DE2158350A1 - Weißes Pigment zur Herstellung hochwertiger Papiere - Google Patents

Weißes Pigment zur Herstellung hochwertiger Papiere

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Description

DIPL-ING. HANS W. SCHÖNING PATENTANWALT 2000 HAMBURG.
Mönckebergstraße (am Rathausmarkt)
Telefon (0411) 33 80
S0A0 2Ί58350
30, rue Saint-Augustin
Paris 2eme - Frankreich Anwaltsakte: 2904
Weißes Pigment am? Herstellung hochwertiger
Papiere.
Die Erfindung betrifft ein weißes Pigment, insbesondere zur Herateilung hochwertiger Papiere.
Das gegenwärtig am häufigsten für den Aufstrich bei Papieren verwendete Pigment 1st Kaolin. Dieses Erzeugnis kommt am besten den Eigenschaften nahe, die man gegenwärtig von solchen Pigmenten fordert, nämlioh hoher Weißgrad, große Feinheit (etwa 80 £ 4#r Partikel sind kleiner als 2 Mikron), große Abdeckfähigkeit, und die Fähigkeit beim Kalandrieren einen hohen Glane au entwickeln·
Trotz allem sind die Ansprüche an den Druck von gestrichenen Papieren Immer weiter gesteigert worden. Insbesondere sucht man, die Druckgeschwindigkeit su steigern und glänzende Drucke, vor allem besonders
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KONTEN: DRESDNER BANK, KONTO 5807955 . POSTSCHECK HAMBURG 188523
reine Heliodrucke zu erhalten* Erwünscht sind ferner gestrichene Papiere, die aioh im Offsetverfabren bedrucken lassen, d.h. Papiere alt guter Waeserfestigkeit und erhöhter Absorptionsgesobwindigkeit fttr die Druckfarbe zur Vermeidung von Makulatur.
Heben Kaolin verwendet man häufig auch noch andere Pigmente, wie beispielsweise natürliche oder ausgefällte Kalziumkarbonate, welche die Kaschierstruktur auf dem Papier ändern und die Möglichkeit geben, die feinporigkeit des Papiere einzustellen·
Trotz ihres hohen Weißgrades und ihres erhöhten Ab— deekvermugens werden ausgefällt« Kaleiumkarbonate aber nur begrenzt verwendet wegen der erhöhten Viskosität der wässrigen Suspensionen.
Natürliche Kalziumkarbonat· werden trotz des vergleichsweise geringeren Preises gegenüber Kaolin und ausgefällten Kalziumkarbonaten nur in beschränktes Umfang verwendet wegen des ungenügenden Weißgrades und ihrer Unfähigkeit, beim Kalandrieren einen Ctlanz zu erzeugen.
Das erf indungsgemääe Pigment besteht aus einer innigen
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Mischung von natürliche* Kalelumkarbonat und Satinweiß, wobei mindestens 80 Ctewlohtsnrosent flar Partikel kleiner als Z Mikron β Ina1 bei eine« Mischung»· verhältnis von 5 bis 60 Gewlchteteilen SatinwelB auf 100 Gewiohtstelle XalElumkarhonat. Eine Mlaohung ▼on 15 bis 20 Gewichtsteilen SatlmralS auf 100 Gewichteteile natttrllchen Kalslumkarbonats 1st besondere vorteilhaft.
Mit einen solchen Pigment kann man hochwertige Drucke ■1t relativ geringen Kosten artaalten.
Vatttrllohe EalBluvikarbonate mit mittlerem VelBgrad besltsen gute rheologlsohe Slgensohaften« Satinweiß iat ein Pigment« mit dem man sehr weifle, stark gUneenfle, undurobslohtlge und glatte übarsüge ersielt, flae aber einen großen Bindemittelanteil erfordert. Die Kombination von natürlichem Kalelumkarbonat ' und Satlnweie ermöglicht, die erwähnten Vaohtelle geganseitig bu korrigieren.
Außerdem bestehen die mit diesem Pigment erzeugten ttbarsQge bsw. Aufstriche aus einer Vermlsohung von feinen 8atinvelK*a4eln (Bttringit-Krlstallen) und etwa aphlrieohen Kalslumkarbonatpartlkeln und haben
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eine hervorragende Oberflächemglätte, welche das heliographische Bedrucken erleichtert, und ferner auch eine bemerkenswerte Peinporigkeit. Die Struktur solcher Überzüge erweist sich bezüglich der Gleichmäßigkeit des Glanzes, des Weißgrsdes und der Abdeckfähigkeit noch vorteilhafter als die Lamellenstruktur des Kaolins. Daher führen die erfindungsgemäßen Pigmente zur Erzielung noch besserer Drucke.
Von den natürlichen EeIsiumkarbonaten verwendet man vorzugsweise solche mit weicher Struktur, und die mail generell mit dem Efaraen Kreide belsgt (beispielsweise sedimentäre Kreide aus der Champagne, dem Pariser Becken und anderen Gebieten. Mit der Kreide sind sehr leicht erhöhte Feinheiten zu erreichen und Mattierungseffekte beim Kalandrieren zu unterdrücken.
iürote allem kann man aber auch kristalline KeIziumkarbonate, insbesondere Urgon-Kalzide verwenden.
Die erfindungfjgemäßen Pigmente können in verschiedener Weise hergestellt werden.
Ein erstes Verfahren besteht darin, s;unäcbst einmal gemfiß der Annäherungsformel 6 OaO,AIgOj1 3SO,,,
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_ 5 —
Satint/eiß herzustellen und zv/ar entweder durch Reaktion des Kalks mit Aluminiumsulfat in wässriger Lösung, oder durch direkte Reaktion dea Kalziumkarbonats mit Aluminiumsulfat in wässriger Lösung, um dann die Gesamtheit von gewonnener Satinweiß-Suspension und natürlichem Kalziumkarbonat zu verzaahlen·
Ein anderes Verfahren besteht darin, unmittelbar die innige Mischung von natürlichem Kalziumkarbonat und Satinweiß herzustellen, ohne erst zuvor Satinweiß erzeugen zu müssen. Zu diesem Zweck vermahlt man das natürliche Kalziuakarbonat in Suspension mit einer Menge Aluminiumsulfat, die gerade ausreicht, um nur mit einem Seil des Kalziumkarbonats zu reagieren. Die Feinheit des gewonnenen Erzeugnisses ist eine Funktion der Reaktionβtemperatür.
Das Vermählen kann in einer Peinkugelmühle erfolgen und zwar gegebenenfalls in Gegenwart eines Dispergiermittels wie ffatriumpolyacrylat, Natriumpolyphoephat, Hatriumsilikat usw. Vorzugsweise verwendet man Hahlkügelchen aus Glas oder aus Siliquarzit. Oft verwendete Nahlelemente wie Ottawa-Sand sind zu vermeiden, da sie zu einer Trübung führen.
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Sie nachfolgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
Beispiel I
Als Ausgangsstoffe verwendet man Kreide aus der Champagne, die etwa 40 Gewichtsprozent Partikel mit einer Größe von weniger als 2 Mikron enthält, und eine Suspension von Satinweiß mit einem feststoff gehalt von 21 Gewichtsprozenten. Das Satinweiß kann suvor hergestellt werden durch Reaktion von Kalk auf Aluminiumsulfat in wässriger Lösung. Um ein Satinweiß mit großer Feinheit zu erhalten, iat eine auereichend •verdünnte Lösung au gebrauchen; man verwendet Ib allgemeinen Lösungen mit 25 Qewientsprosent Sulfat. XaIi fügt der Suspension dee Satinweif ei» Dispergiermittel suf um eine gute Dispersion and eine eobwacbe Tiekosit&t *u erhalten«
Da· Vermählen geschieht mit eine« Geortt "Perl KUl IK 1» der firms Drais-Werke, welche« aus tiliquareit bestehende Mahlkügelohen von 1mm enthalt. Die Küble beisteht im wesentlichen aus einem vertikalen ay lind riechen Behälter mit einem mittleren Bohrer, der in onhohen Sbenen Kronen enthält.
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INSPECTED
Man bringt in die Mühle eine Mischung von 260 Gramm Kreide, die etwa 40 Gewichtsprozent von Partikeln in einer Größe von weniger als 2 Mikron enthält, und 200 Gramm Satinweiß-Suspension mit einem Feststoffgehalt von 21 Gewichtsprozent, wie es zuvor erwähnt wurde. Man mahlt etwa 20 Minuten. Anschließend filtert man die Suspension. Das gewonnene Erzeugnis kann so wie es ist abtransportiert werden. Besser ist |
aber, man trocknet es zuvor bei einer !Temperatur unterhalb von 105° 0, d.h. bei einer Temperatur, bei der die Bttringit-Kristalle eine amorphe Gestalt annehmen.
Das gewonnene Erzeugnis wird in geringer Schichtstarke auf einen schwarzen Untergrund aufgetragen, um den Weißgrad mit einem anderen Erzeugnis zu vergleichen, das unter gleichen Bedingungen mit klassischem Aufstrich-Kaolin gewonnen wurde. '
Die Weißgrad-Messung mit einem Elrepho-Gerät, mit Blaufilter, der nur Licht mit einer Wellenlänge zwischen 4300 und 4600 £ durchläset, ergab für das erfindungsgemäße Pigment 50
für Kaolin 45.
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Das gewonnene Figment, das etwa 85 Gewichtsprozent Kalziumkarbonat und 15 Gewichtsprozent Satinweiß enthält, hat somit einen wesentlich besseren Weißgrad als das klassische Kaolin· Bs erweist sich als besonders interessant für die Herstellung von gestrichenen Papieren., weil es unter anderem eine bessere Druckfarbenabsorption aufweist und in der Suspension eine kleinere Viskosität als Kaolin in gleicher Konzentration hat.
Beispiel II
Es handelt sich hier um ein verbessertes Verfahren zum Gewinnen des im vorstehenden Beispiel verwendeten Satinweißes durch direkte Reaktion von Kalziumkarbonat mit Aluminiumsulfat in wässriger Lösung.
In die im Beispiel I beschriebene Kugelmühle bringt man 200 g einer Suspension von 20 Gewichtsprozent Champagner-Kreide mit einem Gehalt an Partikeln unter 2 Mikron von 40 Gewichtsprozent. Man fügt 270 Gramm Aluminiumsulfatlösung hinzu, welche 8,2 Gewichtsprozent Al2O, enthält. Die sich dabei ergebende Reaktion setzt Kohlendioxydgas frei, das man abzieht. Man stellt den pH-Wert auf 10 ein, indem man Kalkmilch
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hinzugibt, um dann etwa eine Stunde lang au mahlen. Sie Zugabe des Kalkes kann ebenfalls vor der Zugabe des Aluminiumsulfates erfolgen. Anschließend bringt man Hatriurafluorid ein um den Kalküberschuß auszufällen. Anschließend wird eine zusätzliche Vermahlung von etwa 20 Minuten durchgeführt· Nun fügt man ein Dispergiermittel in wässriger Lösung hinzu und erhält eine wässrige fließfähige Suspension, die 15 ^ bis 20 i> Satinweiß enthält.
Das gewonnene Erzeugnis besitzt bezüglich der Feinheit und der Deckkraft bessere Eigenschaften als das Satinweiß, das man durch Reaktion von Aluminiumsulfat mit Kalk erhält.
BeiBPiel III
Dieses Beispiel betrifft die unmittelbare Herstellung der innigen Mischung von KalBlmakarbonat und Satinweiß, ohne zuvor erst Satinweiß herstellen zu müssen.
In die im Beispiel I beschriebene Kugelmühle bringt man eine Mischung ein, die sioh wie folgt zusammensetzt s
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- ίο -
Champagner-Kreide mit etwa 40 Gewichtsprozent an Partikeln in einer Qrufie von weniger als 2 Mikron 100 Gramm
Aluminiumsulfatlösung mit 8,2 Gewichtsproaent Al2O, 28 Oramm
Wasser 300 Gramm
Man geht nun gemäß Beispiel H vor (Vermahlung von etwa 80 Minuten).
Das gewonnene Pigment enthält etwa 85 Gewicbteproeent Kalaiumkarbonat und 15 Geviohteproeent Setinweiß.
Das gewonnene Erzeugnis wird in geringer Sobicbtstörke auf einen schwarzen Untergrund aufgetragen, um seinen VeiSgradmit dem von Erzeugnissen bu vergleichen, die unter den gleichen Bedingungen gewonnen wurden und Bwar einmal mit den Pignent nach Beispiel I (ebenfalls mit 15 3* Satinweiß) und sub anderen alt einem KLaealohen Kaolin-Auf etrioh. Sie genau wie Ib Beispiel I
Velßgrade waren folgende! direkt gewonnenes Pigment 60 gemäß Beispiel X gewonnene» Pigment 50 Kaolin 45
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Man erholt aleo Im direkten Verfahren ein Pigaent Ton wesentlich größeren Weißgrad. Is Übrigen 1st die0eβ direkte Verfahren besonders einfach und führt durcb Verwendung τοη Kreide anstelle von Kalk eu einer erheblichen wirtschaftlichen Einsparung.
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Claims (8)

- 12 Patentansprüche
1. Weißes Pigment, insbesondere zur Herstellung von hochwertigen Papieren, dadurch gekennzeichnet, daS das Pigment aus einer innigen Mischung von natürlichem Kalziumkarbonat und Sstinweiß besteht, wobei mindestens 80 Gewichtsprozent der Partikel eine Größe von weniger eis 2 Mikron hat und 5 his 60 Gewichtsteile Satinweiß auf 100 Gewichtsteile Kalziumkarbonat kommen.
2. Pigment nsch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf 100 Gewichtsteile natürliches Kalziumkarbonat 15 his 20 Gewiohtsteile Satinweiß enthält.
3. Pigment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ealziumkarbonat in Form von Kreide verwendet wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Pigmenten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor eine Suspension von Sat im·?© iß erzeugt wird, die aan mit natürlichem Kalsiiaakerbonat vermählt.
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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Satinweiß-Suspension aus natürlichem KaI-siumkarbonat und Aluminiumsulfat in wässriger Lösung durch Vermählen oder nach einem sonstigen bekannten Verfahren gewonnen wird.
6. Verfahren zur Herstellung von !Pigmenten nach Anspruch 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar eine innige Mischung von natürlichem | Kalziumkarhonat und Satinweiß dadurch barsteilt, daß man das natürliche Kalziumkarhonat in wässriger Lösung mit einer AluEtiniumBulfatmenge vermahlt, die gerade auereichend ist, um nur mit einem !Teil des Kslziumkarbonats ssu reagieren·
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermählen in einer Kugelmühle» gegebenenfalls in Anwesenheit eines Dispergiermittels, erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennaelehnet, üe.ß die MahlMigelchen au3 OKLaa oder SiIiquarzit bestehen»
9« Kaschiertes Papier, dadurch geköiinselehnet, daß die Ksschierung ein Pigment, gemllß Anspruch I bio enthalt.
209828/0902 bad
DE19712158350 1970-12-18 1971-11-25 Verfahren zur Herstellung eines weißen Pigments für den Aufstrich von Papieren Expired DE2158350C3 (de)

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DE2158350B2 DE2158350B2 (de) 1976-01-29
DE2158350C3 DE2158350C3 (de) 1976-09-16

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2365554A1 (de) * 1973-11-12 1975-11-27 Lafarge Ciments Sa Verfahren zur herstellung von feinem seidenweiss
DE102007047095B4 (de) * 2006-10-02 2009-10-01 Dormineral Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung enthaltend Kaolin, deren Verwendung und Beschichtungszusammensetzung

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US3798047A (en) 1974-03-19
FR2118347A5 (de) 1972-07-28
GB1364105A (en) 1974-08-21
IT941816B (it) 1973-03-10
DE2158350B2 (de) 1976-01-29
BE775352A (fr) 1972-03-16
ES398073A1 (es) 1974-07-16
CA947912A (en) 1974-05-28

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