-
Füll-, Überzugs- und Zusatzmasse für Papier, Textilien und andere
Werkstoffe Die Erfindung schafft eine neue Masse, die sich als Füll-, Überzugs-
und Zusatzmittel für Papier, Textilien und andere Werkstoffe eignet.
-
Die Füll-, Überzugs- und Zusatzmasse gemäß der Erfindung besteht aus
einer trockenen, innigen Mischung von fein verteiltem Titanoxyd, Alaun undKalk sowie
gegebenenfalls einem inerten mineralischen Stoff, wie Ton, der in der Masse überwiegen
kann, wobei das Verhältnis von Alaun zu Kalk von r : z bis q. : r wechselt, so daß
sich bei Gebrauch der Mischung unter Benutzung von Wasser die Umsetzung des Alauns
und des Kalks in Gegenwart des Titanoxyds bzw. Tons unter Bildung eines gelatinösen
Niederschlages vollzieht, der die Titanoxy d- bzw. Tonteilchen umhüllt.
-
Titanoxyd ist wegen seiner guten Eigenschaft, Opazität zu verleihen,
als Füll- und Überzugsstoff auch in Mischung mit Ton, Kaolin, Satinweiß, alkalisch
wirkenden Metalloxyden bzw. -hvdroxyden sowie Bindemitteln allgemein bekannt. Es
ist aber schwierig, Titanoxyd mit Wasser . zu vermischen, weil es wasserabstoßend
ist und die Neigung hat, sich zu agglomerieren. Wenn Titanoxyd in Wasser dispergiert
ist, hat es ferner die Neigung, sich abzusetzen, sofern eine größere Wassermenge
vorhanden ist. Dabei treten große Oxydverluste in dem Abflußwasser auf. Wenn es
jedoch mit Kalk und Alaun in oben gekennzeichnetem Verhältnis gemäß der Erfindung
gemischt wird, wird das Oxyd bei Gebrauch unter Benutzung von Wasser mit dem gelatinösen
Niederschlag des Kalk-Alaun-Reaktionsproduktes überzogen, und die sich daraus ergebende
Dispersion hält das Titanoxyd ganz besonders gut in Suspension, während sie gleichzeitig
einen Niederschlag auf den Papierfasern fördert. Daraus ergibt sich, daß der Verlust
von Titanoxyd in dem Abwasser sich ganz erheblich vermindert und die Wirksamkeit
des Titanoxydes ganz erheblich erhöht wird.
-
Es ist weiterhin bekannt, zum Verbessern von Tonerdesilicaten Ton
in Wasser zu einem Schlämm zu suspendieren, worauf mindestens zwei lösliche Stoffe
zugesetzt werden, die zusammenschwer lösliche Salze bilden. Diese schwer löslichen
Salze, wie Calciumsulfat, schlagen sich auf den Tonteilchen nieder und machen sie
in Wasser leichter dispergierbar.
-
Ferner ist es bekannt, zur Herstellung von Füll- oder Überzugsmasse
für Papier nassen Kalkschlamm, der hauptsächlich Calciumcarbonat und daneben Calciumhydroxyd
und Alkalihydroxyd enthält, mitAluminiumsulfat zu behandeln.
-
Alle solche Massen haben aber eine andere Zusammensetzung als die
Masse gemäß der Erfindung und sind pastenförmig sowie stark wasserhaltig.
-
Demgegenüber hat die trockene Mischung gemäß der Erfindung unter anderen
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 wer-;
| den, wodurch eine sofort gebrauchsfertige::. |
| Paste entsteht; es ist nicht notwendig, g |
| 'trennte Lösungen von Kalk und Alaun he |
zustellen und diese dann miteinander zu wer=' mischen.
-
Die Erfindung ist von besonderem Wertfür das Überziehen von Papieren
verschiedener Arten, bei denen es .;wichtig ist,-, dem; Papier Opazität zu verleihen.
-Die Erfindung schafft die Möglichkeit, dem Papier sowohl Opazität bzw. Undurchsichtigkeit
als` auch weiße Farbe oder verbesserte!- Färb@lpg 4u verleihen. Eine wichtige Anwendung
der Ezfindung besteht in der Behandlung von feinen Papieren, wie, z. B. -Seidenpapieren,
bei denen es wichtig 'ist; - dieser Undurchsichtigkeit zu verleihen, insbesondere
wenn das Seidenpapier zu wachsen oder zu -bedrucken ist. Die Masse kann ferner vorteilhaft
sowohl zum Überziehen von Pappen _verwendet-werden, um Karton oder Pappe von weißer
Farbe oder verbesserter Färbung . zu-,erhalten,- -als auch für die Behandlung von
Buchpapier und anderen Papieren, bei denen sowohl Weiße wie Undurchsichtigkeit.erwünscht
sind. .
-
]Das Reaktionsprodukt von Kalk- und. Alaun ergibt zwar bekanntlich
eine weiße Verbin-. Jung, durch die beim Füllen oder -Überziehen von Papier ein
weißgefärbtes. Erzeugnis entsteht. - Ist. das . Papier : aber. gewachst, dann dringt
das. C51 oder Wachs durch das Reaktionsprodukt hindurch -und- verringert die Undurchsichtigkeit.
oder.- Weiße- des Papiers. Die Zumischung von -Ton :zu de#n-Kalk und Alaun vor der
Reaktion ergibt zwar eine voll-. kommenere Masse zum Überziehen. und Füllen, von
Papier, aber.. auch diese Masse läßt zu wünschen übrig, @venp. einem zu wachsenden
oder zu bedruckenden. Papier Undurchsichtigkeit verliehen Zierden soll.
-
Demgegenüber -besitzt nun das erfihdungsgemäße Reaktionspro.dukt,.wenn
es mit einer geregelten Menge Wasser iai Berührung - gebracht wird,. wertvolle .
Eigenschaften beim Überziehen. und Füllen dgl., insbesondere.wenn, wie erwähnt,
einem.zu,wachsenden oder zu bedruckenden Papier. sowohl Undurchsichtigkgit als.
auch., Weiße _xerteiltwerden soll. .
-
Die Mengenverhältnisse-. von".°T.tanoxyd und inertem mineralischem
.S-o$. '- der.- neuen trockenen . Masse: können - verschieden.-.sein, während das
Verhältnis von Alaun.-zü..Kalk von i : i bis 4 : 1 wechsejA,kanni" Wenn Ton benutzt
wird, wird der. Tön -im., allgemeinen den überwiegenden Bestandteil bilden .und
50
oder" mehr Prozent der tröckeuezl Mischung betragen, während= der IWk,u
den,Alaun und das Titanoxyd zusammen von io bis 5o Gewichtsprozent des Tons oder
der gesamten Uockenen Mischung ausmachen. Das Titanil `yd kann in verschiedenen
Mengen an-' wendet werden, z. B. in Mengen, die gleich .`-r etwas größer sind als
die Menge an Kalk @"tiriidAlaun zusammen: es kann aber auch noch mehr Titanoxyd
vorhanden sein.
-
` Die folgenden Beispiele veranschaulichen verschiedene Mengenverhältnisse
der Bestandteile in der trockenen-Mischung.
| Ton .......... 72 0 900 900 500
500 |
| Titanoxyd..... 16o 6o 60 300 300 |
| Alaun ......... 80 30 20 100 150 |
| Kalk .......... 40 io 20 100 50 |
Auch die Menge des für die trockene Mischung verwendeten Wassers kann verschieden
sein, im allgemeinen soll aber eine beschränkte Menge Wasser verwendet werden. Man
nimmt z. B. 4.o bis 6o Teile Wasser auf 6o bis 4.o Teile Trockenmischung oder ho
bis i5o Teile Wasser auf ioo Teile Trockenmischung. Man kann das Wasser zu der Trockenmischung
oder die Trockenmischung zu dem Wasser zusetzen. Die entstehende Mischung soll in
einem geeigneten Mischbehälter gerührt oder sonstwie lebhaft bewegt .werden, um
die Reaktion zwischen dem Kall; und Alaun zu fördern und ein gleichmäßiges Produkt
zu erhalten. Die Reaktion nimmt einige Zeit in Anspruch, ist aber gewöhnlich in
einer Stunde oder weniger beendet. Die Reaktionsmischung hat alsdann eine plastische
bzw. pastenförmige Konsistenz.
-
. Die Masse kann dadurch etwas verbessert werden, daß man ihr eine
kleine Menge von Trinatriumphosphat oder einem gleichwertigen Stoff zusetzt. Dieser
Zusatz soll dazu # dienen, die Mischung frei fließend zu machen. Die Menge des benutzten
Trinatriumphos-, phats kann verschieden sein und z. B. von rund o, i °/o oder weniger
bis zu rund 2 °/o der anderen Bestandteile der trockenen Mischung betragen.
-
Der in der neuen Masse verwendete Kalk .ist Löschkalk, der von nachteiligen
Beimischungen körniger oder splittriger Stoffe 'oder sonstiger Fremdkörper befreit,
in geeigneter Weise getrocknet und in fein verteilten Zustand gebracht ist, so daß
er mit dem Ton, Alaun und Titanoxyd zu einem gleichförmigen Produkt gemischt werden
kann. Der benutzte Alaun ist gewöhnlicher Handelsalaun in fein verteiltem Zustand,
während der Ton in fein verteiltem kolloidalem Zustand verwendet wird.
-
@, Anstatt Ton als inerten mineralischen Stoff zu verwenden, kann
man andere mineralische Stoffe benutzen, wie z. B. Schlämmkreide, Gips, Talk, Kreide
usw. Ton wird jedoch als
besonders vorteilhaft angesehen, weil er
kolloidalen Charakter hat. Er scheint dafür förderlich zu sein, daß das Titanoxyd
in seinem suspendierten Zustand und in seiner gleichmäßigen Verteilung erhalten
bleibt, wenn die Masse für LTberzugszwecke benutzt wird.
-
Bei Benutzung der neuen trockenen Masse zuin Füllen von Papier wird
sie zunächst dein Wasser zugesetzt, oder man setzt Wasser zu der Masse, z. B. im
Verhältnis von etwa 4o Teilen Trockenmischung zu etwa 6o Gewichtsteilen Wasser oder
etwa 612 kg Wasser zu etwa 68o kg Trockenmischung. Die entstehende Mischung wird
eine Zeitlang gerührt oder sonstwie stark bewegt, z. B. i Stünde lang oder so lange,
bis die Reaktion praktisch beendet und eine glatte, gleichmäßige; plastische bzw.
pastenförmige Masse erhalten ist. Die entstehende Reaktionsmischung, die weiter
verdünnt oder ohne Verdünnung verwendet werden kann, wird in den Holländer gegeben
und bildet ein wertvolles Füllmittel. Die Masse scheint eine Koagulierungswirkung
zu haben, so daß Verluste in dem Abwasser auf ein Mindestmaß verringert werden.
Im besonderen sind bei Verwendung von Titanoxyd in einer solchen Mischung die Verluste
an Titanoxyd äußerst gering. Wenn Titanoxyd allein in den Holländer gegeben und
als 1#iillmittel oder dazu verwendet wird, das Papier undurchsichtig zu machen,
geht eine erhebliche Menge Titanoxv d verloren. Wenn aber das Titanoxyd in der Masse
gemäß der Erfindung angewendet wird, ergeben sich geringste Verluste an Titanoxyd,
und seine Wirkung ist besonders stark.
-
Bei.Benutzung der neuen Masse zum Überziehen von Papier wird die Reaktionsinischung,
die sich aus der Reaktion der trokkenen Mischung in Wasser ergibt, zu einer Lösung
oder Suspension anderer Stoffe zugesetzt, wie zu einer Lösung von Stärke, Casein
oder Leim in Alkali. Im allgemeinen kann (las Reaktionsprodukt, das aus der trokkenen
Mischung in Gegenwart von Wasser gebildet wird, zusammen mit Stärke, Casein usw.
ebenso benutzt «-erden, wie Ton zum Überziehen von Papier benutzt wird. Jedoch ergeben
sich zusätzliche Vorteile, weil die neue :Masse dem Papier vollkommenere Weiße und
Undurchsichtigkeit verleiht.
-
Das Reaktionsprodukt, das sich aus der Reaktion von Kalk und Alaun
in Gegenwart von Titanoxvd und in Abwesenheit von Ton oder sonstigem Mineralstoff:
ergibt, kann, wie erwähnt, auch für Überzugszwecke verwendet werden. Z. B. kann
es benutzt werden, um Papier zu überziehen, insbesondere wenn nur eine kleine Menge
des Ü)erzugsmittels zu verwenden ist. Eine solche Masse ist aber wegen des verhältnismäßig
großen Anteils an Titanoxyd teuer. Der Zusatz von Ton zu der trockenen Mischung
und die Erzeugung des Reaktionsproduktes in Gegenwart von Ton ergeben eine vollkommenere
Masse, denn ofinbar hilft der Ton mit, um das Titanoxyd in der Masse dispergiert
zu halten. Selbst wenn auch der Ton in überwiegender Menge zugegen ist bzw. in einer
Menge, die das Mehrfache der übrigen Bestandteile beträgt, wird eine Verbesserung
in bezug auf Weiße und Undurchsichtigkeit dennoch leicht erreicht.
-
Bei Verwendung der trockenen Mischung für Überzugszwecke wird das
Reaktionsprodukt gewöhnlich mit einer Lösung von Stärke oder Leim oder einem ähnlichen
Stoff gemischt. Man nimmt z. B. etwa 12 Gewichtsprozente der trockenen Mischung
an Leim oder etwa 25 Gewichtsprozente der trockenen Mischung an Stärke. Diese Verhältnisse
können aber geändert werden. Die Stärke oder der Leim usw. werden in gewöhnlichem
oder alkalischem Wasser gelöst. Z. B. verwendet man 8 Teile Wasser auf i Teil Leim
oder 5 bis 2o Teile Wasser auf i Teil Stärke.
-
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Anwendung der neuen Masse
als überzugsmittel.
-
ioo kg der trockenen Mischung von Kalk, Alaun, Ton und Titanoxyd gemäß
der Erfindung werden mit etwa i 5o kg Wasser gemischt. Die Reaktion läßt man unter
Rühren oder sonstiger Durchbewegung der Mischung vor sich gehen. Dann werden etwa
8,6 kg Stärke mit Wasser im Verhältnis von etwa 0,45 kg Stärke auf etwa 4,5 1 Wasser
gekocht und die erhaltene Stärkelösung in einem Mischer mit dem Reaktionsprodukt
der trokkenen Mischung gemischt. Die erhaltene innige Mischung wird erforderlichenfalls
auf etwa 386 1 weiterverdünnt und ist dann fertig, um als Überzugsmittel
aufgebracht zu werden. Z. B. bringt man die Masse an Stelle einer Stärkeschlichte
mittels eines Bades auf oder bestäubt damit beide Seiten des Papiers, welches dann
zu den Trocknern oder zti den Trocknern und Kalandern geht. Dieses Ausführungsbeispiel
eignet sich zum tqherziehen von Seidenpapieren, die nachträglich zu wachsen sind.
-
Nach einem weiteren Beispiel werden etwa 54 kg trockene Mischung und
etwa 12,6 kg Stärke wie im ersten Beispiel behandelt, so daß sich eine Masse von
etwa 2041 bildet. Diese Masse wird auf Karton aufgebracht. um diesem eine hellere
Farbe und ein verbessertes endgültiges Aussehen zu geben, sie kann aber auch in
die Stoffbütte iri verhältnismäßig konzentrierter Form eingebracht werden.
-
Eine .kleine Menge von fein verteiltem trockenem Natriumsilicat, z.
B. i bis 2 Gewichtsprozent
der Trockenmischung, wird in
manchen Fällen mit Vorteil zugesetzt; uni die Neigung der Masse, in der Stoffbütte
sich abzuscheiden, zu beseitigen oder zu verringern.
-
Nach einem weiteren Beispiel werden 68o kg der erfindungsgemäßen trockenen
Mischung von Kalk, Alaun, Ton und Titanoxyd und etwa Eia kg Wasser "innig unter
lebhaftem Rühren gemischt, bis die Reaktion stattgefunden hat. Darauf werden etwa
68o kg weiteres Wasser zugesetzt, um eine .dünnere Mischung zu erhalten, die darauf
zu einer Stärkelösung zugesetzt wird. Diese wird durch Kochen von Stärke in etwa
8 Teilen Wasser auf je z Teil Stärke hergestellt. Man verwendet etwa 295
Gewichtsprozent der trockenen Mischung an Stärkelösung. Die erhaltene Masse eignet
sich gut zur Verwendung als Überzug auf Karton, wie er für Butterkartons oder andere
Schachteln oder Behälter, Schaustellungskarten, Kalender usw. dient. Das Verfahren
der Behandlung des Papiers nach dem Überziehen ist im allgemeinen das gleiche wie
bei anderen Überzugsverfahren. Das Papier wird also getrocknet, kalandert usw. Bei
der Herstellung von gewachstem Papier, wie von gewachstem Seidenpapier, läßt man
das Papier nach derii Überziehen durch ein Bad von geschmolzenem Wachs und dann
über gekühlte Walzen zwecks Erhärtung des Wachses laufen. Gemäß der Erfindung können
Papiere v erschiedenerArten überzogen werden, und zwar nicht nur Seidenpapier sondern
auch Einwickelpapier, Buchpapier, Kartonpapier, Katalogpapiere, Illustrationsdruckpapiere
usw. Der Überzug kann dünner oder stärker gehalten sein. Billigere Papiersorten
bzw. billige Papiere oder Pappen können auf diese Weise überzogen und geweißt werden.
Der Überzug kann als Dünnüberzug auf dem Kalander oder durch Bürsten oder Spritzen
der Masse auf das Papier oder die Pappe aufgebracht werden. Gelbliches Papier kann
so weißer oder weißes Papier glänzender und undurchsichtiger gemacht werden.