола и бутадиена при содержании незаполимеризовавшихся мономеров 1-4%, и имеющего тповышенное содержание карбоксильных групп 70-92 на поверхности латексных глобул диаметром 600-900 А, в сочетании с пигментом, диспергатором и водорастворимым связующим, в покрытии мелованного материала происходит значительное

возрастание его прочности поверхности, лоска и оптической плотности оттиска.

Повышенное содержание карбоксильных групп на поверхности латексных глобул, достигаемое при этом, обеспечивает возрастание клеящей способности латекса, а также его устойчивость при смешении с пигментами

и водорастворимыми связующими и механическим воздействием на мело- . вальные составы при нанесении покрытия. Пониженный диаметр глобул латекса обеспечивает более развитую поверхность, на которой располагается большее число активных карбоксильных групп.

Дисперсное связующее - карбоксилированный метакриловой кислотой стиролбутадиеновый латекс с указанными характеристиками получают следующим образом: смесь, масс, ч: латекса 100 (стирола 60-70%| бутадиена ), сульфанола 2 и персульфата калия 0,1-0,5 в аппарате перемешивают и нагревают до . Полимеризацию проводят в течение 1,5 до содержания незаполимеризовавшихся мономеров . Затем в латекс вводят водный раствор метакриловой кислоты, поднимают температуру до и проводят графтполимеризацию в течение 2 ч. Концентрация готового латекса 8-53%. Концентрация водных растворов поливинилового спирта, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, казеина .

В составе меловального покрытия могут быть реагенты, повышающие его стойкость против воздействия влаги - смолы, глиоксаль и другие известные вещества,

Меловальные составы приготавливают по общепринятым методикам.

Нанесение меловального покрытия на бумагу и картон.проводят гибким лезвием или воздушным шабером на машине нанесения покрытий. Покрытие может быть одно- и двукратным.

П р и м е р 1. На бумагу-основу массой бумаги АО г/м ( вариант а и 70 г/м ( варинат б) из смеси беленой сульоатной целлюлозы и древесной массы наносят меловальное покрытие, содержащее мае. ч.: пигмент (каолин 95, мел 5) ЮО; диспергатор (гексаметафосфат натрия) - 0,+; водорастворимое связующее (поливиниловый спирт) - 3; дисперсное связующее - 5; в качестве дисперсного связующего данный вариант покрытия предлагаемого материала содержит карбоксилированный 3 метакриловой кислоты стиролбутадиеновый латекс на поверхнссти глобул диаметром 600 А которого расположено 92% карбоксильных групп. Концентрация меловального состава -5б

Изготовленную бумагу испытывают по основным печатно-техническим показателям. Результаты испытаний представлены в таблице.

5 Пример2. На бумагу-основу массой бумаги 80 смеси беленой сульфатной и сульфитной целлюлозы двукратно наносят меловал| ное покрытие, содержащее, масс.ч.:

О а) грунтовочного слоя - пигмент (каолин 90%, бланфикс 10%) - 100; диспергатор (гексаметафосфат натрия ) - 0,3; водорастворимое связующее (натриевая соль карбоксиметил5 целлюлозы - 1; в качестведисперсного связующего данный BapHaHt содержит карбоксилированный Ц% метакриловой кислоты стиролбутадиеновый латекс, на поверхности глобул диа0 метом 900 Л которого расположено 92% карбоксильных групп. Концентрация меловального состава - 58%.

б) верхнего покровного слоя пигмент (каолин - 90%, бланфикс 5 10%) - ТОО; диспергатор (гексаметафосфат натрия) - 0,2; водорастворимое связующее (казеиновый клей) 6; дисперсное связующее - 12; латекс со свойствами, указанными для грунтовочного слоя. Концентрация меловального состава - 40%. Изготовленную бумагу испытывают по основным печатно-техническим показателям. Результаты испытаний представлены в

5 таблице.

П р и м е р 3. Для изготовления мелованного материала используют картон-основу карки А по ГОСТ и меловальное покрытие, содержащее, масс. ч.:

а)грунтовочного слоя - пигмент (каолин) - 100; диспергатор (гексаметафосфат натрия) - 0,3; водорастворимое связующее (казеиновый клей), - 0,5; дисперсное связующее 18; в качестве дисперсного связующего использован карбоксилированный 2% метакриловой кислоты стиролбута/1иеновый латекс, на поверхности

глобул диаметром 600 & которого содержится 70% карбоксильных групп. Концентрация меловального состава 60%.

б)верхнего покровного , пигмент (каолин 90%, мел 10%)

диспергатор (гексаметафосфат натрия 50.%, полиакрилат натрия 50%) 0,2; водорастворимое связующее (поливиниловый спирт) - 5; дисперсное связующее - 5; латекс со свойствами, указанными для грунтовочного слоя. Концентрация меловального состава - 50.

Изготовленный картон испытывают по основным печатно-техническим показателям. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример. Для сравнения изготавливают известную мелованную бумагу. Условия и меловальное покрытие те же, что и в примере 2, с тем отличием, что в качестве дисперсного связующего применен карбоксилированный Ц% метакриловой кислоты стиролбутадиеновый латекс, на поверхности глобул.диаметром 900 R которого расположено 67% карбоксильОсновные печатно-технические показатели

Из таблицы видно, что предлагаемый мелованный материал в сравнении с известным имеет повышенные на 13 стойкость поверхности к выщипыванию,, на 35% лоск и не 9 оптическую плотность оттиска.

По сравнению с известным уровень указанных показателей предлагаемого материала также значительно выше - на 20 стойкость поверхности к выщипыванию, на 50 лоск и на 10 оптическая плотность оттиска.

Кроме того выбранные характеристики латекса обеспечивают более высокую технологичность меловальных

ных групп. Изготовленную бумагу испытывают по основным печатно-техническим показателям. Результаты испытаний представлены в таблице.

П р и н е р 5. Использовано покрытие по примеру 2 с характеристиками латекса, выходящими за пределы предлагаемого. В примере 5 применен серийный латекс БСК б5/3 карбоксилированный i|% метакриловой кислоты стиролбутадиеновый латекс, на поверхности глобул диаметром 900 А которого расположено kl карбоксильных групп. Изготовленную бумагу испытывают по основным печатно-техническим показателям. Результаты испытаний представлены в таблице.

составов из-за стабильности дисперсного связующего. При нанесении их на волокнистую основу не происходит потери устойчивости меловального состава.

Формула изобретения

Мелованный материал, состоящий из волокнистой основы и нанесенного на нее меловального покрытия, содержащего пигмент, диспергатор, водорастворимое связующее и дисперсное связующее - карбоксилированный метакриловой кислотой стиролбутадиемелованного материала

9

новый латекс, отличающий-Пигмент 100

с я тем, что, с целью повышенияДиспергатор 0,2-0,

стойкости поверхности к выщипыванию.Водорастворимое

лоска и оптической плотности оттис-связующее 0,

КЗ мелованного материала, в качест-5 . Дисперсное связующее , .ве карбоксилированного стиролбутадиенового латекса покрытие содер-Источники информац1Л1,

жиг латекс, 70-92 карбоксильныхпринятые во внимание при экспертизе

групп которого расположены на по-1. Авторское свидетельство СССР

верЗйости его глобул, имеющих диа- № 532б7«, кл. D 21 Н 1/22, 1973.

метр 600-900 А, при следующем соот-2. Патент Японии N 9-3892,

ношении компонентов, масс, ч.: кл. О 21 Н 1/2б, 197 (прототип).