AT251399B - Papierfüllstoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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  Papierfüllstoff und Verfahren zu seiner Herstellung 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von Füllstoffen für Papier. 



   Es ist allgemein bekannt, dass Füllstoffe bei der Papierherstellung verwendet werden. Diese Füll- stoffe verleihen dem Papier gewisse Eigenschaften und haben einen solchen Einfluss auf die Qualität des
Papiers, dass kein Zweifel darüber besteht, dass die Füllstoffe nicht nur aus wirtschaftlichen Erwägungen ! zugesetzt werden. 



   Die Füllstoffe tragen bekanntlich in hohem Masse zur Opazität des Papiers bei und haben ferner einen grossen Einfluss auf die Glätte. Auch ihr Einfluss auf die Bedruckbarkeit ist sehr gross, so dass in vielen
Fällen ein erheblicher Prozentsatz an Füllstoff bei der Herstellung von Druckpapier zugesetzt wird. 



   Der Zusatz von Füllstoffen zu Papierfasern bringt jedoch grosse Probleme mit sich. Hievon seien der verhältnismässig niedrige Prozentsatz, der im Vergleich zur zugegebenen Menge im Papier bleibt, die grossen Abfälle bei der Herstellung und die ungleichmässige Verteilung im Papier erwähnt. 



   Es hat sich gezeigt, dass bei der Papierherstellung nicht von einer Bindung der Füllstoffe an die
Cellulose der Holzzellstoffasern gesprochen werden kann, sondern dass der Grund für das Verbleibender
Füllstoffe im Papier ein Filtrationseffekt während der Entfernung des Wassers von der Suspension auf dem
Sieb der Papiermaschine ist. Ein eindeutiges Zeichen für das Vorhandensein dieser Filterwirkung ist die sehr ungleichmässige Verteilung der Füllstoffe in Papier, das mit einer sogenannten Fourdrinier-Papier- maschine hergestellt wird, bei der der Füllstoffgehalt der dem Sieb zugewandten Seite niedrig ist und gewöhnlich nur einige Prozente des Fasergehalts beträgt, während der Füllstoffgehalt an der Oberseite des Papiers erheblich über dem durchschnittlichen'Füllstoffgehalt des Papiers liegt. 



   Eine Bindung des Füllstoffs an die cellulosehaltigen Fasern wäre daher sehr erwünscht. Ein Versuch, einen an die Fasern gebundenen Füllstoff zu erhalten, ist in dem Verfahren der USA-Patentschrift
Nr. 2,599, 094 zu sehen, bei dem mit Hilfe von mit Calciumchlorid imprägnierten Fasern ein Calcium- silicatniederschlag aus einer   Wasserglaslösung   auf die Fasern aufgebracht wird. Dieses Verfahren hat unter anderem den Nachteil, dass in dieser Weise nur eine begrenzte Pigmentmenge zugesetzt werden kann. Ferner werden mit diesem Verfahren nur mit anorganischem Pigment überzogene Fasern erhalten, die noch nicht an die cellulosehaltigen Fasern des Papiers gebunden zu sein brauchen. 



   Des weiteren ist durch die   USA-Patentschrift Nr. l, 365, 891   ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem unvollständig regenerierte Cellulosexanthogenate in den Holländer eingeführt werden, um öl- oder gummiartige organische Stoffe bei der Papierherstellung auszuflocken. Dabei handelt es sich je- doch nicht um eine gesonderte Behandlung anorganischer Pigmente zu dem Zwecke, eine Bindung des
Füllstoffes an die Cellulosefasern zu erzielen. 



   Schliesslich wurde gemäss der   USA-Patentschrift Nr. 2, 727, 837   vorgeschlagen, bei der Behandlung einer bereits erzeugten Papierbahn kolloidale, gelierbare Cellulosesuspensionen von Pigmenten zu ver- wenden, die ein Cellulosederivat als Bindemittel enthalten und als Streichmasse für die Bindung einer 

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Pigmentschicht   an die Papieroberfläche dienen. Bei   diesem, im übrigen ohne Regenerierung von Cellulose ablaufenden Verfahren kommt es jedoch nicht zu einer höheren und besseren Verteilung des Füllstoffes im Papier. 



   Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, mineralischen Füllstoffen, wie Kaolin, Kaolinit, Gips, Baryt-   weiss,   Titandioxyd u. dgl., in chemischer Hinsicht die Eigenschaft von Cellulose zu verleihen, so dass die Möglichkeit gegeben ist, den Füllstoff an die cellulosehaltigen Fasern zu binden. 



   Gemäss der Erfindung werden Füllstoffe für Papier einer Vorbehandlung unterworfen, bei der die   Füllstoffteilchen bzw. -aggregate   mit Cellulose derart überzogen werden, dass eine starke Adhäsion zwischen Füllstoff und Cellulose erzielt wird. Hiezu kann gelöste Cellulose in Gegenwart der Füll- stoffteilchen ausgefällt werden, wobei das Verhältnis von Cellulose zu Füllstoff im allgemeinen zwi- schen 1 : 30 und 1 : 3 liegen kann. 



   Die Celluloselösung kann durch Auflösen von Cellulose nach dem Xanthogenatprozess oder in
Kupferoxyd-Ammoniak oder in anderer Weise hergestellt werden. Diese Lösung wird anschliessend mit einer Suspension der Pigmentteilchen derart zusammengeführt, dass jedes Teilchen mit der Cellulose- lösung überzogen ist. Dann wird in dem erhaltenen Gemisch die   Cellulose gefällt,   so dass jedes Pigment- teilchen oder mehrere Teilchen gemeinsam mit einem Film aus regenerierter Cellulose umhüllt sind. 



   Im allgemeinen wird diese Fällung durch eine Säurebehandlung vorgenommen, wie sie beim Spinn- prozess der Xanthogenat-Reyon-Herstellung angewendet wird, wobei jedoch die neben der Säure anwesen- den und für die Herstellung hochwertiger Garne notwendigen Salze teilweise weggelassen oder ersetzt werden können. 



   Wenn die Celluloselösung durch Auflösen von Cellulose in einer konzentrierten Salzlösung herge- stellt wird, genügt es in den meisten Fällen, das Pigment-Cellulose-Gemisch bis unter die kritische
Salzkonzentration zu verdünnen. 



   Mit Hilfe des auf diese Weise hergestellten Füllstoffs ist es möglich, den Füllstoffgehalt im Papier 
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 lösung gemischt, in der 8 Teile Cellulose und 92 Teile Wasser vorhanden sind. Die Menge der Xanthogenatlösung wird so gewählt, dass 10 Teile Cellulose auf 90 Teile Kaolinit anwesend sind. Die innig gemischte Emulsion wird auf eine Konzentration von 20 Teilen Feststoff und 80 Teilen Wasser verdünnt und in einigen dünnen Strahlen in das Koagulierungsbad gegeben. Das Koagulierungsbad enthält Schwefel- 
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Hkräftig gerührt, damit keine Fäden, sondern sehr kleine Blättchen oder Flocken aus Kaolinit mit regenerierter Cellulose gebildet werden. Nach dieser Fällung wird filtriert, mit einer   l% igen Na S-Lösung   gewaschen und gereinigt, erneut gewaschen, gegebenenfalls gebleicht und anschliessend möglichst trocken filtriert. 



   Die auf diese Weise erhaltene Masse kann unmittelbar ohne Vorbehandlung, höchstens nach Absieben übergrosser Teilchen, dem Papierbrei zugesetzt werden. 



   Beispiel 2 : Eine Emulsion aus   40 Teilen   Titandioxyd und 60 Teilen Wasser wird mit einer Lösung von Cellulose in verdünntem Kupferoxydammoniak in einem solchen Verhältnis gemischt, dass 20 Teile Cellulose auf 80 Teile Titandioxyd vorhanden sind. Dieses Gemisch wird in einigen dünnen Strahlen in ein Koagulierungsbad eingeführt, das als hauptsächliches Koagulierungsmittel Schwefelsäure in einer solchen Konzentration enthält, dass das Bad l-normal ist. Während der Koagulierung wird kräftig gerührt, um die Bildung von Fäden und Klumpen zu vermeiden. Das koagulierte Produkt wird abfiltriert, gereinigt und säurefrei gewaschen und kann dann unmittelbar zum Papierbrei gegeben werden. 



   Beispiel 3 : Das gemäss Beispiel 1 oder 2 hergestellte Produkt wird im Stoffeinlauf der Papiermaschine mit gemahlenenHolzzellstoffasern gemischt. Die zugesetzte Menge kann 50 Teile auf 50 Teile Fasern betragen, wobei ein Papier erhalten wird, das wenigstens   4Clo   Füllstoff enthält, der gleichmässig über die Dicke des Papiers verteilt und in der gleichen Weise gebunden ist, wie die Fasern aneinander gebunden sind. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Papierfüllstoff, bestehend aus einem pulverförmigen mineralischen Füllstoff, dessen Teilchen EMI2.3 <Desc/Clms Page number 3> 2. Verfahren zur Herstellung eines Papierfüllstoffes nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h net, dass die Cellulose aus einer Lösung auf die Füllstoff teilchen gefällt wird.

   3. verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Cellulose aus einer nach dem Xanthogenat- oder Kupferoxydammoniakprozess hergestellten Lösung gefällt wird.

   4. VerfahrennachdenAnsprüchen2und3, dadurch gekennzeichnet, dassalszurFällung gelangende Celluloselösung, z. B. Xanthogenatlösung oder nach dem Kupferoxydammoniakprozess hergestellte Lösung, eine solche Celluloselösung eingesetzt wird, die vorerst mit einem anorganischen oder synthetischen Pigment in einem Verhältnis von 1 Teil Cellulose zu 30 - 3 Teilen Pigment vermischt wurde, wonach die Cellulose mit einer l-lozingen Schwefelsäurelösung, der z. B. Natriumsulfat zugesetzt wurde, derart ausgefällt wird, dass alle Pigmentteilchen zum grösseren Teil mit gefällter Cellulose verbunden oder mit dieser umhüllt sind.

   EMI3.1 filtriert und noch feucht der Fasersuspension in der Papierfabrik zugesetzt wird, worauf der Füllstoff, dessen Oberfläche celluloseartigen Charakter besitzt, zusammen mit den Zellstoffasern auf dem Sieb der Papiermaschine festgehalten wird.