DE19724236B4 - Method for polarizing hydrophobic surfaces - Google Patents
Method for polarizing hydrophobic surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- DE19724236B4 DE19724236B4 DE19724236A DE19724236A DE19724236B4 DE 19724236 B4 DE19724236 B4 DE 19724236B4 DE 19724236 A DE19724236 A DE 19724236A DE 19724236 A DE19724236 A DE 19724236A DE 19724236 B4 DE19724236 B4 DE 19724236B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polyalkylene glycol
- diisocyanate
- polarizing agent
- polarizing
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 56
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 24
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 7
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 60
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 17
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical class OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 4
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 2
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000011436 cob Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 6
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 5
- -1 alkyl ketene dimer Chemical compound 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004890 Hydrophobing Agent Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/62—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/04—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a surface receptive to ink or other liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
- C03C17/32—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins
- C03C17/322—Polyurethanes or polyisocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
- C04B41/48—Macromolecular compounds
- C04B41/488—Other macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
- C04B41/4884—Polyurethanes; Polyisocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
- C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
- D06M15/568—Reaction products of isocyanates with polyethers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/24—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/17—Ketenes, e.g. ketene dimers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/40—Coatings with pigments characterised by the pigments siliceous, e.g. clays
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Verfahren zur Polarisierung der hydrophoben Oberflächen eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einem Polarisierungsmittel behandelt werden oder das Polarisierungsmittel einem zur Bildung der hydrophoben Oberflächen verwendeten Mittel zugesetzt wird, wobei das Polarisierungsmittel erhältlich ist durch Umsetzen eines Diisocyanats mit einem ersten Polyalkylenglykol, wobei das erste Polyalkylenglykol von einem Monool, Diol oder Polyol abgeleitet ist und ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 30.000 aufweist, und anschließendes Umsetzen des so gebildeten Prepolymers mit einem zweiten Polyalkylenglykol, wobei das zweite Polyalkylenglykol von einem Monool abgeleitet ist und ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 24.000 aufweist, und wobei zur Bildung des Prepolymers 0,8 bis 1,2 Mol Diisocyanat je Mol freier Hydroxylgruppen des ersten Polyalkylenglykols und zur Bildung des Polarisierungsmittels 0,8 bis 1,2 Mol des zweiten Polyalkylenglykols je Mol Diisocyanat eingesetzt werden.method for polarizing the hydrophobic surfaces of a workpiece, thereby characterized in that surfaces be treated with a polarizing agent or the polarizing agent added to an agent used to form the hydrophobic surfaces is, wherein the polarizing agent is obtainable by reacting a Diisocyanate with a first polyalkylene glycol, wherein the first Polyalkylene glycol derived from a monool, diol or polyol is and an average molecular weight in the range of 400 to 30,000 has, and subsequent Reacting the prepolymer thus formed with a second polyalkylene glycol, wherein the second polyalkylene glycol is derived from a monool and has an average molecular weight in the range of 400 to 24,000, and wherein to form the prepolymer 0.8 to 1.2 moles of diisocyanate per mole of free hydroxyl groups of the first polyalkylene glycol and to form the polarizing agent 0.8 to 1.2 moles of the second polyalkylene glycol be used per mole of diisocyanate.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Polarisierung der hydrophoben Oberflächen eines Werkstücks, und insbesondere ein Verfahren zur Polarisierung der hydrophoben Oberflächen von geleimten und/oder gestrichenen Papieren.The The invention relates to a method for polarizing the hydrophobic surfaces a workpiece, and in particular a method for polarizing the hydrophobic surfaces of sized and / or coated papers.
Werkstücke mit hydrophoben Oberflächen werden für zahlreiche Anwendungen benötigt. Der hydrophobe Charakter der Werkstückoberflächen beruht entweder auf der Auswahl eines geeigneten Werkstückmaterials, wie z.B. Teflon, oder wird bei der Herstellung des Werkstücks gezielt durch Zugabe oder Aufbringen von Hydrophobierungsmitteln, wie z.B. Paraffin, erzeugt. Ein auf diese Weise mit einer hydrophoben Oberfläche versehenes Werkstück ist mit Wasser nur wenig oder nicht mehr benetzbar und weist im allgemeinen ein niedriges Wasserabsorptionsvermögen auf. Eine Weiterverarbeitung von Werkstücken mit derartigen hydrophobierten Oberflächen unter Verwendung wäßriger Systeme, wie z.B. das Bedrucken mit Druckfarben auf Wasserbasis, ist jedoch nur möglich, wenn die Oberfläche vorher mit sogenannten Netzmitteln behandelt wird. Diese Netzmittel verringern allerdings die gewünschte Hydrophobie des Werkstücks und ermöglichen so eine unerwünschte Absorption von Wasser. Aus diesem Grunde mußten bisher Kompromisse in Kauf genommen werden, bei denen entweder weitgehend auf die Weiterverarbeitbarkeit oder aber auf die Hydrophobie der Werkstückoberflächen verzichtet wurde.Workpieces with hydrophobic surfaces be for numerous applications needed. The hydrophobic character of the workpiece surfaces is based either on the Selection of a suitable workpiece material, such as. Teflon, or is targeted in the manufacture of the workpiece by adding or applying hydrophobing agents, e.g. Paraffin, produced. A provided in this way with a hydrophobic surface workpiece is little or no wettable with water and has in the Generally, a low water absorption capacity. A further processing of workpieces with such hydrophobic surfaces using aqueous systems, such as. However, printing with water-based inks is only possible, if the surface previously treated with so-called wetting agents. These wetting agents but reduce the desired Hydrophobicity of the workpiece and allow such an undesirable Absorption of water. For this reason compromises had to be made in Buy be taken where either largely on the processing ability or waived the hydrophobicity of the workpiece surfaces.
Aus
der
Die
Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zur Polarisierung der hydrophoben Oberflächen von Werkstücken, das einerseits die Weiterverarbeitbarkeit der Werkstücke mit wäßrigen Systemen ermöglicht, andererseits aber die erwünschten hydrophoben Eigenschaften, insbesondere die Beständigkeit gegenüber einer Absorption bzw. dem Eindringen von Wasser, nicht verschlechtert.It There is therefore a need for a method for polarizing the hydrophobic surfaces of workpieces, on the one hand the Weiterverarbeitbarkeit the workpieces with aqueous systems allows on the other hand, the desired hydrophobic properties, in particular the resistance to a Absorption or penetration of water, not deteriorated.
Gemäß der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Polarisierung der hydrophoben Oberflächen eines Werkstücks bereitgestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberflächen mit einem Polarisierungsmittel behandelt werden oder das Polarisierungsmittel, gegebenenfalls bereits während der Herstellung des Werkstücks, einem zur Bildung der hydrophoben Oberflächen verwendeten Mittel zugesetzt wird, wobei das Polarisierungsmittel erhältlich ist durch Umsetzen eines Diisocyanats mit einem ersten Polyalkylenglykol, wobei das erste Polyalkylenglykol von einem Monool, Diol oder Polyol abgeleitet ist und ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von etwa 400 bis etwa 30.000 aufweist, und anschließendes Umsetzen des so gebildeten Prepolymers mit einem zweiten Polyalkylenglykol, wobei das zweite Polyalkylenglykol von einem Monool abgeleitet ist und ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von etwa 400 bis etwa 24.000 aufweist, und wobei zur Bildung des Prepolymers etwa 0,8 bis 1,2 Mol Diisocyanat je Mol freier Hydroxylgruppen des ersten Polyalkylenglykols und zur Bildung des Polarisierungsmittels etwa 0,8 bis 1,2 Mol des zweiten Polyalkylenglykols je Mol Diisocyanat eingesetzt werden.According to the invention Therefore, a method is provided for polarizing the hydrophobic surfaces of a workpiece, which is characterized in that the surfaces with a polarizing agent or the polarizing agent, possibly already during the production of the workpiece, added to an agent used to form the hydrophobic surfaces is, wherein the polarizing agent is obtainable by reacting a Diisocyanate with a first polyalkylene glycol, wherein the first Polyalkylene glycol derived from a monool, diol or polyol is and has a mean molecular weight in the range of about 400 to about 30,000, and then reacting the prepolymer so formed with a second polyalkylene glycol, wherein the second polyalkylene glycol derived from a monool and has an average molecular weight in the range of about 400 to about 24,000, and wherein the Formation of the prepolymer about 0.8 to 1.2 moles of diisocyanate per mole free hydroxyl groups of the first polyalkylene glycol and for formation of the polarizing agent about 0.8 to 1.2 moles of the second polyalkylene glycol each Mol diisocyanate can be used.
Das Diisocyanat sowie das erste und das zweite Polyalkylenglykol werden dabei vorzugsweise in stöchiometrischen Mengen eingesetzt. Besonders bevorzugt werden zur Bildung des Prepolymers etwa 1 Mol Diisocyanat pro Mol freier Hydroxylgruppen des ersten Polyalkylenglykols und zur Bildung des Polarisierungsmittels etwa 1 Mol des zweiten Polyalkylenglykols pro Mol Diisocyanat verwendet. Das mittlere Molekulargewicht des ersten Polyalkylenglykols liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 4.500 und 9.000, während das mittlere Molekulargewicht des zweiten Polyalkylenglykols bevorzugt zwischen etwa 2.600 und 4.800 liegt.The diisocyanate and the first and the second polyalkylene glycol are preferably used in stoichiometric amounts. More preferably, about 1 mole of diisocyanate per mole of free hydroxyl groups of the first polyalkylene glycol is used to form the prepolymer, and about 1 mole of the second polyalkylene glycol per mole of diisocyanate is used to form the polarizing agent. The average molecular weight of the first polyalkylene glycol is preferably in the range between about 4,500 and 9,000, while the average molecular weight of the second polyalkylene glycol is preferably between about 2,600 and 4,800.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Werkstück kann aus der aus Glas, Natur- und Kunststein, Gummi, Papier, Karton, Keramik, Leder, Textilien, Metall, Kunststoff und Holz bestehenden Gruppe ausgewählt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Werkstück ein geleimtes Papier verwendet. Das Polarisierungsmittel wird in diesem Fall dem Leimungsmittel (d.h., dem Hydrophobierungsmittel) zugesetzt und, gegebenenfalls, in bekannter Weise mit Hilfe einer Leimpresse aufgetragen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als das Werkstück ein gestrichenes Papier verwendet und das Polarisierungsmittel der Streichfarbe zugesetzt. Die Streichfarbe wird in bekannter Weise in einer Streichmaschine aufgetragen.The in the method according to the invention used workpiece can be made of glass, natural and artificial stone, rubber, paper, cardboard, Ceramics, leather, textiles, metal, plastic and wood existing Group selected become. According to one particularly preferred embodiment becomes as a workpiece used a sized paper. The polarizing agent is in in this case the sizing agent (i.e., the water repellent) added and, optionally, in a known manner with the aid of a Applied size press. According to one another embodiment of the invention is a coated paper as the workpiece used and the polarizing agent added to the coating color. The coating color is in a known manner in a coating machine applied.
Das zur Bildung des Prepolymers durch Umsetzen mit einem Diisocyanat verwendete erste Polyalkylenglykol ist vorzugsweise ein Additionsprodukt von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an ein Monool, Diol oder Polyol. Das als Starter-Molekül verwendete Monool, Diol oder Polyol ist vorzugsweise Glycerin, Sorbitol, Saccharose oder Trimethylolpropan. Das Polyalkylenglykol kann ein Blockcopolymer oder ein Polymer mit statistischer Verteilung der Ethylenoxid- und Propylenoxid-Einheiten sein. Die Zahl der Alkylenoxid-Einheiten variiert vorzugsweise zwischen 8 und 600, besonders bevorzugt zwischen 100 und 150.The to form the prepolymer by reacting with a diisocyanate used first polyalkylene glycol is preferably an addition product of ethylene oxide and / or propylene oxide to a monool, diol or polyol. That as a starter molecule monool, diol or polyol used is preferably glycerin, sorbitol, sucrose or trimethylolpropane. The polyalkylene glycol may be a block copolymer or a polymer having random distribution of the ethylene oxide and Be propylene oxide units. The number of alkylene oxide units preferably varies between 8 and 600, more preferably between 100 and 150.
Das zur Umsetzung mit dem ersten Polyalkylenglykol verwendete Diisocyanat ist vorzugsweise ein aromatisches Diisocyanat, besonders bevorzugt Toluoldiisocyanat.The diisocyanate used for reaction with the first polyalkylene glycol is preferably an aromatic diisocyanate, more preferred Toluene diisocyanate.
Das zur Umsetzung mit dem Prepolymer verwendete zweite Polyalkylenglykol ist vorzugsweise ein Additionsprodukt von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an ein Monool, wobei als Monool vorzugsweise Methanol oder Butanol verwendet werden. Das Polyalkylenglykol kann ein Blockcopolymer oder ein Polymer mit statistischer Verteilung der Ethylenoxid- und Propylenoxid-Einheiten sein. Die Zahl der Alkylenoxid-Einheiten liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis 400, hier vorzugsweise zwischen 60 und 80. Besonders bevorzugt weist das zweite Polyalkylenglykol etwa 70 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxideinheiten auf.The used for reaction with the prepolymer second polyalkylene glycol is preferably an addition product of ethylene oxide and / or propylene oxide to a monool, wherein as monool preferably methanol or butanol be used. The polyalkylene glycol may be a block copolymer or a polymer having random distribution of the ethylene oxide and Be propylene oxide units. The number of alkylene oxide units is preferably in the range of 8 to 400, here preferably between 60 and 80. Particularly preferably, the second polyalkylene glycol about 70 ethylene oxide and / or propylene oxide units.
Das Polarisierungsmittel kann alleine oder in Kombination mit den zur Bildung von hydrophoben Oberflächen verwendeten Mitteln, beispielsweise Paraffinen, synthetischen Leimungsmitteln, Polymeren oder Stärke, verwendet werden. Vorzugsweise wird das Polarisierungsmittel diesen zur Bildung der hydrophoben Oberflächen verwendeten Mitteln in einer Menge von 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischung, zugesetzt.The Polarizing agent may be used alone or in combination with the Formation of hydrophobic surfaces used, for example paraffins, synthetic sizing agents, Polymers or starch, be used. Preferably, the polarizing agent becomes this to form the hydrophobic surfaces used in in an amount of 0.05 to 1.0 percent by weight, more preferably in an amount of 0.1 to 0.3 percent by weight, respectively on the solids content of the mixture added.
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt Werkstücke mit polarisierten hydrophoben Oberflächen, die gegenüber dem Eindringen von Wasser außerordentlich beständig sind, gleichzeitig aber unter Verwendung wäßriger Systeme weiterverarbeitet werden können. Beispielsweise kann durch den Zusatz des Polarisierungsmittels zu einem Leimungsmittel ein vollgeleimtes Papier erzeugt werden, das nahezu kein Wasser aufnimmt, dessen Oberfläche im Vergleich zu herkömmlichen vollgeleimten Papieren aber wesentlich besser benetzbar ist. Der gleiche Effekt läßt sich auch durch einen Zusatz des Polarisierungsmittels zu einer Streichfarbe erzielen.The inventive method results in workpieces with polarized hydrophobic surfaces opposite to the Ingress of water extraordinarily resistant are, at the same time but further processed using aqueous systems can be. For example, by the addition of the polarizing agent to a sizing agent a vollgeleimtes paper are produced, the almost no water absorbs its surface compared to conventional vollgeleimten papers but is much better wettable. Of the same effect can be synonymous by adding the polarizing agent to a coating color.
Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichte Polarisierung der hydrophoben Oberflächen kann durch eine Bestimmung der Grenzflächenenergie der mit dem Polarisierungsmittel behandelten bzw. unter Zusatz des Polarisierungsmittels gebildeten hydrophoben Oberfläche nachgewiesen werden. Da es sich bei den Werkstücken aber um Festkörper handelt, ist eine direkte Messung der Grenzflächenenergie nicht möglich. Die Bestimmung der Grenzflächenenergie muß also über indirekte Methoden erfolgen, wie z.B. eine Randwinkelmessung mit Flüssigkeiten bekannter Oberflächenspannung.The with the aid of the method according to the invention achieved polarization of the hydrophobic surfaces can be determined by a determination the interface energy the treated with the polarizing agent or with the addition of the Polarizing means formed hydrophobic surface detected become. But since the workpieces are solids, a direct measurement of the interfacial energy is not possible. The Determination of the interfacial energy must therefore over indirect Methods are carried out, e.g. a contact angle measurement with liquids known surface tension.
Der
Randwinkel eines auf einen Festkörper
aufgebrachten Flüssigkeitstropfens
wird durch das Kräftegleichgewicht
im Dreiphasenkontakt fest/flüssig/gasförmig bestimmt.
Aus diesem Gleichgewicht folgt die von Young eingeführte Gleichung:
Im Falle eines Randwinkels Θ<90° wird der Festkörper durch die Flüssigkeit benetzt. Ein Randwinkel Θ>90° zeigt an, daß der Festkörper nicht oder nur unvollständig von der Flüssigkeit benetzt wird.In the case of a contact angle Θ <90 °, the solid is wetted by the liquid. A contact angle Θ> 90 ° indicates that the solid is not or only partially wetted by the liquid.
In der Praxis treten eine Reihe von Faktoren auf, die den Wert des Randwinkels Θ zusätzlich beeinflussen können. Hierzu zählen unter anderem die makroskopische Rauhigkeit des Festkörpers, die chemische Heterogenität der Festkörperoberfläche und das Auflösevermögen der benetzenden Flüssigkeit sowie gegebenenfalls einsetzende chemische Reaktionen, wenn die Flüssigkeit längere Zeit auf die Festkörperoberfläche einwirkt.In In practice, there are a number of factors that affect the value of Randwinkel Θ additionally influence can. Which includes Among other things, the macroscopic roughness of the solid, the chemical heterogeneity the solid surface and the Resolution of the wetting liquid and any chemical reactions that may occur when the liquid longer Time acts on the solid surface.
Diese Faktoren lassen sich in vielen Fällen durch eine Messung des sogenannten statischen Vorrückrandwinkel Θa eliminieren, der beispielsweise mit Hilfe der Dynamischen Randwinkelmethode (DRM) erhalten werden kann. Bei dieser Methode wird die zu untersuchende Festkörperprobe auf einem beweglichen Meßtisch angeordnet, mit Hilfe einer Steuerung eine die gewünschte Flüssigkeit enthaltene Spritze ausgewählt und über eine Kanüle ein Flüssigkeitstropfen auf der Festkörperoberfläche aufgebracht. Mit Hilfe einer Videokamera wird ein Bild des Flüssigkeitstropfens aufgenommen und in Echtzeit unter Verwendung eines Personalcomputers ausgewertet. Diese Apparatur ermöglicht unter anderem die Messung des statischen Vorrückrandwinkels Θa, zu dessen Bestimmung der Tropfen kontinuierlich vergrößert wird, so daß er ständig eine frische Festkörperoberfläche benetzt. Die Messung des Randwinkels wird in diesem Fall erst dann vorgenommen, wenn die Bewegung des Flüssigkeitstropfens gestoppt wird, d.h. der Flüssigkeitsdruck in der Kanüle gleich Null ist.These factors can be eliminated in many cases by measuring the so-called static advance edge angle Θ a , which can be obtained, for example, with the aid of the dynamic edge angle method (DRM). In this method, the solid sample to be examined is placed on a movable measuring table, with the aid of a control, a syringe containing the desired liquid selected and applied via a cannula, a drop of liquid on the solid surface. Using a video camera, an image of the liquid drop is taken and evaluated in real time using a personal computer. Among other things, this apparatus enables the measurement of the static advancing edge angle Θ a , to the determination of which the drop is continuously increased, so that it constantly wets a fresh solid surface. The measurement of the contact angle is made in this case only when the movement of the liquid drop is stopped, that is, the fluid pressure in the cannula is zero.
Zur
Bestimmung der Grenzflächenenergie γs eines
Festkörpers
ist es notwendig, den Randwinkel mit mehreren Flüssigkeiten bekannter Oberflächenspannung
zu messen. Um aussagekräftige
Werte zu erhalten, trennt man die Grenzflächenenergie γs nach
dem Verfahren von Owens-Wendt-Rabel-Kaelble in einen dispersiven
(hydrophoben) und einem polaren Anteil:
Die dispersive Komponente γd Grenzflächenenergie beruht fast ausschließlich auf London-van der Waals-Kräften. Der polare Anteil γp der Grenzflächenenergie wird dagegen beispielsweise durch Dipol-Dipol-, induktive und Säure-Base-Kräfte sowie Wasserstoffbrückenbindungen bestimmt.The dispersive component γ d interface energy is based almost exclusively on London van der Waals forces. By contrast, the polar fraction γ p of the interfacial energy is determined, for example, by dipole-dipole, inductive and acid-base forces and hydrogen bonds.
Aus theoretischen Überlegungen ergibt sich unter Berücksichtigung der obengenannten Gleichung von Young die folgende Auswertegleichung: worin γl und γs die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und die hochgestellten Indizees d und p den dispersiven bzw. polaren Anteil von γl bzw. γs bezeichnen. Durch Messung des Randwinkels Θa unter Verwendung mehrerer Flüssigkeiten mit bekannten Werten für γl, γl d und γl p lassen sich aus dieser Gleichung durch lineare Regression die unbekannten Größen der Festkörperoberfläche γs d und γs p bestimmen.Based on theoretical considerations, the following evaluation equation results considering Young's equation above: wherein γ l and γ s have the meanings given above and the superscript indices d and p denote the dispersive or polar fraction of γ l and γ s , respectively. By measuring the contact angle Θ a using several liquids with known values for γ 1 , γ 1 d and γ 1 p , the unknown quantities of the solid surface γ s d and γ s p can be determined from this equation by linear regression.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.Further Features and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following description of preferred embodiments.
Beispiel 1: Herstellung des PolarisierungsmittelsExample 1: Preparation of the polarizing agent
Zur Herstellung eines in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Polarisierungsmittels wurde Toluoldiisocyanat mit einem ersten Polyalkylenglykol bei Raumtemperatur umgesetzt. Das erste Polyalkylenglykol war ein Additionsprodukt von Ethylenoxid an Glycerin mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 6.000. Der Ethylenoxidanteil betrug etwa 130 Einheiten. Je Mol freie Hydroxylgruppen des Polyalkylenglykols wurde etwa 1 Mol Toluoldiisocyanat eingesetzt. Das auf diese Weise erhaltene Prepolymer wurde anschließend mit einem zweiten Polyalkylenglykol umgesetzt. Das zweite Polyalkylenglykol war ein Additions produkt von Ethylenoxid an Butanol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 3.500. Der Ethylenoxidanteil betrug etwa 80 Einheiten. Zur Umsetzung mit dem Prepolymer wurde das zweite Polyalkylenglykol vorzugsweise im Überschuß eingesetzt, so daß nach der Umsetzung keine reaktiven Diisocyanatgruppen zurückblieben.to Preparation of a usable in the process according to the invention Polarizing agent was toluene diisocyanate with a first polyalkylene glycol reacted at room temperature. The first polyalkylene glycol was a Addition product of ethylene oxide with glycerol with a middle Molecular weight of about 6,000. The ethylene oxide content was about 130 units. Per mole of free hydroxyl groups of the polyalkylene glycol was about 1 mole of toluene diisocyanate used. The one obtained in this way Prepolymer was subsequently reacted with a second polyalkylene glycol. The second polyalkylene glycol was an addition product of ethylene oxide to butanol with a middle one Molecular weight of about 3,500. The ethylene oxide content was about 80 units. For the reaction with the prepolymer was the second Polyalkylenglykol preferably used in excess, so that after the Reaction no reactive diisocyanate remained.
Das so erhaltene Polarisierungsmittel ist in Wasser unter Bildung einer farblosen, klaren bis grünlich-gelben, trüben Lösung löslich und weist einen pH-Wert von zwischen 6 und 8 auf.The polarizing agent thus obtained is in water to form a colorless, clear to green Lich yellow, cloudy solution soluble and has a pH of between 6 and 8 on.
Beispiel 2: Polarisierung der Oberfläche eines geleimten PapieresExample 2: Polarization the surface a glued paper
Unter Verwendung eines Alkylketendimers mit Harnstoff- und Paraffinzusätzen als Leimungsmittel wurde ein geleimtes Papier mit einem Flächengewicht von 40 g/m2 hergestellt. Die Leimung erfolgte in bekannter Weise durch Zusatz des Leimungsmittels zur Masse. Das getrocknete, geleimte Papier wurde anschließend in einer weiteren Leimpresse einer Oberflächenleimung unterworfen. Als Leimungsmittel wurde hier eine 6 %ige Stärkeflotte mit unterschiedlichen Zusätzen des gemäß Beispiel 1 erhaltene Polarisierungsmittels verwendet. Die Zusammensetzung der für die Oberflächenleimung verwendeten Leimungsmittel ist nachfolgend in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1: Zusammensetzung des für die Oberflächenleimung verwendeten Leimungsmittels
- Anmerkung: A = Polarisierungsmittel aus Beispiel 1
- Note: A = polarizing agent from example 1
In der Tabelle 1 bezeichnet Probe Nr. 2-1 ein mit dem Alkylketendimer geleimtes Papier, das ohne Verwendung eines Leimungsmittels zur Oberflächenleimung durch die Leimpresse gefahren wurde. Probe Nr. 2-2 bezeichnet das unter Verwendung des Alkylketendimers geleimte Papier, ohne weitere Oberflächenbehandlung. Probe Nr. 2-3 bezeichnet das unter Verwendung eines Alkylketendimers geleimte Papier, dessen Oberfläche in einer Leimpresse mit einer 6 %igen Stärkeflotte behandelt wurde. Die Proben Nr. 2-4 bis 2-6 entsprechen dem Muster Nr. 3, wobei der 6 %igen Stärkeflotte jedoch unterschiedliche Gewichtsanteile des Polarisierungsmittels, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt der Stärkelösung, zugesetzt wurden.In Table 1 designates Sample No. 2-1 with the alkyl ketene dimer glued paper, which can be used without the use of a sizing agent Surface sizing was driven through the size press. Sample No. 2-2 denotes the paper sized using the alkylketene dimer, without further Surface treatment. Sample No. 2-3 refers to this using an alkyl ketene dimer sized paper, its surface treated in a size press with a 6% starch liquor. Samples Nos. 2-4 to 2-6 correspond to the pattern No. 3, wherein the 6% starch fleet but different weights of the polarizing agent, each based on the solids content of the starch solution were added.
Mit Hilfe der oben beschriebenen dynamischen Randwinkelmethode wurden die statischen Vorrückrandwinkel Θa sowie die Grenzflächenenergien der so erhaltenen Muster bestimmt. Als Meßflüssigkeiten dienten Wasser, Glycerin, Formamid und Ethylenglykol. Darüber hinaus wurden die Cobb-Werte gemäß der internationalen Norm ISO 535 (DIN EN 20535) ermittelt, die ein Maß für das Wasserabsorptionsvermögen von Papieren darstellen. Der Cobb 60''-Wert ist die berechnete Wassermasse, die in 60 Sekunden von 1 m2-Papier oder Pappe unter den in der Norm festgelegten Bedingungen absorbiert wird. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend in den Tabellen 2 und 3 angegeben.Using the dynamic edge angle method described above, the static advance edge angles Θ a and the interfacial energies of the samples thus obtained were determined. The measuring liquids used were water, glycerol, formamide and ethylene glycol. In addition, the Cobb values were determined according to the international standard ISO 535 (DIN EN 20535), which is a measure of the water absorption capacity of papers. The Cobb 60 "value is the calculated mass of water that is absorbed in 60 seconds by 1 m 2 paper or paperboard under the conditions specified in the standard. The results obtained are shown below in Tables 2 and 3.
Tabelle 2: Ergebnisse der Randwinkelmessungen Table 2: Results of the contact angle measurements
Tabelle 3: Grenzflächenenergien und Cobb 60''-Werte der geleimten Papiere Table 3: Interfacial energies and Cobb 60 '' values of the sized papers
Der obigen Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß der unter Verwendung von Wasser gemessene Randwinkel durch den Zusatz des Polarisierungsmittels deutlich abnimmt, d.h., die unter Zusatz des Polarisierungsmittels zu der für die Oberflächenleimung verwendeten Stärkeflotte erhaltene Papieroberfläche ist deutlich besser benetzbar. Dieses Ergebnis korreliert mit dem aus der Tabelle 3 zu entnehmenden deutlichen Anstieg des polaren Anteils der Grenzflächenenergie aufgrund des Polarisierungsmittelzusatzes. Gleichzeitig bleiben aber die Cobb 60''-Werte nahezu unverändert. Der Zusatz des Polarisierungsmittels bewirkt also eine bessere Benetzbarkeit des geleimten Papieres mit Wasser, ohne die Beständigkeit des Papiers gegenüber einem Eindringen von Wasser bzw. das Wasserabsorbtionsvermögen in nachteiliger Weise zu verändern.Of the Table 2 above it can be seen that the using Water measured contact angle by the addition of the polarizing agent decreases significantly, that is, with the addition of the polarizing agent to the for the surface sizing used starch fleet preserved paper surface is much better wettable. This result correlates with the from Table 3 to be taken significant increase in the polar Proportion of interfacial energy due to the addition of polarizing agent. Stay at the same time but the Cobb 60 "values are almost unchanged. Of the Addition of the polarizing agent thus causes better wettability of the sized paper with water, without the resistance of the paper to one Penetration of water or the water absorbency in disadvantageous Way to change.
Beispiel 3: Polarisierung eines gestrichenen PapiersExample 3: Polarization a coated paper
In gleicher Weise wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde ein mit einem Alkylketendimer geleimtes Papier erhalten. Das Papier wies ein Flächengewicht von 80 g/m2 auf. Das geleimte Papier wurde anschließend in einer Streichmaschine mit einer Streichfarbe behandelt, die einen Pigmentgehalt von 100 % Kreide bei einem Feststoffgehalt von 59,3 % und einem pH-Wert von 9,0 aufwies. In weiteren Versuchen wurden dieser Streichfarbe unterschiedliche Mengen des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Polarisierungsmittels zugesetzt. In der folgenden Tabelle 4 sind die Zusammensetzungen der Streichfarbe, die jeweiligen Anteile an Polarisierungsmittel, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt der Streichfarbe, sowie die auf das geleimte Papier aufgebrachte Auflagemenge angegeben.In the same manner as described in Example 2, a paper sized with an alkyl ketene dimer was obtained. The paper had a basis weight of 80 g / m 2 . The sized paper was then treated in a coater with a coating color having a pigment content of 100% chalk at a solids content of 59.3% and a pH of 9.0. In further experiments, different amounts of the polarizing agent obtained according to Example 1 were added to this coating color. Table 4 below shows the compositions of the coating color, the respective proportions of polarizing agent, based in each case on the solids content of the coating color, and the amount of coating applied to the sized paper.
Tabelle 4: Zusammensetzung der Streichfarbe Table 4: Composition of the coating color
Mit Hilfe der oben beschriebenen Dynamischen Randwinkelmethode wurden die Grenzflächenenergien γs der so erhaltenen Proben bestimmt. Die Messungen der statischen Vorrückrandwinkel wurden dabei sowohl an unkalandrierten als auch an kalandrierten Proben vorgenommen, um den Einfluß von Oberflächenrauhigkeiten der untersuchten Proben auf das Meßergebnis auszugleichen. Darüber hinaus wurden, wie in Beispiel 2 beschrieben, die Cobb 60''-Werte für das Wasserabsorbtionsvermögen ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend in den Tabellen 5 und 6 angegeben.With the aid of the dynamic edge angle method described above, the interfacial energies γ s of the samples thus obtained were determined. The measurements of the static advancing edge angles were carried out on both uncalanded and calendered samples to compensate for the influence of surface roughness of the examined samples on the measurement result. In addition, as described in Example 2, the Cobb 60 "values for water absorbency were determined. The results obtained are shown below in Tables 5 and 6.
Tabelle 5: Ergebnisse der Randwinkelmessungen Table 5: Results of the contact angle measurements
Tabelle 6: Grenzflächenenergien und Cobb 60''-Werte der gestrichenen Papiere Table 6: Interfacial energies and Cobb 60 "values of coated papers
Den in den Tabellen 5 und 6 angegebenen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß der Zusatz des Polarisierungsmittels zu der Streichfarbe den polaren Anteil der Grenzflächenenergie γs p im Vergleich zu der herkömmlichen Streichfarbe deutlich erhöht. Die Abnahme der für den Randwinkel mit Wasser erhaltenen Werte von 101,8° für die Streichfarbe ohne Polarisierungsmittelzusatz auf 66,9° bei einem Polarisierungsmittelanteil von 1 % bis zu 45,7° bei einem Polarisierungsmittelanteil von 5 % zeigen zudem an, daß erst der Polarisierungsmittelzusatz zu der Streichfarbe eine Benetzbarkeit des gestrichenen Papiers sicherstellt. Gleichwohl führt diese gesteigerte Benetzbarkeit aber nicht zu einer unerwünschten Zunahme des Wasserabsorbtionsvermögens. Der Polarisierungsmittelzusatz bewirkt also aufgrund der erhöhten Benetzbarkeit eine deutlich bessere Weiterverarbeitbarkeit mit wäßrigen Systemen unter gleichzeitiger Beibehaltung der erwünschten hydrophoben Eigenschaften des gestrichenen Papiers.It can be seen from the results given in Tables 5 and 6 that the addition of the polarizing agent to the coating color markedly increases the polar fraction of the interfacial energy γ s p compared to the conventional coating color. The decrease of the values obtained for the contact angle with water of 101.8 ° for the coating color without addition of polarizing agent to 66.9 ° at a polarizing agent content of 1% up to 45.7 ° at a polarizing agent content of 5% also indicate that only the Polarizer addition to the coating color ensures a wettability of the coated paper. However, this increased wettability does not result in an undesirable increase in water absorbency. Due to the increased wettability, the addition of polarizing agent thus results in significantly better processibility with aqueous systems while at the same time retaining the desired hydrophobic properties of the coated paper.
Beispiel 4: Polarisierung eines gestrichenen PapiersExample 4: Polarization a coated paper
In gleicher Weise wie in Beispiel 3 beschrieben wurde das geleimte Papier aus Beispiel 2 mit einer Streichfarbe behandelt. Die Zusammensetzung der Streichfarbe, sowie die zugesetzten Mengen an Polarisierungsmittel sind in der folgenden Tabelle 7 angegeben. Die Prozentanteile an Polarisierungsmittel beziehen sich jeweils auf den Feststoffgehalt der Streichfarbe.In the same way as described in Example 3, the glued Paper from Example 2 treated with a coating color. The composition the coating color, as well as the added amounts of polarizing agent are given in Table 7 below. The percentages on Polarizing agents each refer to the solids content the coating color.
Tabelle 7: Zusammensetzung der Streichfarbe Table 7: Composition of the coating color
Mit Hilfe der oben beschriebenen dynamischen Randwinkelmethode wurden die Grenzflächenenergien γs der so erhaltenen Proben bestimmt. Darüber hinaus wurden, wie in Beispiel 2 beschrieben, die Cobb 60''-Werte für das Wasserabsorbtionsvermögen ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend in den Tabellen 8 und 9 angegeben.With the aid of the dynamic edge angle method described above, the interfacial energies γ s of the samples thus obtained were determined. In addition, as described in Example 2, the Cobb 60 "values for water absorbency were determined. The results obtained are shown in Tables 8 and 9 below.
Tabelle 8: Ergebnisse der Randwinkelmessungen Table 8: Results of the contact angle measurements
Tabelle 9: Grenzflächenenergien und Cobb 60''-Werte des gestrichenen Papiers Table 9: Interfacial energies and Cobb 60 '' values of the coated paper
Das in den Tabellen 8 und 9 angegebene Ergebnis korreliert mit den oben bezüglich der Verwendung einer Streichfarbe aus 100 % Kreide erhaltenen Ergebnissen. Der Polarisierungsmittelzusatz bewirkt eine deutliche Zunahme des polaren Anteils der Grenzflächenenergie γsp im Vergleich zu der herkömmlichen Streichfarbe. Gleichzeitig nimmt der mit Wasser erhaltene Randwinkel ab. Die Cobb 60''-Werte bleiben trotz der verbesserten Benetzbarkeit im wesentlichen konstant.The result given in Tables 8 and 9 correlates with the results obtained above with respect to the use of a 100% chalk paint. The polarizing agent addition causes a significant increase in the polar portion of the interfacial energy γs p as compared to the conventional coating color. At the same time, the contact angle obtained with water decreases. The Cobb 60 "values remain substantially constant despite the improved wettability.
VergleichsbeispielComparative example
Der Versuch aus Beispiel 4 wurde unter Verwendung der in diesem Beispiel beschriebenen Standardstreichfarbe wiederholt, der 1,0 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Streichfarbe, eines handelsüblichen Netzmittels (Silastan C2, erhältlich von der Schill & Seilacher GmbH & Co., Böblingen, Deutschland) zugesetzt wurden. Die für diese Streichfarbe erhaltenen Ergebnisse der Randwinkelmessungen sind nachfolgend in Tabelle 10 angegeben.Of the Experiment from Example 4 was performed using the in this example standard coating color repeated, the 1.0 wt .-%, based on the solids content of the coating color, a commercial Wetting agent (Silastan C2, available from the Schill & Seilacher GmbH & Co., Böblingen, Germany) were added. The ones obtained for this coating color Results of the contact angle measurements are shown in Table 10 below specified.
Tabelle 10: Statische Vorrückrandwinkel Θa Table 10: Static advance edge angles Θ a
Bei der Messung der Grenzflächenenergien und der Cobb 60''-Werte des so erhaltenen gestrichenen Papiers wurden die nachfolgend in Tabelle 11 angegebenen Ergebnisse erhalten.at the measurement of interfacial energies and the Cobb 60 "values of the thus obtained coated paper were as shown in Table 11 below Results obtained.
Tabelle 11: Grenzflächenenergien Table 11: Interfacial energies
Der Vergleich des handelsüblichen Netzmittels Silastan C2 mit den für die Probe Nr. 4-3 erhaltenen Ergebnissen aus den Tabellen 8 und 9 zeigt deutlich, daß das herkömmliche Netzmittel zwar, wie erwartet, die Benetzbarkeit des gestrichenen Papiers erhöht, jedoch gleichzeitig das Wasserabsorptionsvermögen um über 25 % erhöht. Dieser unerwünschte Effekt tritt bei Verwendung des erfindungsgemäßen Polarisierungsmittels nicht ein.Of the Comparison of the commercial Wetting agent Silastan C2 with the results obtained for sample No. 4-3 From Tables 8 and 9 clearly shows that the conventional wetting agent, although expected, the wettability of the coated paper increases, however at the same time the water absorption capacity increased by more than 25%. This undesirable Effect does not occur when using the polarizing agent according to the invention one.
Claims (27)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19724236A DE19724236B4 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Method for polarizing hydrophobic surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19724236A DE19724236B4 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Method for polarizing hydrophobic surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19724236A1 DE19724236A1 (en) | 1998-12-10 |
| DE19724236B4 true DE19724236B4 (en) | 2007-02-08 |
Family
ID=7831907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19724236A Expired - Fee Related DE19724236B4 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Method for polarizing hydrophobic surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19724236B4 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10242410A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Robert Bosch Gmbh | Device for applying fluid medium to substrate has image acquisition device(s), image processor(s) for detection of time of transfer of drop from needle/capillary end to substrate as distance reduced |
| DE102004054394A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-11 | Basf Ag | Polyurethanes with an Asker C hardness of 1 to 70 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2116074A (en) * | 1980-08-29 | 1983-09-21 | Manuli Autoadesivi Spa | Printable autoadhesive tapes |
| US4421826A (en) * | 1980-05-08 | 1983-12-20 | W. R. Grace & Co. | Polyurethane polymer amine salt as a dyeing aid, particularly for polyolefin fibers |
| US4598120A (en) * | 1984-04-28 | 1986-07-01 | Bayer Aktiengellschaft | Dispersion compositions, a process for their production and their use |
| DE3708955A1 (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Tyndale Plains Hunter Ltd | WATER ABSORPTIVE POLYURETHANE COMPOSITION AND ITEMS OBTAINED FROM IT |
| DE3903796A1 (en) * | 1989-02-09 | 1990-08-16 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Aqueous polyurethane or polyurethane-urea dispersions, process for flocking elastomeric mouldings and for heat-sealing textile fabrics using these dispersions |
| DE3939566A1 (en) * | 1989-11-30 | 1991-06-06 | Henkel Kgaa | STONE PROTECTIVE, CONTAINING ALKOXYSILANE-TERMINATED POLYURETHANE |
| JPH04358166A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Polyester resin for toner |
| DE4125454A1 (en) * | 1991-08-01 | 1993-02-04 | Bayer Ag | COATING AGENTS AND THEIR USE FOR PRODUCING WATER VAPOR-PERMEABLE COATINGS |
| DE4203217A1 (en) * | 1992-02-05 | 1993-08-12 | Bayer Ag | PROCESS FOR PREPARING COATINGS |
| DE4206044A1 (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-02 | Bayer Ag | COATING AGENT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE |
| DE4207624A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-09 | Inkjet Systems Gmbh Co Kg | Waterproofing agent, esp. for ink jet printer heads - contains crosslinkable, hydroxy gp.-contg. halogen copolymer, with tri- or higher poly:isocyanate or poly:thio:isocyanate crosslinker |
| DE4231034A1 (en) * | 1992-09-17 | 1994-03-24 | Basf Ag | Polyurethane dispersions esp. for coating textiles and leather - based on di:isocyanato:di:cyclo:hexyl:methane |
| DE4332322A1 (en) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Bayer Ag | Water-soluble or water-dispersible polyisocyanate preparation |
| US5476718A (en) * | 1992-09-14 | 1995-12-19 | Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha | Compound water-sealing sealant |
| DE19526278A1 (en) * | 1995-07-19 | 1997-01-23 | Bayer Ag | Paints with polyisocyanates |
-
1997
- 1997-06-09 DE DE19724236A patent/DE19724236B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4421826A (en) * | 1980-05-08 | 1983-12-20 | W. R. Grace & Co. | Polyurethane polymer amine salt as a dyeing aid, particularly for polyolefin fibers |
| GB2116074A (en) * | 1980-08-29 | 1983-09-21 | Manuli Autoadesivi Spa | Printable autoadhesive tapes |
| US4598120A (en) * | 1984-04-28 | 1986-07-01 | Bayer Aktiengellschaft | Dispersion compositions, a process for their production and their use |
| DE3708955A1 (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Tyndale Plains Hunter Ltd | WATER ABSORPTIVE POLYURETHANE COMPOSITION AND ITEMS OBTAINED FROM IT |
| DE3903796A1 (en) * | 1989-02-09 | 1990-08-16 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Aqueous polyurethane or polyurethane-urea dispersions, process for flocking elastomeric mouldings and for heat-sealing textile fabrics using these dispersions |
| DE3939566A1 (en) * | 1989-11-30 | 1991-06-06 | Henkel Kgaa | STONE PROTECTIVE, CONTAINING ALKOXYSILANE-TERMINATED POLYURETHANE |
| JPH04358166A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Polyester resin for toner |
| DE4125454A1 (en) * | 1991-08-01 | 1993-02-04 | Bayer Ag | COATING AGENTS AND THEIR USE FOR PRODUCING WATER VAPOR-PERMEABLE COATINGS |
| DE4203217A1 (en) * | 1992-02-05 | 1993-08-12 | Bayer Ag | PROCESS FOR PREPARING COATINGS |
| DE4206044A1 (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-02 | Bayer Ag | COATING AGENT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE |
| DE4207624A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-09 | Inkjet Systems Gmbh Co Kg | Waterproofing agent, esp. for ink jet printer heads - contains crosslinkable, hydroxy gp.-contg. halogen copolymer, with tri- or higher poly:isocyanate or poly:thio:isocyanate crosslinker |
| US5476718A (en) * | 1992-09-14 | 1995-12-19 | Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha | Compound water-sealing sealant |
| DE4231034A1 (en) * | 1992-09-17 | 1994-03-24 | Basf Ag | Polyurethane dispersions esp. for coating textiles and leather - based on di:isocyanato:di:cyclo:hexyl:methane |
| DE4332322A1 (en) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Bayer Ag | Water-soluble or water-dispersible polyisocyanate preparation |
| DE19526278A1 (en) * | 1995-07-19 | 1997-01-23 | Bayer Ag | Paints with polyisocyanates |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WPIDS Abstract, Ref. 93-031428 & JP 04358166 A * |
| WPIDS Abstract, Ref. 93-031428 zu JP 04358166 A |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19724236A1 (en) | 1998-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4213746C2 (en) | Print media with a line on one or both sides | |
| DE2457972B2 (en) | Anionic polyurethanes | |
| EP1632521A1 (en) | Oil in water emulsions of aminosiloxanes | |
| EP0268806A2 (en) | Anionic polyurethanes | |
| DE2825590A1 (en) | PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF HEAT-CURABLE UREA-FORMALDEHYDE RESINS | |
| DE2018088B2 (en) | Process for treating cardboard | |
| EP0795588A1 (en) | Coating | |
| DE2839575C2 (en) | Decorative plastic layer body | |
| EP3929232A1 (en) | Use of surfactant formulations containing long-chain alcohols in aqueous polyurethane dispersions | |
| DE2744494A1 (en) | GLUED CARDBOARD FOR PLASTER BOARD | |
| EP0709414A1 (en) | Use of partially dehydrated castor oils for the preparation of aqueous polyurethane dispersions and coatings prepared by use of these aqueous polyurethane disperions | |
| DE19724236B4 (en) | Method for polarizing hydrophobic surfaces | |
| DE602004007436T2 (en) | Use of perfluoropolyethers for oil-repellent paper sizing | |
| DE3873201T3 (en) | Process for dressing hides, leather and such fibrous substrates. | |
| DE3026015C2 (en) | Adhesive made from a urea-formaldehyde resin | |
| DE102005052672A1 (en) | Resin impregnated security paper | |
| EP0447471B1 (en) | Printing paper, process for manufacturing it and its use | |
| DE69805810T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING MULTI-LAYER TISSUE PAPER PRODUCTS | |
| DE69602044T2 (en) | Recording material and process for its production | |
| DE1248456B (en) | Process for the production of flame retardant paper | |
| EP0515899A2 (en) | Aqueous solutions of impregnating resins | |
| DE19519391A1 (en) | Bonding process using partly crystalline solid adhesive tackified by friction which sets when left | |
| DE2118464C3 (en) | ||
| DE2722837A1 (en) | GLUE COMPOSITIONS | |
| DE1696172C3 (en) | Process for the treatment of paper products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHILL + SEILACHER AG, 71032 BOEBLINGEN, DE |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHILL + SEILACHER GMBH, 71032 BOEBLINGEN, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120103 |











