DE2060930C3 - Verfahren zur Herstellung von Satinweiß-Füllstoffen - Google Patents
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Description
Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine
aliphatische Fettsäure mit 12 bis 20 Kohlenstoff-
»5 atomen im Molekül zur Neutralisation verwendet.
Dies bringt den Vorteil mit sich, daß das erhaltene
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Calciumsalz (z. B. das Calciumsalz der Stearinsäure),
lung von Satinweiß-Füllstoffen durch Umsetzung welches in situ gebildet wird und molekular verteilt
von gelöschtem Kalk mit Aluminiumsulfat und Be- ist, die Fließfähigkeit des Pigments und die Plattierhandlung
des erhaltenen Produkts mit einer Säure. 30 barkeit des Glanzpapiers erheblich verbessert. Zur
Satinweiß ist ein wertvoller Füllstoff, der zur Her- gleichen Zeit ergibt die niedriger eingestellte Alkastellun»
von Papierstrichen für qualitativ hochwer- linität einen höheren Feststoffgehalt sowie eine
tige Glanzpapiere eingesetzt wird. Dieser Füllstoff höhere Lagerungsstabilität des Produktes,
kann auch zur Herstellung von Farben auf Wasser- Satinweiß, das nach dem Verfahren der Erfindung
kann auch zur Herstellung von Farben auf Wasser- Satinweiß, das nach dem Verfahren der Erfindung
basis oder nach dem Trocknen zur Herstellung von 35 neutralisiert ist, zeigt somit konstante Qualitäts-Farben
auf der Basis organischer Träger verwendet eigenschaften, die keine Schwankungen besitzen, und
werden. ermöglicht die Herstellung von Papierstrichen mit
Derzeit sind verschiedene Arten von Satinweiß er- einem hohen Feststoffgehalt und mit geeigneteren
hältlich, die verschiedene Gehalte an freiem Calcium- Viskositäten, welche auf den derzeit im Gebrauch
hydrat besitzen. 40 befindlichen Hochgeschwindigkeits-Papierstrich-Ma-
Diese verschiedenen Arten der bekannten Satin- schinen verwendet werden können. Das erfindungsweiß-Füllstoffe
besitzen jedoch, wenn sie bei der Her- gemäß neutralisierte Satinweiß ermöglicht die Herstellung
von Glanzpapieren eingesetzt werden, fol- stellung von Papierstrichen mit hoher Deckkraft und
gende Nachteile: somit die Fabrikation von glasierten Papieren bzw.
45 Glanzpapieren mit ausgezeichnetem opakem Ver-
1. Sie sind mit den anderen Pigmenten, die bei der halten, wobei ein konstanter pH-Wert des Papier-Herstellung
des Papierstriches verwendet wer- Striches ermöglicht wird. Die Verwendung von den, nur schwierig mischbar; erfindungsgemäß neutralisiertem Satinweiß gestattet
2. zur Herstellung des Papierstriches sind sehr weiterhin eine hohe Plattierbarkeit des Glanzpapiers
große Mengen von natürlichen oder syntheti- 5° beim Kalandrieren sowie eine hohe Absorptionskraft
sehen Bindemitteln erforderlich, wodurch die des Glanzpapiers gegenüber den beim Bedrucken
Kosten für das Endprodukt erhöht werden; verwendeten Tinten. Schließlich wird hierdurch eine
a„* rua i„„;o„u irr ο u η j η ■ hohe Lagerungsstabilität des Produkts gewährleistet.
JluP g- t e ■ FIießverha!te" ^s Papier- D, Verwendu B des erfindungsgemäß hergestellten
striche» variiert m e.ner nicht einsparen 55 Produk ermö ficht es ferner g im Vergleich zu den
Weise, was auf die besondere Natur des Pro- ·_■ . _,.. u r>
j 1« ui u · .·· 1· u
' bisher verfügbaren Produkten sowohl bei naturlichen
. .... . . men. Schließlich ist Satinweiß, das erfindungsgemäß
4. das Glanzpapier erhalt im allgemeinen einen 6o neutralisiert worden ist, mechanisch stabil, und zwar
hohen pH-Wert, der es nicht immer ermöglicht, selbst dann>
wenn es den erheblichen Scherkräften
das fertige Produkt bei Druckvorgangen einzu- der modemen Hochgeschwindigkeits-Papierstrich-
setzen<
Maschinen ausgesetz wird.
Satinweiß wird nach dem Verfahren der Erfindung
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile der 65 auf einfache Weise in zwei Stufen gewonnen, wobei
verschiedenen Typen von Satinweiß, die derzeit im die erste Stufe in der Herstellung eines üblichen
Handel sind, behoben werden können, wenn die hohe Satinweiß-Füllstoffes besteht. In der zweiten Stufe
freie Alkalinität neutralisiert wird. wird das Calciumhydrat mit einer organischen,
3 4
aliphatischen SSure mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen 3 Ca(OH). + Al8(SO4). -* 3 CaSO4 + 2 AI(OH),
im Molekül neutralisiert " 'bzw!-^Al8O,-3 CaSO, ·3 Η,Ο
Im einzelnen finden bei dem Verfahren der Erfindung folgende Maßnahmen Anwendung; hydrati- Wenn man nun mit überschüssigem hydraösiertem
sierter, gebrannter Kalk wird in einer wäßrigen 5 Kalk arbeitet, dann wird oie Suspension alc>
Lösung, die anorganische Dispergierungsmittel, z. B. und es wird Calciurastearat bzw. Cacswat
Natriumtripolyphospnat, enthält, mit Aluminium- niedergeschlagen. Demgegenüber enthalt das nach
sulfat unter heftigem Rühren bei Raumtemperatur dem herkömmlichen Verfahren hergestellte Satinweiß
umgesetzt Nach Beendigung der Reaktion wird ein stets freies Calciumhydroxid,
organisches Dispergierungsmittel, z. B. ein Poly- to Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man acrylat, zugesetzt, um ein Fließen zu bewirken. daher an ώ'ε erste Neutralisation, die ndt der afijAa-Sodann wird immer noch unter Rühren die orga- tischen Säure mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen im msche, aliphatische Säure in einer wäßrigen Emul- Molekül vorgenommen wird und die gegebenenfalls sion zugesetz, um das freie Calciumhydrat bis zu dem nur teilweise abläuft eine weitere Neutralisation in gewünschten pH-Wert zu neutralisieren, wobei im 15 einer zweiten Stufe mit Hilfe von Ammoahnnsiilfat Produkt selbst das entsprechende Calciumsalz ge- anschließen.
organisches Dispergierungsmittel, z. B. ein Poly- to Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man acrylat, zugesetzt, um ein Fließen zu bewirken. daher an ώ'ε erste Neutralisation, die ndt der afijAa-Sodann wird immer noch unter Rühren die orga- tischen Säure mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen im msche, aliphatische Säure in einer wäßrigen Emul- Molekül vorgenommen wird und die gegebenenfalls sion zugesetz, um das freie Calciumhydrat bis zu dem nur teilweise abläuft eine weitere Neutralisation in gewünschten pH-Wert zu neutralisieren, wobei im 15 einer zweiten Stufe mit Hilfe von Ammoahnnsiilfat Produkt selbst das entsprechende Calciumsalz ge- anschließen.
bildet wird. Schließlich kann, um den noch vor- Als aliphatische Säuren sind diejenigen ndt 12 bis
liegenden Oberschuß an Calciumhydroxid zu neutra- 20 Kohlenstoffatomen im Molekül geeignet Fett-
lisieren, Ammoniumsulfat in wäßriger Lösung züge- säuren werden am meisten bevorzpgt Unter diesen
»etzt werden, wodurch Calciumsulfat und Ammo- so ergeben Stearinsäure und ihre näheren Homologen
niumhydro-iid gebildet wird. Die Verwendung von die besten Ergebnisse.
Ammoniumsulfat zur weiteren Neutralisierung der
Ammoniumsulfat zur weiteren Neutralisierung der
verbleibenden Alkalinität ist jedoch nicht zwingend Beispiel
vorgeschrieben und wird lediglich empfohlen, um die
vorgeschrieben und wird lediglich empfohlen, um die
Kosten der Reaktionsteilnehmer zu verringern. as Eine Suspension (A) wurde unter Verwendung von
Das erhaltene Endprodukt enthält ein gewöhn- 300 g CaO in 1500 cm3 H2O hergestellt Die Suspen-
liches Satinweiß, d. h. ein Calciumsulfoaluminat das sion wurde filtriert und hierauf mit 60 g Natrium-
der Formel tripolyphosphat versetzt.
3 CaO · Al O -3 CaSO · ν H O *n e'nem gesonderten Behälter wurde eine
23 4 - 30 Lösung (B) von 535 g technischem Aluminiumsulfat
entsprich^ im Gemisch mit dem Calciumsalz der (mit einem Gehalt von 17 bis 18·/· Al8O3) in
verwendeten organischen Säuren. Wenn die wahl- 1400 cm3 H2O hergestellt.
weise mögliche weitere Neutralisation vorgenommen Die Lösung (B) wurde sodann langsam zu der
ist, dann liegt noch Calciumsulfat und Ammonium- Suspension (A) gegeben, welche in einem Reaktor,
hydroxid vor. 35 der mit einer Kühleinrichtung versehen war, kontinu-
Die Verwendung einer organischen, aliphatischen ierlich gerührt wurde. Die Temperatur in dem
Säure mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen im Molekül Reaktor wurde im Bereich zwischen 30 und 45° C
für die Neutralisierung der freien Alkalinität in dem gehalten, um ein Endprodukt mit der besten Kristallrohen Satinweiß bringt den Hauptvorteil mit sich, struktur zu erhalten. Dh. erhaltene Suspension des
daß das durch die Neutralisation entstehende 40 Calciumsulfoaluminats hatte einen pH-Wert von 11
Calciumsalz in dem Endprodukt zurückbleibt und und eine ziemlich hohe Viskosität,
dieses für die Herstellung von Papierstrichen beson- Die Viskosität der Suspension wurde durch Zuders geeignet macht. gäbe von 20 g eines organischen Chelier-Dispeisions-
dieses für die Herstellung von Papierstrichen beson- Die Viskosität der Suspension wurde durch Zuders geeignet macht. gäbe von 20 g eines organischen Chelier-Dispeisions-
Die Verwendung ve η Ammoniumsulfat für eine mittels erniedrigt.
weitere Neutralisierung des Produkts ergibt sich aus 45 Die freie Alkalinität dieser Suspension wurde so-
folgenden Überlegungen: dann mit einer Emulsion von 50 g einer iiandels-
Um eine Verbindung mit der ungefähren Formel üblichen Stearinsäure mit einer Schmelztemperatur
3 CaO Al O -3 CaSO -31HO von 55 *"s 57° ^ 'n 10° *= Wasser neutralisiert Nach
23 4*2 der Neutralisierung hatte das Produkt einen pH-Wert
zu gewinnen, muß man in Anwesenheit von über- 50 von 9,9. Der Gehalt an Calciumstearat entsprach
schüssigem hydratisiertem Kalk arbeiten, weil eiue etwa 7% des Gewichts des Endprodukts,
stöchiometrische Umsetzung zwischen dem hydraü- Das erhaltene Endprodukt wurde sodann zur Hersierten Kalk und dem Aluminiumsulfat bei einem stellung eines Papierstriches für Papier verwendet Molverhältnis von CaO: Al2(SOJ3 = 3:1 nur eine welcher im Vergleich eines unter Verwendung des Umsetzung gemäß der folgenden Gleichung ergeben 55 handelsüblichen Satinweißes hergestellten Papierwürde: Striches erheblich bessere Eigenschaften aufwies.
stöchiometrische Umsetzung zwischen dem hydraü- Das erhaltene Endprodukt wurde sodann zur Hersierten Kalk und dem Aluminiumsulfat bei einem stellung eines Papierstriches für Papier verwendet Molverhältnis von CaO: Al2(SOJ3 = 3:1 nur eine welcher im Vergleich eines unter Verwendung des Umsetzung gemäß der folgenden Gleichung ergeben 55 handelsüblichen Satinweißes hergestellten Papierwürde: Striches erheblich bessere Eigenschaften aufwies.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Satinweiß- und Behandlung des erhaltenen Produkts mit einer
Füllstoffen durch Umsetzung von gelöschtem 5 Säure, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die
Kalk mit Aluminiumsulfat und Behandlung des freie Alkalinität im Reaktionsprodukt durch Zugabe
erhaltenen Produkts mit einer Säure, dadurch einer organischen aliphatischen Säure mit 12 bis
gekennzeichnet, daß man die freie Alkali- 20 Kohlenstoffatomen im Molekül oder durch Zunität
im Reaktionsprodukt durch Zugabe einer gäbe einer derartigen Säure in einer ersten Reaktionsorganischen
aliphatischen Säure mit 12 bis 20 io stufe und anschließende Zugabe von Ammomumsul-Kohlenstoffatomen
im Molekül oder durch Zu- fat in einer weiteren Reaktionsstufe neutralisiert und
gäbe einer derartigen Slure rä einer ersten Re- das oder die entstandenen Caldumsalze im Endproaktionsstufe
und anschließende Zugabe von Am- dukt beläßt In bevorzugter Weise wird als orgamoniumsulfat
in einer weiteren Reaktionsstufe niscbe aliphatische Säure Stearinsäure eingesetzt,
neutralisiert und das oder die entstandenen Cai- 15 Aus der deutschen Auslegeschrift 1154214 ist ctumsalze im Endprodukt beläßt zwar schon ein Verfahren bekannt, bei welchem eine
neutralisiert und das oder die entstandenen Cai- 15 Aus der deutschen Auslegeschrift 1154214 ist ctumsalze im Endprodukt beläßt zwar schon ein Verfahren bekannt, bei welchem eine
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Neutralisierung des alkalisch reagjeonden Satinkennzeichnet,
daß man als organische alipha- weißes mit Kohlensäure erfolgt,, doch sind die
tische Säure Stearinsäure einsetzt. Eigenschaften des erhaltenen Produktes, insbeson-
ao dere im Hinblick auf die Fließfähigkeit des Pigments und die Plattierbarkeit des Glanzpapiers, noch nicht
vollkommen zufriedenstellend.
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