Verfahren zur Herstellung von imprägniertem Faserstoffmaterial und nach diesem Verfahren hergestelltes Produkt. Die Erfindung betrifft Ein Verfahren zur Herstellung von imprägnierten Faserstoff materialien, insbesondere Papier, mit herab gesetzter Transparenz.
Um Faserstoff materialien für Flüssigkeiten oder Gase undurchlässig zu machen ist es bekannt, dieselben mit geeigneten Stoffen zu imprägnieren; so werden z. B. Papier, Karton und andere Faserstoffmaterialien mit Paraffin, natürlichem und synthetischem Wachs, Harz und dergleichen und ebenso mit Gemischen dieser Substanzen imprägniert. Durch die Imprägnation wird jedoch die Transparenz des Faserstoffmaterials beträchtlich erhöht und in vielen Fällen ist diese Zunahme der Transparenz ein Nachteil, insbesondere dann, wenn derartige Papierstoffe zu Packzwecken Verwendung finden sollen.
Um Produkte zu erzeugen, die für das Licht weniger transparent sind, ist bereits vorgeschlagen worden, pigmenthaltige Papiere mit dem oben genannten Imprägniermaterial zu überziehen.
Zu diesem Zwecke kann das Faserstoff- material auch mit der Suspension eines Pig mentes in einem geeigneten Imprägniermittel überzogen werden.
Derartige Suspensionen können hergestellt werden, indem man die Pigmentstoffe in dem geschmolzenen Imprägniermittel oder in einer Lösung oder einer Emulsion desselben disper- giert, wobei die Arbeitsweise je nach den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Imprägniermittels gewählt werden kann.
Zufolge ihres hohen Brechungsindexes sind titanhaltige Pigmente als Zusätze zu im prägnierten Faserstoffmaterialien, um deren mattes Aussehen zu erhöhen, besonders ge eignet. Sie können z. B. mit sehr guten Er gebnissen bei der Herstellung von undurch sichtigem Papier, das mit Paraffin, Wachs und dergleichen überzogen ist, verwendet werden. Nach bekannten Methoden wird Pa pier, das mit titanhaltigen Pigmenten über zogen ist, mit Paraffin und dergleichen im prägniert.
In der Praxis wurde festgestellt, dass es oft recht schwierig ist, eine gleichmässige Dis persion der titanhaltigen Pigmente im Im prägniermaterial zu erzielen, besonders dann, wenn als Imprägniermittel solche verwendet werden,. die zur Hauptsache aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen bestehen, da derartige Verbindungen die Oberflächenspannung be trächtlich herabsetzen, wodurch die Pigmente dazu neigen, auszuflocken und sich zu Aggre gaten zusammenzuschliessen, statt eine glatte Dispersion zu bilden, wodurch die Deckkraft des Pigmentes beträchtlich vermindert wird und in vielen Fällen das imprägnierte Produkt eine unegale und körnige Oberfläche erhält.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Ver fahren zur Herstellung von imprägniertem Faserstoffmaterial, insbesondere Papier, mit herabgesetzter Transparenz, dadurch gekenn zeichnet, dass man ein titanhaltiges Pigment in einem Imprägniermittel, welches geeignet ist, das Faserstoffmaterial für Gase und Flüssigkeiten undurchdringlich zu machen, in Gegenwart geringer Mengen einer sauer re agierenden Substanz suspendiert, worauf man das Faserstoffmaterial mit dieser Suspension imprägniert.
Eine Reihe systematischer Untersuchun gen betr. die Dispersion von Pigmenten in verschiedenen Imprägniermitteln führte näm lich zur Entdeckung, dass die Dispersion in hohem Masse vom Säuregrad des Imprägnier mittels abhängig ist. Dies ist insbesondere bei titanhaltigen Pigmenten der Fall. Wenn Wachse, Paraffine und dergleichen, die eine praktisch neutrale Reaktion besitzen, zur An wendung gelangen, ist die Dispersion sehr schlecht, während nach Zusatz von beispiels weise 0,05 bis 0,5 /o Fettsäuren, berechnet auf die Gesamtmasse, eine stark verbesserte Dispersion erzielt wird.
Ein ähnlicher Effekt wurde mit andern sauer reagierenden Stoffen, welche als Zu- sätze zum Imprägniermaterial geeignet sind, beobachtet.
Unter gewissen Umständen kann man organische Verbindungen, welche sich beim vorliegenden Verfahren leicht unter Bildung sauer reagierender Produkte zersetzen, ver wenden.
Als Imprägniermittel können an sich be kannte Stoffe, welche bisher schon zur Im prägnierung von Faserstoff materialien, um die selben. für Gase und Flüssigkeiten undurch dringlich zu machen, angewandt wurden, be nutzt werden. Derartige Produkte sind z. B. Kohlenwasserstoffe (z. B. Paraffin), natürliche und synthetische Wachse, Harze, künstliche plastische Massen und dergleichen.
Als titanhaltige Pigmente können z. B. Pigmente verwendet werden, die ausschliess lich aus reinem Titandioxyd; oder solche, die aus einem Gemisch dieser Verbindung mit Bariumsulfat oder Pigmenten, welche aus Titanaten bestehen oder solche enthalten, wie z. B. Calcium-, Barium- oder Bleititanat, be stehen. Die letztgenannten Mischungen mit Streckmitteln können auch erhalten werden, indem man die verschiedenen Komponenten zusammen ausfällt.
Weiter können auch gefärbte titanhaltige Pigmente, die man z. B. durch Erhitzen von Titandioxyd oder hydratischen Titanverbin- dungen mit gefärbten Metallsalzen erhalten kann, verwendet werden.
Das nachstehende Beispiel soll das erfin dungsgemässe Verfahren illustrieren. Beispiel: Zu geschmolzenem Paraffin werden 0,05 > (berechnet auf das Gewicht des Paraffins) eines Gemisches höherer Fettsäuren, z. B. Leinöl-, Soyaöl- oder Erdnussöl-Fettsäuren oder Stearinsäure und hierauf Titanoxydpigment in einer Menge, welche 5% des Gewichtes der Masse entspricht, zugesetzt. Das Gemisch wird gerührt, bis eine glatte Suspension er halten ist.
Blätter aus weissem Papier werden mit dieser Suspension bei einer Temperatur von etwa 70 C imprägniert. Die Dispersion ist sehr gut und das im prägnierte Papier hat eine glatte Oberfläche, und das Pigment ist durch die ganze Masse hindurch gut verteilt, so dass das Papier eine sehr geringe Transparenz zeigt.
Bei Durchführung des Imprägnierungs- verfahrens in genau der gleichen Weise, je doch ohne Zusatz von Fettsäuren zum Paraf fin, war die Dispersion schlecht und das im prägnierte Papier zeigte eine unegale Trans parenz, wobei das Pigment auf der Papier oberfläche Aggregate bildete.
Die Menge der zugesetzten Fettsäure oder anderer Säuren, welche den gleichen Effekt ergeben, kann innerhalb ziemlich weiter Gren zen variiert werden und hängt zum Teil vom Charakter des Imprägniermittels ab. Im all gemeinen scheint es, dass ein Zusatz von mehr als 10;o keine wesentliche Verbesserung mehr ergibt. Aus praktischen Gründen ist es schwie rig, Zusätze unterhalb 0,05 0;o zu verwenden, doch haben Experimente gezeigt, dass sogar geringere Mengen die Dispersion erleichtern.
Versuche, die mit gefärbten Titanpig- menten durchgeführt wurden, zeigten, dass mit denselben ähnliche Effekte wie mit weissen Titanpigmenten erreicht werden können. Im Gegensatz dazu müssen, wie Vergleichsver suche zeigten, andere gefärbte Pigmente, die kein Titan enthalten, in grösserer Menge ver wendet werden als die gefärbten Titanpigmente, wenn man eine befriedigende Deckkraft und Färbung erreichen will.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung können auch Pigmente verwendet werden, welche geringe Mengen sauer re agierender Substanzen enthalten; so können z. B., wenn Fettsäuren zur Anwendung ge langen, diese in einem geeigneten flüchtigen, organischen Lösungsmittel gelöst werden, wor auf man das Pigment in dieser Lösung sus pendiert und das Lösungsmittel durch Ver dampfung entfernt. In der Weise behandelte Pigmente lassen 'sich in Paraffin, Wachsen und ähnlichen für die Imprägnierung verwend baren Materialien leicht dispergieren.
Der Schutz für das vorliegende Verfahren wird nur insoweit beansprucht, als es sich nicht um ein für die Textilindustrie in Betracht kommendes Verfahren zur Veredlung von rohen oder verarbeiteten Textilfasern handelt.
Process for the production of impregnated fibrous material and product produced by this process. The invention relates to a method for producing impregnated fiber materials, in particular paper, with reduced transparency.
In order to make fibrous materials impermeable to liquids or gases, it is known to impregnate the same with suitable substances; so z. B. paper, cardboard and other fibrous materials with paraffin, natural and synthetic wax, resin and the like and also impregnated with mixtures of these substances. However, the impregnation increases the transparency of the fibrous material considerably, and in many cases this increase in transparency is a disadvantage, especially when such paper stocks are to be used for packaging purposes.
In order to produce products that are less transparent to light, it has already been proposed to coat pigment-containing papers with the above-mentioned impregnation material.
For this purpose, the fibrous material can also be coated with a suspension of a pigment in a suitable impregnating agent.
Such suspensions can be prepared by dispersing the pigment substances in the molten impregnating agent or in a solution or an emulsion thereof, the method of operation being chosen depending on the physical and chemical properties of the impregnating agent.
Due to their high refractive index, titanium-containing pigments are particularly suitable as additives to impregnated fiber materials in order to increase their matt appearance. You can e.g. B. with very good results he can be used in the production of opaque paper that is coated with paraffin, wax and the like. According to known methods, paper that is coated with titanium-containing pigments is impregnated with paraffin and the like.
In practice it has been found that it is often quite difficult to achieve a uniform dispersion of the titanium-containing pigments in the impregnating material, especially when such impregnating agents are used. which consist mainly of aliphatic hydrocarbons, since such compounds reduce the surface tension considerably, whereby the pigments tend to flocculate and form aggregates instead of forming a smooth dispersion, whereby the hiding power of the pigment is considerably reduced and in many cases the impregnated product has an uneven and granular surface.
The invention now provides a process for the production of impregnated fibrous material, in particular paper, with reduced transparency, characterized in that a titanium-containing pigment is present in an impregnating agent which is suitable for making the fibrous material impermeable to gases and liquids suspended small amounts of an acid re acting substance, whereupon the fibrous material is impregnated with this suspension.
A series of systematic investigations into the dispersion of pigments in various impregnating agents led to the discovery that the dispersion depends to a large extent on the acidity of the impregnating agent. This is particularly the case with titanium-containing pigments. If waxes, paraffins and the like, which have a practically neutral reaction, are used, the dispersion is very poor, while after the addition of, for example, 0.05 to 0.5 / o fatty acids, calculated on the total mass, a greatly improved Dispersion is achieved.
A similar effect was observed with other acidic reacting substances which are suitable as additives to the impregnation material.
Under certain circumstances, organic compounds which decompose easily in the present process to form acidic products can be used.
As an impregnating agent, substances known per se, which have hitherto been used for impregnating fibrous materials, can be changed to the same. impermeable to gases and liquids. Such products are e.g. B. hydrocarbons (z. B. paraffin), natural and synthetic waxes, resins, artificial plastic masses and the like.
As titanium-containing pigments, for. B. Pigments are used that are made exclusively from pure titanium dioxide; or those which consist of a mixture of this compound with barium sulfate or pigments which consist of titanates or contain such. B. calcium, barium or lead titanate, be available. The latter mixtures with extenders can also be obtained by precipitating the various components together.
Next, colored titanium-containing pigments, which can be used for. B. can be obtained by heating titanium dioxide or hydrated titanium compounds with colored metal salts.
The following example is intended to illustrate the method according to the invention. Example: 0.05> (calculated on the weight of the paraffin) of a mixture of higher fatty acids, e.g. B. linseed oil, soya oil or peanut oil fatty acids or stearic acid and then titanium oxide pigment in an amount which corresponds to 5% of the weight of the mass, added. The mixture is stirred until a smooth suspension is obtained.
Sheets of white paper are impregnated with this suspension at a temperature of about 70.degree. The dispersion is very good and the impregnated paper has a smooth surface, and the pigment is well distributed throughout the mass, so that the paper shows very little transparency.
When the impregnation process was carried out in exactly the same way, but without the addition of fatty acids to the paraffin, the dispersion was poor and the impregnated paper showed uneven transparency, with the pigment forming aggregates on the paper surface.
The amount of added fatty or other acids which produce the same effect can be varied within fairly wide limits and depends in part on the character of the impregnating agent. In general, it appears that adding more than 10; o no longer gives any significant improvement. For practical reasons it is difficult to use additives below 0.05%, but experiments have shown that even lower amounts facilitate dispersion.
Tests that were carried out with colored titanium pigments showed that similar effects as with white titanium pigments can be achieved with them. In contrast, as comparison tests showed, other colored pigments that do not contain titanium must be used in greater quantities than the colored titanium pigments if one wants to achieve satisfactory covering power and coloring.
In the practice of the present invention, pigments can also be used which contain small amounts of acidic reacting substances; so can z. B., if fatty acids for use ge long, they are dissolved in a suitable volatile organic solvent, whereupon the pigment is suspended in this solution and the solvent is removed by evaporation. Pigments treated in this way can be easily dispersed in paraffin, waxes and similar materials which can be used for impregnation.
Protection for the present process is only claimed insofar as it is not a process for the finishing of raw or processed textile fibers that is suitable for the textile industry.