FI71380B - Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma - Google Patents

Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma Download PDF

Info

Publication number
FI71380B
FI71380B FI841134A FI841134A FI71380B FI 71380 B FI71380 B FI 71380B FI 841134 A FI841134 A FI 841134A FI 841134 A FI841134 A FI 841134A FI 71380 B FI71380 B FI 71380B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
paper
pigment
aggregates
caf
sio
Prior art date
Application number
FI841134A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI841134A0 (fi
FI841134A (fi
FI71380C (fi
Inventor
Teppo Antti Kalevi Helttula
Olli Juhani Jokinen
Kari Juhani Lehtinen
Timo Valdemar Loefgren
Original Assignee
Kemira Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kemira Oy filed Critical Kemira Oy
Priority to FI841134A priority Critical patent/FI71380C/fi
Publication of FI841134A0 publication Critical patent/FI841134A0/fi
Priority to AT85301659T priority patent/ATE31322T1/de
Priority to DE8585301659T priority patent/DE3561159D1/de
Priority to EP85301659A priority patent/EP0156576B1/en
Priority to JP60055621A priority patent/JPS60209099A/ja
Publication of FI841134A publication Critical patent/FI841134A/fi
Publication of FI71380B publication Critical patent/FI71380B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI71380C publication Critical patent/FI71380C/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/124Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components
    • B41M5/1243Inert particulate additives, e.g. protective stilt materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0081Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/38Coatings with pigments characterised by the pigments
    • D21H19/40Coatings with pigments characterised by the pigments siliceous, e.g. clays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/01Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/51Particles with a specific particle size distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

! 71380 Täyteaine- tai päällystyspigmentti ja menetelmä sen sekä sitä sisältävän paperin valmistamiseksi Tämä keksintö kohdistuu paperin tai paperin päällysteen opasiteettia lisäävään täyteainepigmenttiin, jonka osaskoko on noin 0,1-1 ^um, edullisimmin 0,2-0,6 ^um. Lisäksi tämä keksintö kohdistuu menetelmään tällaisen täyteainepigmentin valmistamiseksi sekä menetelmään tällaista täyteainepigmenttiä sisältävän paperin valmistamiseksi lisäämällä massasuspensioon paperin opasiteettia parantavaa täyteainepigmenttiä, jonka osaskoko on noin 0,1-1 ^um, edullisesti 0,2-0,6 ^um, ja poistamalla massasuspensiosta vettä paperiarkin tai -radan muodostamiseksi.
Paperin täyteaineina käytetään varsinaisten paperin painoyksikköä kohti lasketun hinnan alentamiseen tarkoitettujen halpojen täyteaineiden lisäksi myös sellaisia, joilla saadaan paperille määrättyjä erikoisominaisuuksia. Tällainen ominaisuus on muun muassa paperin opasiteetti eli läpinäkymättömyys. Korkea opasiteettiarvo on oleellisen tärkeä mm. silloin, kun halutaan paperia ohentamalla säästää raaka-ainekustannuksissa silti tinkimättä sen läpinäkymättömyydestä .
Paperin opasiteettiominaisuudet määrää sen rakenne seuraavasti: paperin sisään tunkeutuva valo paitsi heijastuu ja taittuu myös siroaa. Paperin opasiteetti kytkeytyy tapahtuvien sirontailmiöiden määrään, jota puolestaan voidaan kasvattaa lisäämällä optisia rajapintoja eli käyttämällä sopivia täyteainepigmenttejä. Tietyllä valon aallonpituudella sironta on voimakkaimmillaan, kun hiukkasten säde on suunnilleen puolet tästä aallonpituudesta. Sironta-maksimi on sitä suurempi mitä suurempi hiukkasten taitekerroin on.
Paras tunnettu opasiteettia parantava täyteainepigmentti on TiO . sen käyttöä kuitenkin rajoittaa sen korkea hinta. Muita opasiteetin parantamiseksi käytettyjä täyteainepigmenttejä ovat 2 71 380 tietyt synteettiset silikaatit, kuten esimerkiksi natriumalumii-nisilikaatti. Myös niiden hinta on kuitenkin varsin korkea.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada entistä edullisempi paperin opasiteettia lisäävä täyteainepig-mentti, jonka osaskoko on noin 0,1-1 um, edullisesti 0,2-0,6 ^um, eli samaa suuruusluokkaa kuin valon aallonpituus ja jolla siten on hyvä valonsirontakerroin.
Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .
On tosin tunnettua, että synteettistä kalsiumfluoridia voidaan valmistaa esimerkiksi piifluorivetyhaposta antamalla sen reagoida kalsiumkarbonaatin kanssa seuraavan reaktioyhtälön mukaisesti:
H SiF + 3 CaCO -> 3 CaF + SiO + 3 CO + H O
2 6 3 2 2 2 2
Piifluorivetyhappona voidaan edullisesti käyttää lannoiteteolli-suudessa käytettävän fosforihapon väkevöinnin yhteydessä syntyvää piifluorivetyhappoa. Kalsiumkarbonaattina voidaan käyttää mitä tahansa sopivan puhdasta ja hiukkaskooltaan riittävän pientä kal-siumkarbonaattijauhetta. Kalsiumkarbonaatin sijasta tai sen ohella voidaan käyttää kalsiumhydroksidia, -oksidia tai vastaavia magnesiumyhdisteitä, esim. dolomiittijauhetta.
Kalsiumkarbonaattia käytetään edullisimmin 5-20 %:na vesilietteenä ja happoa 5-30 %:na vesiliuoksena. Tuote saadaan tällöin laimeahkona vesisuspensiona, jonka kuiva-aine yllä olevan reaktioyhtälön mukaisesti koostuu kiteisestä kalsiumfluoridista ja piihaposta, jonka olomuoto voi vaihdella reaktioseoksen olosuhteista riippuen. Piihapon määrä on stökiömetrisessä reaktiossa noin 20 % reaktio-tuotteen koko kuiva-ainemäärästä. Saatu seos on tyypillisesti hankalasti käsiteltävissä sellaisenaan, mm. se suotautuu huonosti.
Il 3 71380
Mainitunkaltaiselle kalsiumfluoridin ja piihapon seokselle ei yleensä ole esitetty mitään hyödyllistä käyttöä. Sen sijaan mainittujen yhdisteiden erottamiseksi toisistaan on esitetty useitakin menetelmiä. Nämä menetelmät perustuvat yleensä siihen, että seoksen olosuhteet säädetään sellaisiksi, että piihappo pysyy soolimuodossa, jolloin se voidaan erottaa kiinteässä muodossa olevasta kalsiumfluoridista esim. suodattamalla tai dekantoimalla. Esimerkiksi saksalaisissa hakemusjulkaisuissa DE-OS-2 407 238 ja DE-OS-2 533 128 on esitetty menetelmät, joilla voidaan valmistaa lähes SiO^vapaata synteettistä kalsiumfluoridia. Näin saatua kalsiumfluoridia on esitetty käytettäväksi raaka-aineena fluori-vedyn valmistuksessa ja metallurgisiin tarkoituksiin. Erotettua
SiO :a on esitetty käytettäväksi aktiivisen silikan, silikagee-2
Iin tai stabiloidun piihapposoolin valmistuksessa.
Yllättäen havaittiin, että edellä esitetyllä tavalla valmistettu magnesium- tai kalsiumfluoridin ja piihapon seos paperin täyteaineena käytettynä parantaa merkittävästi sen opasiteettia. Seosta voidaan käyttää sellaisenaan reaktiossa saatuna vesilietteenä tai suodatettuna sakkana, jolloin se voidan tarvittaessa pestä haluttuun SiO^-pitoisuuteen. Sitä voidaan käyttää myös kuivattuna jauheena, mikä kuitenkin on useimmissa tapauksissa epäkäytännöllistä jo pelkästään kuivauksen vaatimien kustannusten tähden.
Magnesium- ja kalsiumfluoridikiteiden koko määritettiin röntgen-diffraktiokäyrien puolipiikkileveyksistä. Havaittiin, että magnesium- ja kalsiumfluoridi kiteytyvät yllä esitetyssä reaktiossa erittäin pieninä kiteinä (tyypillisesti 10-20 nm olosuhteista riippuen). Reaktion tuloksena saadaan siten vesisuspensio, joka koostuu mikrokiteisestä magnesium- tai kalsiumfluoridista sekä helposti geeliytyvästä piihaposta. Tällainen tietyissä olosuhteissa jopa liimamainen seos on yleensä erittäin vaikeasti käsiteltävissä sellaisenaan, esimerkiksi sen suodattaminen on tyypillisesti varsin hankalaa.
4 71380
Seoksesta otetuista scanningelektronimikroskooppikuvista havaittiin, että magnesium- ja kalsiumfluoridi esiintyy siinä kokoja-kautumaltaan tasaisina aggregaatteina, joiden koko reaktio-olosuhteista riippuen on tyypillisesti 0,2-0,6 ^um. Aineen vaikutus paperissa opasiteettia parantavana voidaan tätä taustaa vasten ymmärtää, sillä onhan hiukkasten koko samaa suuruusluokkaa kuin valon aallonpituus (400-700 nm), jolloin sirontavaikutus on suurimmillaan. Aggregaatit muodostuvat geeliytyneen piihappopoly-meerin yhteen sitomista MgF^- tai CaF^-mikrokiteistä. Muodoltaan aggregaatit ovat tyyppillisesti pyöreähköjä.
Syntyvien aggregaattien kokoon vaikuttavat seoksen piihapon määrä ja sen geeliytymis- ja koaguloitumisolosuhteet. Säätämällä pH sopivasti (esim. pH = 2-3 tai >7) voidaan seoksesta helposti poistaa haluttu määrä piihappoa soolina esim. suodattamalla tai dekantoi-nalla. pH-arvossa 5-6 saadaan piihappo nopeasti geeliytymään ja haluttaessa piihappo voidaan koaguloida tai flokata seoksesta käyttämällä sopivia saostus- tai flokkauskemikaaleja. Ennen käyttöä paperin lisäaineena on syytä varmistaa aggregaattien hyvä dispergoituminen tehokkaalla sekoituksella, jota voidaan tehostaa sopivilla pinta-aktiivisilla aineilla. Reaktioseoksen sekoituksen tehokkuudella reaktiovaiheessa on myös vaikutuksensa syntyvien aggregaattien kokoon. Reaktioseoksen olosuhteet kuten lämpötila, reagenssien väkevyys sekä niiden lisäystapa ja -järjestys vaikuttavat syntyvien MgF^- ja CaF^-mikrokiteiden kokoon ja näin ollen myös edelleen syntyvien aggregaattien kokoon. Yleisesti ottaen aggregaattien syntymisen teoria ei ole tunnettu, vaan asiaa täytyy tarkastella kokemusperäisesti.
Reaktiossa saatu magnesium- ja/tai kalsiumfluoridin ja piihapon seos on tyypillisesti hankalasti käsiteltävissä, esim. sen suodattaminen saattaa olla vaikeaa. Lisäämällä reaktioseokseen sopivia • / . 3+ . 2- loneja (esim. AI ja SO^ -ioneja, kuten julkaisussa DE-OS-2 407 238 on esitetty) tai sopivaa pinta-aktiivista ainetta, esim. orgaanista aminoyhdistettä, saadaan seos helposti käsiteltäväksi s 71380 ja suodattuvaksi. Tällöin on kuitenkin tärkeää ottaa huomioon, että etenkin pinta-aktiivisia aineita käytettäessä saattaa käydä siten, että reaktioseoksessa syntyvien aggregaattien koko siirtyy epäedulliselle alueelle opasiteettivaikutuksen kannalta katsottuna .
Sisältämänsä SiO^:n ansiosta reaktioseos soveltuu myös itsejäl-jentävän paperin kopioivan pinnan valmistukseen. Kopiopaperisysteemi muodostuu yleensä kahdesta tai useammasta arkista, joista kunkin alapinta (alimmaista arkkia lukuunottamatta) on päällystetty mikrokapseleilla, jotka sisältävät sopivaa väritöntä väriainetta, kuten esim. kristalliviolettilaktonia tai bentsoleuko-metyleenisinistä ja yläpinta on (ylimmäistä arkkia lukuunottamatta) päällystetty sopivaa pigmenttiä kuten aktiivista kaoliinia tai bentoniittia sisältävällä kerroksella. Kirjoitettaessa kirjoitus-jäljen kohdalla arkin alapinnalla olevat mikrokapselit rikkoontuvat, niiden sisältämä väritön neste vapautuu, absorboituu alla olevan arkin yläpinnan pigmenttikerrokseen ja tapahtuvan pinta-reaktion seurauksena muuttuu värilliseksi muodokseen, jolloin siis kirjoitettu teksti näkyy kopiojälkenä vastaanottavassa arkissa. On tunnettua, että myös silikageeli toimii tällaisena värin muodostavana aineena.
Käytettäessä magnesium- ja/tai kalsiumfluoridin ja piihapon seosta kopiopigmenttitarkoituksiin on luonnollisesti edullista, että seoksen SiO^-määrä on mahdollisimman korkea. Piifluorivetyhapon ja kalsiumkarbonaatin stökiömetrisessä reaktiossa syntyy SiO^ra noin 25 % CaF :n määrästä. Koko tämä SiO -määrä voidaan tun-2 2 netuilla menetelmillä saostaa tuotepigmentin joukkoon.
Keksinnön mukaisella magnesium- ja/tai kalsiumfluoridin ja piihapon seoksella on tiettyjä etuja verrattuna yleisesti kopiopigment-tinä käytettyihin aktiivisiin kaoliiniin ja bentoniittiin. Se on näihin verrattuna erinomaisen valkoista, sen raaka-ainekustannuk-set ovat alhaiset ja se voidaan tarvittaessa käyttää suoraan val-mistusreaktiossa saatavana vesilietteenä ilman hankalaa ja kallista kuivausta.
6 71380
Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla ja viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää erilaisten täyteaineiden vaikutusta sanomalehtipaperimassasta valmistettujen laborato- rioarkkien (neliömetripaino 45 g/m ) valonsirontakertoimeen 2 (m /kg) tuhkapitoisuuden funktiona. Kuviosta nähdään, että keksinnön mukaisia geeliytyneellä piihappopolymeerillä yhteen sidottuja kalsiumfluoridipigmenttiaggregaatteja sisältävän sanomalehtipaperin valonsirontakerroin on huomattavasti parempi kuin tähän tarkoitukseen ennestään käytetyllä natriumalumiinisilikaatilla ("Zeolex") ja kaoliinilla, tosin ei yhtä hyvä kuin titaanidioksidilla, joka hinnaltaan on kuitenkin paljon kalliimpi.
Esimerkki 1 48 g:aan H SiF (20 % liuoksena) lisättiin 120 g CaCO (20 % 2 6 3 vesilietteenä) noin 10 min aikana jatkuvan sekoituksen alaisena o 60 C:n lämpötilassa. 10 min kuluttua lisäyksen loppumisesta seoksen pH oli 5,8 ja 1 h kuluttua 6,2, jolloin reaktion katsottiin menneen loppuun. Näin saatu seos suodatettiin Buhner-suppi-lossa vesi-imun alaisena ja pestiin runsaalla vesimäärällä. Saadun sakan kuiva-ainepitoisuus oli 25,9 %. Tätä märkää sakkaa käytettiin täyteaineena paperiarkkien valmistuksessa. Sakan SiO^-mää- räksi määritettiin 8,1 %, CaF -primäärikiteiden kooksi 14 nm ja 2 sekundäärihiukkasten kooksi 0,1-0,3 ^um.
Paperiarkit valmistettiin yksittäisinä arkkeina normaalilla labo-ratorioarkkivalmistuslaitteistolla ja -menetelmällä kokoon 165x165 mm. Massana käytettiin sanomalehtipaperimassaa. Pigmentti disper-goitiin sopivaan vesimäärään Ultra-Turrax-sekoitinta käyttäen, ennen massalietteeseen lisäämistä. Eri koepisteissä käytettiin pigmenttiä 10, 20 ja 30 % koko massan määrästä. Arkeista määritettiin tuhkapitoisuus ja mitattiin Elrepho-laitteella ISO-vaa-leus, opasiteetti sekä sironta- ja absorptiokertoimet. Keskimääräiset tuhkapitoisuudet olivat eri koepisteissä 2,3 %, 3,6 % ja 2 2 6,0 % sekä sirontakertoimet vastaavasti 54,1 m /kg, 55,9 m /kg 2 ja 59,8 m /kg.
Il 7 71380
Vertailu 1.
Käyttämällä pigmenttinä jauhemaista "Zeolex 323":a (valmistaja Zeofinn Oy) valmistettiin ja testattiin arkit kuten esimerkissä 1. Keskimääräiset tuhkapitoisuudet eri koepisteissä olivat^2,7 %, 4,8 % ^a 7,0 % sekä sirontakertoimet vastaavasti 52,8 m /kg, 54.3 m /kg ja 57,0 m /kg.
Vertailu 2.
Käyttämällä pigmenttinä vesilietteenä olevaa "Zeolex 111":a (40 % liete) valmistettiin ja testattiin arkit kuten esimerkissä 1. Keskimääräiset tuhkapitoisuudet eri koepisteissä olivat^3,3 %, 5,5 % ^a 8,4 % sekä sirontakertoimet vastaavasti 50,5 m /kg, 51.3 m /kg ja 52,7 m /kg.
Vertaamalla edellä esitettyjä sirontakertoimia tuhkamäärän funktiona havaitaan, että CaF -SiO -seospigmentillä on saatu sel- 2 2 västi paremmat arvot kuin kaupallisilla "Zeolex"-pigmenteillä. Esimerkki 2 40 g H SiF (5 % liuoksena) lisättiin 83,3 g:aan CaCO (10 % 2 6 3 vesiliete) noin 10 min aikana normaalilämpötilassa jatkuvan sekoituksen alaisena. 10 min kuluttua lisäyksen loppumisesta seoksen pH oli 4,6, jonka jälkeen pH nostettiin arvoon 8 NaOH-lisäyksellä. Saatu seos suodatettiin BUhner-suppilossa vesi-imun alaisena ja pestiin runsaalla vesimäärällä. Saadun sakan kuiva-ainepitoisuus oli 43,2 %. Sakan SiO -määräksi määritettiin 4,7 %, CaF -pri- 2 2 määrikiteiden kooksi 15 nm ja sekundäärihiukkasten kooksi keskimäärin 0,4 ^um. Viimeksi mainittujen kokojakautuma oli varsin tasainen. Tätä märkää sakkaa käytettiin täyteaineena paperiarkkien valmistuksessa.
8 71380
Paperiarkit valmistettiin esimerkissä 1 selostetulla tavalla. Pigmentin käyttömääriä 10, 20 ja 30 % koko massan määrästä vastaavat arkkien tuhkapitoisuudet olivat 2^9 %, 4,9 % ^a 6,8 % sekä valonsirontakertoimet vastaavasti 58,3 m /kg, 59,7 m /kg ja 2 , 63,0 m /kg.
Esimerkki 3 60 g:aan H SiF (20 % liuoksena) lisättiin 125 g CaCO (20 % 2 6 3 vesilietteenä) noin 10 min aikana jatkuvan sekoituksen alaisena.
10 min kuluttua lisäyksen loppumisesta seoksen pH oli 4,9 ja 1 h kuluttua 5,3. Suodatuksen jälkeen sakan kuiva-ainepitoisuus oli 25,4. Tämän jälkeen sakan pH nostettiin NaOHilla arvoon 7 ja siihen lisättiin 1 osa karboksimetyyliselluloosaa "Finnfix 10" (valmistaja Metsäliiton Teollisuus Oy) ja 10 osaa lateksia "Dow 675" (valmistaja Dow Chemicals), jolloin saatiin helposti paperin pintaan vedettävissä oleva pasta.
2
Raakapaperin (neliömetripaino 48 g/m ) pintaan vedettiin edellä valmistetusta pastasta kerros, jonka paksuudeksi määritettiin paperin kuivuttua punnitsemalla 5 g/m . Pintakerros oli erittäin valkoinen ja tasaisuudeltaan varsin hyvä. Kopiopaperisysteemi valmistettiin kiinnittämällä tämän itse valmistetun arkin päälle erilaisia kaupallisia kopiovärikapselipinnoitettuja arkkipaloja.
Kirjoitus jälki aikaansaatiin arkkeihin sähkökirjoituskoneella ja kopiojälki arvioitiin silmämääräisesti. Itsepinnoitetussa arkissa kopiojälki oli voimakas ja värisävyiltään kirkas. Kaupallisissa arkeissa jälki oli jonkin verran heikompi ja sävyt selvästi sameat. Ero kopiojäljen voimakkuudessa saattaa ainakin osittain selittyä sillä, että kaupallisessa tuotteessa kopiopigmenttikerrok-sen paksuus ilmeisesti oli ohuempi kuin itsepinnoitetussa arkissa. Värien laadussa sen sijaan ero oli selvä etenkin sinisen värin kohdalla; itsepinnoitetussa arkissa väri oli voimakkaan sininen, mutta kaupallisessa tuotteessa se saatiin violetinmustana. Selvä ero oli myös itse kopioivan pinnan värissä sellaisenaankin: CaF^-SiO^-seospigmenttipinta oli puhtaan valkoinen, mutta kaupallisten tuotteiden pinta jonkin verran kellertävänruskea.
9 71380
Alan ammattimiehelle on selvää, että esillä olevan keksinnön mukaisia pigmenttiaggregaatteja voidaan myös valmistaa sekoittamalla keskenään piidioksidia ja kalsiumfluoridia ja/tai magnesium-fluoridia vesilietteeksi, jolloin geeliytynyt piihappopolymeeri sitoo kalsiumfluoridi- ja/tai magnesiumfluoridiprimäärikiteet yhteen suuremmiksi pigmenttiaggregaateiksi, joiden osaskoko on noin 0,1-1 ^um, edullisesti noin 0,2-0,6 ^um. Näiden pigment-tiaggregaattien muodostamiseen tarvittava SiO^ ja CaF2 3a/tai MgF muodostetaan kuitenkin edullisesti in situ saattamalla H SiF ja Ca- ja/tai Mg-karbonaatti, -hydroksidi ja/tai 2 6 -oksidi reagoimaan keskenään vesiliuoksessa mainitun geeliytyneen piihappopolymeerin ja mainittujen kalsiumfluoridi- ja magnesium-fluoridimikrokiteiden muodostamiseksi, jotka sen jälkeen muodostavat mainittuja sekundäärihiukkasia eli pigmenttiaggregaatteja, joiden koko on samaa kokoluokkaa kuin valon aallonpituus.
Eräs tapa keksinnön mukaisen täyteainepigmentin valmistamiseksi on lisätä sopiva määrä H SiF :a täyteaineena tai päällystys- 2 6 pigmenttinä käytetyn CaCO^-lietteen joukkoon, jolloin saadaan
CaCO :n ja keksinnön mukaisen täyteainepigmentin seos, jota 3 seosta voidaan käyttää täyteainepigmenttinä.

Claims (8)

10 71380
1. Menetelmä paperin opasiteettia lisäävän täyteainepigmen-tin valmistamiseksi, jonka osaskoko on noin 0,1-1 um, edullisesti 0,2-0,6 ^um, tunnettu siitä, että sekoitetaan keskenään SiO :a ja CaF :a ja/tai MgF :a vesilietteeksi 2 2 2 geeliytyvän piihappopolymeerin yhteen sitomien CaF^- ja/tai MgF^-pigmenttiaggregaattien muodostamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitetaan keskenään korkeintaan noin 30 ja edullisesti noin 15—30 paino—osaa SiO :a ja vähintään 70, edullisesti 95-70 paino-osaa CaF :a ja/tai MgF :a. 2 2
3. Menetelmä paperin opasiteettia lisäävän täyteainepigmen-tin valmistamiseksi, jonka osaskoko on noin 0,1-1 um, edullisesti 0,2-0,6 um, tunnettu siitä, että sekoitetaan keskenään H Si^1 :a ja Ca- ja/tai Mg-karbonaattia, -hydroksidia 2 6 ja/tai -oksidia vesiliuoksessa geeliytyvän piihappopolymeerin ja CaF - ja/tai MgF -mikrokiteiden muodostamiseksi ja näiden 2 2 mikrokiteiden yhteensitomiseksi pigmenttiaggregaateiksi geeliytyvän piihappopolymeerin avulla.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitetaan keskenään vesiliuoksessa 1 mooliosa H SiF :a ja 2-4 mooliosaa Ca- ja/tai Mg-karbonaattia, -hydr-2 6 oksidia ja/tai -oksidia.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatua sakkaa pestään vedellä SiO^-pitoisuuden alentamiseksi.
6. Paperin kuten esim. sanomalehtipaperin tai itsejäijentä-vän paperin täyteainepigmentti tai päällystyspigmentti, jonka osaskoko on noin 0,1-1 ^um, edullisesti noin 0,2-0,6 ^um, tunnettu siitä, että se muodostuu geeliytyneen piihappopolymeerin yhteen sitomien CaF^- ja/tai MgF^-mikrokiteiden aggregaateista. 11 71380
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen päällystys- tai täyteaine-pigmentti, tunnettu siitä, että aggregaatit sisältävät korkeintaan noin 30, ja edullisesti 2-20 paino-% SiO^ra.
8. Menetelmä paperin valmistamiseksi lisäämällä massasuspen-sioon paperin opasiteettia parantavaa täyteainepigxnenttiä, jonka osaskoko on noin 0,1-1 ^um, edullisesti 0,2-0,6 ^um, ja poistamalla massasuspensiosta vettä paperiarkin tai -radan muodostamiseksi, tunnettu siitä, että massasuspensioon lisätään vesidispersiota, joka on saatu sekoittamalla vesiliuoksessa keskenään H^SiF^:a ja Ca- ja/tai Mg-karbonaattia, -hydroksidia ja/tai -oksidia. 12 71 380
FI841134A 1984-03-21 1984-03-21 Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma FI71380C (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI841134A FI71380C (fi) 1984-03-21 1984-03-21 Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma
AT85301659T ATE31322T1 (de) 1984-03-21 1985-03-11 Verfahren zur herstellung von papieren welche pigmente enthalten.
DE8585301659T DE3561159D1 (en) 1984-03-21 1985-03-11 Methods of producing paper containing pigments
EP85301659A EP0156576B1 (en) 1984-03-21 1985-03-11 Methods of producing paper containing pigments
JP60055621A JPS60209099A (ja) 1984-03-21 1985-03-19 フイラーピグメントまたはコーテイングピグメントおよびその製法ならびに該ピグメントを含有するペーパー

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI841134A FI71380C (fi) 1984-03-21 1984-03-21 Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma
FI841134 1984-03-21

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI841134A0 FI841134A0 (fi) 1984-03-21
FI841134A FI841134A (fi) 1985-09-22
FI71380B true FI71380B (fi) 1986-09-09
FI71380C FI71380C (fi) 1986-12-19

Family

ID=8518773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI841134A FI71380C (fi) 1984-03-21 1984-03-21 Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0156576B1 (fi)
JP (1) JPS60209099A (fi)
AT (1) ATE31322T1 (fi)
DE (1) DE3561159D1 (fi)
FI (1) FI71380C (fi)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01174697A (ja) * 1987-12-28 1989-07-11 Jujo Paper Co Ltd 新聞印刷用紙
GB8816633D0 (en) * 1988-07-13 1988-08-17 Wiggins Teape Group Ltd Pressure-sensitive copying paper
US20020079075A1 (en) 1998-09-04 2002-06-27 Imerys Minerals Limited Treatment of solid containing material derived from effluent
US7498377B2 (en) 2005-10-24 2009-03-03 Unimin Corporation Fluoride based composite material and method for making the same
CA2676855A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-14 Sappi Netherlands Services B.V. Method for the preparation of coating formulations and papers coated therewith

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR847308A (fr) * 1938-12-09 1939-10-06 Pigments anticorrosifs pour la protection de métaux, en particulier de métaux légers

Also Published As

Publication number Publication date
ATE31322T1 (de) 1987-12-15
FI841134A0 (fi) 1984-03-21
DE3561159D1 (en) 1988-01-21
JPS60209099A (ja) 1985-10-21
FI841134A (fi) 1985-09-22
FI71380C (fi) 1986-12-19
EP0156576A1 (en) 1985-10-02
EP0156576B1 (en) 1987-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004222029B2 (en) Novel inorganic pigment containing calcium carbonate, aqueous suspension containing same, and uses thereof
KR102403301B1 (ko) 인산칼슘을 함유하는 이산화티탄 복합 안료 및 이의 제조 방법
US4117191A (en) Composite silicate pigment
US5000791A (en) Process for the preparation of an acid-resistant coating on filler particles
EP1761597A1 (en) Composites of starch containing silicon, method for the production thereof, and use for making paper and board
IE922269A1 (en) Novel papermaking process and paper thus obtained
US4026721A (en) Composite silicate pigment
EP0296866B1 (en) Kaolinite aggregation using organo-silicon compounds
KR20020046995A (ko) 도핑된 침강 실리카
KR20130132744A (ko) 표면 처리된 탄산칼슘 물질의 제조 방법 및 수성 매질 내 유기 물질의 조절에서 이의 용도
US4072537A (en) Composite silicate pigment
FI71380B (fi) Fyllmedels- eller belaeggningspigment och foerfarande foer framstaellning daerav samt papper innehaollande detsamma
US4626290A (en) Inorganic filler and process for production thereof
US6136085A (en) Silica-coated alkaline earth metal carbonate pigment
US5401568A (en) Coated fillers having silicic acid for heat-sensitive recording materials
US4935062A (en) Kaolinite aggregation using organo-silicon compounds
US5232495A (en) Method of producing aggregated kaolinite pigment using organic silicon compounds
JPH021030B2 (fi)
JPS59133093A (ja) 感熱記録紙用填剤
US5584925A (en) Chemically aggregated kaolin clay pigment and process for making the same by phosphate bonding
JPS61119800A (ja) 白色度および不透明度の改良された紙およびその製造法
US4131710A (en) Recording material containing asbestos
CA1306085C (en) Kaolinite aggregation using organo-silicon compounds
FI83664B (fi) Anvaendning av ett blandpigment innehaollande titandioxid och kalciumfluorid som papperspigment.
CA2020207C (en) Bonded paper pigments

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: KEMIRA OY