DE1240384B

DE1240384B - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer stabilen niedrigviskosen Aufschlaemmung mit hohem Calciumcarbonatgehalt zum Beschichten von Papier

Info

Publication number: DE1240384B
Application number: DEW27051A
Authority: DE
Inventors: Clyde William Leaf; George Edward Hall Jun; Irvin Arnold Davis
Original assignee: Wyandotte Chemicals Corp
Current assignee: Wyandotte Chemicals Corp
Priority date: 1959-01-09
Filing date: 1960-01-08
Publication date: 1967-05-11
Also published as: US3006779A; GB905290A; FR1244680A

Description

DEUTSCHES VjfflVWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 55 f-15/20

Nummer: 1 240 384

Aktenzeichen: W 27051 VI b/55 f

1 240 384 Anmeldetag: 8. Januar 1960

Auslegetag: 11. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonataufschlammungen mit hohem Feststoffgehalt und geringer Viskosität, die sich zur Herstellung von Papierbeschichtungen oder Papierstreichmassen eignen.

Anorganische Papierstreichmassen bestehen im wesentlichen aus Pigmenten und Klebstoffen in Form wäßriger Suspensionen, die mit Hilfe von SpeziaIvorrichtungen auf eine oder beiden Seiten des Papiers aufgebracht werden, um seine Bedruckbarkeit oder sein Aussehen zu verbessern. Außer den Pigmenten und Klebstoffen kann die Papierstreichmasse noch eine Reihe von Hilfsstoffen enthalten, z. B. Wachse, wasserfestmachende Mittel, Weichmacher, Entschäumer, Netzmittel. Dispergiermittel und Antiseptika.

Zu den für die anorganischen Beschichtungsmassen verwendbaren Pigmenten gehören beispielsweise weiße Mineralien, wie Ton, Barite, Talcum und gemahlener Kalkstein, gefärbte Pigmente, wie Ultramarin, Umbra, Siena, Ocker und Pigmentfarben, pulverförmige Metalle, wie Zinn, Zink, Bronze und Aluminium, und synthetische Pigmente, wie Titandioxid, Satinweiß, Blac-fixi und gefälltes Calciumcarbonat. Zu den üblicherweise für Papierstreichmassen verwendeten Klebstoffen gehören Leim, Kasein, Söjabohnenprotein, Stärke, Hydroxyäfhylcellulose und synthetische Polymere, z. B. ein Copolymer aus gleichen Teilen Butadien und Styrol.

Beim Auftrag auf der Maschine, einer Arbeitsweise, die eine neuere Entwicklung in der Papierindustrie darstellt, wird die Streichfarbe auf eine oder beide Seiten des Papiers aufgebracht, während es hergestellt, getrocknet und durch die Papiermaschine geleitet wird. Papierfarbmassen zur Verwendung für den Auftrag auf der Maschine können nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Nach einer Methode wird getrocknete, modifizierte Stärke zu einer Pigmentaufschlämmung gegeben, die sich in einem mit einem Mantel versehenen Hochleistungsteigmischer befindet, der mit Sigma-Schaufeln ausgestattet ist. Das Gemisch wird auf etwa 93° C erwärmt, um die Stärke zu gelieren. Die Farbe wird dann abgekühlt, durch eine Verteiler- oder Colloidmiihle geleitet, gesiebt und anschließend zu der Auftragsvorrichtung gepumpt.

Die Überzugsfarben sind im allgemeinen thixotrop und neigen dazu, unter Steifwerden zu erhärten, wenn sie auf die Papieroberfläche aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen der Überzugsfarbe auf das Papier wird das Papier in solcher Weise getrocknet, daß das Wasser aus der Streichmasse verdampft wird.

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer stabilen niedrigviskosen Aufschlämmung mit
hohem Calciumcarbonatgehalt zum Beschichten
von Papier

Anmelder:

Wyandotte Chemicals Corporation,
Wyandotte, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. I. M. Mass, Patentanwalt,
München 23, Ungererstr. 25

Als Erfinder benannt:

Clyde William Leaf, Trenton, Mich.;

George Edward Hall jun., Wyandotte, Mich.;

Irvin Arnold Davis,

Oak Park, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Januar 1959 (785 866)

Ein kritischer Faktor jeder Streichmasse ist daher das Verhältnis von Feststoffen zu Wasser. Ein hoher Feststoffgehalt ist besonders erwünscht, weil dadurch die zu verdampfende Wassermenge verringert wird.

Eine Verminderung des Wassergehalts der Überzugsfarbe ist auch insofern von Bedeutung, als dadurch die mit dem Überziehen verbundenen Kosten vermindert werden und das Überziehen selbst beschleunigt wird. Ein hohes Verhältnis von Feststoffen zu Wasser ist also bei einer Papierstreichmasse von besonderem Vorteil, wobei jedoch die Viskosität der Überzugsfarbe so niedrig sein muß, daß sie beim Pumpen, Strömen und Aufbringen auf das Papier noch leicht hantiert werden kann.

Gefälltes Calciumcarbonat ist eines der am häufigsten zum Überziehen von Papier verwendeten synthetischen Pigmente. Es v/ürde daher einen beachtlichen Vorteil darstellen, eine niedrigviskose Aufschlämmung von Calciumcarbonat mit hohem Feststoffgehalt herzustellen, die man mit einem Klebstoff und anderen geeigneten Hilfsstoffen zu einer Papierbeschichtungsmasse mit hohem FeststoffgehaIt und

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niedriger Viskosität vermischen kann. Bisher haben Pigmentaufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt, z. B. Calciumcarbonataufschlämmungen, für Papierbeschichtungsmassen eine verhältnismäßig hohe Viskosität besessen und deshalb die Anwendung eines Hochleistungsteigmischers zu ihrer Herstellung erfordert.

Diese hohe Viskosität stellt einen beträchtlichen Nachteil bei der Herstellung von Papierüberzugsmassen mit hohem Feststoffgehalt dar.

Es besteht daher die Aufgabe, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer stabilen niedrigviskosen Aufschlämmung, die einen hohen, zum Beschichten von Papier geeigneten Prozentsatz an Calciumcarbonat und ein Natriumphosphatglas als Dispergiermittel enthält, zu schaffen, das sich leicht durchführen läßt, unddessen Produkte ausreichend lagerbeständig sind.

Es ist bekannt, unter der Bezeichnung »Calgon« im Handel befindliche hochmolekulare Polyphosphate ao enthaltende Dispergiermittel zu Suspensionen von Calciumcarbonat zuzusetzen, um ihre Fluidität zu erhöhen. Hierbei wird das Dispergiermittel in gelöster Form zu der Pigmentsuspension zugegeben, weshalb zunächst eine Stammlösung durch allmähliches Ein- as bringen des Dispergiermittels in warmes Wasser unter ständigem Rühren 'hergestellt werden muß. Diese Arbeitsweise ist umständlich und führt, wenn nicht weitere Bedingungen eingehalten werden, die bisher nicht bekannt waren, zu Aufschlämmungen, deren Viskosität bei einem Feststoffgehalt von 70% so groß ist, daß zu ihrer Herstellung ein Hochleistungsmischer erforderlich ist.

Auch die aus der britischen Patentschrift 684 645 und der USA.-Patentschrift 2 700 621 bekannten Verfahren stellen keine völlig befriedigende Lösung der gestellten Aufgabe dar. So werden im ersten Fall ohne Schutzkolloid keine stabilen wäßrigen Pigmentsuspensionen erhalten, und in keinem Fall ist die Viskosität der Suspension bei einem Feststoffgehalt von 70% so niedrig, daß ihre Herstellung mit Hilfe einer einfachen Rührvorrichtung durchgeführt werden kann.

Es wurde gefunden, daß die oben bezeichnete Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß in einer ersten wäßrigen Dispersion aus 70 bis 78 Gewichtsprozent feinverteiltem, verhältnismäßig nicht aggregiertem Calciumcarbonat einer Teilchengröße von etwa 0,05 bis 0,3 Mikron in Gegenwart von etwa 0,4 bis 2,0 Gewichtsprozent einer Dispergierhilfsmittelmischung aus

a) etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent Zinkoxyd,

b) etwa 0,5 bis 8,0 Gewichtsprozent eines Salzes oder Hydroxyds des Kaliums oder Lithiums und

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c) zum restlichen Prozentsatz auf 100 Natriumphosphatglas

in an sich bekannter Weise eine hydraulische Zerkleinerungszone mit einer Wirbelgeschwindigkeit von wenigstens etwa 457 m/Min. ausgebildet wird und daß in dieser Wirbelzone kontinuierlich eine zweite Calciumcarbonatdispersion, weiche wie die erste zusammengesetzt ist, in solcher Menge kontinuierlich zugegeben wird, daß eine etwa 70- bis 75gewichtsprozentige Calciumcarbonatdispersion mit einer Viskosität von etwa 150 bis 340 cP kontinuierlich abgezogen werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist leicht durchzuführen, und die bisher bestehenden Schwierigkeiten auf dem Gebiet der Herstellung von Calciumcarbonataufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt treten dabei nicht auf.

Zu der erhaltenen Calciumcarbonatdispersion können gegebenenfalls etwa 3 bis 7 Gewichtsprozent Wasser zugesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei etwa Zimmertemperatur und das Abziehen der fertigen Dispersion kann mit solcher Geschwindigkeit durchgeführt werden, daß das Volumen des Aufschlämmungsstammanteils etwa konstant bleibt.

Die Calciumcarbonatteilchen können erhalten werden, indem Calciumionen allmählich mit Carbonationen in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert von wenigstens etwa 8,5 und in Gegenwart von das Zusammentreten verhindernden Kräften von solcher Intensität und Stärke in Berührung gebracht werden, daß praktisch alle bei der Kontaktierung gebildeten Calciumcarbonatkristalle vollständig voneinander getrennt anfallen und in diesem Zustand verbleiben. Die erhaltene Calciumcarbonataufschlämmung wird aus der Reaktionszone entfernt, bis zu praktisch salzfreiem Zustand gewaschen, getrocknet und dann zerkleinert.

Es ist besonders vorteilhaft, ein Calciumcarbonat, das wenigstens etwa zur Hälfte eine scheinbare Teilchengröße von etwa 0,10 bis 0,20 Mikron aufweist, zu verwenden (die Teilchengröße ist die mit einem Mikrographen bestimmte Teilchengröße).

Als Dispergiermittel wird vorzugsweise ein Natriumphosphatglas, welches Natriumoxyd und Phosphorpentoxyd in einem Molverhältnis von etwa 0,9:1 bis etwa 1,5:1 enthält, verwendet. Das bevorzugte Natriumphosphatglas ist modifiziertes Natriumhexametaphosphat, dessen molares Verhältnis von Natriumoxyd zu Phosphorpentoxyd 1,1:1 beträgt; zu den Kalium- und Lithiumsalzen, die zur Herstellung geeigneter Dispergiermittel mit einem Natriummetaphosphatzinkoxydglas verschmolzen oder mechanisch vermischt werden können, gehören beispielsweise Lithium- oder Kaliummetaphosphat oder Lithium- oder Kaliumcarbonat. Ein bevorzugtes Dispergiermittel enthält 83,5 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat, etwa 11,5 Gewichtsprozent Zinkoxyd und etwa 5 Gewichtsprozent Kaliummetaphosphat. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Dispergiermittelkonzentration bezieht sich auf das Trockengewicht von Calciumcarbonat.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt hergestellt, indem langsam Calciumcarbonat zu einer wäßrigen Lösung des Dispergiermittels in einem Gefäß zugesetzt wird, das mit einer geeigneten Rührvorrichtung ausgestattet ist. Die Menge des zu der wäßrigen Lösung des Dispergiermittels unter Rühren zugesetzten Calciumcarbonats ist so bemessen, daß eine Aufschlämmung mit einem Calciumcarbonatgehalt von etwa 70 bis 78 Gewichtsprozent entsteht. Die Dispergiermittelmenge in der Aufschlämmung liegt im Bereich von 0,4 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des trockenen Calciumcarbonats. Als Rührwerk zur Herstellung der ursprünglichen Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt dient vorzugsweise ein Cowles-Löser. Dieses Rührwerk, bei dem kreisförmige, Impuls

erzeugende Scheiben verwendet werden, die mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von wenigstens etwa 457 bis etwa 4570 m/Min. rotieren und in die Aufschlämmung eintauchen, schafft eine Zone hydraulischer Zerkleinerung in dem Hauptanteil der Aufschlämmung. Wenn auch bereits eine rotierende Scheibe eine hydraulische Zerkleinerungszone ausbildet und zu guten Ergebnissen führt, so ist es vorzuziehen, wenigstens zwei rotierende Scheiben zu verwenden und dadurch zwei aneinander angrenzende hydraulische Zerkleinerungszonen zu schaffen. Die Impuls erzeugenden Scheiben sollen vorzugsweise eine Vielzahl in geeigneter Weise erhöhter Streifen oder eingekerbter Rillen aufweisen, die ein symmetrisches, radiales oder Bogenlinienmuster abwechselnd erhöhter und erniedrigter Stellen um die Rührscheiben herum bilden. Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht in einer Vielzahl erhöhter Streifen mit geneigten Messerkanten, die schräg in einem symmetrischen Muster um den äußeren Rand der Rührscheiben angeordnet sind. Die mit hoher Umfangsgeschwindigkeit in der Aufschlämmung rotierenden, eingetauchten, Impulse erzeugenden Scheiben schaffen oder bilden innerhalb der Aufschlämmung unmittelbar angrenzend an die Oberfläche der rasch rotierenden Scheibe eine wirksame hydraulische Zerkleinerungszone aus. Die hydraulische Zerkleinerungszone erteilt der Aufschlämmung eine intensive Durchwirbelung, eine hohe kinetische Energie und eine Geschwindigkeit von wenigstens etwa 457 m/Min., bezogen auf den Hauptanteil der Aufschlämmung. Zusätzlich wird durch die rasch rotierende Rührscheibe eine rasche und wirksame kreisende Strömung des gesamten Aufschlämmungskörpers erreicht, so daß ein Anteil der Aufschlämmung nach dem anderen wiederholt in und durch die hydraulische Zerkleinerungszone geführt wird. Die Impulse erzeugende Scheibe soll mit einer Geschwindigkeit rotiert werden, die ausreicht, um die Aufschlämmung am Rand des Leitrades mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 457 m'Min. und vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit im Bereich von etwa 610 bis 762 m/Min. abzuführen.

Etwa 70 bis 78 Gewichtsprozent Calciumcarbonat, bezogen auf die Stammdispersion, etwa 0,4 bis 2,0 Gewichtsprozent Dispergiermittel, bezogen auf das Gewicht des trockenen Calciumcarbonats, und etwa 22 bis 30 Gewichtsprozent Wasser werden kontinuierlich und gleichzeitig in die kreisende Zone eingeführt, die von dem Scheibenrührwerk in der zunächst hergestellten Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt ausgebildet wird. Das Dispergiermittel wird in Wasser gelöst und die Lösung in die kreisende Zone eindosiert. Auf Grund der Wirkung der rasch rotierenden Scheiben werden Calciumcarbonat, Wasser und Dispergiermittel in die hydraulische Zerkleinerungszone hineingezogen, die sich unmittelbar neben den rotierenden Scheiben befindet. Das Calciumcarbonat wird in dieser Zone dispergiert und anschließend durch eine fest eingestellte Öffnung im Boden des Gefäßes in Form einer niedrigviskosen Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt, die etwa 70 bis 78 Gewichtsprozent Calciumcarbonat enthält, abgezogen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden etwa 74 bis 76 Gewichtsprozent Calciumcarbonat, etwa 0,8 bis 1,2 GewichtsprozentDispergiermittel, bezogen

auf das Gewicht des trockenen Calciumcarbonats, und etwa 24 bis 26 Gewichtsprozent Wasser kontinuierlich und gleichzeitig in eine Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt eingeführt, die die gleichen Bestandteile in entsprechenden Verhältnissen enthält. Die Bedingungen sind die gleichen, wie oben aufgeführt. Das Verfahren kann gut bei etwa Zimmertemperatur durchgeführt werden, und vorzugsweise liegen die Temperaturen bei etwa 15 bis 45° C Die Zuführgeschwindigkeit der Bestandteile und die Abzugsgeschwindigkeit der fertigen Aufschlämmung wird so eingestellt, daß das Volumen des Stammanteils der Aufschlämmung etwa konstant bleibt.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist die Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt, die bei einem Feststoffgehalt von 75*/o auf kontinuierlicher Basis hergestellt ist, etwas dilatent, d. h., der Fließwiderstand wächst mit der auf das System angewandten Energie. Aus der Zeichnung ist ferner zu ersehen, daß nach Zugabe von Wasser und Verminderung des Feststoffgehalts eine beträchtliche Verminderung der Viskosität der Calciumcarbonataufschlämmung eintritt. Es sind nämlich diejenigen Aufschlämmungen, die zunächst mit einem hohen Feststoffgehalt hergestellt und anschließend mit etwa 3 bis 7 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, verdünnt werden, die bei der Herstellung einer Papierbeschichtungsmasse vom wirtschaftlichen Standpunkt so besondere Vorteile aufweisen. So treten die wichtigsten Vorteile, soweit sie für die Beschichtung von Papier von Bedeutung sind, dann auf, wenn die erfindungsgemäß hergestellten Aufschlämmungen anschließend mit Wasser verdünnt und dadurch im Feststoffgehalt etwas vermindert werden. Der hauptsächliche Vorteil besteht darin, daß diese niedrigviskosen Calciumcarbonataufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt die Herstellung von Papierbeschichtungsmassen mit hohem Feststoffgehalt ermöglichen, ohne daß die Schwierigkeit bei der Verarbeitung derartiger Beschichtungsmassen zunimmt. So ist beispielsweise mit Hilfe der erfindungsgemäß hergestellten niedrigviskosen Aufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt die Herstellung einer Papierüberzugsmasse mit hohem Feststoffgehalt möglich, deren Viskosität so gering ist, daß sie beim Pumpen, Strömen und Aufbringen auf das Papier keine Schwierigkeiten bereiten.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Calciumcarbonataufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt, die anschließend mit etwa 3 bis 7 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, versetzt sind, besitzen eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit. Diese niedrigviskosen Aufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt können für 1 Woche oder länger gelagert werden, ohne daß ein merkliches Absitzen des Calciumcarbonatpigments eintritt, wie auch aus einigen der folgenden Beispiele zu ersehen ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

76 kg Wasser und 2,26 kg des oben definierten Dispergiermittels werden in ein Gefäß gegeben, das mit einem rotierenden Cowles-Scheibenlöser ausgerüstet ist. Der die Scheibe antreibende Motor wird

eingestellt, und 226 kg Calciumcarbonat werden langsam eingeführt. Zu den 302 kg Calciumcarbonataufschlämmung wird unter ständigem Rühren in dem Mischgefäß Calciumcarbonat mit einer Geschwindigkeit von 390 kg/Std. Wasser mit einer Geschwindigkeit von 113 kg/Std. und Dispergiermittel mit einer Geschwindigkeit von 3,9 kg/Std. zugegeben. Ein mechanischer Schraubenförderer mit veränderbarer Geschwindigkeit dient zur Überführung des Calciumcarbonats aus dem Vorratsgefäß in das Mischgefäß. Das Dispergiermittel wird gemeinsam mit dem Wasser zugesetzt, und die Strömungsgeschwindigkeit wird mit Hilfe eines Rotamessers geregelt. Der Cowles-Löser ist mit zwei rotierenden Scheiben ausgerüstet, wodurch zwei hydraulische Zerkleinerungszonen in dem Mischgefäß ausgebildet werden. Durch ein einstellbares Ventil am Boden des Mischgefäßes wird die Geschwindigkeit reguliert, mit der die Aufschlämmung aus dem Mischgefäß abgezogen wird. Von diesem Ventil führt eine Leitung zu dem Behälter zur Verdünnung der Aufschlämmung, der mit einem beweglichen Rührer ausgestattet ist. Die Calciumcarbonataufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt, die durch Zugabe von Calciumcarbonat, Wasser und Dispergiermittel in der oben angegebenen Geschwindigkeit hergestellt ist, enthält 75% Feststoffe. Diese 75%ige Aufschlämmung wird mit derselben Geschwindigkeit in den Aufschlämmungsverdünnungsbehälter übergeführt, mit der die Bestandteile zugeführt werden, wodurch das Volumen der Aufschlämmung in dem Mischgefäß etwa konstant bleibt. In den Aufschlämmungsverdünnungsbehälter wird Wasser kontinuierlich in solcher Menge eingeführt, daß die 75%ige Aufschlämmung zu einer Aufschlämmung verdünnt wird, die 70 Gewichtsprozent Calciumcarbonat enthält. Die Viskosität der 70%igen Calciumcarbonataufschlämmung beträgt nach der Bestimmung mit Hilfe eines hochempfindlichen Hercules-Scherviskosimeters unter Verwendung von Körper Nr. 2 1,1 · 10~⁵ dyn/cm bei 1000 Umdr./Min. Die Brookfield-Viskosimeterablesung bei 70% Feststoffgehalt wird auf 150 cP bei 30 Umdr./Min. geschätzt. Eine Probe der Calciumcarbonataufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 75% wird mit dem Hercules-Scherviskosimeter unter Verwendung von Körper Nr. 2 gemessen, wobei eine Viskosität von 18 · IO^-3 dyn/cm bei 400 Umdr./Min. erhalten wird. Die mit dem Hercules-Scherviskosimeter bei 70 und 75% Feststoffgehalt erhaltenen Werte sind in der Zeichnung aufgetragen.

Beispiel 2

1283 g Wasser und 30 g des oben definierten Dispergiermittels Calgon T werden in ein Gefäß eingeführt, das mit einem Cowles-Löser im Laboratoriumsmaßstab ausgerüstet ist. 3000 g Calciumcarbonat werden langsam unter Rühren zu dieser Lösung zugesetzt, und es wird eine Aufschlämmung mit einem Gehalt von 70% Feststoffen erhalten. Die Brookfield-ViskosimeterabIesung bei 30 Umdr./Min. beträgt 340 cP. Die Hercules-Viskosimeterablesung bei 850 Umdr./Min. beträgt 18 · IO^-5 dyn/cm. Es sei darauf hingewiesen, daß die Viskosität der Calciumcarbonataufschlämmung in diesem Beispiel merklich höher ist als diejenige der Calciumcarbonataufschlämmung nach Beispiel 1 mit dem gleichen Feststoffgehalt. Hieraus ergibt sich der Vorteil, der mit der Herstellung von Calciumcarbonataufschlammun-

gen mit hohem Feststoffgehalt, z. B. einem Feststoffgehalt von 75%, und der anschließenden Verminderung des Feststoffgehalts auf etwa 70% durch Wasserzugabe verbunden ist.

Beispiel 3

Durch das folgende Beispiel soll gezeigt werden, daß synthetische Calciumcarbonatpigmente, die nicht von der USA.-Patentschrift 2 964 382 umfaßt werden,

ίο für das erfindungsgemäße Verfahren ungeeignet sind. 2268 g nadeiförmiges Calciumcarbonat mit einer mittleren Länge von 0,34 Mikron und einer mittleren Stärke von 0,11 Mikron werden zu 1000 g Wasser und 30 g eines Dispergiermittels (Tamol731) in einem

iS Gefäß gegeben, das mit einem Laboratoriums-Cowles-Löser ausgerüstet ist. Es wird eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 69,4% erhalten, die auf einen Feststoffgehalt von 67,4% verdünnt wird. Die Brookfield-Viskosimeterablesung bei 30 Umdr./

ao Min. beträgt 560 cP und die Hercules-Viskosimeterablesung bei 500 Umdr./Min. 18 ■ IO^-5 dyn/cm. Es sei darauf hingewiesen, daß mit diesem synthetischen Pigment eine 75%ige Calciumcarbonataufschlämmung nicht zu erhalten ist. Außerdem ist zu bemerken, daß die verdünnte Aufschlämmung eine Viskosität aufweist, die beträchtlich über derjenigen der erfindungsgemäß hergestellten und anschließend auf einen Feststoffgehalt von etwa 70% verdünnten Aufschlämmung liegt. Das bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise verwendete Dispergiermittel ist ein unter dem Handelsnamen Tamol 731 bekanntes anionisches Dispergiermittel, das als Natriumsalz eines carboxylierten Polyelektrolyten bezeichnet wird.

Beispiel 4

In diesem Beispiel soll die ausgezeichnete Lagerbeständigkeit von Aufschlämmungen erläutert werden, die mit einem Feststoffgehalt von 75% hergestellt und anschließend auf einen Feststoffgehalt von 70% verdünnt worden sind.

Eine Probe der nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellten Calciumcarbonataufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 75% wird nach 2tägiger Lagerung auf etwa 70% Feststoffgehalt verdünnt und nach 5, 9 bzw. 12 Tagen im Hercules-Viskosimeter gemessen. Die bei der Messung der Viskosität der frisch hergestellten Aufschlämmung und am Ende des zweiten, fünften, neunten und zwölften Tages ermittelten Werte sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Lagerungsbeständigkeit

Tage	Feststoffe	Viskosität
°/o	dyn/cm
Direkt nach
Herstellung	75,6	3,6 · 10-5
2	74,5	3,0 · 10-s
5	70,3	3,4 · ΙΟ"⁵
9	70,2	7,0 · 10-5
12	70,4	8,5 · 10-5

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäßen niedrigviskosen Aufschlämmungen mit 6g hohem Feststoffgehalt ausgezeichnete Lagerbeständigkeit aufweisen und 1 Woche oder länger gelagert werden können, ohne daß die Viskosität merklich ansteigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer stabilen niedrigviskosen Aufschlämmung, die einen hohen zum Beschichten von Papier geeigneten Prozentsatz an Calciumcarbonat und ein Natriumphosphatglas als Dispergiermittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten wäßrigen Dispersion aus 70- bis 78 Gewichtsprozent feinverteiltem, verhältnismäßig nicht aggregiertem Calciumcarbonat einer Teilchengröße von etwa 0,05 bis 0,3 Mikron in Gegenwart von etwa 0,4 bis 2,0 Gewichtsprozent einer Dispergierhilfsmittelmischung aus

a) etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent Zinkoxyd,

b) etwa 0,5 bis 8,0 Gewichtsprozent eines Salzes oder Hydroxyds des Kaliums oder Lithiums

c) zum restlichen Prozentsatz auf 100 Natriumphosphatglas

in an sich bekannter Weise eine hydraulische as Zerkleinerungszone mit einer Wirbelgeschwindigkeit von wenigstens etwa 457 m/Min. ausgebildet wird und daß in dieser Wirbelzone kontinuierlich eine zweite Calciumcarbonatdispersion, welche wie die erste zusammengesetzt ist, in solcher Menge kontinuierlich zugegeben wird, daß eine etwa 70- bis 75gewichtsprozentige Calciumcarbonatdispersion mit einer Viskosität von etwa

150 bis 340 cP kontinuierlich abgezogen werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ungefähr bei der Temperatur der Umgebung, vorzugsweise bei 15 bis 45° C, und das Abziehen der fertigen Dispersion mit solcher Geschwindigkeit durchgeführt wird, daß das Volumen des Aufschlämmungsstammanteils etwa konstant bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Natriumphosphatglas, welches Natriumoxyd und Phosphorpentoxyd in einem Molverhältnis von etwa 0,9:1 bis etwa 1,5 :1 enthält, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Zugabe gebildete Gemisch durch zwei aneinandergrenzende hydraulische Zerkleinerungszonen geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Calciumcarbonat, das wenigstens etwa zur Hälfte eine offenbare Teilchengröße von etwa 0,10 bis 0,20 Mikron aufweist, verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 684 645;
USA.-Patentschrift Nr. 2 700 621;
»Calgon«-Druckschrift, S. 28, und »Calgon«-Merkblatt Nr. 823/853/7 von Oktober 1958 der Firma Joh. A. Beuckiser GmbH., Chemische Fabrik, Ludwigshafen/Rhein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen