DE1293016B

DE1293016B - Process for the production of starch-based paper coating compositions containing satin white

Info

Publication number: DE1293016B
Application number: DEM57948A
Authority: DE
Inventors: Schwalbe Helmuth Carl
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1962-06-08
Filing date: 1963-08-24
Publication date: 1969-04-17

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wendig sind, kann das Naphthalinsulfonsäurederivat von zur Papierbeschichtung dienenden niedrigviskosen, in manchen Fällen auch unerwünschte Nebenreaklagerbeständigen Dispersionen aus Satinweiß auf tionen mit eventuell in der Papiermasse vorhandenen Stärkebasis. Zusätzen bewirken, wodurch die LagerbeständigkeitThe invention relates to a method for producing agile, the naphthalenesulfonic acid derivative can of low-viscosity, in some cases also undesirable secondary reagent-resistant, used for paper coating Dispersions of satin white on tions with possibly existing in the paper pulp Strength base. Additives cause the shelf life

Satinweiß, dem im allgemeinen die chemische Be- 5 dieser bekannten Verfahrensprodukte beeinträchtigt zeichnung Calciumsulfoaluminat gegeben wird, ist sein kann.Satin white, which generally affects the chemical properties of these known process products drawing calcium sulfoaluminate is given is can be.

eine bekannte Pigmentkomponente, welche bei der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einea known pigment component, which in the invention is based on the object of a

Herstellung von bestrichenen Druckpapieren umfang- frei fließende viskositätsstabile Satinweißdispersion reiche Verwendung gefunden hat. Es ist Reaktions- auf Stärkebasis zu schaffen, die wenig aufwendig ist produkt aus Alaun (Al₂(SO₄)S) und gelöschtem Kalk ίο und ohne Schwierigkeiten zur.. Papierbeschichtung (Ca(OH)₂) und wird normalerweise als eine Paste mit verwendet werden kann.Production of coated printing papers has found extensive use, free-flowing, viscosity-stable satin white dispersion. It is to create a reaction based on starch, which is a little costly product from alum (Al ₂ (SO ₄ ) S) and slaked lime ίο and without difficulties for .. paper coating (Ca (OH) ₂ ) and is normally used as a paste with can be used.

einem Gehalt von etwa 30 % an Feststoffen hergestellt. Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrenscontaining about 30% solids. This object is achieved by means of a method

Verschiedene Formeln wurden für Satinweiß vorge- der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung vonVarious formulas have been used for the production of satin white prior to the type described at the outset

schlagen, die am häufigsten angewandte ist: zur Papierbeschichtung dienenden niedrigviskosen,the most commonly used: low-viscosity paper coating,

^ r¹ η δ ι η 2 r <jn «πλ ¹⁵ lagerbeständigen Dispersionen aus Satinweiß auf^ r ¹ η δ ι η 2 r <jn «πλ ¹⁵ storage-stable dispersions of satin white

j eau· Ai₂U₃OCa^u₄OItI₂U Stärkebasis, welches dadurch erfindungsgemäß ge-j eau · Ai ₂ U ₃ OCa ^ u ₄ _{OItI 2} U starch base, which according to the invention

Das Pigment zeigt eine starke alkalische Reaktion kennzeichnet ist, daß dem Satinweiß ein für Streich- und kann freien Kalk und/oder andere fremde Ionen massen bekanntes Stärkeprodukt in einer Menge von in Abhängigkeit von der Reinheit der bei seiner Her- 3 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene stellung verwendeten Ausgangsmaterialien enthalten. 20 88 bis 97 Gewichtsprozent ausmachende Satinweiß,The pigment shows a strong alkaline reaction, which means that satin white is a and can free lime and / or other foreign ions in bulk known starch product in an amount of depending on the purity of its preparation 3 to 10 percent by weight, based on the dry the raw materials used. 20 88 to 97 percent by weight satin white,

Beim Überziehen oder Beschichten von Papier wird zugemischt und darauf ein nur aus einem wasser-Satinweiß oft mit anderen Pigmenten gemischt, wie löslichen Salz einer a-Oxycarbonsäure, einer Dicarbonz. B. Ton, Calciumcarbonat und/oder Titandioxyd. säure, einer Aminopolycarbonsäure oder eines Phos-Obgleich die Leichtigkeit, mit der ein höherer Glanz pholipids bestehendes Chelatierungsmittel in einer erreicht werden kann, und seine überragende Tinten- 25 Menge von etwa 0,05 bis etwa 3 Gewichtsprozent aufnahme seit langer Zeit anerkannt sind, ist seine zugesetzt wird.When overlaying or coating paper, a mixture is added and then just a water-satin white often mixed with other pigments, such as a soluble salt of an α-oxycarboxylic acid, a dicarbonate. B. clay, calcium carbonate and / or titanium dioxide. acid, an aminopolycarboxylic acid or a Phos albeit the ease with which a higher gloss pholipids existing chelating agent in one can be achieved, and its superior ink amount from about 0.05 to about 3 percent by weight recording have been recognized for a long time, its being added.

Anwendung auf überzogene Papiere höherer Preis- Es wurde überraschend gefunden, daß es genügt,Application to higher price coated papers- It has surprisingly been found that it is sufficient

klassen begrenzt, da seine Verwendung mit zahlreichen einer solchen Satinweißpaste auf Stärkebasis lediglich Schwierigkeiten behaftet ist. Besondere Schwierig- eine einzige Zusatzkomponente in der angegebenen keiten treten auf bei der Herstellung von flüssigen, als 30 geringen anteiligen Menge zuzusetzen, wenn man dazu Überzugsmassen einzusetzenden Dispersionen unter eines der genannten Chelatierungsmittel verwendet, Verwendung von Satinweißpigmenten, sofern von das in der Lage ist, Koordinationsverbindungen unter diesen Dispersionen stabile Viskositätseigenschaften alkalischen Bedingungen mit Metallionen, wie z. B. gefordert werden. Obgleich viele Dispersionsmittel für Calcium- und Aluminiumionen zu bilden. Zu solchen Satinweiß bekannt sind, führen die meisten zu nur 35 Chelatierungsmitteln gehören beispielsweise alkalianfänglich flüssigen Dispersionen, die aber nach stabile Sequestrierungsmittel, wie Tetranatriumäthykurzer Zeit eine Neigung zum Gelieren zeigen oder lendiamintetraacetat.classes, since its use with numerous such starch-based satin white paste only Is fraught with difficulties. Particularly difficult- a single additional component in the specified potencies occur in the production of liquid, as a 30 small proportionate amount to be added, if you add to it Coating materials to be used dispersions under one of the chelating agents mentioned, Use of satin white pigments, provided that it is able to take coordination compounds these dispersions stable viscosity properties under alkaline conditions with metal ions, such as. B. are required. Although many form dispersants for calcium and aluminum ions. To such Satin white are known, most lead to only 35 chelating agents, for example, alkali-susceptible liquid dispersions, but after stable sequestering agents, such as tetrasodium ether Show a tendency to gel or lendiamine tetraacetate.

einen sonstigen Anstieg in der Viskosität aufweisen, Verschiedene Arten von Stärken werden seit langerOther types of starches have been used for a long time

so daß das Beschichten ernstlich darunter leidet. Der Zeit als Pigmentbindemittel für Papierüberzüge be-Stand der Technik zeigt zahlreiche Versuche zur Her- 40 nutzt. In praktisch allen Fällen werden diese Stärken stellung von stabilen, frei fließenden Dispersionen von verschiedenen Vorbehandlungen unterworfen, um Satinweiß. Dabei werden gewisse Erfolge beim Einsatz ihr Molekulargewicht herabzusetzen und damit die von Protein oder anderen ähnlichen Kolloiden erreicht, Herstellung höherer Konzentrationen bei praktisch jedoch sind solche Papierüberzugsmassen relativ teuer brauchbaren Viskositäten zu ermöglichen. Dazu be- und aufwendig. Es ist auch schon bekannt, Gummi' 45 handelt man die Stärken z. B. mit Säuren, Hypoarabikum für diesen Zweck zu verwenden oder Casein chloriten, sonstigen Oxydationsmitteln, hydrolysierenals Schutz- und/oder Stabilisierungskolloid in Korn- den Enzymen u. dgl. Zum Beispiel sind__ Mais-, Tabination mit anderen Dispersionsmitteln, z. B. Poly- pioka- oder Kartoffelstärken, die mit Äthylenoxyd phosphaten, Natriumsalzen langkettiger Alkylsulfon- zur Gewinnung von Hydroxyäthylstärkeäthern mit säuren u. dgl. zu benutzen. Weiterbin ist es bekannt, 5° einem geringen Substitutionsgrad behandelt wurden, Stärke als ein Mittel zur Dispersion von Satinweiß besonders geeignet zur Durchführung der vorliegenden zu verwenden. Solche Dispersionen zeigen jedoch Erfindung. Ebenso führen Stärken, die zur Herabnahezu ohne Ausnahme eine zunehmende Steigerung Setzung ihrer Viskosität mit Säuren, Oxydationsin ihrer Viskosität und führen tatsächlich oft zur mitteln oder Enzymen behandelt worden sind, zu Gelbildung. Man hat bereits versucht, diesen Nachteil 55 Produkten, die gleichermaßen für die Ausführung der durch Zusatz von speziellen Mitteln zu verhindern. vorliegenden Erfindung geeignet sind. So ist aus der österreichischen Patentschrift 225 512 Die Verwendung von solchen Stärkeproduktenso that coating seriously suffers. The time as a pigment binder for paper coatings stood The technology shows numerous attempts to exploit it. In virtually all cases, these will be strengths production of stable, free-flowing dispersions subjected to various pretreatments in order to Satin white. In doing so, certain successes in using their molecular weight are reduced and thus the of protein or other similar colloids, producing higher concentrations at practical however, such paper coating compositions are relatively expensive to produce useful viscosities. To do this, and laborious. It is already known that rubber '45 is one of the strengths z. B. with acids, hypoarabic to use for this purpose or to hydrolyze casein chlorites, other oxidizing agents, as Protective and / or stabilizing colloid in grain enzymes and the like with other dispersants, e.g. B. Poly- pioka- or potato starches with ethylene oxide phosphates, sodium salts of long-chain alkyl sulfone for the production of hydroxyethyl starch ethers to use acids and the like. Furthermore, it is known that 5 ° were treated with a low degree of substitution, Starch as a means of dispersing satin white is particularly useful in making the present to use. However, such dispersions show the invention. Likewise, strengths that lead to demeaning without exception an increasing increase in their viscosity with acids, oxidizing agents their viscosity and actually often lead to agents or enzymes being treated too Gel formation. Attempts have already been made to remedy this disadvantage 55 products that are equally suitable for the execution of the to prevent by adding special agents. present invention are suitable. Thus, from the Austrian patent specification 225 512 the use of such starch products

ein Verfahren zur Herstellung von streichfähigen allein zur Dispergierung von Satinweiß ergibt noch satinweißhaltigen Papierstreichmitteln bekannt, bei nicht die viskositätsstabilen Dispersionen der vordem man einer Satinweißpaste oder einer satinweiß- 60 liegenden Erfindung. Die feinen Teilchen von Satinhaltigen Streichmasse auf Kasein-, Stärke- oder weiß umschließen offenbar Calcium- und Aluminium-Kunstharzbasis Salze der Zitronensäure und ein ionen, und diese werden im Laufe der Zeit langsam Naphthalinsulfonsäurekondensationsprodukt zusetzt. abgegeben. Diese Metallionen haben einen koagu-Bei diesem bekannten Verfahren müssen also zwei lierenden oder gelierenden Effekt auf die Pigment-Komponenten, Zitronensäure- und Naphthalinsulfon- 65 dispersionen und Stärkesole, mit der Wirkung, daß säurederivat, zugegeben und letzteres in einer Menge beim Stehenlassen die Viskosität erheblich ansteigt von etwa 10% eingesetzt werden. Abgesehen davon, und sogar zu einem Gelieren der gesamten Masse daß solche Beschichtungsmassen ebenfalls relativ auf- führen kann. Durch Zugabe der Sequestrierungsmittela process for the preparation of spreadable alone for dispersing satin white still yields Satin white-containing paper coating agents are known, but not the viscosity-stable dispersions of the previously a satin white paste or a satin white 60 lying invention. The fine particles of satins Coating compounds based on casein, starch or white apparently enclose calcium and aluminum synthetic resin bases Salts of citric acid and an ion, and these will slow down over time Adds naphthalenesulfonic acid condensation product. submitted. These metal ions have a coagu-bei this known process must have two gelling or gelling effects on the pigment components, Citric acid and naphthalenesulfone dispersions and starch brines, with the effect that acid derivative, added and the latter in an amount when left to stand, the viscosity increases significantly of about 10% can be used. Apart from that, and even to a gelling of the entire mass that such coating compounds can also perform relatively. By adding the sequestrants

gemäß der vorliegenden Erfindung zu Satinweiß, dispergiert mit den oben beschriebenen Stärkeprodukten, werden die Calcium- und Aluminiumionen wirkungsvoll in Koordinationsverbindungen gebunden, und es wird dadurch verhindert, daß sie ihre Gelierungswirkung ausüben können.according to the present invention to satin white, dispersed with the starch products described above, the calcium and aluminum ions are effectively bound in coordination compounds, and it is thereby prevented that they can exert their gelling effect.

Obgleich es zahlreiche Sequestrierungsmittel für Calcium und Aluminium gibt, begrenzt die alkalische Natur des Satinweiß und der Überzugsfarben, die Satinweiß enthalten, die verwendbaren Sequestrierungsmittel auf solche, die stabile Koordinationsverbindungen mit Calcium- und Aluminiumionen unter alkalischen Bedingungen, z. B. in einem pH-Bereich von 8 bis 10, oder sogar höher, bilden. Obgleich die folgenden nicht notwendigerweise eine vollständige Aufstellung aller geeigneten Sequestrierungsmittel darstellen, wurden diese als nützlich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung gefunden:Although there are numerous sequestering agents for calcium and aluminum, the alkaline one is limited Nature of satin white and the coating colors containing satin white, suitable sequestrants to those that have stable coordination compounds with calcium and aluminum ions under alkaline conditions, e.g. B. in a pH range of 8 to 10, or even higher, form. Although the The following are not necessarily a complete list of all suitable sequestering agents these have been found useful for the purposes of the present invention:

Natriumsalze von α-Oxycarbonsäuren, wie z. B. Zitronensäure, Weinsäure, Glukonsäure, Zuckersäure, Glykolsäure, Salicylsäure und Milchsäure; Natriumsalze von mehrbasischen Säuren, wie Bernsteinsäure; Natriumsalze gewisser Aminopolycarbonsäuren, wie Äthylendiamintetraessigsäure, N - Hydroxyäthyläthylendiamintriessigsäure, Nitrolotriessigsäure, Diäthylentriaminpentaessigsäure und die Natriumsalze gewisser Phosphoriipide, wie z. B. Phytinsäure (welche ein Hexaphosphatester von Mesoinosit ist). Alle die genannten Substanzen bilden Metallchelate, die unter den alkalischen Bedingungen, welche in Satinweißdispersionen und Überzugsmassen daraus vorherrschen, stabil sind. Obgleich die Natriumsalze der genannten Chelatierungsmittel aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt werden, sind andere lösliche Salze ebenso wirkungsvoll und können gleichermaßen erfindungsgemäß verwendet werden.Sodium salts of α-oxycarboxylic acids, such as. B. citric acid, tartaric acid, gluconic acid, sugar acid, Glycolic acid, salicylic acid and lactic acid; Sodium salts of polybasic acids such as succinic acid; Sodium salts of certain aminopolycarboxylic acids, such as ethylenediaminetetraacetic acid, N - hydroxyethylethylenediamine triacetic acid, Nitrolotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid and the sodium salts of certain phosphoriipids, such as. B. phytic acid (which is a hexaphosphate ester of meso-inositol). All of the substances mentioned form metal chelates, those under the alkaline conditions, which are found in satin white dispersions and coating compounds from them prevail, are stable. Although the sodium salts of said chelating agents are economical For reasons of preference, other soluble salts are and can be equally effective can be used according to the invention.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, jedoch ihren Umfang nicht einschränken.The following examples are intended to illustrate the invention, but not to limit its scope.

example 1

Zu 100 Teilen Satinweiß wurden 7,5 Teile Essex Gum 1390 (ein Hydroxyäthylstärkeäther aus Kartoffelstärke, gehandelt von Pennick & Ford) zugegeben, und die Masse wurde in einer Kugelmühle gemahlen, bis sie flüssig war. Der entstandene Brei hatte einen Feststoffgehalt von 27% auf Lufttrockenbasis. Teile dieses Breies wurden dann mit verschiedenen Mengen von Natriumeitrat behandelt, welches in Lösung in einer Konzentration von 25% zugesetzt wurde. Die Viskositäten dieser Dispersionen wurden mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen und verglichen mit Brei von gleichem Feststoffgehalt, jedoch ohne Zugabe von Natriumeitrat. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.7.5 parts Essex Gum 1390 (a hydroxyethyl starch ether made from potato starch, traded by Pennick & Ford) was added, and the mass was ground in a ball mill, until it was liquid. The resulting slurry had a solids content of 27% on an air dry basis. Parts this pulp was then treated with various amounts of sodium citrate, which was dissolved in a concentration of 25% was added. The viscosities of these dispersions were with a Brookfield viscometer measured and compared to slurry of the same solids content, but without addition of sodium citrate. The results obtained are summarized in Table 1.

Example 2

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Natriumlactat an Stelle von Natriumeitrat benutzt wurde. Diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 1 angegeben.The procedure of Example 1 was repeated except that sodium lactate was used in place of of sodium citrate was used. These values are also given in Table 1.

Example 3

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Tetranatriumäthylendiamintetraacetat benutzt wurde an Stelle von Natriumcitrat. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. The procedure of Example 1 was repeated with the exception that tetrasodium ethylenediamine tetraacetate was used instead of sodium citrate. The results are given in Table 1.

Example 4

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Natriumsuccinat an Stelle von Natriumeitrat benutzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.The procedure of Example 1 was repeated except that sodium succinate was used in place of of sodium citrate was used. The results are given in Table 1.

Example 5

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Natriumphytat an Stelle von Natriumeitrat benutzt wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 1 angegeben.The procedure of Example 1 was repeated except that sodium phytate was used in place of sodium citrate was used. The results are also given in Table 1.

Example 6

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Natriumglykolat an Stelle von Natriumeitrat benutzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.The procedure of Example 1 was repeated except that sodium glycolate was used in place of of sodium citrate was used. The results are given in Table 1.

Table 1

Beiat SequestrieSequestration SatinweißSatin white Brookfleld-Viskosität cP (60UpM)Brookfield viscosity cP (60rpm) 0,1640.164 0,2460.246 0,3280.328 0,4100.410 spielgame rungsmittelfunds kein**)no**) 21,021.0 20,320.3 19,719.7 19,119.1 Menge des SequestrieAmount of sequestration Na-citratNa citrate 21,021.0 18,318.3 17,017.0 16,416.4 rungsmittels in % desmedium in% of Na-lactatNa lactate 0,0820.082 19,919.9 19,019.0 18,318.3 18,718.7 Na-ÄDTA*)Na-ÄDTA *) 21,821.8 17,217.2 16,816.8 16,616.6 16,716.7 Na-succinatNa succinate 22,322.3 19,019.0 17,517.5 17,017.0 16,716.7 11 Na-phytatNa-phytate 22,522.5 18,718.7 18,818.8 21,021.0 21,021.0 22 Na-glycolatNa glycolate 18,018.0 18,218.2 18,318.3 18,118.1 17,017.0 33 21,721.7 44th 20,020.0 55 21,021.0 66th

4040

45 *) Tetranatrium-äthylendiamintetraacetat.45 *) tetrasodium ethylenediaminetetraacetate.

**) Die Werte, die für den Blindwert angegeben sind, sind diejenigen, welche mit Dispersionen ermittelt wurden, die den gleichen Feststoffgehalt aufwiesen wie gemäß den Beispielen 1 bis 6. Es ergibt sich eine kleine fortschreitende Verdünnung durch das Wasser, welches in den Lösungen der Sequestrierungsmittel anwesend ist, und diese Verdünnung wurde ausgeglichen durch Dispersionen, die kein Sequestrierungsmittel enthalten, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.**) The values given for the blank value are those which were determined with dispersions that had the same solids content as in Examples 1 to 6. There is a small progressive Dilution by the water present in the sequestrant solutions and this dilution was balanced by dispersions that do not contain a sequestering agent to provide comparable Achieve results.

Ein Vergleich der in der Tabelle 1 zusammengestellten Ergebnisse zeigt, daß alle Sequestrierungsmittel wirkungsvoll waren in der Herstellung von stärkedispergierten Satinweißaufschlämmungen von niederer Viskosität, als sie ohne Benutzung solcher Mittel erhalten werden können. Die Mittel schwanken hinsichtlich der Menge, die zur Erzeugung der minimalen Viskosität und auch der erzielbaren Minimalviskosität benötigt wird, wobei Natriumeitrat, Natriumsuccinat und Tetranatriumäthylendiamintetraacetat etwas niedere viskose Aufschlämmungen ergeben als die anderen, obgleich alle, wie bereits erwähnt wurde, wirkungsvoll sind in der Herstellung frei fließender, mit Stärke dispergierter Satinweißaufschlämmungen. A comparison of the results shown in Table 1 shows that all sequestering agents were effective in making starch dispersed satin white slurries of lower viscosity than can be obtained without the use of such agents. The means fluctuate with regard to the amount needed to produce the minimum viscosity and also the attainable minimum viscosity is needed, with sodium citrate, sodium succinate and tetrasodium ethylenediamine tetraacetate give slightly lower viscous slurries than the others, although all as noted are effective in making free flowing starch dispersed satin white slurries.

B e i s ρ i e 1 7B e i s ρ i e 1 7

Zu einem Teil der mit der Kugelmühle gemahlenen Satinweißdispersionen des Beispiels 1 wurden 0,41 %Part of the satin white dispersions of Example 1 ground with the ball mill were added to 0.41%

(bezogen auf das Trockengewicht des Satinweiß) Natriumcitrat zugegeben. Die anfängliche Viskosität wurde bestimmt, und die Aufschlämmung wurde dann stehengelassen ohne Bewegung, während 17,5 Stunden, .wobei Viskositätsmessungen am Ende von 1,75 und nach 17,5 Stunden durchgeführt wurden. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.(based on the dry weight of the satin white) sodium citrate admitted. The initial viscosity was determined and the slurry then became allowed to stand without agitation for 17.5 hours, with viscosity measurements at the end of 1.75 and after 17.5 hours. The results obtained are shown in Table 2.

Example 8

Das Verfahren gemäß Beispiel 7 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die 0,41 % Natriumeitrat ersetzt wurden durch 0,29% Natriumlactat. Viskositäts- _;messungen wurden nach verschiedenen Zeiten wie im Beispiel 7 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.The procedure of Example 7 was repeated with the exception that the 0.41% sodium citrate was replaced by 0.29% sodium lactate. Viscosity _; measurements were carried out as in Example 7 after various times. The results are given in Table 2.

Example 9

Die Verfahrensweise des Beispiels 7 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die 0,41 % Natriumeitrat ,ersetzt wurden durch 0,21 % Tetranatriumäthylen- ;diamintetraacetat. Die Viskositätsmessungen wurden wie im Beispiel 7 durchgeführt und die erzielten Ergebnisse in der Tabelle 2 aufgeführt.The procedure of Example 7 was repeated except that the 0.41% sodium citrate , were replaced by 0.21% tetrasodium ethylene; diamine tetraacetate. The viscosity measurements were carried out as in Example 7 and the results obtained listed in Table 2.

Example 10

Die Verfahrensweise des Beispiels 7 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die 0,41 % Natriumeitrat ersetzt wurden durch 0,29% Natriumsuccinat. Viskositätsmessungen wurden in den verschiedenen Abständen wie im Beispiel 7 durchgeführt und die Ergebnisse in der Tabelle 2 aufgeführt.The procedure of Example 7 was repeated except that the 0.41% sodium citrate were replaced by 0.29% sodium succinate. Viscosity measurements were made at the various intervals carried out as in Example 7 and the results are shown in Table 2.

Example 11

ίο Die Verfahrensweise des Beispiels 7 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die 0,41 % Nätriumcitrat ersetzt wurden durch 0,15% Natriumphytat. Viskositätsmessungen wurden nach den verschiedenen Zeiten wie im Beispiel 7 durchgeführt, die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 enthalten.ίο The procedure of Example 7 was repeated with the exception that the 0.41% sodium citrate was replaced with 0.15% sodium phytate. Viscosity measurements were carried out after the various times as in Example 7, the results are in Table 2 included.

B e i s ρ i e 1 12B e i s ρ i e 1 12

Die Verfahrensweise des Beispiels 7 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die 0,41 % Natriumeitrat ao durch 0,40 % Natriumglykolat ersetzt wurden. Viskositätsmessungen wurden in denselben Abständen wie im Beispiel 7 durchgeführt, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.The procedure of Example 7 was repeated with the exception that the 0.41% sodium citrate ao was replaced by 0.40% sodium glycolate. Viscosity measurements were carried out at the same intervals as in Example 7, and the results are in FIG Table 2 given.

Tabel

Beispielexample SequestrierungsSequestration keinno Mengelot Brookfield-Viskosität 60 UpM., cPBrookfield viscosity 60 rpm., CP nach 1,75 Stundenafter 1.75 hours nach 17,5 Stundenafter 17.5 hours mittelmiddle Na-citratNa citrate %% anfänglichinitially geliertgelled geliertgelled 77th Na-lactatNa lactate 00 22,322.3 18,218.2 18,718.7 88th Na-ÄDTA*)Na-ÄDTA *) 0,410.41 18,018.0 20,820.8 20,720.7 99 Na-succinatNa succinate 0,290.29 18,818.8 21,521.5 21,021.0 1010 Na-phytatNa-phytate 0,210.21 19,419.4 20,820.8 19,519.5 1111 Na-glycolatNa glycolate 0,290.29 19,719.7 24,224.2 19,619.6 1212th 0,150.15 19,519.5 20,020.0 20,820.8 0,400.40 19,019.0

In den Beispielen 7 bis 12 wurde die Menge der verschiedenen Sequestrierungsmittel so ausgewählt, daß sie ein praktisches Minimum darstellten zur Erzielung des gewünschten Effektes hinsichtlich der Verhinderung der Gelbildung beim Stehenlassen. Alle Mittel der Beispiele 7 bis 12 waren im höchsten Grade wirkungsvoll hinsichtlich der Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Viskosität während einer Zeit, die praktisch bei der Fabrikation erforderlich ist. Keine der erfindungsgemäß behandelten Satinweißaufschlämmungen zeigte ein Gelieren beim Stehenlassen, während eine mit Stärkeäther dispergierte Aufschlämmung ohne Sequestrierungsmittel nach weniger als 2 Stunden Stehenlassen gelierte.In Examples 7 to 12, the amount of the various sequestering agents was chosen so that they represented a practical minimum to achieve the desired effect in terms of prevention gel formation on standing. All agents of Examples 7 through 12 were of the highest grade effective in maintaining a substantially constant viscosity during a Time practically required in manufacture. None of the satin white slurries treated in accordance with the present invention showed gelation on standing while a starch ether dispersed slurry without sequestering agent gelled after standing for less than 2 hours.

Dem Fachmann ist es klar, daß die Menge an Sequestrierungsmitteln, die benötigt wird, um eine Gelierung zu verhindern und stabile Viskositätseigenschaften der Uberzusgfarben zur Verwendung beim Bestreichen von Papier sicherzustellen, schwanken werden, wenn die Satinweißaufschlämmungen mit anderen Pigmentdispersionen, Klebstoffen und Überzugszusätzen gemischt werden, und zwar in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren, die auf die potentielle Metallionenkonzentration (insbesondere Ca⁺+ und AI⁺++) der Überzugsfarbe einen Einfluß haben. Calcium- und Aluminiumionen, wie auch andere Metallionen, können aus schlecht gewaschenem Satinweiß stammen, aus Ionen, die an dem Ton adsorbiert sind, aus reaktionsfähigen Pigmenten, wie Calciumcarbonat, aus dem Mahlwasser und vielleicht aus Ionen, die aus der Papiermasse ausgelaugt werden. Es gehört daher zur Erfindung, die Menge an dem Sequestrierungsmittel einzustellen, die benötigt wird, um die herumirrenden Metallionen in der Überzugsmasse, gleichgültig aus welcher Quelle, zu sequestrieren oder chelatieren.It will be understood by those skilled in the art that the amount of sequestering agents needed to prevent gelling and to ensure stable viscosity properties of coating inks for use in coating paper will vary when the satin white slurries are mixed with other pigment dispersions, adhesives and coating additives. depending on many factors related to the potential concentration of metal ions (especially Ca ⁺ + and Al ⁺ ++) of the coating color have an influence. Calcium and aluminum ions, as well as other metal ions, can come from poorly washed satin white, from ions adsorbed on the clay, from reactive pigments such as calcium carbonate, from the grinding water, and perhaps from ions leached from the pulp. It is therefore part of the invention to adjust the amount of the sequestering agent which is required to sequester or chelate the stray metal ions in the coating composition, from whatever source.

Obgleich die bisher genannten Beispiele Mengen im Bereich von weniger als 0,1 bis zu 0,41 % zeigen, ist zu beachten, daß die Beispiele auf Satinweißpigmentdispersionen beschränkt waren, die frei von anderen Zusätzen, wie sie bei der Herstellung von Papierüberzugsfarben verwendet werden, waren. Etwas größere Mengen sind erwünscht bei der Behandlung von Überzugsfarben, kommerziell nützlicher Überzugsmassen, wie in den folgenden Beispielen:Although the examples cited so far show amounts in the range of less than 0.1 up to 0.41%, it should be noted note that the examples were limited to satin white pigment dispersions, devoid of others Additives such as are used in the manufacture of paper coating paints. Somewhat bigger Amounts are desirable in the treatment of coating paints, commercially useful coating compositions, as in the following examples:

Example 13

Überzugston 59 Teile (Trockenbasis)Coating tone 59 parts (dry basis)

Satinweiß (dispergiert mitSatin white (dispersed with

6,5 % Gummilatex und6.5% rubber latex and

0,77% Natriumeitrat in0.77% sodium citrate in

einer Kugelmühle) 25 Teilea ball mill) 25 parts

Stärke (mit EnzymStarch (with enzyme

behandelt) 12,5 Teiletreated) 12.5 parts

Acrylpolymerlatex 3,0 TeileAcrylic polymer latex 3.0 parts

Gesamtfeststoffe 46% (ofengetrocknet)Total solids 46% (oven dried)

Viskosität 31,7 PoisesViscosity 31.7 poises

Zu dieser Grundzusammensetzung wurden verschiedene andere Stoffe nach Wunsch zugesetzt, wie Dispersionsmittel für Ton und/oder andere Pigmente, Entschäumer, Konservierungsmittel, Farbstoffe oder Pigmentfarben u. dgl.Various other substances have been added to this basic composition as desired, such as Dispersants for clay and / or other pigments, defoamers, preservatives, dyes or Pigment paints and the like

Diese Zusammensetzung wurde angewandt als oberster Anstrich auf beiden Seiten eines mit einem Grundanstrich versehenen Zeitschriftendeckblattes auf einer Papiermaschine mit hoher Geschwindigkeit mit zwei Überzugsstationen. Das erzeugte Papier war von ausgezeichneter Qualität, hatte guten Glanz, gute Druckeigenschaften und war frei von dem unangenehmen Gelbwerden, welches man häufig antrifft, wenn Casein als Dispersionsmittel für Satinweiß benutzt wird. Während eines 22stündigen Versuches mit dieser Überzugsfarbe konnte kein Anstieg der Viskosität beobachtet werden.This composition was applied as a top coat on both sides one with one Primed magazine cover on a paper machine at high speed two coating stations. The paper produced was excellent quality, glossy, good Printing properties and was free from the unpleasant yellowing that one often encounters, when casein is used as a dispersant for satin white. During a 22-hour experiment with No increase in viscosity could be observed for this coating color.

Example 14

Überzugston 63,5 Teile (Trockenbasis)Coating tone 63.5 parts (dry basis)

Calciumcarbonat 11,5 Teile (Trockenbasis)Calcium carbonate 11.5 parts (dry basis)

Satinweiß (dispergiert
mit 6,5% Gummilatex und 0,77%
Natriumeitrat in
einem Kugelmischer) 25,0 Teile (Trockenbasis)Satin white (dispersed
with 6.5% rubber latex and 0.77%
Sodium citrate in
a ball mixer) 25.0 parts (dry basis)

Stärke (mit Enzym
behandelt) 13,0 Teile (Trockenbasis)Starch (with enzyme
treated) 13.0 parts (dry basis)

Feststoffe 47,6% (ofengetrocknet)Solids 47.6% (oven dried)

Viskosität 43 Poises.Viscosity 43 poises.

Zu dieser Grundzusammenstellung wurden verschiedene andere Stoffe je nach Wunsch zugesetzt, wie Dispersionsmittel für den Ton und/oder die anderen Pigmente, Entschäumer, Konservierungsmittel, Farbstoffe und/oder Pigmentfarben u. dgl.Various other substances have been added to this basic composition as required, such as Dispersants for the clay and / or the other pigments, defoamers, preservatives, dyes and / or pigment colors and the like.

Diese Überzugsfarbe wurde auf beide Seiten eines mit einem Grundanstrich versehenen Buchpapiers in einer modernen Papiermaschine mit hoher Geschwindigkeit, die mit zwei Überzugsstationen ausgerüstet war, aufgetragen. Kein Anstieg der Viskosität während der Versuchsdauer über 7 Stunden konnte beobachtet werden. Das erzeugte Papier war von guter Qualität und im wesentlichen frei von dem Gelbwerden, welches häufig beobachtet wird, wenn Casein benutzt wird, um Satinweiß zu dispergieren. Die Druckeigenschaft war ausgezeichnet, und das Papier hatte einen gefälligen Glanz.This overlay color was primed on both sides of a primed book paper in a modern high-speed paper machine equipped with two coating stations was applied. No increase in viscosity could be observed during the duration of the experiment over 7 hours will. The paper produced was of good quality and essentially free of the yellowing which is often observed when casein is used to disperse satin white. The printing property was excellent, and the paper had a pleasing sheen.

Die Überzugsfarben der Beispiele 13 und 14 sind nur erläuternd angeführt und sollen nicht begrenzend aufgefaßt werden, und viele Abwandlungen liegen für den Fachmann auf der Hand. Zum Beispiel benötigen gewisse Typen von Überzugsvorrichtungen ganz bestimmte Viskositätsbereiche für eine erfolgreiche Arbeit, und die Einstellung des Gesamtfeststoffgehaltes zur Erzielung einer gewünschten Viskosität für die bestimmte Vorrichtung ist eine relativ kleine Änderung, die für den Fachmann einfach ist.The coating colors of Examples 13 and 14 are given for illustration only and are not intended to be limiting and many variations will be apparent to those skilled in the art. For example need certain types of coating devices have very specific viscosity ranges for successful Work, and adjusting the total solids content to achieve a desired viscosity for the particular device is a relatively minor change that would be easy for those skilled in the art.

Auch kann der Einbau von Satinweiß in relativ größeren Anteilen sogar als gesamter Pigmentgehalt für gewisse Papierprodukte erwünscht sein. Oft werden überzogene Druckpapiere mit sehr geringem Gewicht gewünscht, wie z. B. für Illustrierte, die durch die Post verschickt werden.The incorporation of satin white can also be used in relatively larger proportions as the total pigment content be desirable for certain paper products. Often coated printing papers are very light in weight desired, such as B. for magazines that are sent by post.

Die steigenden Postgebühren stellen eine gewaltige Bürde für den Herausgeber dar und können nur herabgesetzt werden durch Herabsetzung des Gesamtgewichtes des Magazins. Da die Herausgeber vor einer Herabsetzung der Seitenzahl zögern, verbleibt nur die Alternative, das Grundgewicht des Papiers herabzusetzen. Der hohe Standard von Druckqualität, der von solchen Magazinen gefordert wird, macht die Verwendung von überzogenem Papier fast zwingend. Es besteht eine untere Grenze für das Grundgewicht des Papiers, die gegeben ist durch die Anforderungen an Widerstandsfähigkeit, wie sie von den schnellaufenden Druckmaschinen gefordert wird, so daß eine Herabsetzung des Gewichtes des Überzugs im steigenden Maße von Bedeutung wird.
Eine Möglichkeit, um das Überzugsgewicht herab-The increasing postage is a huge burden for the publisher and can only be reduced by reducing the total weight of the magazine. Since editors are reluctant to reduce the number of pages, the only alternative is to reduce the basis weight of the paper. The high standard of print quality required from such magazines makes the use of coated paper almost imperative. There is a lower limit for the basis weight of the paper, which is given by the requirements for resistance, as it is required of the high-speed printing machines, so that a reduction in the weight of the coating is becoming increasingly important.
One way of reducing the coating weight

zusetzen, unter Aufrechterhaltung einer guten Überzugsschicht des Grundpapiers zwecks guter Druckeigenschaft, liegt darin, das spezifische Gewicht der Überzugspigmente herabzusetzen.
Satinweiß hat nun ein spezifisches Gewicht von 1,81,adding, while maintaining a good coating layer of the base paper for the purpose of good printing property, is to lower the specific gravity of the coating pigments.
Satin white now has a specific weight of 1.81,

as während Ton ein solches von 2,58 und Calciumcarbonat von 2,7 besitzt. Überzüge, die eine größere Menge von Satinweiß enthalten, erlauben also eine erhebliche Herabsetzung des Überzugsgewichtes je Ries, wobei die Dicke des Überzuges aufrechterhalten werden kann, die notwendig ist, um gute Druckeigenschaften sicherzustellen. as while clay such of 2.58 and calcium carbonate of 2.7 owns. Coatings that contain a large amount of satin white thus allow a considerable amount Reduction of the coating weight per ream, whereby the thickness of the coating can be maintained, which is necessary to ensure good printing properties.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of low-viscosity, storage-stable used for paper coating Dispersions of satin white based on starch, characterized in that the satin white a starch product known for coating slips in an amount of about 3 to 10 percent by weight, based on the dry 88 to 97 percent by weight satin white, mixed in and then a water-soluble salt of a «-oxycarboxylic acid, a dicarboxylic acid, a chelating agent consisting of an aminopolycarboxylic acid or a phospholipid is added in an amount of from about 0.05 to about 3 percent by weight.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble salt is a a-oxycarboxylic acid is sodium lactate.

3. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble salt is a a-oxycarboxylic acid is sodium glycolate.

4. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble salt is a Dicarboxylic acid is sodium succinate.

5. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble salt is a Aminopolycarboxylic acid is tetrasodium ethylenediamine tetraacetate.

6. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble salt is a phospholipid is sodium phytate.

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