DE1546280B

DE1546280B - Method of filling paper

Info

Publication number: DE1546280B
Authority: DE
Inventors: Ralph Oran Havre de Frace Tex Treat (V St A )
Original assignee: Societe Francaise Des Silicates Speciaux Sifrance, Paris

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Füllen von Papier mit anorganischen Füllstoffen.The invention relates to a new method for filling paper with inorganic fillers.

In modernen Papiermaschinen wird Papier dadurch hergestellt, daß sich Faserstoffe auf dem Sieb einer Papiermaschine absetzen. Dies wird durch Herstellen eines Eintrags durchgeführt, der aus Cellulosefasern, Wasser mit Rückhaltehilfsstoffen, Farbstoffen, ausflockenden Stoffen, Bindemittel und anderen, bei der Papierherstellung gebräuchlichen Zusätzen besteht.In modern paper machines, paper is made by the fact that fibrous material is on the wire of a Put down the paper machine. This is done by making an entry made from cellulosic fibers, Water with retention aids, dyes, flocculants, binders and others in the Papermaking consists of common additives.

Der Eintrag besteht anfänglich aus 95 bis 99% Wasser. Nachdem der Eintrag so vorbereitet ist, daß die richtige Abstimmung erreicht ist, wird er auf das Sieb der Papiermaschine geführt. Die Cellulosefasern lagern sich auf dem Sieb ab infolge ihres Gewichts und des angewandten Unterdrucks, der das Wasser durch das Sieb abzieht, wodurch die Fasern gleichförmig auf der Oberfläche des Siebs abgelagert werden.The entry initially consists of 95 to 99% water. After the entry is prepared so that the correct adjustment is achieved, it is guided onto the wire of the paper machine. The cellulose fibers are deposited on the sieve due to their weight and the negative pressure applied to the water withdraws through the screen, whereby the fibers are deposited uniformly on the surface of the screen.

Langsiebmaschinen benützen Stützrollen, Saugkästen, Saugrollen, um das Wasser zu entfernen. Wenn an einer dieser Stelle die Saugwirkung zunimmt, nimmt auch die Wasserentziehung zu, und man erhält ein kompaktes Band.Fourdrinier machines use support rollers, suction boxes, suction rollers to remove the water. If the suction increases at one of these points, the dehydration also increases, and one obtains a compact band.

Bei Zylindermaschinen mit Saugwirkung werden die Fasern abgelagert durch ihr Gewicht oder indem sie angesaugt werden, wobei dies durch die Differenz des Flüssigkeitsniveaus innerhalb und außerhalb des Zylinders hervorgerufen wird.In cylinder machines with suction, the fibers are deposited by their weight or by they are sucked in, this being due to the difference in the liquid level inside and outside the Cylinder is caused.

Allgemein wird gefülltes oder farbiges Papier auf einer Langsiebmaschine hergestellt. Zu Beginn des Laufs auf der Langsiebmaschine entsteht ein kurzes Intervall, während dessen die fein geteilte Masse aus Füllstoffen, Fasern und Zusätzen praktisch ungehindert durch das Sieb läuft. Kurz danach beginnt sich auf dem Sieb eine Matte zu bilden, und das Wasser muß durch diese Matte hindurch entzogen werden.Generally, filled or colored paper is made on a Fourdrinier machine. At the beginning of When running on the Fourdrinier machine, there is a short interval during which the finely divided mass is removed Fillers, fibers and additives run through the sieve practically unhindered. Shortly after that begins to form a mat on the screen and the water must be withdrawn through this mat.

Die Filterwirkung dieser Matte hängt unter anderem ab von ihrer Dicke, der Art der Faserstoffe und der Siebgeschwindigkeit. Durch zu große Saugwirkung oder zu großen Unterdruck an den Stützrollen, den Saugkästen und den Saugrollen können einige der feinen Partikel der Füllstoffe und Fasern, die sich auf dem Band abgesetzt haben, losgesaugt werden, wodurch sich eine Lage ergibt, die unter der Benennung Zweiseitigkeit bekannt ist.The filter effect of this mat depends, among other things, on its thickness, the type of fiber and the Sieving speed. Due to excessive suction or excessive negative pressure on the support rollers, the Suction boxes and the suction rolls can remove some of the fine particles of fillers and fibers that are on have deposited the tape, are sucked loose, resulting in a location that is under the designation Two-sidedness is known.

Die Rückhaltung der feinen, kolloidalen oder nahezu kolloidalen Masse, wie sie anorganische Füllstoffe darstellen, ist ein Problem, weil sie kleiner als die Poren in der nassen Fasermatte sind. Dies ist ein wirtschaftlich sehr wichtiges Problem, weil meistens die Färb- und Füllstoffe den teuersten Teil des Papiereintrags ausmachen. In der Regel werden anorganische Füllstoffe in der Rührvorrichtung oder der Flügelpumpe dem Eintrag beigefügt und von dort zusammen mit dem Eintrag zum Hauptkasten geführt. Von hier fließt der Eintrag auf das Sieb, um das Band zu bilden. Diese Art der Papierherstellung zerstört funktionell Stoffe in Farbstoffen mit niederem Lichtbrechungsindex und vermindert damit die Wirksamkeit, optische Eigenschaften zu entwickeln und schafft Probleme, die Füllstoffe ebenso wie die feinen Fasern zurückzuhalten, und es kann Zweiseitigkeit oder ungleicher Glanz zwischen der Sieb- und der Füllseite des Bandes auftreten. Dieser Prozeß erfordert auch beträchtliche Zeit, um das System ins Gleichgewicht zu bringen, wodurch Füllstoffverluste am Beginn und Ende eines Laufs entstehen.The retention of the fine, colloidal or nearly colloidal mass, as they are inorganic fillers is a problem because they are smaller than the pores in the wet fiber mat. This is an economical one very important problem because mostly the dyes and fillers are the most expensive part of the paper entry turn off. As a rule, inorganic fillers are used in the stirring device or the vane pump attached to the entry and led from there together with the entry to the main box. From here the entry flows onto the screen to form the ribbon. This type of papermaking is functionally destructive Substances in dyes with a low refractive index and thus reduces the effectiveness of optical To develop properties and create problems to retain the fillers as well as the fine fibers, and there can be bilateral or uneven gloss between the wire and fill side of the belt appear. This process also takes considerable time to bring the system into equilibrium, resulting in filler losses at the beginning and end of a run.

Bei einem anderen Prozeß wurden Versuche gemacht, diese Probleme zu eliminieren, indem die Füllstoffe direkt dem Gewebeband zugefügt wurden. Dies wurde so durchgeführt, daß der Füllstoff ■ auf die Überlaufkante des Hauptkastens oder der Stauvorrichtung oder weiter stromabwärts auf eine Leitfläche mit einer Lippe aufgesprüht wurde. Durch diesen Vorgang kommt der Füllstoff mit dem Band in Berührung und setzt sich im allgemeinen auf dessen Oberfläche ab. Das Wasser wird dem Band unter der Fläche auf der Siebseite entzogen, wodurch der FüllstoffIn another process, attempts have been made to eliminate these problems by adding the fillers were added directly to the fabric tape. This was done so that the filler ■ on the Overflow edge of the main box or the damming device or further downstream onto a guide surface was sprayed on with a lip. This process brings the filler into contact with the tape and generally settles on its surface. The water becomes the tape under the surface withdrawn on the sieve side, creating the filler

ίο nicht gestört wird. Durch die ungleiche Verteilung des Füllstoffes ergibt sich natürlich eine extreme Zweiseitigkeit. ίο is not disturbed. Because of the unequal distribution Of course, the filler is extremely two-sided.

Ein Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, um Papier mit anorganischen, farbigen Füllstoffen wirtschaftlich und wirksam zu füllen.One object of the invention is a method of making paper with inorganic, colored fillers economical and fill effectively.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, gefülltes Papier mit einem minimalen Zweiseiteneffekt herzustellen. Außerdem ist ein Verfahren Ziel der Erfindung, bei dem das fertige Papier eine gleichmäßige Verteilung der Füllstoffe aufweist.Another object of the invention is a method of making filled paper with minimal two-sided effect to manufacture. Another object of the invention is a method in which the finished paper is uniform Has distribution of fillers.

Noch ein Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, Papier mit anorganischen Farbstoffen zu füllen, wobei eine optimale Größe der feinen Farbpartikeln mit niederem Lichtbrechungsindex beibehalten wird.Another object of the invention is a method of filling paper with inorganic dyes, wherein an optimal size of the fine, low refractive index color particles is maintained.

Andere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung an Hand der Zeichnung deutlich.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to the drawings clear.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines typischen Sprühverteilungssystems, das gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung benutzt wird;F i g. FIG. 1 is a schematic representation of a typical spray dispensing system implemented according to FIG exemplary embodiment of the invention is used;

F i g. 2 zeigt die Ansicht einer Sprühdüse einer Papiermaschine;F i g. 2 shows the view of a spray nozzle of a paper machine;

Fig. 3 zeigt die Ansicht des Sprühsystems;Fig. 3 shows the view of the spray system;

F i g. 4 zeigt eine aufgebrochene Ansicht der Sprühlinie. F i g. Figure 4 shows a broken away view of the spray line.

Es wurde gefunden, daß ein wäßriger Brei eines Papierfüllstoffes, wobei dieser aus Farbstoffen bestehen kann, an einer besonderen Stelle der Anlage und unter speziellen Bedingungen auf das sich bewegende Band gesprüht werden kann, wobei eine gleichmäßige Verteilung des Farbstoffes über die ganze Papierbahn gewährleistet ist. Dies ergibt außerdem die gewünschte minimale Zweiseitigkeit und eine unmittelbare hohe Farbstoffrückhaltung.It has been found that an aqueous slurry of a paper filler, these consisting of dyes can, at a special point in the system and under special conditions, on the moving Tape can be sprayed, with an even distribution of the dye over the whole Paper web is guaranteed. This also gives the desired minimum two-sidedness and an immediate one high dye retention.

Mit Bezug auf die einzelnen Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Figuren gleiche Teile bezeichnen, ist 1 ein Vorratsbehälter für Füllstoffe, in dem ein wäßriger Brei von Papierfüllstoffen gelagert ist. Ein Breiförderrohr 2 verläuft aus dem Behälter 1 über ein Ventil 3 zu einer Sprühförderpumpe 4. Füllstoffbrei wird durch die Sprühförderpumpe 4 durch ihr Auslaßförderrohr 5 in ein Gitterfilter 6 gepumpt.With reference to the individual figures, in which the same reference symbols are used in all figures, the same parts 1 is a storage container for fillers in which an aqueous slurry of paper fillers is stored is. A pulp delivery pipe 2 runs from the container 1 via a valve 3 to a spray delivery pump 4. Filler pulp is fed into a mesh filter 6 by the spray feed pump 4 through its outlet feed pipe 5 pumped.

Der Auslaß aus dem Gitterfilter 6 wird durch ein Ventil 7 gesteuert, und der Füllstoff brei läuft aus dem Ventil 7 durch ein Rohr 8 zu einem konzentrischen Reduzierstück 9. Ein horizontal angeordnetes Sprührohr 10 ist über dem Sieb einer Papiermaschine angeordnet und verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Siebes.The outlet from the mesh filter 6 is controlled by a valve 7, and the filler slurry runs out of it Valve 7 through a pipe 8 to a concentric reducer 9. A horizontally arranged spray pipe 10 is arranged above the wire of a paper machine and runs perpendicular to the direction of movement of the sieve.

Die Sprühröhre 10 hat einen an ihr befestigten Druckregler 11 und weiter eine Vielzahl von nach unten gerichteten Sprühdüsen 12, die mit ihr verbunden sind. Ein exzentrisches Reduzierstück 13 ist am Ende der Röhre 10 gegenüber dem konzentrischen Reduzierstück 9 befestigt und hat ein Umlaufrohr 14, das von dort zu einem Drosselventil 15 läuft. Aus demThe spray tube 10 has a pressure regulator 11 attached to it and further a plurality of after downwardly directed spray nozzles 12, which are connected to it. An eccentric reducer 13 is attached to the end of the tube 10 opposite the concentric reducer 9 and has a circulation pipe 14, which runs from there to a throttle valve 15. From the

Drosselventil 15 erstreckt sich ein Abflußrohr 16, das so angeordnet ist, daß der Abfluß wahlweise in den Behälter 1 oder in den Abflußkanal fließen kann. Ein Spülwasserrohr 17 verläuft von einem Druckwasserreservoir über ein Ventil 18 zu dem Rohr 2 zwischen dem Ventil 3 und der Pumpe 4. Das durch das Spülwasserrohr 17 herangeführte Spülwasser wird benötigt, wenn die Papierherstellung beendet ist und der Füllstoffbrei aus den Rohren entfernt werden muß.Throttle valve 15 extends a drain pipe 16 which is arranged so that the drain selectively in the Container 1 or can flow into the drainage channel. A flush water pipe 17 extends from a pressurized water reservoir via a valve 18 to the pipe 2 between the valve 3 and the pump 4. That through the flushing water pipe 17 brought rinse water is required when the paper production is finished and the filler slurry must be removed from the tubes.

Wie in F i g. 2 deutlich zu sehen, wird der Füllstoffbrei aus den Sprühdüsen 12 auf das sich bewegende Band 20 aus einer Entfernung von etwa 15 bis 120 cm über dem Band 20 aufgesprüht, abhängig von der Geschwindigkeit des Siebes 21 und dem Druck in der Düse. Die Düse kann ein Hohlkegel sein, wie in F i g. 1 bei 19 gezeigt, und kann als repräsentativer Düsentyp gelten, wenn mit niederen Drücken von ungefähr 0,2 bis 1,4 kg/cm² gefahren wird. Die Sprühdüsen 12 sind so im Abstand auf der Sprühverteilerröhre 10 angeordnet, daß die Sprühstrahlen aus jeder der Düsen 12 die benachbarten Sprühstrahlen überschneiden und damit das Sprühmuster 19 bilden, das beschrieben werden kann als eine erste Reihe von Kreisen in tangentialer Beziehung, denen eine zweite Reihe von tangentialen Kreisen derselben Größe überlagert ist, wobei die Mittelpunkte dieser Kreise auf dem Berührungspunkt der Kreise der ersten Reihe liegen.As in Fig. 2 clearly, the filler slurry is sprayed from the spray nozzles 12 onto the moving belt 20 from a distance of about 15 to 120 cm above the belt 20, depending on the speed of the screen 21 and the pressure in the nozzle. The nozzle can be a hollow cone, as shown in FIG. 1 shown at 19, and may be considered a representative type of nozzle when operating at low pressures of approximately 0.2 to 1.4 kg / cm ² . The spray nozzles 12 are spaced apart on the spray manifold 10 such that the sprays from each of the nozzles 12 intersect the adjacent sprays and thereby form the spray pattern 19 which can be described as a first series of circles in tangential relation to which a second series is superimposed by tangential circles of the same size, the centers of these circles being on the point of contact of the circles in the first row.

Die Sprühdüsen 12 erstrecken sich quer über die gesamte Breite des Siebes 21. Das Sprühmittel ist auf das Band 20 gerichtet, an einer Stelle, die ungefähr 1 bis 4 m stromaufwärts von dem ersten Saugkasten 22 liegt. Bei üblichen Maschinen ist dies gewöhnlich die vierte bis sechzehnte Stützrolle 23, abhängig von der Geschwindigkeit des Siebes 21 und ebenso von der Stelle, an der die Konsistenz des Bandes derart ist, daß optimale Füllstoffrückhaltung und optimale optische Eigenschaften des Papiers erzielt werden.The spray nozzles 12 extend across the entire width of the screen 21. The spray is on the belt 20 is directed at a location approximately 1 to 4 m upstream from the first suction box 22 located. In conventional machines, this is usually the fourth to sixteenth support roller 23, depending on the Speed of the sieve 21 and also from the point at which the consistency of the belt is such, that optimal filler retention and optimal optical properties of the paper are achieved.

Durch diesen Prozeß prallt der Füllstoff auf das Band auf und wird in dieses hineingezogen, wo er in Kontakt mit den Fasern und Fäden des Papiers kommt und sich dort mit diesen physikalisch und/oder chemisch verbindet.As a result of this process, the filler impacts the belt and is drawn into it, where it is in Contact with the fibers and threads of the paper comes and there with them physically and / or chemically connects.

Die Füllstoffpartikeln, die gemäß der Erfindung benutzt werden, sind sehr viel kleiner als der Zwischenraum zwischen den Papierfasern, und normalerweise könnte erwartet werden, daß diese durch einen Prozeß gemäß der Erfindung vollständig durch das Band hindurchgezogen werden. Da dies bei Anwendung des beschriebenen Prozesses jedoch nicht geschieht, wird angenommen, daß zwischen dem Füllstoff und den Cellulosef äden und -fasern eine Oberflächenanziehungskraft entsteht.The filler particles used in accordance with the invention are much smaller than the gap between the paper fibers, and normally this could be expected to go through a process be pulled completely through the tape according to the invention. Since this is the case when using the described process does not happen, it is believed that between the filler and the Cellulose threads and fibers create a surface attraction.

Um extreme Zweiseitigkeit und übergroßen Füllstoffverlust zu vermeiden, muß der Füllstoff dann mit dem Band in Berührung kommen, wenn der Feststoffanteil (Feststoffinhalt) des Bandes derart ist, daß der Füllstoff durch Saugwirkung in das Band hineingezogen und gleichmäßig verteilt werden kann. Kommt der Füllstoff zu nahe am Hauptkasten mit dem Band in Berührung, so wird er vollständig durch dieses hindurchgezogen, und es entsteht ein sehr großer Füllstoffverlust. Wird der Füllstoff zu weit stromabwärts auf das Band aufgesprüht, so ist das Band zu trocken, und der Füllstoff überzieht nur die äußerste Oberfläche des Bandes. Ein Teil des Füllstoffes aus der äußersten Oberfläche geht, wenn das Papier trocken ist, durch Zerstäuben verloren. Sprühhöhen von 15 bis 120 cm und Sprühdrücke von 0,2 bis 1,4 kp/cm² ergeben gute Resultate, wenn das Aufsprühen ungefähr 1 bis 4 m stromaufwärts vom ersten Saugkasten erfolgt. Der Füllstoffbrei sollte eine solche Konzentration besitzen, daß er durch die Sprühdüse zerstäubt werden kann. Die beste Füllstoffkonzentration beträgt 0,05 bis 0,2 kg/dm³ oder 5 bis 20% Feststoffe. Die Siebgeschwindigkeit bestimmt sowohl die spezifische Höhe und die Sprühdrücke der Düsen als auch ihreIn order to avoid extreme two-sidedness and excessive loss of filler, the filler must come into contact with the tape when the solids content of the tape is such that the filler can be drawn into the tape by suction and distributed evenly. If the filler comes into contact with the belt too close to the main box, it will be pulled completely through it and a very large filler loss will result. If the filler is sprayed too far downstream on the belt, the belt will be too dry and the filler will only coat the outermost surface of the belt. Some of the filler from the outermost surface is lost to atomization when the paper is dry. Spray heights of 15 to 120 cm and spray pressures of 0.2 to 1.4 kgf / cm ² give good results when the spraying takes place approximately 1 to 4 m upstream of the first suction box. The filler slurry should be of such a concentration that it can be atomized through the spray nozzle. The best filler concentration is 0.05 to 0.2 kg / dm ³ or 5 to 20% solids. The sieve speed determines both the specific height and the spray pressures of the nozzles as well as theirs

ίο Lage. Innerhalb bestimmter Grenzen sind Maschinengeschwindigkeiten von 300 bis 900 m/Min, möglich. Die in diesem Verfahren benutzten farbigen Füllstoffe sind anorganische, siliciumhaltige Farbstoffe aus sehr feinen Partikeln, die im allgemeinen in einem Bereich von 0,01 bis 0,6 μ liegen. Die siliciumhaltigen Farbstoffe mit Silanolgruppen an ihren Oberflächen sind am vorteilhaftesten zu verwenden, da sie die Neigung haben, sich sowohl chemisch als auch physikalisch mit den Cellulosefasern zu verbinden und dadurch bei hoher Rückhaltung eine gleichmäßige Verteilung über das gesamte Papier gewährleisten.ίο location. Machine speeds are within certain limits from 300 to 900 m / min, possible. The colored fillers used in this process are inorganic, silicon-containing dyes made of very fine particles, which are generally in one Range from 0.01 to 0.6 μ. The silicon-containing dyes with silanol groups on their surfaces are most beneficial to use as they have a tendency to separate both chemically and physically to connect with the cellulose fibers and thereby with high retention a uniform Ensure distribution over the entire paper.

Es sind amorphe, siliciumhaltige Farbstoffe mit wenigstens 50% SiO₂ und wenigstens 3,5 % gebundenem Wasser. Sie können hergestellt werden, indem SiO₂ aus Natriumsilikat mit Hilfe von Säuren ausgeschieden wird oder in der, in den USA.-Patenten 3 034 913 und 3 034 914 beschriebenen Weise, in der Natriumsilikat teilweise durch eine Säure neutralisiert wird und danach Kieselsäure durch ein SalzThey are amorphous, silicon-containing dyes with at least 50% SiO ₂ and at least 3.5% bound water. They can be prepared by _{precipitating SiO 2} from sodium silicate with the aid of acids or in the manner described in U.S. Patents 3,034,913 and 3,034,914 in which sodium silicate is partially neutralized by an acid and then silicic acid by a salt

z. B. Calciumchlorid oder Alaun, daraus ausgeschieden wird.z. B. calcium chloride or alum, is excreted therefrom.

Andere geeignete siliciumhaltige Füllstoffe werden hergestellt, indem Kieselsäure aus . Calciumsilikat durch eine Säure ausgefällt wird entsprechend der im USA.-Patent 3110 606 beschriebenen Art.Other suitable silicon-containing fillers are made by making silica from. Calcium silicate is precipitated by an acid according to the type described in US Pat. No. 3,110,606.

Ein weiterer geeigneter siliciumhaltiger Füllstoff ist Calciumsilikat, das hydrothermisch unter Druck aus Kalk und Kieselgur hergestellt wurde.
Weitere bevorzugte Füllstoffe sind die synthetischen Natriumaluminiumsilikat-Farbstoffe, die in den USA.-Patenten 2 739 073 und 2 848 346 beschrieben werden. Diese Füllstoffe werden hergestellt, indem wäßrige Lösungen eines Alkalimetallsilikats und eines wasserlöslichen Aluminiumsalzes, z. B. Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrat oder Ammoniumalaun, geeignet gemischt werden und miteinander reagieren.Another suitable silicon-containing filler is calcium silicate, which was produced hydrothermally under pressure from lime and diatomaceous earth.
Other preferred fillers are the synthetic sodium aluminum silicate dyes described in U.S. Patents 2,739,073 and 2,848,346. These fillers are prepared by adding aqueous solutions of an alkali metal silicate and a water-soluble aluminum salt, e.g. B. aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate or ammonium alum, are suitably mixed and react with one another.

Andere übliche Füllstoffe für Zeitungspapier oder anderes leichtes Papier können gemäß der ErfindungOther common fillers for newsprint or other light paper can be used according to the invention

benutzt werden, z. B. Lehm oder Calciumcarbonat. Kombinationen von siliciumhaltigen Füllstoffen sind ebenso geeignet, z. B. Mischungen aus Kieselsäure und Natriumaluminiumsilikat.be used, e.g. B. clay or calcium carbonate. Combinations of silicon-containing fillers are also suitable, e.g. B. Mixtures of silica and sodium aluminum silicate.

Der pH-Wert des Reaktionsmediums und der des ausgefällten Stoffes, außerdem die Art des verwendeten Silikats gehören zu den Faktoren, die das produzierte spezifische Natriumaluminiumsilikat bestimmen. Eine Variation dieser Faktoren bestimmt die molaren Verhältnisse der Oxyde von Natriumaluminium und SiIicium und außerdem die Partikelgröße, das spezifische Gewicht und die Größe der Oberfläche des Pigments. Pigmente mit Molverhältnissen über 0,8 Mol Na₂O/ Mol Al₂O₃ und über 4 Mol SiO₂/Mol Na₂O mit einem Partikeldurchmesser unter 0,14 μ, einem spezifischen Gewicht von 2,1 bis 2,26 und einer Oberfläche von mehr als 20 m²/g sind gemäß der Erfindung besonders geeignet.The pH of the reaction medium and that of the precipitated substance, as well as the type of silicate used, are among the factors that determine the specific sodium aluminum silicate produced. A variation of these factors determines the molar ratios of the oxides of sodium aluminum and silicon and also the particle size, the specific weight and the size of the surface area of the pigment. Pigments with molar ratios above 0.8 mol Na ₂ O / mol Al ₂ O ₃ and above 4 mol SiO ₂ / mol Na ₂ O with a particle diameter below 0.14 μ, a specific gravity of 2.1 to 2.26 and one Surface areas of more than 20 m ² / g are particularly suitable according to the invention.

Im folgenden werden, zusammen mit einigen Ta-In the following, together with a few

bellen, einige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beschrieben, auf die jedoch die Erfindung nicht beschränkt ist.bark, some exemplary embodiments according to the invention described, to which, however, the invention is not limited is.

example 1

Benutzt wurde eine Langsieb-Papiermaschine mit einer Geschwindigkeit von 600 m/Min. Es wurden Pigmente aus Natriumaluminiumsilikat bei einem Druck von 0,5 atü und einer Höhe von 60 cm auf das sich bewegende Band aufgesprüht. Es wurde eine ausreichende Menge von Pigmenten gebraucht, um etwa 3°/o Asche zu erhalten.A Fourdrinier paper machine was used at a speed of 600 m / min. There were Pigments made of sodium aluminum silicate at a pressure of 0.5 atm and a height of 60 cm sprayed on the moving belt. A sufficient amount of pigment was needed to to obtain about 3 per cent of ashes.

Es wurden verschiedene Versuche an verschiedenen Stellen des Bandes vorgenommen. Eine Aufgabestelle war beim ersten Saugkasten. Ein zweiter Punkt war bei der sechsten und der dritte Punkt bei der sechzehnte Stützrolle. Die Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt.Various attempts were made at different locations on the tape. A dispatch point was at the first suction box. A second point was on the sixth and the third point on the sixteenth Support roller. The results are shown in Table I.

Example 2

Hier wurde dieselbe Maschine benutzt und bei derselben Geschwindigkeit gefahren. Es wurde ein Füllstoff aus Natriumaluminiumsilikat verwendet und bei der ersten Stützrolle unter einem Druck von 0,7 atü und bei der zweiten, vierten, sechsten und zwölften Stützrolle unter einem Druck von 1,05 atü aufgegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt.The same machine was used here and driven at the same speed. It became a Sodium aluminum silicate filler is used and the first support roll is under a pressure of 0.7 atm and abandoned at the second, fourth, sixth and twelfth support roller under a pressure of 1.05 atmospheres. The results are shown in Table II.

Example3

Hier wurde Natriumaluminiumsilikat-Füllstoff auf ein auf einer Langsiebpapiermaschine gebildetes Band bei einer Siebgeschwindigkeit von etwa 700 m/Min, und bei einem Druck von 0,63 atü aufgesprüht. Die Sprühhöhe war 54 cm. Der Aufgabepunkt wurde bei den verschiedenen Versuchen variiert. Der Füllstoff wurde nacheinander bei der vierten, sechsten und achten Stützrolle aufgegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargestellt.Here sodium aluminum silicate filler was applied to a tape formed on a Fourdrinier paper machine sprayed on at a wire speed of about 700 m / min, and at a pressure of 0.63 atmospheres. the Spray height was 54 cm. The drop point was varied in the various experiments. The filler was abandoned in succession on the fourth, sixth and eighth support role. The results are in Table III shown.

Tabelle I Nr. 32-Standrad-ZeitungspapierTable I No. 32 Standard Newsprint

AufgabepunktDropping point Druck
kg/cm² pressure
kg / cm ² Auf
gabe
%on
gift
% Ge
bunden
%Ge
bound
% Rück
haltung
%Back
attitude
% Glätte
W/Fsmoothness
W / F Glanz
W/Fshine
W / F Deck
fähigkeit
%deck
capability
% Larocque
Durchschlag
in % bei
2,0 g/m² aufge
nommener TiefeLarocque
Breakthrough
in% at
2.0 g / m ² up
assumed depth Druck
fähigkeit
°/opressure
capability
° / o Ungefüllt Unfilled 0,5
0,5
0,50.5
0.5
0.5 3,26
3,26
3,263.26
3.26
3.26 1,88
2,52
3,151.88
2.52
3.15 57,7
77,2
96,657.7
77.2
96.6 105/92
92/85
87/79105/92
92/85
87/79 58,2/58,0
61,0/58,5
61,6/59,4
62,5/59,658.2 / 58.0
61.0 / 58.5
61.6 / 59.4
62.5 / 59.6 90,7
91,5
92,8
92,990.7
91.5
92.8
92.9 12
9,7
8,5
7_;712th
9.7
8.5
7 _; 7th 84,3
85,0
84,5
84,384.3
85.0
84.5
84.3 1. Saugkasten
6. Stützrolle
16. Stützrolle 1. Suction box
6. Support roller
16. Support roller

Tabelle II Nr. 33-Offset-ZeitungspapierTable II No. 33 offset newsprint

AufgabepunktDropping point

Druck
kg/cm² pressure
kg / cm ² Aufgabe
%task
% Gebunden
%Bound
% Rück
haltung
%Back
attitude
% 0,70.7 2,382.38 2,302.30 96,596.5 1,051.05 3,083.08 2,392.39 77,577.5 1,051.05 3,083.08 3,033.03 98,598.5 1,051.05 3,083.08 2,742.74 89,089.0 1,051.05 3,083.08 2,222.22 72,272.2

Glanzshine

W/FW / F

Deckfähigkeit Opacity

Larocque
Durchschlag
%Larocque
Breakthrough
%

Druckfähigkeit Printability

Ungefüllt ...Unfilled ...

1. Stützrolle1. Support roller

2. Stützrolle
4. Stützrolle
6. Stützrolle2. Support roller
4. Support roller
6. Support roller

12. Stützrolle12. Support roller

58/58,358 / 58.3

61,8/59,161.8 / 59.1

62,0/59,462.0 / 59.4

62,2/59,262.2 / 59.2

61,9/59,261.9 / 59.2

62/59,562 / 59.5

90,5
92,3
92,1
91,8
92,0
91,690.5
92.3
92.1
91.8
92.0
91.6

12,0
9,8
8,6
9,0
9,8
8,512.0
9.8
8.6
9.0
9.8
8.5

84,5
85,0
84,5
84,2
84,7
84,584.5
85.0
84.5
84.2
84.7
84.5

Die Daten in Tabelle I und II zeigen, daß, wenn die Füllstoffpigmente auf das sich bewegende Band aufgesprüht werden, sie effektiv das Papier füllen und die optimalen Bedingungen für das Aufsprühen bei Beispiel 1 von der sechsten bis zur 16. Stützrolle und bei Beispiel 2 von der vierten bis zur sechsten Stützrolle gegeben sind. In ähnlicher Weise kann der optimale Aufgabepunkt für jede Maschine bestimmt werden.The data in Tables I and II show that when the filler pigments are sprayed onto the moving belt they effectively fill the paper and the optimal conditions for spraying in Example 1 of the sixth to the 16th support role and, in example 2, from the fourth to the sixth support role. In a similar way In this way, the optimal drop point can be determined for each machine.

Table III

AufgabepunktDropping point Asche
%ash
% Beschickung
%feed
% % Glanz
W/F% Shine
W / F Deck
fähigkeit
7odeck
capability
7o Berst
fähigkeit
nach
Mullen
kp/cm² Burst
capability
after
Mullen
kp / cm ² °/o Larocque
Durchschlag
bei g/m²
aufgenom
mener Tinte
W/F° / o Larocque
Breakthrough
at g / m ²
recorded
men ink
W / F ANPA
Druck- .
fähigkeit
W/FANPA
Pressure- .
capability
W / F Ungefüllt Unfilled 0,52
2,48
3,06
2,40
2,500.52
2.48
3.06
2.40
2.50 2,10
2,78
2,03
2,112.10
2.78
2.03
2.11 57,6/58,0
60,1/59,1
60,5/59,5
59,1/59,0
59,0/59,457.6 / 58.0
60.1 / 59.1
60.5 / 59.5
59.1 / 59.0
59.0 / 59.4 90,5
93,3
93,0
92,9
91,590.5
93.3
93.0
92.9
91.5 0,4
0,5
0,4
0,6
0,50.4
0.5
0.4
0.6
0.5 13,0/11,0
9,1/7,5
9,2/7,4
10,5/7,5
8,7/7,013.0 / 11.0
9.1 / 7.5
9.2 / 7.4
10.5 / 7.5
8.7 / 7.0 85,7/84,6
85,5/84,5
85,1/84,3
85,5/84,3
85,0/84,285.7 / 84.6
85.5 / 84.5
85.1 / 84.3
85.5 / 84.3
85.0 / 84.2 4. Stützrolle
6. Stützrolle
8. Stützrolle
Innenfüllung
(Hauptkasten)4. Support roller
6. Support roller
8. Support roller
Inner filling
(Main box)

Die Daten zeigen an, daß das Papier vorteilhafte Eigenschaften erhält, wenn das Füllstoffpigment auf das bewegte Band aufgesprüht wird. Bei der bei Beispiel 3 benutzten Maschine zeigen die Daten, daß der optimale Aufgabepunkt bei oder nahe bei der sechsten Stützrolle liegt, wobei diese ungefähr 1,80 bis 2,10 m stromaufwärts vom ersten Vakuumkasten angeordnet ist. Die Daten zeigen weiter, daß die optischen Eigenschaften von Papier mit Innenfüllung etwas schlechter sind als bei Papier, das gemäß der Erfindung gefüllt wurde, wogegen die Druckeigenschaften bei beiden gleichwertig sind.The data indicate that the paper acquires beneficial properties when the filler pigment is applied the moving belt is sprayed on. For the machine used in Example 3, the data shows that the optimal drop point is at or near the sixth support roller, which is about 1.80 to 2.10 m is located upstream of the first vacuum box. The data further show that the optical properties of paper with inner filling are somewhat inferior to paper that is filled according to the invention whereas the printing properties are equivalent for both.

Die Beispiele zeigen weiter die Durchführbarkeit des Verfahrens und die Vorzüge, die das Papier bezüglich Glanz, Deckfähigkeit, Druckfähigkeit und Pigmentzurückhaltung hat. Das erfindungsgemäße Verfahren kann an äquivalenten Maschinen und unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden und soll durch die angeführten Beispiele nicht eingeschränkt werden.The examples further demonstrate the feasibility of the method and the merits the paper has with respect to it Has gloss, opacity, printability and pigment retention. The inventive Process can be carried out on equivalent machines and under different conditions should not be restricted by the examples given.

Claims

Patent claims:

1. A method for adding filler pigments to paper, characterized in that that a thin, watery paste of filler is atomized through spray nozzles and applied to the moving belt (20) of a paper machine is sprayed on, the spray nozzles (12) so are arranged so that the sprays overlap.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous slurry from spray nozzles (12) placed at least 15 cm above the moving belt and on points at least 90 cm upstream of the first suction box of the paper machine, sprayed on will.

3. The method according to claim 2, characterized in that it is sprayed on so that the Spray pattern has a hollow, conical shape.

4. The method according to claim 1, characterized in that the pressure when spraying in the nozzles (12) at least 0.2 atm and the speed of the moving belt (20) at least 300 m / min.

5. The method according to claim 1, characterized in that an inorganic, silicon-containing pigment is used as the filler, which contains at least 50% SiO ₂ and whose average particle size is less than 0.6 μ. is.

1 sheet of drawings