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Füll-, Überzugs- und Zusatzmasse für Papier, Textilien und andere
Werkstoffe Die Erfindung schafft eine neue verbesserte Masse, die sich als Füll-,
Überzugs- und als Zusatzmittel für Papier, Textilien und andere Werkstoffe eignet.
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Die Füll-, Überzugs- und Zusatzmasse gemäß der Erfindung besteht -
aus einer trockenen innigen Mischung von fein verteiltem Calciumcarbonat, Alaun
und Kalk, deren Calciumcarbonatbestandteil überwiegt und deren Bestandteil -an Alaun
ungenügend ist, um mit dem gesamten Calciumcarbonat zu reagieren, während das Verhältnis
von Alaun zu Kalk von i : i bis 5 : i wechselt, derart, daß sich beim Gebrauch der
Mischung unter Benutzung von Wasser die Umsetzung des Alauns und Kalks in Gegenwart
des Calciumcarbonats unter Bildung eines gelatinösen Niederschlages vollzieht, der
die Calciumcarbonatteilchen umhüllt.
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Calciumcarbonat wird in großem Umfange als Füllmittel -beispielsweise
zum Füllen und (überziehen von Papier benutzt, aber es bleibt nicht gut in Suspension,
scheidet sich leicht ab und liefert ein hartes Papier, was in vielen Fällen unerwünscht
ist. Es ist auch bekannt, daß Kalk und Alaun in gewissen Verhältnissen miteinander
reagieren, um ein Reaktionsprodukt zu liefern, das für gewisse Zwecke, wie z. B.
zum Überziehen von Papier, benutzt werden kann. Auch ist bis zu einem gewissen Umfang
Calciumcarbonat in Mischung mit derartig zuvor bereiteten Reaktionsprodukten von
Alaun und Kalk beim -Überziehen von Papier benutzt worden. Es ist ferner bekannt,
zur Herstellung von Füll- oder Überzugsmasse für Papier nassen Kalkschlamm, der
hauptsächlich Calciumcarbonat und daneben Calciumhydroxyd und Alkalihydroxyd enthält,
mit Aluminiumsulfat zu behandeln.
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Weiterhin ist es bekannt, zum Verbessern von Tonerdesilikaten Ton
in Wasser zu einem Schlamm zu suspendieren, worauf mindestens zwei lösliche Stoffe
zugesetzt werden, die zusammen schwer lösliche Salze bilden. Diese schwer löslichen
Salze, wie Calciumsulfat, schlagen sich auf den Tonteilchen nieder und machen sie
in Wasser leichter dispergierbar.
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Alle solche Massen haben aber eine andere Zusammensetzung als die
Masse gemäß der Erfindung und sind pastenförmig sowie stark wasserhaltig.
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Demgegenüber hat die trockene Mischung gemäß der Erfindung unter anderem
die Vorteile, daß man nicht nur eine leicht dispergierbare Masse erhält, sondern
diese kann auch in trockenem Zustand verfrachtet werden, so daß der Transport billiger
wird. Weiterhin kann die Masse gemäß der Erfindung unmittelbar mit Wasser vermischt
werden, wodurch eine sofort gebrauchsfertige Paste entsteht; es ist nicht notwendig,
getrennte Lösungen von Kalk und Alaun herzustellen und diese dann miteinander zu
vermischen.
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Das Mischen der trockenen Bestandteile und das Zusetzen der trockenen
Mischung zu
Wasser macht die getrennte vorherige Reaktion von Kalk
und-Alaun unnötig und ergibt ein Reaktionsprodukt, in welchem das 'Calciumcärbonat
in -einer - Weise suspendiert:; und vori dem Reaktionsprodukt umgeben@.@st't. die
nicht erhalten werden kann, wenn QA@r Reaktionsprodukt zuerst hergestellt und ge='
trocknet und darauf mit dem Calciumcarbonat vermischt wird.
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Die bei der Herstellung der neuen- Masse benutzten Mengenverhältnisse
von Calciumcarbonat, Kalk und Alaun können verändert werden, doch überwiegt das
Calciumcaxbonat, das für gewisse Zwecke, wie z. B. zur Benutzung beim Füllen von
Papier, etwa 75- bis go Gewichtsprozent der trockenen Mischungausmachen kann. Das
Verhältnis von Alaun zu Kalk kann dagegen von i : i bis 5 : i wechseln.
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Die Mengenverhältnisse von 'Alaun und Kalk können hiernach über einen.
viel weiteren Bereich bei der neuen trockenen Masse gemäß der Erfindung verändert
werden, als dies bei Mischungen von Kalk und Alaun möglich ist, wenn diese beiden
Stoffe in Abwesenheit von Calciumcarbonat zur Einwirkung aufeinander gebracht werden
und wobei die Mengenverhältnisse von Alaun und Kalk annähernd gleich sind: Als Calciumcärbonat
wird gefälltes Calciumcarbonat benutzt, so wie es durch Behandlung von Kalkmilch
mit Kohlensäure oder als Nebenprodukt bei der Umsetzung von Natriumcarbonatlösungen
mit Kalkmilch zwecks. Herstellung von Ätznatron abfällt. Für die meisten Zwecke
soll das Calciumcarbonat frei von körnigen `oder splittrigen Beimischungen sein,
welche leicht aus der Kalkmilch vor der Kohlensäurebehandlung oder vor ihrer Benutzung
zur Herstellung von Ätzalkalabgeschieden werden können. Das gefällte Calciumcarbonat"wirdgetrocknet
und fein zerkleinert.
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Der in der neuen Masse benutzte Kalk ist gelöschter Kalk, der ebenfalls
frei von schädlichen Beimischungen splittriger oder körniger Art oder sonstiger
Fremdkörper ist und in einem geeigneten trockenen und fein verteilten Zustand benutzt
wird, so daß er mit dem Calciumcarbonat und Alaun zu einer gleichmäßigen Masse vermischt
werden kann. Der Alaun wird in Form von gewöhnlichem Handelsalaun in fein verteiltem
Zustand verwendet. - .
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Beim Füllen von Papier ist es üblich; Ton dem Stoff im Holländer zuzusetzen,
so daß er dem Papier einverleibt wird, wenn der Papierstoff nach dem Mahlen und
darauffolgender Verdünnung zu einer Papierbahn auf der Papiermaschine geformt wird;
dabei treten aber häufig wesentliche Verluste sowohl an Ton als auch an anderen
Bestandteilen einschließlich der Stoffasern in den :-Abwässern ein. Die neue trockene
,Masse --bildet, wenn sie dem Stoff im Holländer un-::migelbar oder erst nach Mischung
mit .Wässer zugesetzt wird, einen wertvollen Ersatz für Ton als Füllmittel. Sie
scheint ferner eine koagulierende Wirkung zu haben, so daß Verluste in den Abwässern
auf ein Mindestmaß zurückgeführt werden. Für Zwecke- des Füllens von Papier bildet,
wie erwähnt, das Calciumcarbonat etwa rund 75 bis 9o Gewichtsprozent und der Kalk
und Alaun zusammen etwa 25 bis io °/o der trockenen Mischung, während das
Verhältnis von Alaun zu Kalk, wie oben erläutert, von i : i bis 5 : i wechseln kann.
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Die aus der Reaktion von Alaun und Kalk in Gegenwart von Wasser entstehenden
Reaktionsprodukte, in denen das Calciumcarbonat suspendiert ist, sind mehr oder
weniger kolloidalen Charakters, gelatinös und voluminös, aber die Gegenwart des
Calciumcarbonats begünstigt anscheinend ein Zu= sammenballen der Reaktionsprodukte.
Wenn beispielsweise die calciumcarbonathaltige trockene Reaktionsmischung veranlaßt
wird, in Wasser zu reagieren, und das Reaktionsprodukt absetzen gelassen wird, so
ist zwar das Volumen dieses größer als dasjenige des Calciumcarbonats allein, aber
beträchtlich geringer als das Volumen des Reaktionsproduktes zwischen Alaun und
Kalk allein, nachdem es absetzen gelassen wird. Wenn das Reaktionsprodukt im Papierstoff
durch Zumischen der trockenen Masse zum Stoff im Holländer gebildet wird oder wenn
die Reaktion in Gegenwart einer begrenzten Menge Wasser vor sich geht und die entstehende
Suspension der Reaktionsmischung zu dem Papierstoff hinzugesetzt wird, so werden
die einzelnen Calciumcarbonatteilchen, -die in den Reaktionsprodukten des Kalks
und Alauns suspendiert sind, sich leicht den Fasern einverleiben, wenn der Papierstoff
nach dem Mahlen mit Wasser verdünnt und auf der Papiermaschine zu -Papier geformt
wird.
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Zum überziehen von -Papier können dieselben Verhältnisse der Bestandteile
der -trockenen Mischung benutzt werden wie zum Füllen von Papier. Wo ein hellfarbigeres
Erzeugnis gewünscht wird, kann weniger Calciumcarbonat benutzt und ein erhöhtes
Verhältnis von Alaun und Kalk angewendet werden. Dusch Abänderung der Verhältnisse
zwischen Kalle und Alaun kann ferner der auf dem fertig überzogenen Papier gewünschte
Glanz verändert werden. Beispielsweise wird bei Benutzung von gleichen Teilen Kalk
und Alaun eine hochglänzende Bahn,
bei der Benutzung von 3 Teilen
Alaun auf i Teil Kalk eine Bahn mit niedrigerem Glanz erhalten. Wenn die neue Masse
zum Überziehen von Papier benutzt wird, wird die trockene Mischung mit Wasser vermischt
und die entstehende Suspension einer Lösung oder Suspension von anderen Bestandteilen,
wie etwa einer Lösung von Casein oder Leim in Alkali, zugesetzt. Im allgemeinen
können die aus der trockenen Mischung bei der Reaktion mit Wasser erhaltenen Reaktionsprodukte
in denselben Mengenverhältnissen wie Ton beim Überziehen von Papier benutzt werden.
Selbst wo hohe Prozentsätze an Füllmittel bei im Stoff gefülltem Papier erwünscht
sind, gestattet es die neue Masse, hohe Prozentsätze zu erreichen, ohne daß ein
übermäßiger Verlust im Abwasser eintritt. Wenn man bedenkt, daß für je iooo kg Papierstoff
(Trockengewicht) in einem Holländer rund 24. ooo kg Wasser benutzt werden, und weiter
bedenkt, daß dieser Stoff später nach dem Mahlen. mit rund 8 bis io Teilen Wasser
auf je i Teil Stoff verdünnt wird, so ist es ersichtlich, daß ein großes Wasservolumen
von den Papierfasern während der Papierbereitung entfernt werden muß und daß der
Verlust selbst kleiner Prozentsätze von Füllmitteln in den Abwässern einen «richtigen
Verlust, bezogen auf das Ganze, darstellt. Das Reaktionsprodukt, das bei der Benutzung
der trockenen Mischung gemäß der Erfindung entsteht, ist, weil es kolloidalen oder
gelatinösen Charakters ist und weil das Calciumcarbonat in diesem kolloidalen oder
gelatinösen Reaktionsprodukt verteilt ist, von solcher Art, daß nicht allein Verluste
des Füllmittels selbst auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, sondern daß auch
die Verluste an Papierfaser selbst sehr stark verringert werden.
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Die neue trockene Masse leann nach der Reaktion in Wasser auch benutzt
werden, um andere Werkstoffe als Papier zu überziehen oder mit Füllmittel zu versehen,
z. B. zum Füllen von Textilien.