CS234516B1 - An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials - Google Patents
An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials Download PDFInfo
- Publication number
- CS234516B1 CS234516B1 CS465583A CS465583A CS234516B1 CS 234516 B1 CS234516 B1 CS 234516B1 CS 465583 A CS465583 A CS 465583A CS 465583 A CS465583 A CS 465583A CS 234516 B1 CS234516 B1 CS 234516B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- weight
- casein
- coating
- pigment
- acrylate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Vynález se týká zlepšeni zpracovatelských vlastností vodné disperzních nátěrových hmot pro povrchovou úpravu poromerů a jiných ohebných syntetických pásových materiálů. Nátěrová hmota podle vynálezu obsahuje 0,3 až 16 % hmot. polyř akrylátového zahuštovadla, 0,05 až 0,3 % hmot. amoniaku, 0,7 až 1,3 % hmot kaseinu, 1,5 až 11 % hmot. pigmentu, 1 až 5 % ( hmot. neionogenní povrchově aktivní lát~ ky, dále dvě ze skupiny vzájemně nesnár šenlivých polymernich pojiv, zahrnující kopolymer akrylát-butadien, termoreaktiv- ni kopolymer akrylát-styren, kopolyakry- lát a polyuretan, přičemž vybraná dvě polymerní pojivá, jsou v hmotnostním poměru 1:4 až 4:1, dále případné melamin- formaldehydový předkondenzát, vosky a vodu. Nátěrová hmota může obsahovat kasein a pigment s výhodou ve formě kasseinové pigmentové preparace, v níž je sušina složena z 9 až 30 % hmot. kaseinu a ,91 až 70 % hmot. pigmentu, a která je připravena dispergací a homogenizaci pigmentů a případně plniv v koloidním alkalickém vodném roztoku kaseinu s přísadami tak, že výsledný roztok má koncentraci 30 až 60 % hmot.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to improving the processing properties of aqueous dispersion coating compositions for poromers and other flexible synthetic sheet materials. The coating composition according to the invention contains 0.3 to 16 wt. a poly acrylate thickener, 0.05 to 0.3 wt. % ammonia, 0.7 to 1.3% by weight of casein, 1.5 to 11% by weight of casein; pigment, 1 to 5% (non-ionic surfactant by weight, two of the non-irradiated polymeric binders, including acrylate-butadiene copolymer, thermoreactive acrylate-styrene copolymer, copolyacrylate and polyurethane, wherein the two polymer binders, in a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, optionally, melamine-formaldehyde precondensate, waxes and water The coating composition may comprise casein and pigment preferably in the form of a cassein pigment preparation in which the dry matter is comprised of 9 to 30% % by weight of the casein and 91 to 70% by weight pigment, which is prepared by dispersing and homogenizing pigments and optionally fillers in a colloidal alkaline aqueous solution of casein with additives such that the resulting solution has a concentration of 30-60% by weight.
Description
Vynález se týká vodná disperzní nátěrové hmoty pro povrchovou úpravu ohebných syntetických pásových materiálů, zejména poromerů na bázi polyuretanů·The invention relates to an aqueous dispersion coating for the surface treatment of flexible synthetic strip materials, in particular polyurethane-based poromers.
Úpravářské systémy pro ohebné plošné materiály mohou být rozpouštědlové, ale i klasické - vodně disperzní· U poromerických syntetických usní se velmi často používá kombinace obou typů. Barevná základní vrstva povrchové úpravy je v tomto případě vytvořena aplikací vodně disperzních nátěrových hmot v jednom nebo častěji ve více nánosech. Na ní se aplikuje rozpouštědlový systém nátěrové hmoty finišové·Treatment systems for flexible sheet materials can be solvent-based, but also classic - water-dispersion. For poromeric synthetic leathers, a combination of both types is very often used. In this case, the colored base layer of the surface treatment is created by applying water-dispersion coatings in one or more often in multiple layers. A solvent-based system of finishing coatings is applied on top of it.
V kontinuálním výrobním procesu jsou vedle konečných užitných vlastností neméně důležité i zpracovatelské vlastnosti úpravářských systémů pro jednotlivé vrstvy povrchové úpravy. Cílem výběru komponent a konečné formulace úpravářských systémů mUsí být bezriziková, reprodukovatelná výroba.In a continuous production process, in addition to the final application properties, the processing properties of the finishing systems for the individual layers of the surface treatment are equally important. The aim of the selection of components and the final formulation of the finishing systems must be risk-free, reproducible production.
Vodně disperzní nátěrové hmoty formulované na bázi vodných disperzí vhodných polymemích pojiv jsou komplikované koloidní systémy, jejichž stabilita je do značné míry citlivá na vnější podmínky, např· při přípravě a zpracování na nanášecích strojích· NejSaetěji jsou to:Water-dispersion coatings formulated on the basis of aqueous dispersions of suitable polymer binders are complicated colloidal systems, the stability of which is to a large extent sensitive to external conditions, e.g. during preparation and processing on coating machines. The most common are:
- válcový nanášecí stroj pro aplikaci hlavního podílu hmotnosti nánosu barevné nátěrové hmoty;- a roller coating machine for applying the main portion of the weight of the colored coating material;
- střikácí stroj, který se používá k překrytí častých defektů z válcového nanášení - rýhy, vzduchové bubliny s^j. - a pro konečnou egalizaci barevného odstínu·- a spray machine used to cover frequent defects from roller application - grooves, air bubbles, etc. - and for final equalization of the color shade.
234 516234,516
- ϋPro vytvoření kvalitní barevné základní vrstvy povrchové úpravy je nutné, aby nátěrová hmota vykazovala optimální zpracovatelské vlastnosti. Mezi nejdňležitější zpracovatelské vlastnosti patří:- To create a high-quality colored base layer of surface treatment, it is necessary for the coating material to exhibit optimal processing properties. The most important processing properties include:
- dokonalá mechanická a elektrolytická stabilita- perfect mechanical and electrolytic stability
- stabilita proti rozdělování směsí pigmentů- stability against separation of pigment mixtures
- dobrá roztékavost- good flowability
- nízká pěnivost- low foaming
- možnost regulace hmotnosti nánosu na daném nanášecím zařízení.- possibility of regulating the weight of the coating on a given coating device.
Zpre&vatelské vlastnosti ovlivňují kvalitu provedeného nánosu a tím mohou významně ovlivňovat i užitné vlastnosti povrchové úpravy. S ohledem na konečnou kvalitu barevného nánosu a na ekonomiku výroby jsou základní zpracovatelské vlastnosti nátěrové hmoty pro uvedené typy nanášecích zařízení spojeny s problematikou roztěkání, t<<j. vytvoření souvislé hladké, egální vrstvy mokrého nánosu nátěrové hmoty.Processing properties affect the quality of the applied coating and can therefore significantly affect the useful properties of the surface treatment. With regard to the final quality of the colored coating and the economy of production, the basic processing properties of the coating material for the above types of coating equipment are associated with the issue of spreading, i.e. the creation of a continuous, smooth, even layer of wet coating material.
Roztékavost nátěrové hmoty je důležitým požadavkem pro dosažení egálního vybávení a optimální hmotnosti nánosu zejména v podmíhkách kontinuální výroby. Tento kvalitativní parametr zahrnuje dva základní aspekty:The flowability of the coating material is an important requirement for achieving even application and optimal coating weight, especially in continuous production conditions. This quality parameter includes two basic aspects:
a - mezipovrchové vlastnosti, t<j. vzájemnou interakci mezi povrchem upravovaného substrátu a povrchem aplikované vrstvy nátěrové hmoty;and - interfacial properties, i.e. the mutual interaction between the surface of the treated substrate and the surface of the applied coating layer;
b - tokové vlastnosti vyjádřené charakteristikami Teologickými, které vyžadují podrobnější rozboř.b - flow properties expressed by Theological characteristics, which require a more detailed analysis.
Systémy vodně disperzních nátěrových hmot mají charakter ne^jiewtonakých kapalin. Vyznačují se výraznou strukturní viskozitou, což' znamená, že hodnoty viskozit jsou ve větší či menší míře závislé na střihovém napětí či střihové rychlosti.Water-dispersion coating systems have the character of non-wet liquids. They are characterized by a significant structural viscosity, which means that the viscosity values are to a greater or lesser extent dependent on shear stress or shear rate.
Hodnota viskozity, naměřená při zvoleném střihovém napětí nebo střihové rychlosti, se označuje jako zdánlivá viskožita.The viscosity value measured at a selected shear stress or shear rate is referred to as apparent viscosity.
Významnou Teologickou charakteristickou strukturně viakozních systémů je hodnota tak zvané klidové viskozity; míní se tím hodnota viskozity, které nátěrový systém dosahuje v.okolí nulovéhoAn important rheological characteristic of structurally viscous systems is the value of the so-called resting viscosity; this means the value of the viscosity that the coating system reaches in the vicinity of zero.
234 516 střihového napětí - tedy v okamžiku, kdy systém projde nanášecím zařízením a je rozprostřen na substrát.234,516 shear stress - that is, at the moment when the system passes through the application device and is spread onto the substrate.
U mnohých systémů však lze pozorovat, že tečení nastává teprve po překročení určité hodnoty střihového napětí r^Q - Vzv« mez toku; tato vlastnost kapalného systému se nazývá plasticita.However, in many systems it can be observed that creep occurs only after a certain value of shear stress r ^ Q - Vzv« is exceeded; this property of a liquid system is called plasticity.
K Teologickým anomáliím, které mohou někdy významně ovlivňovat průběh i kvalitu nanášení, zejména pak roztékavost (vrstuení) ňané^Řítéirové hmoty, patří tixotropie. V tomto případě je viskozita systému závislá nejen na střihové rychlosti, ale i na čase- s dobou působení konstantního střihového napětí viskozita klesá.Thixotropy is one of the rheological anomalies that can sometimes significantly affect the course and quality of application, especially the flowability (layering) of the applied material. In this case, the viscosity of the system depends not only on the shear rate, but also on time - with the time of application of constant shear stress, the viscosity decreases.
Při hodnocení parametrů nátěrových systémů pro povrstvování nutno vzít v úvahu také mechanické složky: elasticitu kapalného systému, pevnost v tahu a tažnost vlákna taženého z kapalného systému.When evaluating the parameters of coating systems for coating, mechanical components must also be taken into account: elasticity of the liquid system, tensile strength and ductility of the fiber drawn from the liquid system.
S hodnotou elasticity kapalného systému souvisí v hlavní míře odolnost proti kapkování. Vysoká elasticita a tažnost vlákna způsobují, že ie štěrbiny nanášecího válce se vytahují vlákna nátěrové hmoty. V tomto směru jsou výhodnější nátěrové hmoty s nízkými hodnotami klidové viskozity, protože nedovolují, aby se vytvořená vlákna zafixovala na substrátu.The elasticity value of the liquid system is mainly related to the resistance to dripping. The high elasticity and ductility of the fiber cause the fibers of the coating material to be pulled out of the slit of the application roller. In this respect, coatings with low values of static viscosity are more advantageous, because they do not allow the formed fibers to be fixed on the substrate.
relativní důležitosti t^-zv. mežipovrchových aspektů a aspektů Teologických existují určité rozpory. Obecně se však konstatuje, že jsou to především Teologické aspekty, které řídí aplikační fázi při povrstvování substrátů. Např. tvorba mokrého filmu je při kterémkoliv způsobu aplikace - nanášení válcové , nožové, stříkáním, kartáčováním anebo kombinované - ovlivňována hodnotou viskozity v oblasti poměrně nízkých střihových napětí. Ukazatelem zde může být hodnota klidové viskozity. Tvorba mokrého filmu, jehož dobrá kvalita je předpokladem pro realizaci jednovrstvých krycích nánosů, závisí současně na schopnosti roztěkání a vrstvení a na odolnosti proti tvorbě defektů v mokrém nánosu vzduchové bubliny, rýhování a jiná poškozeni.There are some contradictions regarding the relative importance of the interfacial and the theological aspects. However, it is generally stated that it is primarily the theological aspects that control the application phase when coating substrates. For example, the formation of a wet film is influenced by the viscosity value in the area of relatively low shear stresses in any application method - roller application, knife application, spraying, brushing or combined - in the range of relatively low shear stresses. The value of the resting viscosity can be an indicator here. The formation of a wet film, the good quality of which is a prerequisite for the implementation of single-layer covering coatings, depends simultaneously on the ability to spread and layer and on the resistance to the formation of defects in the wet coating - air bubbles, striations and other damage.
- 4 ·- 4 ·
234 516234,516
Systémy s výraznou strukturní viskozitou, příp· s tizotropním charakterem nebo a vysokými hodnotami meze toku jsou výhodné pro aplikaci na vysoce savé materiály (např· textilní); po aplikaci vzroste jejich klidová viskozita na velmi vysoké hodnoty, systém ztrácí tekutost a tím se zamezí penetraci do hloubky nebo dekorový tisk si zachová dokonalou ostrost kontur·Systems with a significant structural viscosity, or with a thixotropic character or with high yield point values are advantageous for application to highly absorbent materials (e.g. textiles); after application, their resting viscosity increases to very high values, the system loses fluidity and thus prevents penetration into depth or the decorative print retains perfect sharpness of contours.
Na málo savé substráty a pro plnoploáné nánosy, tedy i pro povrchovou úpravu syntetických usní, jsou vhodnější systémy s opačnými Teologickými charakteristikami - β málo výraznou strukturní viskozitou, s nízkou hodnotou klidové viskozity, bez tixotropního efektu a s nízkými hodnotami meze toku·For low-absorbent substrates and for full-surface applications, including for the surface treatment of synthetic leather, systems with opposite theological characteristics are more suitable - β low structural viscosity, low resting viscosity, no thixotropic effect and low yield point values.
Vodné disperzní nátěrové hmoty pro základní barevné vrstvy obsahují velký počet komponent se specifickými účinky· Základní složkou jsou zde polymerní pojivá ve formě vodných disperzí, nejčastěji na bázi polyakrylátů, polyuretanů, kopolymerů akrylátů s jinými monomerními komponentami, např· s butadienem, akrylonitrilem, styrenem, vinylacetátem a^j· Dále obsahují tyto nátěrové hmoty anorganické a/nebo organické pigmenty, barviva a speciální pomocné látky pro úpravu užitných a/nebo zpracovatelských vlastností; jsou to např· látky povrchově aktivní, sííovací, odpěňovací, regulátory viskozity, látky pro úpravu omaku a^zj.Water-based dispersion paints for basic color layers contain a large number of components with specific effects. The basic component here is polymer binders in the form of aqueous dispersions, most often based on polyacrylates, polyurethanes, copolymers of acrylates with other monomer components, e.g. with butadiene, acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, etc. These paints also contain inorganic and/or organic pigments, dyes and special auxiliaries for adjusting the useful and/or processing properties; these include, for example, surfactants, crosslinkers, defoamers, viscosity regulators, substances for adjusting the feel, etc.
Nátěrově hmoty pro základní barevnou vrstvu povrchové úpravy poromerů jsou tedy složitými a citlivými koloidními systémy, jejich stabilita se vzrůstem počtu složek klesá.Coating materials for the basic color layer of the surface treatment of poromers are therefore complex and sensitive colloidal systems, their stability decreases with an increase in the number of components.
K dosažení optimálních užitných vlastností povrchové úpravy je často nutné použít směsi dvou i více polymerních pojiv. Barvící složky vnášejí do systému určitý podíl povrchově aktivních látek a kromě toho mohou někdy i samy o sobě ovlivnit Teologické charakteristiky nátěrové hmoty. Zahušlovadla se používají nejčastěji polyakrylátová vzhledem k jejich vysoké účinnosti - nemusí se tedy používat v přebytku, takže nepůsobí negativně na hodnoty nasákavosti a nezvyšují tuhost polymerního filmu.To achieve optimal performance properties of the surface treatment, it is often necessary to use mixtures of two or more polymer binders. Coloring components introduce a certain proportion of surfactants into the system and, in addition, they can sometimes themselves affect the rheological characteristics of the coating. Thickeners are most often polyacrylate due to their high efficiency - they do not have to be used in excess, so they do not have a negative effect on the absorption values and do not increase the rigidity of the polymer film.
-/234 516-/234 516
Reologicky se však většinou vyznačují extrémní strukturní viskozitou a nekonečné vysokou hodnotou klidové viskozity - plasticita,» Složitost systému zvyšují další komponenty, jako jsou sítovadla, povrchově aktivní látky, stabilizátory, vosky, silikonové sloučeniny a jiné.However, rheologically, they are usually characterized by extreme structural viscosity and an infinitely high value of rest viscosity - plasticity. The complexity of the system is increased by other components such as crosslinkers, surfactants, stabilizers, waxes, silicone compounds and others.
Účinkem interakce jednotlivých složek v takových komplikovaných systémech vznikají nadmolekulární struktury, které ovlivňují vlastnosti kontinuálního media: zvyšuje se kohezní síla systému, mění se reologická charakteristika. Vlastnosti těchto systémů nejsou aditivní a vzhledem k počtu komponent nelze je ani předvídat. Vzájemné chování složek může být dokonce anomální do té míry, že reálné vlastnosti a chováni systému se podstatně liší od teoretických předpokladů.The interaction of individual components in such complicated systems results in the formation of supramolecular structures that influence the properties of the continuous medium: the cohesive force of the system increases, the rheological characteristics change. The properties of these systems are not additive and, given the number of components, they cannot be predicted. The mutual behavior of the components can even be anomalous to the extent that the real properties and behavior of the system differ significantly from theoretical assumptions.
Z hlediska reologických charakteristik jsou tyto nátěrové hmoty systémy, které mají:In terms of rheological characteristics, these coating materials are systems that have:
- poměrně výrazný strukturně-viskozní charakter, t«<j. rychlý spád viskozity se vzrůstem střihového napětí, který je vyjádřen poměrně vysokými hodnotami tangenty úhlu a hodnotami indexu toku;- relatively pronounced structural-viscous character, i.e. rapid viscosity gradient with increasing shear stress, which is expressed by relatively high values of the tangent of the angle and flow index values;
- velmi vysoké hodnoty klidové viskozity;- very high values of static viscosity;
- viskoplastický charakter s omezenou tekutostí a mezí toku;- viscoplastic character with limited fluidity and yield strength;
- u některých formulací, zejména v závislosti na typu polymerního pojivá a pigmentové preparace tixotropní chování, v některých případech náznak reopexie;- in some formulations, especially depending on the type of polymer binder and pigment preparation, thixotropic behavior, in some cases a hint of rheopexy;
- poměrně vysoké hodnoty tažnosti a pevnosti v tahu.- relatively high values of ductility and tensile strength.
Nepříznivé tokové vlastnosti těchto nátěrových hmot se dále zhoršují ve vztahu ke kvalitě povrstvovaného substrátu nebo při použití určitého způsobu nanášení. Téměř kompaktní, uzavřený povrch z polyuretanu u neupraveného poromerického materiálu se vyznačuje mimořádně nízkou hodnotou povrchové energie, někdy označované jako kritické povrchové napětí pevného povrchu , které leží okolo 27 mN.m*^. Pro srovnání, u polyetylénu, který je označován jako zvláště hydrofobní materiál, se pohybuje tato hodnota okolo 31 mN.m“\ S ohledem na nedostupnost povrchověThe unfavorable flow properties of these coatings are further aggravated in relation to the quality of the coated substrate or when using a certain application method. The almost compact, closed polyurethane surface of the untreated poromeric material is characterized by an exceptionally low surface energy value, sometimes referred to as the critical surface tension of the solid surface, which is around 27 mN.m*^. For comparison, for polyethylene, which is described as a particularly hydrophobic material, this value is around 31 mN.m“\ In view of the unavailability of surface-
234 516 aktivních látek pro docílení tak nízkých povrchových napětí u kapalného systému a vzhledem k tomu, že při reálné konzistenci používaných nátěrových hmot vliv mezipovrchových jevů je dosti potlačen, potom nároky na příznivé reologické charakteristiky nátěrových hmot jsou opodstatněnéo234,516 active substances to achieve such low surface tensions in a liquid system and given that the influence of interfacial phenomena is quite suppressed at the real consistency of the coatings used, then the demands for favorable rheological characteristics of coatings are justified.
Důsledky nepříznivých tokových vlastností u současných vodně disperzních nátěrových hmot pro povrchovou úpravu syntetické poromerické usně jsou;The consequences of unfavorable flow properties in current water-dispersion coatings for the surface treatment of synthetic poromeric leather are;
U válcového nanášení:For roller application:
- Vysoká hodnota klidové viskozity nedovolí dostatečně rychlé zacelení defektů v mokrém nánosu, způsobených buá psaním” pevných částic, nebo rýhováním raklí. Nedokonalá kvalita této vrstvy si vyžaduje další dodatečný egalizační nános, obvykle stříkáním»- A high value of the static viscosity does not allow for sufficiently fast healing of defects in the wet layer, caused by the "buoyancy" of solid particles or the scoring of the squeegee. The imperfect quality of this layer requires an additional leveling layer, usually by spraying»
- Poměrně nízký obsah sušiny neumožňuje za stávajících provozních podmínek dosáhnout takové hmotnosti barevné vrstvy, která by byla potřebná k vytvoření jednovrstvých kryvých nánosů»- The relatively low dry matter content does not allow, under current operating conditions, to achieve the weight of the paint layer that would be required to create single-layer covering layers»
U nanášení střídáním:For alternating application:
- Nátěrové hmoty mají nižší obsah sušiny, mají však relativně vyšší obsah pólyakrylátového zahuštovadla než u válcového nanášení, Při průchodu tryskou stříkací pistole je nátěrová hmota podrobena vysokému střihovému napětí, takže v této fázi má poměrně nízkou zdánlivou viskozitu, což je předpokladem pro jemné rozptýlení částic» Během letu ztrácí atomizovaná částečka odpařením část kapalné fáze, tím vzroste v kapce obsah sušiny;- Paints have a lower dry matter content, but have a relatively higher content of polyacrylate thickener than in roller application. When passing through the nozzle of the spray gun, the paint is subjected to high shear stress, so that in this phase it has a relatively low apparent viscosity, which is a prerequisite for fine particle dispersion. During flight, the atomized particle loses part of the liquid phase by evaporation, which increases the dry matter content in the droplet;
v nátěrové hmotě se zvýší síly interakce a tím i její strukturně-viskozní charakter. Po dopadu na substrát zaniká vysoké střihové napětí, hodnota viskozity značně vzroste, až na klidovou viskozitu, takže vznikají velmi nepříznivé podmínky pro roztěkání kapek a jejich spojení v souvislý egální nános.The interaction forces in the coating material increase and thus its structural-viscous character. After impact on the substrate, the high shear stress disappears, the viscosity value increases significantly, down to the resting viscosity, so that very unfavorable conditions arise for the spreading of drops and their joining into a continuous, even layer.
Bylo pozorováno zvláště nepříznivé, anomální chování nátěrových hmot obsahujících eměsi určitých typů vodně disperzních polymerních pojiv. Např· použitím směsi z polydiaperzního pojivá kopolymeru akrylát-butadien s monodisperzním kopolymeremParticularly unfavorable, anomalous behavior of coatings containing mixtures of certain types of water-dispersible polymer binders has been observed. For example, using a mixture of a polydiaperse binder of acrylate-butadiene copolymer with a monodisperse copolymer
- > 234 516 akry lát- styren se sílová telnými skupinami by ly“1 luk w é—via SLittasJi při stříkání tak nepříznivé, že nebylo možné vytvořit dokonale egální vstvu. V tomto případě byly tokové charakteristiky nepříznivě ovlivněny nejpravděpodobněji rozdíly v geometrickém uspořádání pevné fáze obou vodných disperzí. I když užitné vlastnosti povrchové úp y u této směsi pojiv byly vyhovující a jejich využití by bylo ek.-omicky výhodnější, nemohla být tato směs v nátěrové hmotě s ohledem na nezvládnuté zpracovatelské vlastnosti realizována»- > 234 516 acrylate-styrene with strong groups were so unfavorable during spraying that it was not possible to create a perfectly even layer. In this case, the flow characteristics were most likely adversely affected by differences in the geometric arrangement of the solid phase of both aqueous dispersions. Although the useful properties of the surface finish of this binder mixture were satisfactory and their use would be more economically advantageous, this mixture could not be implemented in the coating material due to the unmanaged processing properties.
Nyní bylo zjištěno, že existují látky, které mohou výhodně změnit zpracovatelské vlastnosti kapalného koloidního systému, aplikovaného jako nátěrová hmota.It has now been found that there are substances which can advantageously change the processing properties of a liquid colloidal system applied as a coating.
Nepříznivé zpracovatelské vlastnosti dosud známých nátěrových hmot pro povrchovou úpravu ohebných syntetických pásových materiálů, zejména poromerů na bázi polyuretanů, jsou značně zlepšeny u vodně disperzní nátěrové hmoty podle vynálezu.The unfavorable processing properties of previously known coatings for the surface treatment of flexible synthetic strip materials, especially polyurethane-based poromers, are significantly improved in the water-dispersion coating according to the invention.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že nátěrové hmota na bázi polyakrylátů a/nebo jejich kopolymerů či směsí s jinými akryláty,s butadienem a/nebo styrenem, obsahující pigmenty, Darviva, zahušlovadla, povrchově aktivní látky, odpěňovače a další přísady nátěrových hmot, obsahuje 0,3 až 16¾ hmot. polyakrylátového zahuštovadía, 0,05 až 0,3 % hmot. amoniaku, 0,7 až 1,3 % hmot.kaseinu,The essence of the invention lies in the fact that a coating based on polyacrylates and/or their copolymers or mixtures with other acrylates, with butadiene and/or styrene, containing pigments, Darviva, thickeners, surfactants, defoamers and other coating additives, contains 0.3 to 16¾ wt. of polyacrylate thickener, 0.05 to 0.3 wt. % ammonia, 0.7 to 1.3 wt. % casein,
1,5 až 11 % hmot.pigmentu, 1 až 5 % hmot. neionogenni. povrchově aktivní látky, dále dvě ze skupiny vzájemně nesnášenlivých polymerních pojiv, zahrnující kopolymér akrylát-butadien v množství1.5 to 11% by weight of pigment, 1 to 5% by weight of nonionic surfactant, further two from the group of mutually incompatible polymer binders, including acrylate-butadiene copolymer in an amount
2,3 až 13,8 % hmot., termoreaktivní kopolymér akrylát-styren v množství 4,6 až 14 % hmot., kopolyakrylát v množství 2 až 10 % hmot. a polyuretan v množství 2 až 3,2 % hmot.,přičemž vybraná dvě polymerní pojivá jsou v hmotnostním poměru 1:4 až 4:1, dále případně 0,002 až 0,2 % hmot. odpěňovače, 0,4 až 0,9 % hmot.melaminformaldehy dového předkondenzátu a 0,4 až 0,7 % hmot. vosků, přičemž zbývající podíl do 100 % hmot.nátěrové hmoty tvoří voda. Tato nátěrová hmoia s výhodou obsahuje kasein a pigment ve formě kaseinové pigmentové preparace, v níž je sušina složena z 9 až*30 % hmot. kaseinu a 91-70 % hmot. pigmentu, a která je připravena dispergací a íímogenizací pigmentů a případně plniv v koloidním alkalickém vodném roztoku kaseinu s přísadami tak, že výsledný roztok má koncentraci 30 až 60 % hmot.2.3 to 13.8 wt. %, thermosetting acrylate-styrene copolymer in an amount of 4.6 to 14 wt. %, copolyacrylate in an amount of 2 to 10 wt. % and polyurethane in an amount of 2 to 3.2 wt. %, wherein the selected two polymer binders are in a weight ratio of 1:4 to 4:1, further optionally 0.002 to 0.2 wt. % defoamer, 0.4 to 0.9 wt. % melamine formaldehyde precondensate and 0.4 to 0.7 wt. % waxes, with the remaining proportion up to 100 wt. % of the coating composition being water. This coating composition preferably contains casein and pigment in the form of a casein pigment preparation, in which the dry matter consists of 9 to 30 wt. % casein and 91-70 wt. % pigment, and which is prepared by dispersing and lyophilizing pigments and optionally fillers in a colloidal alkaline aqueous solution of casein with additives such that the resulting solution has a concentration of 30 to 60% by weight.
234 516234,516
Ke kvantitativnímu popisu zpracovatelských vlastností nátěrové hmoty podle vynálezu je použito následujících ukazatelů:The following indicators are used to quantitatively describe the processing properties of the coating material according to the invention:
Přímka znázorňující závislost viskozity (nebo střihové rychlosti) na střihovém napětí v logaritmických souřadnicích svírá s osou hodnot střihových napětí úhel°^ a tangenta tohoto úhlu udává rychlost poklesu viskozity (nebo střihové rychlosti) se střihovým napětím, tedy udává výraznost strukturně-viskozního charakteru nátěrové hmoty.The line showing the dependence of viscosity (or shear rate) on shear stress in logarithmic coordinates makes an angle of 0° with the axis of shear stress values, and the tangent of this angle indicates the rate of decrease in viscosity (or shear rate) with shear stress, i.e. indicates the severity of the structural-viscous character of the coating material.
Hodnota klidové viskozity byla určena na uvedené logaritmické závi. slosti extrapolací na nulovou hodnotu střihového napětí.The value of the rest viscosity was determined from the given logarithmic dependence by extrapolation to the zero value of shear stress.
Mez toku - hodnota střihového napětí, při němž dochází k tečení systému - byla určena z grafické závislosti střihové rychlosti na střihovaťíém napětí jako průsečík vzestupné přímkové části této závislosti s osou střihových napětí.The yield stress - the value of shear stress at which the system creeps - was determined from the graphical dependence of the shear rate on the shear stress as the intersection of the ascending linear part of this dependence with the shear stress axis.
V praxi se strukturně viskozní charakter systému často vyjadřuje pomocí indexu toku - je to poměr hodnot zdánlivých viskozit naměřených při nižší a vyšší střihové rychlosti, obvykle v poměru 1:10 nebo 1:20. K výpočtu indexu toku byly použity hodnoty zdánlivých viskozit naměřené viskozimetrem Brookfield RVT při rychlosti 1 a 10 ot. min».“1 měřícího vřetena.In practice, the structurally viscous character of a system is often expressed using the flow index - it is the ratio of the apparent viscosities measured at lower and higher shear rates, usually in the ratio of 1:10 or 1:20. To calculate the flow index, the apparent viscosities measured with a Brookfield RVT viscometer at speeds of 1 and 10 rpm». 1 of the measuring spindle were used.
Výraznost tixotropního charakteru se posuzovala z plochy hysterezní smyčky, která vznikla při proměřování závislosti střihové rychlosti na střihovém napětí od nulové hodnoty do maxima a zpět za definovaného časového programu.The severity of the thixotropic character was assessed from the area of the hysteresis loop, which was created when measuring the dependence of shear rate on shear stress from zero value to maximum and back within a defined time program.
Z mechanických vlastností nátěrových systémů pro povrstvování plošných materiálů se stanovily hodnoty tažnosti a pevnosti v tahu. Pevnost v tahu kapalného sloupce se stanovila na přístroji íAi Nouy, používaném k měření povrchového napětí. Pro měření pevnosti v tahu se použila kruhová destička upevněná na torzním drátě. Síla potřebná k odtržení destičky z hladiny nátěrové hmoty se určila hmotností závaží, potřebného k vyvážení destičky zpět do výchozí polohy.The mechanical properties of coating systems for coating flat materials were used to determine the values of ductility and tensile strength. The tensile strength of the liquid column was determined on a íAi Nouy apparatus used to measure surface tension. A circular plate mounted on a torsion wire was used to measure the tensile strength. The force required to tear the plate from the surface of the coating was determined by the weight of the weight required to balance the plate back to its original position.
Pro stanovení tažnosti se použilo principu dle Janssona: kovová destička, která se položila přesně na povrch zkoušenéTo determine the ductility, the Jansson principle was used: a metal plate was placed exactly on the surface of the material being tested.
- 4 234 516 nátěrové hmoty, se pohybovala rovnoměrným silným tahem směrem vzhůru· Mezi destičkou a povrchem nátěrové hmoty se tvořilo vlákno a v okamžiku přetržení se stanovila jeho délka v mm·- 4,234,516 paint, moved with a uniform strong pull upwards. A fiber was formed between the plate and the surface of the paint and its length in mm was determined at the moment of rupture.
Při zkoumání vlivu modifikačních složek na zpracovatelské vlastnosti nátěrových hmot byla nejdříve připravena nátěrová hmota bez modifikace· Kasein jako modifikační složka se pak přidával do nátěrové hmoty používané pro základní barevnou vrstvu povrchové úpravy poromerů a nanášené na válcovém stroji· Konzistence u všech nátěrových hmot (dle ČSN 673 013) byla nastavena pomocí polyakrylé tového zahušlovadla a amoniakové vody na hodnotu cca 20 s· Byly stanoveny následující veličiny: úhel//, hodnota klidové viskozity srovnávací zdánlivá viskožita a hodnota indexu tokuWhen investigating the influence of modification components on the processing properties of coatings, a coating without modification was first prepared. Casein as a modification component was then added to the coating used for the basic color layer of the surface treatment of poromers and applied on a roller machine. The consistency of all coatings (according to ČSN 673 013) was adjusted using a polyacrylate thickener and ammonia water to a value of approximately 20 s. The following quantities were determined: angle//, value of the resting viscosity, comparative apparent viscosity and value of the flow index.
1^0 a hodnota meze toku (2^·1^0 and the flow limit value (2^·
V tabulce 1 je uveden účinek těchto látek na sledované reologické veličiny·Table 1 shows the effect of these substances on the monitored rheological parameters.
Tabulka ITable I
Ze srovnání hednot úhlu o4 , klidové viskosity /7 a meze toku 6Γθ vyplývá, že kasein vykazuje značný účinek na potlačení pseudoplastického charakteru toku a na snížení hodnot ^0, a to i při poměrně nízké koncentraci v systému· ή!) 234 516From the comparison of the values of the angle o4 , the rest viscosity /7 and the yield stress 6Γ θ it follows that casein exhibits a significant effect on suppressing the pseudoplastic character of the flow and on reducing the values of ^ 0 , even at a relatively low concentration in the system· ή!) 234 516
Kasein patří do skupiny vysokomolekulárních bílkovin - proteidů. Makromolekulární řetězec obsahuje peptidové skupiny, na nichž účinkem např· formaldehydu, nebo látek obsahujících metylolové nebo N-alkoxymetylolové skupiny nebo účinkem dalších látek se vytváří příčné metylénové -CJ^- vazby; tím dochází k fixaci a potlačení rozpustnosti kaseinového filmu·Casein belongs to the group of high-molecular proteins - proteids. The macromolecular chain contains peptide groups on which, under the action of, for example, formaldehyde, or substances containing methylol or N-alkoxymethylol groups, or under the action of other substances, cross-methylene -CJ^- bonds are formed; this results in fixation and suppression of the solubility of the casein film.
V alkalickém prostředí se kasein rozpustí a tvoří koloidní roztok· Rychle podléhá rozkladnému účinku bakterií, takže roztoky je nutno konzervovat. Nejčastěji se používají organické sloučeniny jako je parachlormetakrezol, nitrobenzen, fenol a^·In an alkaline environment, casein dissolves and forms a colloidal solution. It is quickly subjected to the decomposition effect of bacteria, so the solutions must be preserved. The most commonly used organic compounds are parachlorometacresol, nitrobenzene, phenol, and^.
Kasein vytváří poměrně tvrdé filmy; jeho použitelnost v nátěrových systémech určených pro povrstvování ohebných plošných materiálů jako jsou poromerické usně, je proto ohraničena· Při optimalizaci obsahu kaseinu ve směsích pojiv používaných v těchto nátěrových hmotách se sledovaly změny hodnot počátečního modulu pružnosti v tahu Εθ a hodnoty navlhavosti u polymerních filmů v závislosti na skladbě polymerních pojiv, na obsahu kaseinu a na stupni sítování - fixace.Casein forms relatively hard films; its applicability in coating systems intended for coating flexible sheet materials such as poromeric leathers is therefore limited. When optimizing the casein content in binder mixtures used in these coatings, changes in the values of the initial tensile modulus of elasticity Εθ and the wettability values of polymer films were monitored depending on the composition of the polymer binders, the casein content and the degree of crosslinking - fixation.
Zjistilo se, že v nátěrových hmotách pro povrchové úpravy ohebných plošných materiálů je možné, podle skladby nátěrového systému, přidat až 15 % sušiny kaseinu, vztaženo na celkovou sušinu polymerních pojiv v nátěrové hmotě bez negativního ovlivnění kvality povrchové úpravy·It has been found that in coatings for the surface treatment of flexible sheet materials, it is possible, depending on the composition of the coating system, to add up to 15% of casein dry matter, based on the total dry matter of polymer binders in the coating, without negatively affecting the quality of the surface treatment.
Dále se zjistilo, že kasein je možno přidávat v různých formách. Základem všech je vodný alkalický koloidní roztok kaseinu s konzervovadlem. Ten může obsahovat další pomocné prostředky, jako jsou vosky, změkčovadla, kožní klih, povrchově aktivní látky a případně jiné· Zvláště výhodná je kaseinové pigmentová preparace připravená dispergací a homogenizací anorga· nických nebo organických pigmentů, příp· i s některými anorganic< kými plnivy, jako jsou např· síran barnatý nebo hydroxid hlinitý ve vodném alkalickém koloidním roztoku kaseinu s konzervovadly a obsahující další uvedené pomocné prostředky.It has also been found that casein can be added in various forms. The basis of all of them is an aqueous alkaline colloidal solution of casein with a preservative. This may contain other auxiliaries, such as waxes, plasticizers, leather glue, surfactants and possibly other. Particularly advantageous is a casein pigment preparation prepared by dispersing and homogenizing inorganic or organic pigments, optionally with some inorganic fillers, such as barium sulfate or aluminum hydroxide in an aqueous alkaline colloidal solution of casein with preservatives and containing the other auxiliaries mentioned.
234 516234,516
K optimalizaci obsahu kaseinu se použil kaseinový roztok β přísadami· Zjistilo se, že k potlačení nepříznivých interakcí a k dosažení významných změn mechanických vlastností a reologických charakteristik nátěrové hmoty je nutné, aby obsah byl vyěěí než 5 hmotnostních % sušiny kaseinu, vztaženo na celkovou sušinu polymerních pojiv v nátěrové hmotě. Dále se zjistilo, že kasein působí jako modifikační složka v nátěrových hmotách které obsahují směsi polymerních pojiv nejrůznějěíeh vlastností a jsou použity v různých podílech (poměrech) tak významně, že zpracovatelské vlastnosti modifikovaných nátěrových hmot jsou si velmi blízké·To optimize the casein content, a casein solution with β additives was used. It was found that to suppress adverse interactions and to achieve significant changes in the mechanical properties and rheological characteristics of the coating, it is necessary that the content be higher than 5% by weight of casein dry matter, based on the total dry matter of polymer binders in the coating. It was further found that casein acts as a modifying component in coatings that contain mixtures of polymer binders of various properties and are used in different proportions (ratio) so significantly that the processing properties of the modified coatings are very similar.
S ohledem na ekonomiku výroby je zvláště výhodné použití kaseinovýeh pigmentových preparací, protože je možno spojit dvě technologické operace: kaseinová pigmentová preparace půeobl jako látka barvicí a současně jako účinný modifikátor.With regard to production economics, the use of casein pigment preparations is particularly advantageous because it is possible to combine two technological operations: the casein pigment preparation acts as a coloring agent and simultaneously as an effective modifier.
Účinnost pigmentové preparace u nátěrových hmot se zvláště výraznými vnitřními interakcemi dokazují výsledky uvedené v tabulce II na následující straně·The effectiveness of pigment preparation in coatings with particularly pronounced internal interactions is demonstrated by the results shown in Table II on the following page.
Pro přípravu nátěrových hmot se zde použily dvě různé směsi polymerních pojiv:Two different mixtures of polymer binders were used to prepare the coatings:
Směs A - kopolymer butyl*akrylát-akrylonitrii s kopolymerem akrylát-butadien v hmotnostním poměru 1:1Mixture A - butyl*acrylate-acrylonitrile copolymer with acrylate-butadiene copolymer in a weight ratio of 1:1
Směs B - termoreaktivní kopolymer akrylát-styren s kopolymerem akrylát-butadien v hmotnostním poměru 1:1·Mixture B - thermosetting acrylate-styrene copolymer with acrylate-butadiene copolymer in a weight ratio of 1:1.
Použité pigmenty:Pigments used:
P - pigment v odstínu okr - kysličníky železaP - pigment in the shade of ochre - iron oxides
S - směs pigmentu v odstínu okr * hnědá - kysličníky železa.S - a mixture of pigments in the shade ocher * brown - iron oxides.
Použité modifikační systémy:Modification systems used:
KPP - kaseinová pigmentová preparaceKPP - casein pigment preparation
K + P - ka$einový roztok + pigmentK + P - casein solution + pigment
KP+ P - kaseinový roztok s přísadami ♦ pigmentKP+ P - casein solution with additives ♦ pigment
Modifikační systémy jsou blíže specifikovány v jednotlivých příkladech.The modification systems are further specified in the individual examples.
-4l> 234 516-4l> 234 516
Tabulka IIí Souhrnné hodnoty vlastností nemodifikovaných a kaseinem modifikovaných nátěrových hmotTable IIí Summary values of properties of unmodified and casein-modified coatings
234 516234,516
U směsi B polymerních pojiv lze potvrdit silnější interakce mezi komponentami, které jsou vyjádřeny velmi vysokou hodnotou klidové viskozity jakož i dalšími mechanickými hodnotami a reologickými charakteristikami; ty jsou v tomto případě tak nepříznivé, že nátěrovou hmotu obsahující tuto směs pojiv není možno nanášet např. stříkáním. Poměrně malým přídavkem kaseinového modifikátoru se dosáhlo výrazného potlačení vnitřních struktur a tím i zvýšení pohyblivosti vrstev, zlepšení tokových vlastností a roztékavo3ti nátěrové hmoty po nanesení na upravovaný substrát. Jako modifikační přísada má kasein rovněž schopnost úplně odstranit .tixotropní charakter a dále zlepšit tečení nátěrové hmoty v oblasti velmi nízkých střihových napětí potlačením meze toku. Kasein dále<snižuje mechanické hodnoty; kapalné vlákno ztrácí svoji elasticitu a zejména při válcovém nanášení nátěrová hmota se lépe odděluje od aplikačního válce a předává na povrstvovaný substrát.In the case of polymer binder mixture B, stronger interactions between components can be confirmed, which are expressed by a very high value of the resting viscosity as well as other mechanical values and rheological characteristics; these are so unfavourable in this case that the coating material containing this binder mixture cannot be applied, for example, by spraying. A relatively small addition of casein modifier achieved a significant suppression of internal structures and thus an increase in the mobility of the layers, an improvement in the flow properties and flowability of the coating material after application to the treated substrate. As a modifying additive, casein also has the ability to completely eliminate the thixotropic character and further improve the flow of the coating material in the area of very low shear stresses by suppressing the flow limit. Casein further reduces the mechanical values; the liquid fiber loses its elasticity and, especially during roller application, the coating material is better separated from the application roller and transferred to the coated substrate.
Použití kaseinu v nátěrové hmotě má další příanivé důsledky. Vysušená vrstva nátěrové hmoty s kaseinem má hydrofilní charakter; tím se zřetelně zlepšuje smáčivost této vrstvy a roztékavost dalších aplikovaných nánosů. Na přístroji Gontact Angle Analýzer se měřily dotykové úhly Φ u kapek nátěrových hmot a zjistilo se, že hodnoty těchto úhlů při aplikaci na vrstvu nátěrové hmoty s kaseinem jsou zřetelně nižší než při aplikaci téže nátěrové hmoty na barevnou vrstvu bez kaseinu.The use of casein in the coating has other beneficial consequences. The dried coating layer with casein has a hydrophilic character; this clearly improves the wettability of this layer and the flowability of further applied layers. The contact angles Φ of the coating droplets were measured on the Gontact Angle Analyzer and it was found that the values of these angles when applied to a coating layer with casein are clearly lower than when the same coating is applied to a colored layer without casein.
U vícevrstvým nánosů se tak zlepšují podmínky pro vytvoření kvalitní barevné vrstvy povrchové úpravy úpravou reologických charakteristik i zlepšením poměrů mezipovrchových.In multi-layer coatings, the conditions for creating a high-quality colored surface treatment layer are improved by adjusting the rheological characteristics and improving the interfacial relations.
Významný je rovněž příspěvek kaseinu ke zvýšeni hodnot propustnosti vodních par pres polymerni film. Při hodnocení samostat ných filmů z polymerních pojiv se zjistilo, že přídavek kaseinu zvyšuje hodnoty propustnosti pro vodní páry u pigmentovaných filmů o 20 - 30 Tím se vytváří předpoklady pro podstatné zlepšení významné užitné vlastnosti poromerik - komfortnosti při nošení obuvi vyrobené z tohoto materiálu.The contribution of casein to increasing the water vapor permeability values through the polymer film is also significant. When evaluating individual films from polymer binders, it was found that the addition of casein increases the water vapor permeability values of pigmented films by 20 - 30. This creates the prerequisites for a significant improvement in the important utility property of poromerics - comfort when wearing shoes made from this material.
234 516234,516
Přídavek kaseinu ▼ množství nad 11 hmotnostníA % zřetelně zvyšuje hodnoty navlhavosti polymerního filmu a to ee nepříznivě odráží v nízkých hodnotách odolnosti povrchová úpravy proti otěru za mokra·The addition of casein in amounts above 11% by weight clearly increases the wettability values of the polymer film, which is negatively reflected in the low values of resistance of the surface treatment to wet abrasion.
Bylo zjištěno, že fixace kaseinu je možno prováet současně se sítovánía tensoreaktivních polymemích pojiv přídavkem sloučenin např· s metylolovými nebo N-alkoximetylolovými skupinami, přičemž tyto sloučeniny mohou případně obsahovat volný, zbytkový formaldehyd· K tomu se použije např· vodorozpuatný melaminformaldehydový předkondanzát v množství do 10 hmotnostních %, vztaženo na celkovou hmotnost sušiny polymemích pojiv· Reakce sítování a fixace proběhnou při expozici materiálu při teplotách 130 až 140 °C po dobu 2 min·It has been found that casein fixation can be carried out simultaneously with crosslinking of tensor-reactive polymer binders by adding compounds, e.g. with methylol or N-alkoxymethylol groups, which may optionally contain free, residual formaldehyde. For this purpose, e.g. water-soluble melamine formaldehyde precondensate is used in an amount of up to 10% by weight, based on the total weight of the dry matter of the polymer binders. The crosslinking and fixation reactions take place when the material is exposed to temperatures of 130 to 140 °C for 2 min.
Nátěrová hmota podle vynálezu ae připraví tak, že se nejprve připraví zahuětovací sůl z vodě disperzních zahuětovadel na bázi polyakrylátů a z anorganické nebo organické zásady, nejlépe z amoniakové vody; po ustálení viskosity se do zahuětovací soli přidá bud pigmentová preparace a dále vodný alkalický koloidni roztok kaseinu s konzervovadlem a s dalšími pomocnými látkami, např. s vosky, změkčovadly, povrchově aktivními látkami a jinými, nebo ee použije kaseinová pigmentová preparace (přičemž je možno případně přidat k této některou z dalších uvedených modifikačníeh kaaainových směsí), dále se vmíchají vodná disperze polymemích pojiv a potřebné pomocné prostředky, jako jsou povrchově aktivní látky, prostředek odpěňovací, sítovací, případně dalěí· Optimální viskozita pro zvolený způsob nanášení se reguluje obsahem zahuětovací soli.The coating material according to the invention is prepared by first preparing a thickening salt from water-dispersible thickeners based on polyacrylates and from an inorganic or organic base, preferably from ammonia water; after the viscosity has stabilized, either a pigment preparation is added to the thickening salt and then an aqueous alkaline colloidal solution of casein with a preservative and other auxiliaries, e.g. with waxes, plasticizers, surfactants and others, or a casein pigment preparation is used (whereby it is possible to optionally add one of the other mentioned modifying casein mixtures to this), then an aqueous dispersion of polymer binders and the necessary auxiliaries, such as surfactants, defoamers, crosslinkers, or others, are mixed in. The optimal viscosity for the selected application method is regulated by the content of the thickening salt.
Při přípravě nátěrové hmoty se může postupovat i tím způsobem, že zahuětování se provádí jako poslední operace bez předchozí přípravy zahuětovací soli: anorganická nebo organická zásada, nejlépe amoniaková voda, ae přidává do směsi za věech výěe uvedených komponent jako poslední složka v takovém množství, aby nátěrová hmota vykazovala hodnotu pH 7-* 10«When preparing the coating, it is also possible to proceed in such a way that the thickening is carried out as the last operation without prior preparation of the thickening salt: an inorganic or organic base, preferably ammonia water, is added to the mixture after all the above-mentioned components as the last component in such an amount that the coating has a pH value of 7-10.
234 516234,516
Použití modifikační přísady podle vynálezu do nátěrových hmot pro povrchovou úpravu ohebných plofiných materiálů, jako jsou poromerické a jiná syntetické usně, v kontinuálním výrobním procesu přináěí významné výhody v technologii i ekonomice výroby. Modifikace pomocí kaseinu má velmi příznivý vliv na zpraeovatelké vlastnosti nátěrových hmot a umožňuje:The use of the modifying additive according to the invention in coatings for the surface treatment of flexible surface materials, such as poromeric and other synthetic leathers, in a continuous production process brings significant advantages in technology and production economics. Modification with casein has a very positive effect on the processing properties of coatings and allows:
- realizovat formulace nátěrových hmot, které obsahují suroviny sice ekonomicky velmi výhodné, ale z hlediska zpracovatelských vlastností dosud reálně nepoužitelné. Tímto způsobem lze významně rozěířit oblast použitelných surovin, např. i na domácí zdroje;- to implement formulations of coatings that contain raw materials that are economically very advantageous, but in terms of processing properties are not yet realistically usable. In this way, the range of usable raw materials can be significantly expanded, e.g. to include domestic sources;
- spojit při použiti kaseinových pigmentových preparací dvě technologické operace a funkce - vybarvováni a modifikaci;- to combine two technological operations and functions - coloring and modification - when using casein pigment preparations;
- dobrou kvalibu nánosů z modifikované nátěrové hmoty vytvořit předpoklady pro zjednodušení technologického procesu povrchové úpravy případným odstraněním dodatečné egalizace barevného odstínu stříkáním.- good quality of the deposits of modified paint create the prerequisites for simplifying the technological process of surface treatment by possibly eliminating additional equalization of the color shade by spraying.
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu uvádíme několik příkladů modifikovaných nátěrových hmot.To further clarify the nature of the invention, we present several examples of modified coatings.
Příklad 1 - srovnávacíExample 1 - comparative
Standardní formulace nátěrové hmoty bez kaseinu pro válcové nanáSení; uvádí se pro ozřejmění účinnosti postupu modifikace. Úprava konzistence nátěrové hmoty je provedena pomocí předem připravené zahuslovací soli.Standard formulation of casein-free paint for roller application; presented to illustrate the effectiveness of the modification process. The consistency of the paint is adjusted using a pre-prepared thickening salt.
demineralizovaná voda polyakrylátové zahuělóvadlo (40 % hmot.) odpěňovač amoniaková voda (25 % hmot.demineralized water polyacrylate carbonizer (40% by weight) defoamer ammonia water (25% by weight)
48,00 hmot.dílů 3,26 nh3)48.00 parts by weight 3.26 nh 3 )
0,0020.002
0,80 zahuělovací sůl se poneehá 1 hod v klidu, potom se přidají vytanovaná pigmentová preparace bez kaseinu (50 % homt.) 15,60 vodná disperze kopolymerů akrylát-butadien (46 % hmot.) 23,300.80 the coaling salt is left to stand for 1 hour, then the tanned pigment preparation without casein (50% by weight) 15.60 aqueous dispersion of acrylate-butadiene copolymers (46% by weight) 23.30 are added
- 1C 234 516 vodná disperze butylakrylát-akrylonitrii (40 % hmot·) 7,80 hmot.dílů neionogenní povrchová aktivní látka (10% hmot.) 1,30 Připravená nátěrová hmota se nanáší na poromerický substrát na válcovém nanáSecím zařízení, vybaveném vzduchovou raklí pro dodatečnou egalizaci hmotnosti nánosu.- 1C 234 516 aqueous dispersion of butyl acrylate-acrylonitrile (40% by weight) 7.80 parts by weight non-ionic surfactant (10% by weight) 1.30 The prepared coating material is applied to the poromeric substrate on a cylindrical application device equipped with an air squeegee for additional equalization of the coating weight.
Po vysušení vykazuje barevná vrstva defekty (rýhy, vzduchové bubliny a^j.) - nutno aplikovat dodatečný, korekční přestřik. Reologické charakteristiky nátěrové hmoty jsou uvedeny v tabulce; II, řádek č. 1.After drying, the paint layer shows defects (grooves, air bubbles, etc.) - an additional, corrective overspray must be applied. The rheological characteristics of the paint are given in Table II, line no. 1.
Příklad 2Example 2
Formulace modifikované nátěrové hmoty pro válcové nanášení; ve srovnání s příkladem 1 nahradí se ve formulaci nátěrové hmoty vytónovaná pigmentová preparace bez kaseinu kaseinévou pigmentovanou preparací v ekvivalentním množství. Ostatní komponenty zůstávají zachovány jako ve formulaci příkladu 1.Modified coating formulation for roller application; compared to Example 1, the tinted casein-free pigment preparation in the coating formulation is replaced by a casein pigment preparation in an equivalent amount. The other components remain as in the formulation of Example 1.
Modifikovaná nátěrová hmota se vyznačuj· výrazně zlspisnými zpracovatelskými vlastnostmi. Příznivá změna rsologických charakteristik vyvolaná přídavkem kaseinu je zřejmá z tabulky II - viz č. 2 ve srovnání a č. 1. Barevný nános je podstatně kvalitnější, defekty se vyskytují ojediněle. V případě dostatečné kryvosti barevné vrstvy není nutný dodatečný přsstřik.The modified coating material is characterized by significantly improved processing properties. The favorable change in the physical characteristics caused by the addition of casein is evident from Table II - see No. 2 in comparison with No. 1. The color coating is of significantly better quality, defects occur rarely. In the case of sufficient coverage of the color layer, additional spraying is not necessary.
Příklad 3 demineralizovaná voda 50 hmot.dílůExample 3 demineralized water 50 parts by weight
234 516 vodorozpustný melaminformaldehydový předkondenzát (60 % hmot.) 1,30 hmot.dílů amoniaková voda (25 % hmot.) množství k nastavení na pH 7-8234 516 water-soluble melamine formaldehyde precondensate (60% by weight) 1.30 parts by weight ammonia water (25% by weight) amount to adjust to pH 7-8
Modifikace provedena dodatečným přídavkem kaseinu k preparaci nekryvých transparentních pigmentů. Nátěrová hmota se nanáší na válcovém nanášecím stroji; následná egalizace hmotnosti mokrého nánosu se provede pomocí vhodné spirálové rakle tak, —2 aby konečná hmotnost nánosu se pohybovala v rozmezí 60 - 80 g.m Kvalitní transparentní barevný nános na vhodně podbarveném poromerickém substrátu vytváří brilantní povrchovou úpravu semianilinového typu. Reologické charakteristiky viz čo 3 v tabulce II.Modification made by additional addition of casein to the preparation of opaque transparent pigments. The coating material is applied on a roller coating machine; subsequent equalization of the wet layer weight is carried out using a suitable spiral doctor blade so that the final layer weight is in the range of 60 - 80 g.m. A high-quality transparent colored layer on a suitably tinted poromeric substrate creates a brilliant semi-aniline type surface finish. For rheological characteristics, see item 3 in Table II.
Příklad 4Example 4
Formulace nátěrové hmoty pro jednovrstvý kryvý barevný nánosPaint formulation for a single-layer opaque color coating
234 516234,516
Nátěrová hmota se nanáší na válcovém stroji, vybaveném vzduchovou raklí v množství 60-80 g.m . Kvalitní nános nátěrové hmoty s vyšším obsahem sušiny (ve srovnání s nátěrovou hmotou v příkladu 2) nevyžaduje dodatečný korekční nános stříkáním. Reologické charakteristiky viz tab. II.The coating material is applied on a roller machine equipped with an air squeegee in an amount of 60-80 g.m . A high-quality coating of the coating material with a higher dry matter content (compared to the coating material in example 2) does not require additional correction coating by spraying. Rheological characteristics see tab. II.
Příklad 5Example 5
Nátěrová hmota pro stříkání. Aplikuje se dodatečně na barevnou základní vrstvu vytvořenou na válcovém nanášecím zařízení (viz příklady 1, 2).Sprayable coating material. It is applied additionally to the colored base layer created on a roller application device (see examples 1, 2).
demineralizováné voda polyakrylátové zahuštovadlc amoniaková voda zahušlovací sůl se ponechá v klidu, Dotom seypřidají vytonovaná kaseinová pigmentová preparace termoreaktivní kopolymer akrylát - styren kopolymer akrylát-butadien neionogenní povrchověaktivní látka vodorozpustný melaúin-demineralized water polyacrylate thickener ammonia water thickening salt is left undisturbed, then tinted casein pigment preparation thermoreactive copolymer acrylate - styrene copolymer acrylate - butadiene copolymer nonionic surfactant water-soluble melaine is added
(130 w - 140 'ů/2min. ) současně sítování termoreaktivního póly merního pojivá a fixace kaseinu.(130 w - 140 's/2min.) simultaneous crosslinking of the thermoreactive polar binder and fixation of casein.
Modifikací nátěrové hmoty se dosáhne takového zlepšení v roztékavosti nánosu, že barevná vrstva je dokonalehomogenní a barevně egální.By modifying the paint, such an improvement in the flowability of the coating is achieved that the color layer is perfectly homogeneous and color-equal.
234 516 ’234,516'
Při aplikaci nátěrové hmoty bez kaseinové modifikační složky jsou kohezivní síly u této kombinace polymerních pojivtak vysoké, že jemné kapky se nespojují a výsledná vrstva je barevně výrazně neqcplní.When applying a coating without a casein modifying component, the cohesive forces of this combination of polymer binders are so high that fine droplets do not coalesce and the resulting layer is significantly uneven in color.
Rozdíly v hodnotách mechanických vlastností a reologických veličin jsou zřejmé z tabulky II - ř. 5, 5a; modifikační přísada vyvolává zvláště výrazné změny ve strukturně-viskozní charakteristice - hodnota úhlu tk, případně Ι^θ - au hodnoty klidové viskozity.The differences in the values of mechanical properties and rheological quantities are evident from Table II - rows 5, 5a; the modifying additive causes particularly significant changes in the structural-viscous characteristic - the value of the angle tk, or Ι^θ - and in the value of the rest viscosity.
Účinek vynálezu se zde projevuje nejvýrazněji - u této kombinace polymerních pojiv jsou původní reologické charakteristiky tak nepříznivé, že nátěrovou hmotu bez modifikace nelze pro aplikaci stříkáním použít.The effect of the invention is most pronounced here - with this combination of polymer binders, the original rheological characteristics are so unfavorable that the coating material without modification cannot be used for spray application.
Příklad 6Example 6
Formulace nátěrové hmoty pro jednovrstvý kryvý barevnýPaint formulation for single-coat opaque color
Jl nános demineralizovaná voda polyakrylátové zahuštovadlo (40 % hmot.) amoniaková voda vytónovaná pigmentová preparace s kaseinem (43 % hmot.) vodně disperzní kopolymer akrylát-butadien (46 % hmot.) vodně disperzní termoreaktivní kopolymer akrylát-styren (46 % hmot.) neionogenní povrchově aktivní látka vodný roztok melaminformaldehydového předkondenzátu (60 % hmot.)Jl coating demineralized water polyacrylate thickener (40% by weight) ammonia water tinted pigment preparation with casein (43% by weight) water-dispersible acrylate-butadiene copolymer (46% by weight) water-dispersible thermosetting acrylate-styrene copolymer (46% by weight) non-ionic surfactant aqueous solution of melamine formaldehyde precondensate (60% by weight)
10,0 hmot.dílů10.0 parts by weight
0,90.9
0,20.2
28,1 ,28,128.1 ,28.1
30,130.1
1,21.2
1,41.4
ApliSace se provede postupem popsaným v příkladě 4. Reologické harakterištiky nátěrové hmoty jsou uvedeny v tab. II, č. 5.The application is carried out according to the procedure described in example 4. The rheological characteristics of the coating are given in Table II, No. 5.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS465583A CS234516B1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS465583A CS234516B1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS234516B1 true CS234516B1 (en) | 1985-04-16 |
Family
ID=5389812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS465583A CS234516B1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS234516B1 (en) |
-
1983
- 1983-06-23 CS CS465583A patent/CS234516B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4686260A (en) | Printing ink composition | |
| US3337482A (en) | Ethylene-vinyl acetate copolymer paper coating composition | |
| EP0193808A2 (en) | Spreading pastes containing polyurethane plastics, and process for the preparation of water vapour permeable polyurethane coatings | |
| DE2425553A1 (en) | METHOD OF EQUIPMENT OF MATERIALS MADE OF LEATHER AND LEATHER REPLACEMENT | |
| CN110105861A (en) | Complete aqueous release coating and preparation method thereof for alumite thermoprinting foil | |
| US2536018A (en) | Coating compositions | |
| DE1919379A1 (en) | Aqueous coating mass | |
| US4880673A (en) | Acrylate binder and its use for dressing leather | |
| US3318721A (en) | Coated polyolefin structure, composition and method for making the same | |
| CN108395826A (en) | A kind of aqueous weatherability by force can selfreparing dual-component polyurethane finishing coat and preparation method thereof | |
| JP2009529076A (en) | Method for producing a substrate coated once and / or several times | |
| US5514450A (en) | Aminosilanes for non-bleed aqueous correction fluid | |
| WO2006082223A1 (en) | Use of an aqueous polymer dispersion as a binding agent for cellulose fibers and for the production of filter materials | |
| US2865877A (en) | Coating compositions comprising aqueous dispersions of polymer salts and alkylphenolethylene oxide condensates and articles coated therewith | |
| CS234516B1 (en) | An aqueous dispersion coating composition for flexible synthetic sheet materials | |
| US3350329A (en) | Coating compositions, of shellac, melamine formaldehyde, and styrene-acrylate emulsions | |
| US3767439A (en) | Functional surface coating compositions for cellulosic material | |
| EP0437742A1 (en) | Aqueous polymeric compositions | |
| CN112796125A (en) | Aqueous flexographic printing material for Tyvek and preparation method thereof | |
| CN112647306A (en) | Solid-liquid mixed type foam stabilizer and preparation method thereof | |
| EP0860297B1 (en) | Process for producing banknotes | |
| US3409568A (en) | Ethylene/vinyl chloride copolymer pigment binder for coated paper products and process of preparation | |
| JPS6228826B2 (en) | ||
| DE60310643T2 (en) | resin mixture | |
| CN120230434A (en) | A kind of multi-purpose water-based varnish with wide application range and preparation method thereof |