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Verfahren zur Herstellung von mineralischen Füllstoff enthaltendem Papier
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mineralischen Füllstoff enthaltendem Papier, bei dem die mineralischen Füllstoffteilchen mit einer wässerigen, Zellulosefasern enthaltenden Suspension gemischt werden, dieser Papi brei auf ein Sieb einer Papiermaschine gebracht und vom Wasserüberschuss befreit wird.
Die Bezeichnung Papier bezieht sich auf alle Materialien, welche ganz oder zum Teil aus zellulosehaltigen Faserfilzen bestehen, die sich aus Wasser oder wässerigen Suspensionen abgesetzt haben.
An sich ist es bekannt, Füllmaterial oder Füllmittel, wie z. B. Ton, Kalziumkarbonat und andere fein verteilte Mineralien, in Papier einzubringen. Gewöhnlich wird dabei das Füllmaterial vor oder auch nach dem Schlagen oder einer andern mechanischen, für die Zubereitung notwendigen Be ! 1andlung in die wässerige, zur Herstellung der Papierbahn dienende Fasersuspension eingebracht. Die dieser mechanischen Behandlung zu unterziehende Suspension'enthält gewöhnlich 95-97 Gew.-'7o Wasser. Gewöhnlich wird der Brei nach der mechanischen Behandlung, d. h. entweder vor oder nach der Zugabe des Füllmittels, auf einen Wassergehalt von etwa 99 Gew.-% verdünnt, bevor er dem die Papierbahn erzeugenden Mittel, d. h. dem Drahtsieb einer Papiermaschine, zugeführt wird.
Vom Drahtsieb fliesst der grösste Teil des in dem Brei enthaltenen Wassers nach unten ab und nimmt dabei einen erheblichen Teil des Füllmittels mit.
Dieser Teil des Füllmittels kann dann entweder zusammen mit dem Wasser abgeführt oder aber zur Wiederverwendung in das Verfahren zurückgeleitet werden.
Um diesen Verlust an Füllmittel zu verhindern, wurden schon die verschiedensten Vorschläge gemacht. Am bekanntesten ist die Zugabe von Alaun (Aluminiumsulfat) zu der wässerigen Suspension der Zellulòsefasern vor oder nach dem Schlagen oder irgendeiner andern mechanischen Behandlung. Der gelöste Alaun oder das Aluminiumsulfat ist sauer und macht den Brei im allgemeinen sauer. Ausser seiner Fähigkeit, das Füllmittel im grösseren Ausmasse in der Papierbahn zurückzuhalten, wirkt es aber schaad-. lich. So übt es z. B. eine schädliche Wirkung auf die Alterungseigenschaften des Papiers aus und vermindert die Stärke der Bindung zwischen den Zellulosefasern.
Ausserdem enthält das Wasser, in dem die Zellulosefasern enthalten sind, vielfach farbige Verunreinigungen, die durch Alaun koagulieren und abgeschieden werden und in der Papierbahn verbleiben. Wird Alaun nicht verwendet, dann werden diese farbigen Verunreinigungen vcn dem abfliessenden Wasser mitgenommen. Die Verwendung von Alaun ist besonders dann nachteilig, wenn das Füll'material Kalziumkarbonat ist oder solches enthält, das leicht mit der durch den Alaun frei werdenden Säure reagiert.
Die Erfindung vermeidet die Verwendung von Alaun und die damit verbundenen Übelstände. Nach der Erfindung werden die Füllstoffteilchen mit einer wässerigen, kolloidalen Dispersion eines pflanzlichen Klebstoffes in Form substituierten Mannans aus der Gruppe der Mannogalactane und Glucomannane überzogen und innig mit der wässerigen, Zellulosefasern enthaltenden Suspension vermischt.
Der Ausdruck "substituierte Mannane" wird hier zur Bezeichnung der Polygalactosylmannane und Polyglucosylmannane verwendet, welche gewöhnlich als Galactomannane oder Mannogalactane und als Glucomannane bezeichnet werden. Die Bezeichnungen Mannogalactane und Galactomannane werden nachstehend als gleichwertig verwendet.
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Die Erfindung verwendet so1chePflanzenschleime, welche'quellfähig und bei geeigneten Temperaturen in Wasser kolloidal dispergiert sind, und die auf den einzelnen Teilchen des mineralischen Füllmittels Überzüge bilden. Diese überzogenen Teilchen werden von den Zellulosefasern angezogen und darin zurückgehalten. Die Überzugsmasse braucht kein reiner substituierter Mannan sein ; sie kann wasserlösliche oder dispergierbare Stärke und Stärkederivate enthalten, wenn genug Mannan im Vergleich zum Gesamt- gewicht des Füllmittels angewendet wird. des Füllmittels angewendet wird.
Um die Teilchen des mineralischen Füllmittels überziehen zu können, wird eine aufgequollene, kolloidale Dispersion der Überzugsmasse hergestellt und diese mit den Teilchen des mineralischen Füllmittels vermischt.-
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Zutat oder die Zutaten des Überzugsmaterials dann in der entstandenen Mischung zum Quellen und zur kolloidalen Dispersion gebracht werden.
In jedem Falle bilden die Teile des Mineralfüllers keine stabile Suspension in der wässerigen kolloidalen Dispersion der substituierten Mannane. Die Teilchen des Mineralftillers trennen sich von der wässerigen kolloidalen Suspension durch Sedimentation, wenn die gesamte Mischung bei einer Temperatur von 20 bis 30 C stehen bleibt. Die Teilchen des Mineralfüllers können jedoch durch sanftes Umrühren oder Bewegen der Endmischung in feinverteilter gleichförmiger Suspension gehalten werden. Die kolloidale Dispersion der substituierten Mannane wirkt nicht als Stabilisier- oder Peptisiermittel, im Gegensatz zu manchen Gummisorten, welche zur Erzeugung stabiler Suspensionen verwendet werden.
Die Teilchen des Mineralfüllers können durch gewöhnliche Filtration von der wässerigen, kolloidalen Dispersion getrennt werden.
Die substituierten Mannane der Klassen, die nach der Erfindung verwendbar sind, quellen und dispergieren gewöhnlich, wenn genügend Zeit und Bewegung vorhanden sind, ausreichend im Wasser bei Raumtemperatur (20-25 C), um wirksam zu werden. In manchen Fällen ist es zweckmässiger, die Dispersion schneller bei höheren Temperaturen, z. B. 65 - 950C, durchzuführen..
Die gequollene und kolloidal dispergierte Überzugsmasse wird mit einem ausreichend hohen Anteil an Überzugsstoffen hergestellt, so dass die Teilchen des mineralischen Füllmittels das gequollene und kolloidale, dispergierte Überzugsmaterial adsorbieren oder absorbieren können, wobei ein Überzug entweder auf der ganzen Oberfläche der Teilchen oder an einer oder mehreren Stellen entstehen kann. Die überzogenen Teilchen behalten den Überzug, wenn sie mit den Zellulosefasern gemischt werden, sowohl während diese in wässeriger Suspension sind, als auch im feuchten Faserband und im fertigen Papier.
Die überzogenen Teilchen werden von der Zellulosefaser in der wässerigen Suspension angezogen und haften daran, so dass ein grosser Anteil des überzogenen Füllmittels im feuchten Faserband und auch in dem fertigen Papier zurückgenalten wird.
Nach den USA-Patentschriften Nr. 2,644, 751,2, 644,752 und 2,644, 763 ist es bekannt, Pflanzenschleime der Klasse der Mannogalactane bei der Herstellung von Papier zu verwenden.
Die' Mannogalactane wurden bisher jedoch nicht zum vorhergehenden Überziehen der Teilchen von mineralischen Füllmitteln benützt. Dieses vorhergehende Überziehen der Teilchen ist daher neu. Die besagten Mannogalactane wurden bisher direkt der wässerigen Suspension der Zellulosefasern hinzugegeben, u. zw. entweder vor oder nach der Hinzufügung von überzugsfreien mineralischen Füllmitteln. Diese Zugabe der Mannogalactane erfolgte zu dem Zweck, die Festigkeit des Papiers zu vergrössern und aus andern Gründen.
Die wässerigen Suspensionen, zu denen die Mannogalactane bisher hinzugegeben wurden, hatten einen sehr grossen Wasseranteil. Die Mannogalactane überzogen die Teilchen des mineralischenFüllmittels nicht ausreichend, so dass die Ergebnisse nach der vorliegenden Erfindung nicht erreicht'V11r- den. Die Mannogalactane wurden in erster Linie oder weitgehend von den Zellulosefasern angezogen, statt dass sie auf den Teilchen des mineralischen Füllmittels einen Überzug bildeten.
Gemäss der Erfindung bestehen die festen Bestandteile der wässerigen Mischung, die dem Drahtsieb der Foudriniermaschine oder einer andern Papierherstellungsmaschine zugeführt werden, aus Zellulosefasern, welche intensiv mit den vorher überzogenen Teilchen des mineralischen Füllmittels vermischt sind. Andere feste Bestandteile sind zulässig. Hiezu gehören Harzleim, Färbemittel u. dgl. Es kann auch Alaun hinzugegeben werden. Ein grosser Vorteil der Erfindung besteht aber gerade darin, dass Alaun nicht notwendig ist, um die Füllmittel wirksam zu binden bzw. zurückzuhalten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Zellulosefasern geschlagen oder anderweitig mechanisch bearbeitet, während sie in einer wässerigen, im wesentlichen alkalischen Flüssigkeit suspendiert sind. Diese Flüssigkeit hat einen PH-Wert von 8,5 oder höher bis zu 12, 5. Dies wird
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durch den Wegfall von Alaun oder anderer säurehaltiger Mittel ermöglicht. Falls notwendig, kann der PH-Wert auf den gewünschten Wert gebracht werden, indem man ein alkalisches Mittel im Wasser der wässerigen Suspension der Zellulosefasern löst, beispielsweise Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, reines oder handelsübliches technisches Natriumkarbonat oder Sodaasche.
Wesentlich bessere mechanisch be- arbeitete und geschlagene Fasern werden erhalten, wenn die mechanische Bearbeitung der Zellulosefasern ebenfalls unter derartigen alkalischen Bedingungen durchgeführt wird. Nach Beendigung der mechanischen
Bearbeitung der Zellulosefasern werden der wässerigen Suspension die vorbehandelten Teilchen des Mine- ralfüllers zugegeben.
Nach einer weniger bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Zellulosefasern bei schwä- cherer Alkalinität oder sogar unter sauren Bedingungen mechanisch bearbeitet werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Papiere, die aus mechanischem Stoff hergestellt sind.
In den meisten Fällen müssen die Zellulosefasern der wässerigen Suspension mechanisch stark bearbeitet werden. Hiebei werden sie gepresst, zerrissen und weich gemacht, wobei sie aufquellen und flüssigkeitsaufnahmefähig werden und sich dünne Faserchen bilden. In solchen Fällen wird die mechanische Bearbeitung vorteilhaft vor der Zugabe der vorbehandelten bzw. vorher mit einem Überzug versehenen feinen Teilchen des mineralischen Füllmittels beendet. Ein Anteil der vorbehandelten mineralischen Füllstoffe entweicht aus dem Faserband zusammen mit dem ablaufenden Wasser, das durch das Drahtsieb der Papiermaschine abfliesst. Dieses Wasser kann gesammelt und einer andern wässerigen Suspension von Zellulosefasern zugegeben werden, so dass dabei nur ein sehr kleiner Verlust an vorbehandeltem Füllstoff eintritt.
Der PH-Wert der wässerigen Suspension der Zellulosefasern bildet kein Kriterium für das Zurückhalten des vorher überzogenen mineralischen Füllmaterials. Ein gutes Zurückhalten des vorher behandelten oder vorher mit einem Überzug versehenen Füllmaterials in der Papierbahn erfolgt selbst dann, wenn die wässerige Suspension der Zellulosefasern, die zur Papierherstellung verwendet wird, einen PH- Wert unter 3 hat oder in einem Bereich von 3,0 bis 12,5 liegt. Vorzugsweise soll der PH-Wert mindestens 6 betragen und vorteilhaft 7 oder noch höher sein.
Wird die wässerige Suspension der Zellulosefasern vor oder während der Bildung der Papierbahn sauer gemacht, dann geht ein Teil der guten Wirkung der mechanischen Bearbeitung verloren. Daher wird vorzugsweise auf die Verwendung von Aluminiumsulfat oder eines andern sauren Mittels verzichtet.
Die Erfindung kann zur Herstellung von Papier verwendet werden, das 2-50 Gew.- han mineralischem Füllmittel enthält, bezogen auf das Gewicht des luftgetrockneten und fertigen Papiers, das gewöhnlich etwa 5 - 7 % Wasser aufweist. Dieses Gewicht wird als das Trockengewicht des fertigen Papiers bezeichnet. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Papier, das 5-40 Gew. an mineralischem Füllmittel, bezogen auf das Trockengewicht, enthält.
Als Füller können z. B. Ton, Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Talkum, Titandioxyd oder andere geeignete Mineral-Pigmente und deren Mischungen verwendet werden, ohne damit den Kreis der brauchbaren Stoffe auf diese zu beschränken. Bevorzugt wird Kalziumkarbonat. Die Bedeutung der Erfindung besteht hauptsächlich darin, dass sie es ermöglicht, Kalziumkarbonat wirksam anzuwenden.
Die Teilchengrösse des Füllmittels, das mit einem Überzug versehen werden soll, liegt im Bereich von ein Zehntel (0, 0001 mm) bis 40 Mikron (0, 040 mm). Der bevorzugte Grössenbereich liegt für die überzugslosen Teile des Füllmittels zwischen zwei Zehntel und 10 Mikron. Das überzugslose Füllmittel kann eine Mischung von Teilen verschiedener Grösse sein. Einer der grössten Vorteile der Erfindung besteht darin, dass die feinen Teilchen des Füllmittels, deren Grösse 0,5 Mikron oder weniger beträgt, in wirksamer Weise gebunden bzw. zurückgehalten werden.
Die meist gebräuchlichen Mannogalactane sind enthalten in oder abgeleitet von den folgenden Gummiarten oder sind hieraus gewonnene umgewandelte Produkte : a) Gummi aus unechter Akazie, der auch als Johannisbrotfruchtgummi oder einfach Johannisbrotgummi bezeichnet wird (Ceratonia siliqua L.).
Das Produkt hat etwa 83 Grew.-% Mannogalactane und wird in der Papierindustrie für die verschiedensten Zwecke, z. B. als Leim, Binder und Fertigungsmittel, verwendet. Es ist aber bisher nicht im Sinne der Erfindung benutzt worden.
Wie schon erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die Anwendung reiner Mannogalactane beschränkt.
Das Überzugsmittel kann auch eine Mischung von Mannogalactan-Pflanzenschleim und kationischer wasserlöslicher Stärke sein. Diese kationische Stärke ist in wässeriger Lösung positiv geladen. b) Guafgummi. Dieser stammt von einer Pflanze, die den botanischen Namen Cyamposis psoralioides oder Cyamposis tetragonaloba (psoralioides) hat.
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Andere ebenfalls im Sinne der Erfindung verwendbare Pflanzenschleime, welcbe gegenwärtig von geringer wirtschaftlicher Bedeutung sind und mindestens 50 Gew. -0/0 eines oder mehrerer Mannogalactane ha-
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c) Feuerbaum. Zu dieser Klasse gehören folgende Pflanzen :
Nutysia floribunda, Familie der Loranthaceae.
Brachychiton aerifolius, Familie der Sterculiaceae.
Der indische Rhodcdendrum, dessen botanischer Name R. aboreum ist. d) Huisache-Strauch, dessen botanischer Name Vachellia farnesiana ist. e)-Kentuck/-Kaffeebaum, dessen botanischer Name Gymnociadus dioica ist. f) Der Mezquit-Strauch, dessen botanischer Name Proscoois juliflora ist. g) Palo verde, dessen botanische Namen sind : Torreyanun, Cercidium torreyanum und
Cercidium floridum.
Die meisten gewöhnlichen Glucomanna : 1e si nu enthalten oder werden gewonnen aus a) Körner der Arazeen (aroid), das gewöhnlich"koniak"genannt wird. Der botanische Name der Herkunftspflanze ist Amorphophallus konjak (rivereri) oder amorphophallus rivereri. Das aus diesen Körnern gewonnene Mehl wird als "Konjakmeh1" bezeichn t und enthält einen hohen Prozentsatz von Glucomannanen, das als. "Konjakmannan" bezeichnet wird. b) Körner des verwandten Arumgewächses, dessen botanischer Name Amorphophallus concophylius ist.
Jede in dieser Beschreibung genannte "Einheit" ist eine Gewichtseinheit. So wird z. B. eine Einheit
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Druck. Beim Erhitzen und Mischen findet nur ein geringer oder kein Wasserverlust statt. Alle Messungen der pH-Werte und der Viskosität erfolgen bei 25 C, wenn nichts anderes bemerkt 1st.
Das erhaltene Erzeugnis zeigt einen PH-WErt von 6 und eine Viskosität von 2960 Centipoise.
Wird die Menge an Johannisbrotgummi auf 1,5 Teile erhöht, hat die erhaltene Dispersion einen
PH-Wert von 6,0 und eine Viskosität von 17600 Cemipoise.
Die Erfindung ist nicht auf einen PH-Wert von 6 oder mehr in der kolloidalen Dispersion beschränkt.
Es kann, wie nachstehend noch beschrieben wird, die kolloidale Dispersion eines Mittels verwendet werden, das unter dem Handelsnamen "Star gum No. 709"vertrieben wird. Dieses Produkt ist eine Mischung von Johannisbrotgu'11mi und Stärke, die wasserlöslich oder in Wasser disporgiurbir ist. Wenn eine Einheit dieses Produktes in 100 Einheiten Wasser kolloidal dispergiert wird, dann ergibt sich eine Dispersion, die einen PH-Wert von 9 und-eine Viskosität von 1600 Centipoise hat. Sie reicht aus, dass die überzogenen Teilchen elektrostatisch von den Zellulosefasern der wässerigen Suspension angezogen werden.
Die Zellulosefasern sind in der wässerigen Suspension negativ geladen. Mineralische Füllstoffe sind in wässerigen Suspensionen ebenfalls negativ geladen. Durch das vorherige Überziehen der Teile des mineralischen Füllmittels mit dem organischen, kolloidalen Material erfolgt offensichtlich eine positive Aufladung dieser in der wässerigen Suspension enthaltenen Teilchen, oder es wird mindestens die negative Ladung der ursprünglich unüberzogenen Teilchen verringert, so dass die überzogenen Teilchen von den Zellulosefasern der wässerigen Suspension angezogen werden und an diesen haften bleiben.
Damit das vorbehandelte oder vorher überzogene mineralische Füllmittel im Faserband und in der fertigen Papierbahn verbleibt, ist das bevorzugte Miscnungsverhältnis eine bis 100 Einheiten Mannanbestandteile auf 2000 Einheiten des mineralischen Füllmittels, bezogen auf dieLufttrockengewichte beider Stoffe.
In vielen Fällen reichen 10 EinheitenMannane auf 2000 Einheiten des mineralischen Füllmittels'. aus.
Wie vorher dargelegt, wird das Gewicht des Mannanbestandteiles auf sein Lufttrockengewicht oder. hauptsächlich darauf und das des Füllmittels auf dessen Lufttrockengewicht bezogen. Das Verhältnis des Mannans zum Füllmittel hängt in einem gewissen Ausmass von der Natur des Zellulosematerials und davon ab, in welchem Masse es geschlagen wurde. Diese Faktoren spielen für das Zurückhalten der Stoffe im Füllmittel eine Rolle.
Wenn mehr Mannane zugegeben werden, als für eine gute Bindung im Füllmittel notwendig ist, dann wird durch diesen Überschuss hauptsächlich die Festigkeit des Papiers erhöht. Wie weiter vorstehend dargelegt, ist die Zugabe von Mannogalactan zwecks Erhöhung der Festigkeit des Papiers besonders gegen- über Befeuchten mit Wasser bekannt.
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Beispiel l : Als Mannogalactan wird Johannisbrotgummi verwendet. Es ist im wesentlichen ein wasserfreies Pulver.
Eine Einheit dieses Pulvers wird gründlich mit 100 Einheiten Wasser bei 20 - 300e gemischt. Dieses Wasser ist, wie in den andern Beispielen, gewöhnliches Leitungswasser, das im wesentlichen neutral ist.
Die Mischung wird langsam unter beständigem Rühren auf 90 C erhitzt und auf dieser Temperatur 5 Minuten lang bei ständigem Rühren gehalten. Wenn diese Mischung beliebig auf 20-30 C abgekühlt wird, erhält man eine stabile und gequollene kolloidale Dispersion von Pflanzenschleim in Wasser. Es tritt kein oder nur ein geringer Wasserverlust auf. Nach diesem Verfahren erfolgt die Herstellung der wässerigen, gequo'lenen und kolloidalen Dispersionen aus dem Ausgangsmaterial der andern Beispiele, nur dass die maximale Temperatur verschieden ist.
Die kolloidale Dispersion hat folgende Eigenschaften :
PH 6, 0
Viskosität 2960 Centipoise.
Ferner wird eine gleichmässige wässerige Suspension von Titandioxyd-Füllstoff bei 20 - 300e hergestellt, indem 100 Einheiten Titandioxyd mit 400 Einheiten Wasser vermischt werden. Als Wasser kann - wie in den andern Beispielen - reines destilliertes oder im wesentlichen neutrales, reines Wasser genommen werden.
Die kolloidale Dispersion von Johannisbrotgummi wird mit der wässerigen Suspension des Titandioxyds gemischt, u. zw. die kolloidale Dispersion von Johannisbrotgummi mit einer Temperatur von 90 C und die wässerige Suspension von Titandioxyd mit 20 C. Zum Mischen kann jede geeignete Mischvorrichtung, z. B. ein Flügelrührer, verwendet werden. Die Mischzeit kann nur 5 Minuten oder mehrere Stunden betragen. Die Mischung kann stehenbleiben und dann gerührt werden, wenn sie gebraucht werden soll. Dieses Beispiel zeigt die Anwendung einer Einheit Johannisbrotgummi auf 100 Einheiten Füllsto'ff.
Zwecks Herstellung eines chemischen Zellulosebreies werden Baumwollabfälle in einer alkalischen Flüssigkeit gekocht. Die üblichen Arbeitsgänge, die auf das Kochen folgen und vor der Herstellung der wässerigen Suspension des Zellulosebreies liegen, sind nicht beschrieben, da sie bekannt sind und nicht den Gegenstand der Erfindung bilden.
Die wässerige Suspension des chemischen Breies, der geschlagen wurde, batte5Gew.-'%) Feststoffe.
Ihr pH-Wert lag zwischen 7 und 9.
Die Mischung aus Füllstoff, Wasser und dispergiertem Johannisbrotgummi wird mit der wässerigen Suspension der Zellulosefasern gemischt, wobei der vorher überzogene Füllstoff von der Zellulosefaser angezogen wird und flockenförmig hieran haftet. Als sichtbare Wirkung ist das Abwandern der vorher überzogenen Teilchen aus dem Wasser zu den Zellulosefasern zu verzeichnen.
Die Mischung wird nach normalem Verfahren zu einer Papierbahn verarbeitet. Dieses Papier ist nicht geleimt und besteht im wesentlichen nur aus Zellulosefasern, Füllmaterial und Johannisbrotgummi.
Das fertige Papier ist weiss und enthält 5,5 Gew.-% Titandioxyd und 94,5 % Zellulosefasern, bezogen auf das Lufttrockengewicht.
Ein geringer Teil des Titandioxyds fliesst mit dem Abwasser durch die Öffnungen des Drahtsiebes der Foudriniermaschine ab.
Nachdem die Mischung des Füllmittels mit der kolloidalen Dispersion von Mannogalactan erfolgt ist, können die überzogenen Teilchen des Füllmittels durch Filtration zwecks Zugabe zu einer wässerigen Suspension von Zellulosefasern abgetrennt werden.
Die Mischung kann auch mit einem Kneter hergestellt werden, der sie durchknetet, so dass eine Paste entsteht, welche bis zu 70 Gel.-% Füllmittel mit einem geringen Prozentsatz Gummi enthält. Eine solche Paste kann in geeigneter Weise gelagert und versandt werden.
Beispiel 2 : Als Zellulosematerial dient ein gebleichter chemischer Brei aus langen und kurzen Holzfasern, die mittels Soda gekocht worden sind.
Die wässerige Suspension wird - wie üblich - leicht geschlagen, während der pH-Gehalt des Wassers etwa 7 beträgt.
Die wässerige Suspension enthält 5 Gew.-'% Zellulosefasern.
Dieser wässerigen Suspension des geschlagenen Breies wird durch Zusatz einer Phosphor-Wolfram-Verbindung von Viktoriablau eine schwach blaue Farbe gegeben. Dann wird Aluminiumsulfat im Wasser der Suspension in einer solchen Menge gelöst, dass der PH-Wert auf 6 sinkt, wobei sich die gefärbte Masse setzen kann.
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Hierauf wrd, wie vorstehend beschrieben, eine kolloidale 1%igue Dispersion aus Johannisbrotgummi und eine wässerige Suspension des Füllmittels Ton in Wasser hergestellt, wobei auf 66 Einheiten Ton 264 Einheiten Wasser kommen. Die kolloidale Dispersion und die Tondispersion werden, wie vorstehend beschrieben, miteinander gemischt und ergeben eine Mischung, in der auf drei Einheiten Pflanzenschleim 200 Einheiten Ton, bezogen auf das Lufttrockengewicht, kommen. Die fertige Mischung wird der wässerigenSuspension der vorher geschlagenen Fasern gemäss dem vorstehend erwähnten Verfahren unter mässiger Bewegung zugegeben. Die resultierende wässerige Mischung enthält etwa 17 Einheiten Ton auf 100 Einheiten Zellulosefasern, bezogen auf das Lufttrockengewicht.
Das aus dieser Mischung hergestellte lufttrockene Papier enthält 11 Gel.-% Ton als Füllstoff und 89 Gew.-% Zellulosefasern, was etwa 12 Einheiten Tonfüllstoff auf 100 Einheiten Zellulosefasern entspricht. Es sind also etwa 30 % des Füllmittels, das in der wässerigen Mischung enthalten war, aus der Papierbahn aogeflosseu. Sie können aber durch ein bekanntes Verfahren zwecks Wiederverwendung'zurückgewonnen werden.
Beispiel 3 : Als Pflanzenschleim wird Guargummi genommen. Es ist im wesentlichen ein wasserfreies'Pulver. Eine lufttrockene Einheit des Guargummis wird aufgequollen und gemäss dem vorstehend erwähnten Verfahren in 100 Einheiten Wasser dispergiert. Diese Dispersion hat einen PH-Wert von 6,2 und eine Viskosität von 3800 Centipoise. In 200 Einheiten Wasser werden 50 Einheiten von fein verteiltem handelsüblichen Kalziumkarbonat suspendiert. Die Guargummidispersion wird zur Herstellung der fertigen Mischung gemäss den vorstehend angegebenen Verfahren in die Suspension des Kalziumkarbonats hineingsrührt. Das Gewicht des Gummis beträgt 2 % des Gewichts des Kalziumkarbonats, bezogen auf das Lufttrockengewicht.
Die Konzentration ues kolloidalen dispergicrtenGuargummis in der fertigen Mischung ist ausreichend, um zu bewirken, dass sie von den feinen Teilchen des Kalziumkarbonats adsorbiert wird. Wie bei den vorherigen Beispielen bildet sich eine feine und gleichmässige, aber nicht stabile Suspension in der Endmischung.
Die wässerige Suspension der gekochten und geschlagenen Zellulosefasern war frei von Alaun und hatte einen pH-Wert von 9. Sie enthielt 5 Gew.-% Zellulosefasern, bezogen auf das Lufttrockengewicht der Fasern.
Die zur Herstellung der Papierbahn benutzte Mischung enthielt also 50 Einheiten Kalziumkarbonat auf 100 Einheiten Fasern.
Die fertige Papierbahn hatte auf 80 Einheiten Zellulosefasern 20 Einheiten Kalziumkarbonat-Füll- stoff, bezogen auf die Lufttrockengewichte. Etwa 15% des Füllmittels, bezogen auf das Lufttrockengewicht der Fasern, entweicht mit dem Abwasser.
Beispiel 4 : Holzspäne werden mit Soda zu einem chemischen Brei verkocht. Nach den üblichen Vorarbeiten wird der Brei in Wasser suspendiert. Diese Suspension enthielt 5 Gew. -0/0 Zellulosefasern, bezogen auf das Lufttrockengewicht. Rohes, handelsübliches Natriumkarbonat wird in dem Wasser der Suspension gelöst, um den PH-Wert auf 9 einzustellen. Diese Suspension mit dem PH-Wert von 9 wird mässig in einem Holländer geschlagen und dann bei dem gleichen pH-Wert in einer Jordan-Maschine weiterehandelt, um gleichmässig geschlagene Zellulosefásern zu erhalten.
Fünf .Einheiten "star gum No. 709" werden in 300 Einheiten Wasser bei etwa 880C unter UmrUhren 5 Minuten lang gekocht, um eine kolloidale wässerige Dispersion zu erhalten Dieser "Star gum No. 709" ist ein Gemisch aus zwei Gew.-Teilen Johannisbrotgummi und 3 Gpw. -Teilen wasserlöslicher oderin Wasser dispergierbarer Stärke von kationischem Typ. Diese kolloidale Dispersion hat einen PH-Wert von 9,0 und eine Viskosität von 1400 Centipoise bei 70oC. 250 Einheiten Ton werden in 1000 Einheiten Was- ser suspendiert. Die kolloidale Dispersion des"Star gums"wird mit der wässerigen Suspension des Tons gemischt, um die Endmischung herzustellen.
Die Endmischung wird milde mit der wässerigen Suspension des gekochten, geschlagenen und vorbereiteten Zellulosebreis vermischt und diese Mischung zu lufttrockenem Papier verarbeitet, welches 10 Gew.-Teile Füllstoff und 9C Gew.-Teile Zellulosefasern enthält.
Von dem zugegebenen Füllmittel entweichen weniger als 40 % mit dem Wasser durch das Drahtsieb der Papiermaschine. Dieses Wasser und das darin enthaltene, schon mit einem Überzug versehene Füll-
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sieb fliesst. Dadurch wird das verwendete Füllmittel fast zu 100 % ausgenutzt.
Das Verhältnis des Füllmittels zu den Fasern erreicht in der wässerigen Mischung niemals 20 bezogen auf die Lufttrockenge\'richte4
Die Papierbahn wird getrocknet und dann maschinell kalandert. Das so erhaltene Papier ist erheblich
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:'1. Verfahren zur Herstellung von mineralischen Füllstoff enthaltendem Papier, bei dem die mineralischen Füllstoffteilchen mit einer wässerigen, Zellulosefasern enthaltenden Suspension gemischt werden, dieser Papierbrei auf ein Sieb einer Papiermaschine gebracht und vom Wasserüberschuss befreit wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffteilchen mit einer wässerigen, kolloidalen Dispersioneines pflanzlichen Klebstoffes in Form substituierten Mannans aus der Gruppe der Mannogalactane und Glucomannane überzogen und innig mit der wässerigen.
Zellulosefasern enthaltenden Suspension vermischt werden.