NO180598B - Aqueous paper coating composition, preparation thereof and preparation of paper - Google Patents
Aqueous paper coating composition, preparation thereof and preparation of paper Download PDFInfo
- Publication number
- NO180598B NO180598B NO922206A NO922206A NO180598B NO 180598 B NO180598 B NO 180598B NO 922206 A NO922206 A NO 922206A NO 922206 A NO922206 A NO 922206A NO 180598 B NO180598 B NO 180598B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cationic
- weight
- pigment
- paper
- polyelectrolyte
- Prior art date
Links
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 90
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229920001448 anionic polyelectrolyte Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 36
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 23
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 13
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 9
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 claims description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 51
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 49
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 42
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 9
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 9
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 5
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical group [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010042618 Surgical procedure repeated Diseases 0.000 description 2
- -1 aliphatic secondary amine Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 2
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical group OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M methyl sulfate(1-) Chemical compound COS([O-])(=O)=O JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003458 sulfonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Abstract
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en papirbeleggingsblanding som angitt i krav l's ingress, en fremgangsmåte som angitt i kravene 12 - 15 ved fremstilling av en papirbeleggingsblanding, og en fremgangsmåte for belegging av papir med en papirbeleggingsblanding som angitt i krav 16. Det belagte papir kan anvendes som "Returpapir" ved papir-fremstillingsprosessen. "Returpapir" er betegnelsen brukt for papir, kartong og lignende som resirkuleres. The present invention relates to a paper coating mixture as specified in claim 1's preamble, a method as specified in claims 12 - 15 for producing a paper coating mixture, and a method for coating paper with a paper coating mixture as specified in claim 16. The coated paper can be used as " Waste paper" in the paper-making process. "Recycled paper" is the term used for paper, cardboard and the like that is recycled.
Kalsiumkarbonat er kjent som et papirbeleggingspigment og på grunn av at det normalt bærer en positiv ladning blir det konvensjonelt dispergert med et anionisk dispergeringsmiddel. Andre papirbeleggingspigmenter som bærer en nøytral eller positiv ladning eksisterer, såsom gips, talkum, kalsinert kaolinleire, også disse må dispergeres under anvendelse av et anionisk dispergeringsmiddel (disse mate-rialer er også anerkjent ved å ha en mangel i negative posisjoner). Calcium carbonate is known as a paper coating pigment and because it normally carries a positive charge it is conventionally dispersed with an anionic dispersant. Other paper coating pigments that carry a neutral or positive charge exist, such as gypsum, talc, calcined kaolin clay, these too must be dispersed using an anionic dispersant (these materials are also recognized to be deficient in negative positions).
En full diskusjon vedrørende sammensetning av papirbeleggingsblandinger og fremgangsmåter for påføring av slike blandinger på papir er gitt i kapittel XIX, bind III i annen utgave av boken av James P. Casey med tittelen "Pulp and Paper: Chemistry and Technology". En ytterligere diskusjon finnes også i "An Operator's Guide to Aquous Coating for Paper and Board", redigert av T.W.R. Dean, The British Paper and Board Industry Federation, London, 1979. A full discussion of the composition of paper coating compositions and methods of applying such compositions to paper is given in Chapter XIX, Volume III of the second edition of the book by James P. Casey entitled "Pulp and Paper: Chemistry and Technology". A further discussion is also found in "An Operator's Guide to Aquous Coating for Paper and Board", edited by T.W.R. Dean, The British Paper and Board Industry Federation, London, 1979.
DE-3707221 og EP-0307795 angir en kationisk pigmentdisper-sjon. Pigmentet gis først et beskyttende kolloidbelegg under anvendelse av en kationisk polymer og deretter, under visse betingelser, dispergeres med en kationisk polymer. DE-3707221 and EP-0307795 disclose a cationic pigment dispersion. The pigment is first given a protective colloidal coating using a cationic polymer and then, under certain conditions, dispersed with a cationic polymer.
TAPPI, Vol. 65, nr. 4, april 1982, sidene 123 - 125, Atlanta, Georgia, U.S.A.; A.J. Sharpe, Jr. et al.: "Impro-ved Cationic Conductive Polymer Displays Outstanding Filma-bility" beskriver et polysalt dannet ved samvirkning av en sterk kationisk polymer, såsom en polydiallyldimetylammoniumklorid og en svak anionisk polymer såsom polyakrylsyre. Det således erholdte polysalt tilsettes betydelige mengder (av størrelsesorden 50 vekt-%, regnet på vekten av pigmentet) til en fordispergert pigmentoppløsning med lavt inn-hold av faststoffer, for å tilveiebringe en ledende belegg-ingsmasse som anvendes ved fremstilling av papir med ledende overflate. TAPPI, Vol. 65, No. 4, April 1982, pages 123 - 125, Atlanta, Georgia, U.S.A.; A.J. Sharpe, Jr. et al.: "Impro-ved Cationic Conductive Polymer Displays Outstanding Filmability" describes a polysalt formed by the interaction of a strong cationic polymer, such as a polydiallyldimethylammonium chloride, and a weak anionic polymer, such as polyacrylic acid. The polysalt thus obtained is added in significant quantities (of the order of 50% by weight, calculated on the weight of the pigment) to a pre-dispersed pigment solution with a low content of solids, in order to provide a conductive coating mass which is used in the production of paper with a conductive surface .
I henhold til et første trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en vandig papirbeleggingsblanding som er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriser-ende del, nemlig at dispergeringsmidlet omfatter en anionisk polyelektrolytt og en kationisk polyelektrolytt, idet den kationiske polyelektrolytt er tilstede i en mengde tilstrekkelig til å gjøre pigmentpartiklene kationiske, bindemidlet er et kationisk eller ikke-ionisk bindemiddel, og det partikkelformige pigment er et som ikke er istand til, i bare nærvær av den kationiske polyelektrolytt, å bli dispergert i vann med høye tørrstoffinnhold med etterfølgende kraftig omrøring, ytterligere trekk fremgår av kravene 2 - 11. According to a first feature of the present invention, an aqueous paper coating mixture is provided which is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1, namely that the dispersant comprises an anionic polyelectrolyte and a cationic polyelectrolyte, the cationic polyelectrolyte being present in an amount sufficient to render the pigment particles cationic, the binder is a cationic or nonionic binder, and the particulate pigment is one which, in the mere presence of the cationic polyelectrolyte, is not capable of being dispersed in high solids water with subsequent strong stirring, further features appear in claims 2 - 11.
I henhold til et trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved belegging av papir, omfattende å belegge papirarket med en papirbeleggingsblanding i henhold til det første trekk ved oppfinnelsen. According to one feature of the present invention, a method for coating paper is provided, comprising coating the paper sheet with a paper coating mixture according to the first feature of the invention.
Det belagte papir kan med fordel resirkuleres i papirfrem-stillingsprosessen. The coated paper can advantageously be recycled in the papermaking process.
Det partikkelformige pigment som anvendes i henhold til The particulate pigment used according to
oppfinnelsen er et som ikke er istand til å la seg dispergere i vann til høye tørrstoffinnhold (såsom større enn 60 vekt-%) og etter kraftig blanding (eksempelvis tilstrekkelig til å avgi minst 10 KJ energi pr. Kg pigment), i kun the invention is one that is not capable of being dispersed in water to high solids contents (such as greater than 60% by weight) and after vigorous mixing (for example sufficient to release at least 10 KJ of energy per kg of pigment), in only
nærvær av den kationiske polyelektrolytt. Dette betyr at pigmentoverflaten bør ha en nøytral eller en total positiv ladning. Dette er eksempelvis tilfelle for uorganiske pig-menter såsom kalsiumkarbonat, kalsiumsulfat, talkum og kalsinert kaolinleire. Mest foretrukket er pigmentet kalsiumkarbonat, en hvilken som helst form, naturlig eller synte-tisk, mest foretrukket er malt eller knust marmor, men kritt, eller utfelt kalsiumkarbonat (PCC) kan også anvendes . I denne forbindelse bør det bemerkes at selv om rå-kritt kan dispergeres under anvendelse av en kationisk polyelektrolytt i fravær av kraftig blanding, så er dette ikke tilfelle hvis krittet utsettes for kraftig blanding. Det er antatt at dette kan tilskrives at den kraftige blanding stripper av det anioniske aluminiumsilikatinne-holdende lag som normalt er tilstede på råkrittet. I fravær av kraftig omrøring vil det aluminiumsilikatholdige lag være i stand til å gi en negativ ladning på kalkpartiklenes overflate, hvilket gjør det mulig at det kan erholdes en dispersjon ved hjelp av en kationisk polyelektrolytt. presence of the cationic polyelectrolyte. This means that the pigment surface should have a neutral or a total positive charge. This is, for example, the case for inorganic pigments such as calcium carbonate, calcium sulphate, talc and calcined kaolin clay. Most preferably, the pigment is calcium carbonate, any form, natural or synthetic, most preferably ground or crushed marble, but chalk or precipitated calcium carbonate (PCC) can also be used. In this regard, it should be noted that although raw chalk can be dispersed using a cationic polyelectrolyte in the absence of vigorous mixing, this is not the case if the chalk is subjected to vigorous mixing. It is believed that this can be attributed to the powerful mixture stripping off the anionic aluminosilicate-containing layer normally present on the raw chalk. In the absence of vigorous stirring, the aluminosilicate-containing layer will be able to give a negative charge on the surface of the lime particles, which makes it possible for a dispersion to be obtained by means of a cationic polyelectrolyte.
Det er foretrukket at det malte pigment har en partikkel-størrelsefordeling slik at minst 50 vekt-% har en ekvivalent sfærisk diameter mindre enn 2 fj. m, og fortrinnsvis at minst 60 vekt-% har en ekvivalent sfærisk diameter mindre enn 2 fim. It is preferred that the ground pigment has a particle size distribution such that at least 50% by weight has an equivalent spherical diameter smaller than 2 fj. m, and preferably that at least 60% by weight has an equivalent spherical diameter less than 2 fim.
Malt marmor for anvendelse i foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis blandet ved å knuse satser av marmor i en vandig suspensjon i fravær av et kjemisk dispergeringsmiddel og under anvendelse av et partikkelformig malemedium. Eventuelle agglomerater dannet kan brytes opp ved awanning av suspensjonen av malt marmor, eksempelvis ved filtrering i fravær av et flokkuleringsmiddel med etterfølgende tør-king av pigmentet og pulverisering av det tørkede produkt i en konvensjonell mølle. Det partikkelformige pigment dispergeres med en kombinasjon av en anionisk polyelektrolytt og en kationisk polyelektrolytt. Fortrinnsvis er den anioniske polyelektrolytt en vannoppløselig vinylpolymer, et alkalimetall- eller ammoniumsalt derav eller et alkalimetall eller ammoniumsalt av polykiselsyre. Mest foretrukket er den anioniske polyelektrolytt en polyakrylsyre, en polymetakrylsyre, en substituert polyakrylsyre eller en substituert polymetakrylsyre eller alkalimetall eller ammoniumsalt av en av disse syrer. Den substituerte polyakrylsyre kan være en delvis sulfonert polymer. En spesiell effektiv anionisk polyelektrolytt er et alkalimetall eller ammoniumsalt av en kopolymer av akrylsyre og et sulfonsyre-derivat av akrylsyre, i hvilken andelen av sulfonsyremono-merer fortrinnsvis er 5 - 20 % av det totale antall mono-mereneheter. Ground marble for use in the present invention is preferably mixed by crushing batches of marble in an aqueous suspension in the absence of a chemical dispersant and using a particulate grinding medium. Any agglomerates formed can be broken up by dewatering the suspension of ground marble, for example by filtration in the absence of a flocculant with subsequent drying of the pigment and pulverization of the dried product in a conventional mill. The particulate pigment is dispersed with a combination of an anionic polyelectrolyte and a cationic polyelectrolyte. Preferably, the anionic polyelectrolyte is a water-soluble vinyl polymer, an alkali metal or ammonium salt thereof or an alkali metal or ammonium salt of polysilicic acid. Most preferably, the anionic polyelectrolyte is a polyacrylic acid, a polymethacrylic acid, a substituted polyacrylic acid or a substituted polymethacrylic acid or alkali metal or ammonium salt of one of these acids. The substituted polyacrylic acid may be a partially sulfonated polymer. A particularly effective anionic polyelectrolyte is an alkali metal or ammonium salt of a copolymer of acrylic acid and a sulfonic acid derivative of acrylic acid, in which the proportion of sulfonic acid monomers is preferably 5-20% of the total number of monomer units.
Den tallmidlere molekylvekt for den anioniske polyelektrolytt er fortrinnsvis minst 50 0, og fortrinnsvis ikke større enn 100.000. Den anvendte mengde ligger fortrinnsvis i området 0,01 - 0,5 vekt-%, regnet på vekten av det tørre pigment, fortrinnsvis i området 0,1 - 0,2 vekt-%. The number average molecular weight of the anionic polyelectrolyte is preferably at least 500, and preferably not greater than 100,000. The amount used is preferably in the range 0.01 - 0.5% by weight, calculated on the weight of the dry pigment, preferably in the range 0.1 - 0.2% by weight.
Den kationiske polyelektrolytt kan være en vannoppløselig, substituert polyolefin inneholdende kvaternære ammoniumgrupper. De kvaternære ammoniumgrupper kan være i den lineære polymerkjede eller kan være forgreninger av den polymere kjede. En tallmidlere molekylvekt for den substituerte polyolefin er fortrinnsvis minst 1.500 og fortrinnsvis ikke større enn 1.000.000, og ligger fortrinnsvis i området 50.000 til 500.000. The cationic polyelectrolyte may be a water-soluble, substituted polyolefin containing quaternary ammonium groups. The quaternary ammonium groups can be in the linear polymer chain or can be branches of the polymer chain. A number average molecular weight for the substituted polyolefin is preferably at least 1,500 and preferably not greater than 1,000,000, and is preferably in the range of 50,000 to 500,000.
Den nødvendige mengde er generelt i området 0,01 til 1,5 vekt-%, regnet på vekten av det tørre pigment. Fordelaktige resultater erholdt nær den substituerte polyolefin er et polydiallyldihydrogen eller lavere alkylammoniumsalt. De lavere alkylgrupper, som kan være like eller forskjellige, kan eksempelvis ha 2 - 4 karbonatomer og hver er fortrinnsvis metyl. Ammoniumsaltet kan eksempelvis være et klorid, bromid, iodid, HS04", CH3S04" eller nitritt. Fortrinnsvis er saltet et klorid. Mere foretrukket er den kationiske polyelektrolytt et polydiallyldimetylammoniumklorid. Alternativt kan den vannoppløslige substituerte polyolefin være et produkt erholdt ved kopolymerisering av epiklorhydrin og et alifatisk sekundært amin, hvilke produkt har formelen: The required amount is generally in the range of 0.01 to 1.5% by weight, based on the weight of the dry pigment. Advantageous results obtained near the substituted polyolefin is a polydiallyl dihydrogen or lower alkylammonium salt. The lower alkyl groups, which can be the same or different, can for example have 2-4 carbon atoms and each is preferably methyl. The ammonium salt can, for example, be a chloride, bromide, iodide, HS04", CH3S04" or nitrite. Preferably, the salt is a chloride. More preferably, the cationic polyelectrolyte is a polydiallyldimethylammonium chloride. Alternatively, the water-soluble substituted polyolefin may be a product obtained by the copolymerization of epichlorohydrin and an aliphatic secondary amine, which product has the formula:
hvori R og R', som kan være like eller forskjellige, er hver hydrogen eller en lavere alkylgruppe med 1-4 karbonatomer, fortrinnsvis metyl eller etyl og X er Cl"' BR"- I"' HS04"' CH3S04" eller nitritt. Den foretrukne tallmidlere molekylvekt for dette epiklorhydridprodukt ligger i området 50.000 - 300.000. wherein R and R', which may be the same or different, are each hydrogen or a lower alkyl group of 1-4 carbon atoms, preferably methyl or ethyl and X is Cl"' BR"- I"' HS04"' CH3SO4" or nitrite. The preferred number average molecular weight for this epichlorohydride product is in the range of 50,000 - 300,000.
Alternativt kan den kationiske polyelektrolytt være en vannoppløselig, organisk forbindelse med et antall basiske grupper og fortrinnsvis med en tallmidlere molekylvekt på minst 10.000, og fortrinnsvis ikke større enn 1.000.000. Mest foretrukket er den tallmidlere molekylvekt på minst 50.000. Disse vannoppløselige organiske forbindelser kan beskrives som polysyre organiske baser (flerverdige organiske baser) og var fortrinnsvis forbindelser kun bestående av karbon, hydrogen og nitrogen og som er frie for andre funksjonelle grupper, såsom hydroksy-karboksylsyregrupper, som ville forøke deres for-oppløslighet i vann og således øke sannsynligheten for at de desorberes fra leireminera-lene i en vandig suspensjon. Fortrinnsvis er den organiske forbindelse polyetylenimin (PEI) med den tallmidlere molekylvekt i området 50.000 til 1.000.000. Et ytterligere eksempel på en vannoppløselig organisk forbindelse som kan anvendes er et polyetylendiamin som kan være en kopolymer av etylendiamin med et etylendihalogenid eller med form-al dehyd . Alternatively, the cationic polyelectrolyte can be a water-soluble, organic compound with a number of basic groups and preferably with a number average molecular weight of at least 10,000, and preferably not greater than 1,000,000. Most preferred is the number average molecular weight of at least 50,000. These water-soluble organic compounds can be described as polyacid organic bases (multivalent organic bases) and were preferably compounds consisting only of carbon, hydrogen and nitrogen and which are free of other functional groups, such as hydroxy-carboxylic acid groups, which would increase their solubility in water and thus increase the probability that they are desorbed from the clay minerals in an aqueous suspension. Preferably, the organic compound is polyethyleneimine (PEI) with a number average molecular weight in the range of 50,000 to 1,000,000. A further example of a water-soluble organic compound that can be used is a polyethylenediamine which can be a copolymer of ethylenediamine with an ethylene dihalide or with formaldehyde.
Den kationiske polyelektrolytt anvendes i en mengde tilstrekkelig til å gjøre mineralpartiklene kationiske. Forsøk har vist at zeta potensialet for partiklene normalt vil være minst 20 mV etter behandlingen, typisk ligge i området 30 - 40 mV og vanligvis ikke være større enn +50 mV til +60 mV. Disse potensialer er bestemt under anvendelse av en fortynnet (0,02 vekt-%) faststoffsuspensjon under anvendelse av en bære-elektrolytt av kalsiumklorid (10"<4>M) med et "Pen Kem Laser Z" meter. The cationic polyelectrolyte is used in an amount sufficient to make the mineral particles cationic. Experiments have shown that the zeta potential of the particles will normally be at least 20 mV after treatment, typically in the range 30 - 40 mV and usually not greater than +50 mV to +60 mV. These potentials are determined using a dilute (0.02% by weight) solids suspension using a carrier electrolyte of calcium chloride (10"<4>M) with a "Pen Kem Laser Z" meter.
Vektforholdet av kationisk polyelektrolytt til vekten av den anvendte polyelektrolytt ligger fortrinnsvis i området 2:1 til 20:1, mer spesielt når kalsiumkarbonatet er malt marmor. The weight ratio of cationic polyelectrolyte to the weight of the polyelectrolyte used is preferably in the range 2:1 to 20:1, more particularly when the calcium carbonate is ground marble.
I henhold til et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved fremstilling av en papirbeleggingsblanding, omfattende de følgende trinn: (i) dispergere en vandig suspensjon av et partikkelformig pigment, og (ii) kombinere den dispergerte vandige suspensjon med et bindemiddel, og om nødvendig, justere fortynningen slik at det partikkelformige materiale utgjør minst 45 According to a further feature of the present invention, there is provided a method of preparing a paper coating mixture, comprising the following steps: (i) dispersing an aqueous suspension of a particulate pigment, and (ii) combining the dispersed aqueous suspension with a binder, and if necessary, adjust the dilution so that the particulate matter is at least 45
vekt-% av blandingen; % by weight of the mixture;
fremgangsmåten er særpreget ved at pigmentet dispergeres under anvendelse av et dispergeringsmiddel omfattende en kombinasjon av en anionisk elektrolytt og en kationisk elektrolytt, idet den kationiske polyelektrolytt anvendes i en mengde tilstrekkelig til å gjøre pigmentpartiklene kationiske, og at bindemidlet er et kationisk eller ikke-ionisk bindemiddel; the method is characterized by the fact that the pigment is dispersed using a dispersant comprising a combination of an anionic electrolyte and a cationic electrolyte, the cationic polyelectrolyte being used in an amount sufficient to make the pigment particles cationic, and that the binder is a cationic or non-ionic binder ;
og at det partikkelformige pigment er et som ikke lar seg dispergere til et høyt tørrstoffinnhold i vann, selv etter kraftig omrøring, i nærvær av kun den kationiske polyelektrolytt . and that the particulate pigment is one which cannot be dispersed to a high solids content in water, even after vigorous stirring, in the presence of only the cationic polyelectrolyte.
Ved foreliggende fremgangsmåte er det normale tilfelle at råpigmentet mottas som en filterkake med et relativt høyt tørrstoffinnhold. Til denne tilsettes dispergeringsmidlet for å tilveiebringe en oppslemming med høyt tørrstoffinnhold (45 - 85 vekt-% tørrstoff) som deretter kan underkas-tes kraftig omrøring. Denne oppslemming ble deretter omdan-net til en papirbeleggingsblanding ved fortynning og til-setning av den nødvendige mengde av kationisk- eller ikke-ioniske bindemiddel, og andre konvensjonelle hjelpemidler for en papirbeleggingsblanding. In the present method, it is normal for the raw pigment to be received as a filter cake with a relatively high solids content. To this, the dispersant is added to provide a slurry with a high dry matter content (45 - 85% dry matter by weight) which can then be subjected to vigorous stirring. This slurry was then converted into a paper coating mixture by dilution and addition of the required amount of cationic or non-ionic binder, and other conventional auxiliaries for a paper coating mixture.
Fortrinnsvis blir pigmentet blandet med den anioniske polyelektrolytt før blanding med den kationiske polyelektrolytt. Dette synes å gjøre det mulig å oppnå en mer flytende suspensjon ved en høy tørrstoffkonsentrasjon. Preferably, the pigment is mixed with the anionic polyelectrolyte before mixing with the cationic polyelectrolyte. This seems to make it possible to achieve a more liquid suspension at a high solids concentration.
Den vandige dispersjon av pigmentet kan også innbefatte andre konvensjonelle hjelpemidler for papirbeleggingsblandingen, såsom et middel for å nedsette oppløseligheten (eksempelvis melaminformaldehydharpiks), et smøremiddel såsom kalsiumstearat og en katalysator for å katalysere fornetning av den kationiske latex hvis den er tilstede: en egnet slik katalysator er natriumbikarbonat. De nødvendige mengder av disse hjelpemidler er kjent for fagmannen. The aqueous dispersion of the pigment may also include other conventional auxiliaries for the paper coating composition, such as an agent to reduce solubility (for example, melamine formaldehyde resin), a lubricant such as calcium stearate and a catalyst to catalyze crosslinking of the cationic latex if present: a suitable such catalyst is sodium bicarbonate. The necessary quantities of these aids are known to the person skilled in the art.
Bindemidlet som anvendes i henhold til oppfinnelsen bør være et ikke-ionisk eller kationisk bindemiddel. Disse bindemidler anvendes i motsetning til anioniske bindemidler som normalt anvendes i papirbeleggingsblandinger hvori pigmentet er anionisk. Således kan det anvendes kationisk guargummi og kationisk stivelsesbindemiddel, så vel som kationiske eller ikke kationiske latexer. Slike kationiske og ikke-ioniske bindemidler er kommersielt lett tilgjenge-lige. Det spesielt anvendte kationiske eller ikke-ioniske bindemiddel vil eksempelvis være avhengig av trykkprosessen som skal anvendes, eksempelvis vil offset-litografi kreve at klebemidlet er vannoppløselig. For papir som skal anvendes i en offsetteknikk bør mengden av bindemidlet fortrinnsvis være av størrelsesorden 7 til 25 vekt-%, regnet på vekten av pigmentet, men for dyptrykkpapir bør bindemidlet anvendes i en mengde på 4 - 15 vekt-% regnet på vekten av pigmentet. Den eksakte nødvendige mengde bindemiddel vil være avhengig av bindemidlets natur og materiale som skal belegges, men dette kan lett bestemmes av en fagmann. The binder used according to the invention should be a non-ionic or cationic binder. These binders are used in contrast to anionic binders which are normally used in paper coating mixtures in which the pigment is anionic. Thus, cationic guar gum and cationic starch binder can be used, as well as cationic or non-cationic latexes. Such cationic and non-ionic binders are commercially readily available. The particular cationic or non-ionic binder used will, for example, depend on the printing process to be used, for example offset lithography will require that the adhesive is water-soluble. For paper to be used in an offset technique, the amount of the binder should preferably be of the order of 7 to 25% by weight, calculated on the weight of the pigment, but for gravure paper, the binder should be used in an amount of 4 - 15% by weight, calculated on the weight of the pigment . The exact amount of binder required will depend on the nature of the binder and the material to be coated, but this can easily be determined by a person skilled in the art.
Pigmentsuspensjonen for innarbeidelse i papirbeleggingsblandingen ifølge oppfinnelsen bør fortrinnsvis være underkastet en kraftig omrøring før eller etter dispersjon. Typisk vil den kraftige omrøring være tilstrekkelig til å bibringe minst 10 KJ energi pr. Kg pigment og fortrinnsvis ikke mer enn ca 50 KJ pr Kg. Normalt vil den innførte energi ligge i området 18 - 3 6 KJ pr Kg pigment. The pigment suspension for incorporation into the paper coating mixture according to the invention should preferably be subjected to vigorous stirring before or after dispersion. Typically, the vigorous stirring will be sufficient to contribute at least 10 KJ of energy per Kg pigment and preferably no more than approx. 50 KJ per Kg. Normally, the introduced energy will be in the range 18 - 3 6 KJ per Kg of pigment.
Beleggingsblandingen kan belegges på et papirark under anvendelse av normal beleggingsmaskin og under normale beleggingsbetingelser. Det er funnet at papir belagt med en kationisk blanding i henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringer stort sett tilsvarende resultater til de som erholdes med et konvensjonelt anionisk system. The coating mixture can be coated on a paper sheet using a normal coating machine and under normal coating conditions. It has been found that paper coated with a cationic mixture according to the present invention provides largely equivalent results to those obtained with a conventional anionic system.
Det belagte papir ifølge oppfinnelsen er fordelaktig når det anvendes som "vrakpapir" eller returpapir i papirfrem-stillingsprosessen. Vanligvis vil store mengder papir resirkuleres ved fremstillingsstedet av én eller flere grunner, og fordelene med papiret ifølge oppfinnelsen ved resirkulering er av største viktighet for papirfabrikanten. The coated paper according to the invention is advantageous when it is used as "scrap paper" or return paper in the paper-making process. Generally, large quantities of paper will be recycled at the point of manufacture for one or more reasons, and the recycling advantages of the paper according to the invention are of the utmost importance to the paper manufacturer.
En papirfremstillingsmasse dannet av slikt returpapir kan innbefatte konvensjonell papirfremstillingsmasse, såsom en bleket sulfittmasse, og typisk avfallsfibre, og massen vil bli anvendt i et forhold på 10:90 til 60:40. A papermaking pulp formed from such recovered paper may include conventional papermaking pulp, such as a bleached sulfite pulp, and typically waste fibers, and the pulp will be used in a ratio of 10:90 to 60:40.
Også innbefattet i papirfremstillingsmassen vil det være et fyllstoff, eksempelvis et kalsiumkarbonatfyllstoff, samt også et retensjonshjelpemiddel. Da avfallsfibrene vil innbefatte en andel kalsiumkarbonat fra belegget, er det mulig å nedsette mengden av kalsiumkarbonatfyllstoff som anvendes for å gi en total mengde fyllstoff i området 5-20 vekt-% av den totale papirfremstilligsmasse. Vekten av tørt avfallspapir som tilsettes (fiber og fyllstoff) bør fortrinnsvis ligge i området 5-30 vekt-% av fibre. Also included in the papermaking pulp will be a filler, for example a calcium carbonate filler, as well as a retention aid. As the waste fibers will include a proportion of calcium carbonate from the coating, it is possible to reduce the amount of calcium carbonate filler used to give a total amount of filler in the range of 5-20% by weight of the total papermaking mass. The weight of dry waste paper that is added (fibre and filler) should preferably be in the range of 5-30% by weight of fibres.
Det er funnet at når avfallsfibre som anvendes er avledet fra et belagt papir i henhold til foreliggende oppfinnelse vil dette muliggjøre at mengden av retensjonshjelpemiddel som anvendes i papirfremstillingsmassen kan nedsettes. It has been found that when waste fibers used are derived from a coated paper according to the present invention, this will enable the amount of retention aid used in the papermaking pulp to be reduced.
Oppfinnelsen skal nærmere illustreres av de følgende eksempler: The invention shall be further illustrated by the following examples:
Eksempel 1 Example 1
Tre satser rå/knust marmor ble malt i en vandig suspensjon innholdende 30 vekt-% tørrstoff, og i fravær av et kjemisk dispergeringsmiddel, ved hjelp av et partikkelformig malemedium. Varigheten av malingen var forskjellig fra hvert tilfelle slik at det ble erholdt tre forskjellige matpro-dukter med den partikkelstørrelsesfordeling slik at det ble erholdt partikkelstørrelsesfordelinger som innholdt henholdsvis 50%, 68%, og 87 vekt-% med en ekvivalent sfærisk diameter mindre enn fim. I hvert tilfelle ble suspensjonen av malt marmor awannet ved filtrering i et rørtrykkfilter, i fravær av flokkuleringsmiddel, og filterkaken ble tørket og pulverisert i en laboratoriehammermølle. Three batches of raw/crushed marble were ground in an aqueous suspension containing 30% dry matter by weight, and in the absence of a chemical dispersant, using a particulate grinding medium. The duration of the painting was different from each case so that three different food products were obtained with the particle size distribution so that particle size distributions containing respectively 50%, 68%, and 87% by weight with an equivalent spherical diameter less than fim were obtained. In each case, the suspension of ground marble was dewatered by filtration in a tube pressure filter, in the absence of flocculant, and the filter cake was dried and pulverized in a laboratory hammer mill.
Prøver av hver av de malte marpulvere ble blandet med vann og med to forskjellige dispergeringsmidler, ifølge hver av de forskjellige fremgangsmåter som er beskrevet i det etterfølgende. Dispergeringsmidlene var: (E) en anionisk elektrolytt som var natriumpolyakrylat med den tallmidlere molekylvekt på 4,000; og (F) en kationisk polyelektrolytt som var et polydiallyl dimetylammoniumklorid, med den tallmidlere molekylvekt Samples of each of the ground mar powders were mixed with water and with two different dispersants, according to each of the different methods described below. The dispersants were: (E) an anionic electrolyte which was sodium polyacrylate having a number average molecular weight of 4,000; and (F) a cationic polyelectrolyte which was a polydiallyl dimethylammonium chloride, having the number average molecular weight
på 50.000. of 50,000.
I hvert tilfelle var vektforholdet mellom (F) til vekten av stor (E) 4:1, med den opptimale totale mengde av dispergeringsmidler ble bestemt for hver av de malte marmorpulvere, og ble funnet å være forskjellig i hvert tilfelle. De to fremgangsmåter for fremstilling av den vandige suspensjon av mormorpulverene var: (i) pulveret ble blandet med vann inneholdende den nødven-dige mengde (E) og etter omhyggelig blanding ble den nødvendige mengde (F) tilsatt etterfulgt av ytterligere blanding, og (ii) pulveret ble blandet med vann innholdene de nødvendige In each case, the weight ratio of (F) to the weight of large (E) was 4:1, with the optimum total amount of dispersants being determined for each of the ground marble powders and found to be different in each case. The two methods for preparing the aqueous suspension of the mother powders were: (i) the powder was mixed with water containing the required amount of (E) and after careful mixing, the required amount of (F) was added followed by further mixing, and (ii) ) the powder was mixed with water the necessary contents
mengder av både (E) og (F) sammen. amounts of both (E) and (F) together.
I hvert tilfelle ble viskositeten for suspensjonen bestemt av et "Brookfield Viscometer" med en spindelhastighet på 100 omdr/min, og vekt-% andelen av tørrstoffer ble bestemt ved fullstendig tørking av en kjent vekt av suspensjonen og den etterfølgende veiing av den tørre rest. Suspensjonen ble deretter fortynnet med små mengder vann, og ytterligere bestemmelser av viskositet og vekt-% tørrstoff ble bestemt. Viskositet mot vekt-% tørrstoff ble fremstilt grafisk og tørrstoffkonsentrasjonen for en suspensjon med en viskositet på 500 mPa.s ble bestemt ved interpolering. De erholdte resultater er vist i den etterfølgende tabell I. In each case, the viscosity of the suspension was determined by a "Brookfield Viscometer" with a spindle speed of 100 rpm, and the percentage by weight of solids was determined by completely drying a known weight of the suspension and the subsequent weighing of the dry residue. The suspension was then diluted with small amounts of water, and further determinations of viscosity and % solids by weight were determined. Viscosity versus wt% solids was plotted and the solids concentration for a suspension with a viscosity of 500 mPa.s was determined by interpolation. The results obtained are shown in the following table I.
Disse resultater viser at suspensjoner kan erholdes ved høyere faststoff konsentrasjoner ved metode (i) (blanding av pulvere først med den anioniske polyelektrolytt og deretter med den kationiske polyelektrolytt) enn ved metode dobbelt (ii) (blande pulveret med begge dispergeringsmidlene sammen). Denne effekt er mer markant med finmalt marmorpulver enn for et grovere produkt. These results show that suspensions can be obtained at higher solids concentrations by method (i) (mixing powders first with the anionic polyelectrolyte and then with the cationic polyelectrolyte) than by method double (ii) (mixing the powder with both dispersants together). This effect is more marked with finely ground marble powder than with a coarser product.
Eksempel 2 Example 2
En ytterligere sats finmalt marmorpulver ble fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1, partikkelstørrelses-fordelingen av det malte produkt var slik at 87 vekt-% bestod av partikler med en ekvivalens sfærisk diameter mindre enn 2 /xm. A further batch of finely ground marble powder was prepared by the method described in Example 1, the particle size distribution of the ground product being such that 87% by weight consisted of particles with an equivalent spherical diameter of less than 2 µm.
Prøver av dette marmorpulver ble innarbeidet i en papirbeleggingsblanding, fremstilt i henhold til de følgende sammensetninger: Samples of this marble powder were incorporated into a paper coating mixture, prepared according to the following compositions:
De tre forskjellige blandinger av type (b) ble fremstilt inneholdende de følgende tre forskjellige kationiske stiv-elser : (i) kationisk stivelse med lav substitusjonsgrad (ii) en annen kationisk stivelse med lav substitusjonsgrad The three different mixtures of type (b) were prepared containing the following three different cationic starches: (i) cationic starch with a low degree of substitution (ii) another cationic starch with a low degree of substitution
(iii) kationisk stivelse med høy substitusjonsgrad (iii) cationic starch with a high degree of substitution
De tre blandinger er identifisert som henholdsvis blandingene (b) (i) , (b) (ii) og (b) (iii) The three mixtures are identified as mixtures (b) (i) , (b) (ii) and (b) (iii) respectively
For tilfellene av de kationiske blandinger (a) og (b) ble en vandig supensjon av marmorpulveret først fremstilt under anvendelse som dispergeringsmidler 0,16 vekt-%, regnet på vekten av tørr marmor, av et anionisk dispergeringsmiddel For the cases of the cationic mixtures (a) and (b), an aqueous suspension of the marble powder was first prepared using as dispersants 0.16% by weight, based on the weight of dry marble, of an anionic dispersant
(E) og 0,65 vekt-%, regnet på vekten av den tørre marmor, av et kationisk dispergeringsmiddel (F), ved fremgangsmåten (E) and 0.65% by weight, calculated on the weight of the dry marble, of a cationic dispersant (F), in the process
beskrevet under (i) i eksempel 1 ovenfor. described under (i) in Example 1 above.
For tilfelle av de anioniske blandinger (c) og (d) ble marmorpulveret behandlet med 0,30 vekt-%, regnet på vekten av tørr marmor, med dispergeringsmidlet (E) alene. In the case of the anionic mixtures (c) and (d), the marble powder was treated with 0.30% by weight, based on the weight of dry marble, of the dispersant (E) alone.
I tillegg ble det tilsatt til hver av blandingene (a), (b), (c) og (d) 0,8 vektdeler av en melaminformaldehydharpiks som et uoppløseliggjørende middel, og 0,5 vektdeler kalsiumstearat. Til hver av de kationiske blandinger (a) og (b) ble det også tilsatt 0,2 vektdeler bikarbonat for å katalysere fornetningsreaksjonen av den kationiske latex. In addition, 0.8 parts by weight of a melamine formaldehyde resin as an insolubilizing agent, and 0.5 parts by weight of calcium stearate were added to each of the mixtures (a), (b), (c) and (d). To each of the cationic mixtures (a) and (b) 0.2 parts by weight of bicarbonate was also added to catalyze the crosslinking reaction of the cationic latex.
Hver papirbeleggingsblanding ble fortynnet med vann til å gi en skjærviskositet, bestemt med et "Ferraniti-Shirley Viscometer" ved en skjærhastighet på 12,800 s"<1> i området 60-70 mPa.s, om mulig. De høye skjærviskositeter og vekt-% andelen av faststoffer i fortynnede blandinger er vist i den etterfølgende tabell II. Each paper coating composition was diluted with water to give a shear viscosity, determined with a "Ferraniti-Shirley Viscometer" at a shear rate of 12,800 s"<1> in the range of 60-70 mPa.s, if possible. The high shear viscosities and wt% the proportion of solids in diluted mixtures is shown in the following table II.
Hver blanding ble belagt på et lettvekts offset basispapir med en flatevekt på 48 g/m"<2> ved hjelp av en papirlabora-torie-beleggingsmaskin av typen beskrevet i britisk patent nr. 1032536. De belagte papirprøver ble deretter super-kalandrert ved et trykk på 6,89 MPa, og ved en temperatur på 65°C med 10 passasjer gjennom nippet av kalandervalsene ved en hastighet på 36 m/min"<1>. Each composition was coated onto a lightweight offset base paper having a basis weight of 48 g/m"<2> using a paper laboratory coating machine of the type described in British Patent No. 1032536. The coated paper samples were then super-calendered at a pressure of 6.89 MPa, and at a temperature of 65°C with 10 passes through the nip of the calender rolls at a speed of 36 m/min"<1>.
Hver prøve av det kalendrerte, belagte papir ble undersøkt med hensyn til glans, ifølge TAPPI standard metode, for glatthet ved hjelp av "Parker Print Surf", ved 10 Kgf, for prosentvis refleksjon av lys med bølgelengde 457 nm og for prosent opasitet. I hvert tilfelle ble bestemmelsene av glans, glatthet, prosent refleksjon og prosent opasitet erholdt fra belagte prøver av papir i et område med forskjellige beleggingsvekter, bestemmelse av disse egenskaper for hver beleggingsvekt og interpolere for å finne verdien for egenskapen ved en beleggingsvekt på 8 g.m"<2>. Resultatene er gitt i etterfølgende tabell II. Each sample of the calendered coated paper was examined for gloss, according to the TAPPI standard method, for smoothness using "Parker Print Surf", at 10 Kgf, for percentage reflection of light of wavelength 457 nm and for percentage opacity. In each case, the determinations of gloss, smoothness, percent reflectance, and percent opacity were obtained from coated samples of paper in a range of different coating weights, determining these properties for each coating weight and interpolating to find the value of the property at a coating weight of 8 g.m." <2> The results are given in the following table II.
Når resultatene for den kationiske blanding (a) sammenlig-nes med de for den tilsvarende anioniske blanding (c), og resultatene for den kationiske blanding av type (b) sammen-lignes med egenskapene for den tilsvarende anioniske blanding (d), vil det bemerkes at egenskapene for det belagte papir for et kationisk system i henhold til oppfinnelsen i det vesentlige tilsvarer dem som erholdes med et konvensjonelt anionisk system. When the results for the cationic mixture (a) are compared with those for the corresponding anionic mixture (c), and the results for the cationic mixture of type (b) are compared with the properties for the corresponding anionic mixture (d), it will it is noted that the properties of the coated paper for a cationic system according to the invention essentially correspond to those obtained with a conventional anionic system.
Prøver av papiret belagt med de ovenfor nenvtebeleggings-blandinger ble anvendt som returpapir eller vrakpapir i en papirfremstillingsprosess. Bleket sulfittmasse ble malt i henhold til TAPPI Standard T200 til en malegrad på 45 SR eller 270 Canadian Standard Freeness og papirmasse ble fremstilt, bestående av vandige suspensjoner av de følgende bestanddeler: Samples of the paper coated with the above-mentioned coating mixtures were used as waste paper or scrap paper in a papermaking process. Bleached sulphite pulp was milled according to TAPPI Standard T200 to a grinding grade of 45 SR or 270 Canadian Standard Freeness and pulp was prepared, consisting of aqueous suspensions of the following ingredients:
Kalsiumkarbonatfyllstoffet hadde en partikkelstørrelses-fordeling slik at 43 vekt-% bestod av partikler med en ekvivalens sfærisk diameter mindre enn 2 /xm. Da avfalls-papiret inneholdt ca 20 vekt-% uorganisk fyllmateriale ble mengden av tilsatt fersk kalsiumkarbonat redusert for å gi en total mengde fyllstoff på 50 vektdeler. Tilsvarende var vekten av tilsatt vrakpapir (fiber + fyllstoff) slik at det ble erholdt 30 vektdeler fibre. The calcium carbonate filler had a particle size distribution such that 43% by weight consisted of particles with an equivalent spherical diameter less than 2 µm. When the waste paper contained about 20% by weight of inorganic filler material, the amount of added fresh calcium carbonate was reduced to give a total amount of filler of 50 parts by weight. Correspondingly, the weight of added scrap paper (fibre + filler) was such that 30 parts by weight of fiber were obtained.
Retensjonen av kasiumkarbonatfyllstoff i papiret fremstilt fra blandingene inneholdende avfallspapir som var belagt ved hver av beleggingsblandingene (a), (b) (ii), (c) og (d) ble målt ved hjelp av et retensjonskar med omrøreren inn-stilt på hastighet 5 (1050 OMD/min) og omrørt i 30 s. Som sammenligning ble retensjonen av det samme kalsiumkarbonatfyllstoff i papirfremstillingsblandingen som ikke inneholdt noe avfallspapir også bestemt. Resultatene er gitt i den etterfølgende tabell III: The retention of calcium carbonate filler in the paper prepared from the mixtures containing waste paper coated with each of the coating mixtures (a), (b), (ii), (c) and (d) was measured using a retention vessel with the stirrer set at speed 5 (1050 OMD/min) and stirred for 30 s. As a comparison, the retention of the same calcium carbonate filler in the papermaking mixture containing no waste paper was also determined. The results are given in the following table III:
Disse resultater viser at selv om innarbeidelse av avfallspapir i papirmassen, som var belagt med en anionisk blanding (c) og (d) nedsetter retensjonen av kalsiumkarbonatfyllstoff sammenlignet med en papirmasse som ikke inneholder noe avfallspapir, vil innarbeidelse av avfallspapir belagt med den kationiske blanding i realiteten forbedre retensjonen av fyllstoffet. These results show that although the incorporation of waste paper in the pulp, which was coated with an anionic mixture (c) and (d) reduces the retention of calcium carbonate filler compared to a pulp containing no waste paper, the incorporation of waste paper coated with the cationic mixture in actually improve the retention of the filler.
Eksempel 3 Example 3
En sats rå, knust marmor ble malt i henhold til fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 til å gi et malt produkt med en partikkelstørrelsesfordeling slik at 60 vekt-% bestod av partikler med en ekvivalens sfærisk diameter mindre enn 2 ixm. Suspensjonen av malt marmor ble awannet ved hjelp av en sentrifuge og sentrifugekaken som inneholdt 68 % tørr-stof f ble anvendt i de følgende forsøk. A batch of raw, crushed marble was ground according to the procedure described in Example 1 to give a ground product with a particle size distribution such that 60% by weight consisted of particles with an equivalent spherical diameter of less than 2 µm. The suspension of ground marble was dewatered by means of a centrifuge and the centrifuge cake containing 68% dry matter f was used in the following experiments.
Prøver av sentrifugekaken av malt marmor ble først blandet med et anionisk dispergeringsmiddel og deretter, etter omhyggelig blanding, med et kationisk dispergeringsmiddel. I hvert tilfelle ble en forhåndsbestemt mengde anionisk dispergeringsmiddel anvendt, men for det kationiske dispergeringsmiddel ble en liten mengde av dispergeringsmiddel først tilsatt, hvoretter suspensjonen ble kraftig blandet i ett minutt og viskositeten bestemt ved hjelp av et "Brookfield Viscometer" med en spindelhastighet på 100 omdr/min. Mengden av dispergeringsmiddel og viskositet ble nedtegnet og en ytterligere mengde dispergeringsmiddel ble tilsatt og denne prosedyre gjentatt. Ytterligere små forøkninger av dispergeringsmidler ble tilsatt inntil suspensjonen viskositet nådde et minimum, i hvilket punkt den totale mengde av tilsatt kationisk dispergeringsmiddel ble vurdert som det optimale. Samples of the ground marble centrifuge cake were first mixed with an anionic dispersant and then, after careful mixing, with a cationic dispersant. In each case, a predetermined amount of anionic dispersant was used, but for the cationic dispersant, a small amount of dispersant was first added, after which the suspension was vigorously mixed for one minute and the viscosity determined using a "Brookfield Viscometer" with a spindle speed of 100 rpm /my. The amount of dispersant and viscosity was recorded and a further amount of dispersant was added and this procedure repeated. Further small increments of dispersants were added until the suspension viscosity reached a minimum, at which point the total amount of cationic dispersant added was considered optimal.
Dispergeringsmidlene var: The dispersants were:
(G) en anionisk elektrolytt som var et natriumpolyakrylat med en tallmidlere molekylvekt på 70.000, (H) natriumsilikat som var et natriumsalt av polykiselsyre og virket som et anionisk dispergeringsmiddel, (I) en kationisk polyelektrolytt som var et polydiallyldimetylammoniumklorid med en tallmidlere molekylvekt på 50.000, (G) an anionic electrolyte which was a sodium polyacrylate with a number average molecular weight of 70,000, (H) sodium silicate which was a sodium salt of polysilicic acid and acted as an anionic dispersant, (I) a cationic polyelectrolyte which was a polydiallyldimethylammonium chloride with a number average molecular weight of 50,000 ,
(J) en kationisk polyelektrolytt som var polyetylenimin. (J) a cationic polyelectrolyte which was polyethyleneimine.
Når dispergeringsmidlet (J) ble anvendt, var det også nød-vendig å tilsette tilstrekkelig svovelsyre for å justere pH til 7,8 fordi polyetyleniminer er følsomme for pH, og virker ikke effektivt som dispergeringsmidler ved pH større enn 8. When the dispersant (J) was used, it was also necessary to add sufficient sulfuric acid to adjust the pH to 7.8 because polyethyleneimines are sensitive to pH, and do not act effectively as dispersants at pH greater than 8.
Som sammenligning ble en prøve av sentrifugekaken behandlet med dispergeringsmiddel (J) ved pH 7,8 alene, uten anvendelse av noe anionisk dispergeringsmiddel. For hver kombinasjon av dispergeringsmidlene ble vekt-% av tørr marmor i suspensjonen, den minimale viskositet for suspensjonen og mengden av anionisk og kationisk dispergeringsmiddel bestemt, og resultatene er gjengitt i tabell IV nedenfor. As a comparison, a sample of the centrifuge cake was treated with dispersant (J) at pH 7.8 alone, without the use of any anionic dispersant. For each combination of the dispersants, the weight % of dry marble in the suspension, the minimum viscosity of the suspension and the amount of anionic and cationic dispersant were determined and the results are given in Table IV below.
Disse resultater viser at generelt vil lavere viskosi-teter erholdes når polyetylenimin anvendes som kationisk dispergeringsmiddel i stedet for polydiallyldimetylaamo-niumklorid, men anvendelse av det kationiske dispergeringsmiddel må gå forut for tilsetting av et anionisk dispergeringsmiddel. These results show that generally lower viscosities will be obtained when polyethyleneimine is used as cationic dispersant instead of polydiallyldimethylammonium chloride, but use of the cationic dispersant must precede the addition of an anionic dispersant.
Eksempel 4 Example 4
En sats marmormel med en partikkelstørrelsesfordeling slik at det i det vesentlige alt av partiklene passerte gjennom en 300 mesh Britisk standard sikt (nominell åpning 53 /zm) ble underkastet abrasjonsmaling i en konsen-trert, deflokkulert vandig suspensjon, mengdene av marmormel, vann og slipesand var: A batch of marble flour with a particle size distribution such that substantially all of the particles passed through a 300 mesh British Standard sieve (nominal opening 53 /zm) was subjected to abrasion grinding in a concentrated, deflocculated aqueous suspension, the quantities of marble flour, water and abrasive sand our:
615g marmormel. 615g marble flour.
330g vann + anionisk og kationiske dispergeringsmidler. 330g water + anionic and cationic dispersants.
1 500g sand. 1,500g of sand.
Kornstørrelsen for den anvendte sand var mindre enn nr. 18 mesh Britisk standardsikt (nominell åpning 0,850 mm) og større en 3 0 mesh Britisk standardsikt (nominell 500 mm). Det anvendte anioniske dispergeringsmiddel var (E) og det anvendte kationiske dispergeringsmiddel var (F), begge slik som beskrevet slik som i eksempel 1 ovenfor. Delene av marmormel ble malt under anvendelse av forskjellige totale mengder av (E) og (F), men i hvert tilfelle var vektforholdet av (F):(E) 4:1. I hvert tilfelle ble malingen fortsatt i et tidsrom tilstrekkelig til å tilføre suspensjonen 3 96 KJ energi pr. KG tørr marmor, og i hvert tilfelle hadde produktet en partikkelstørrelse-fordeling slik at ca 50 vekt-% bestod av partikler med en ekvivalens sfærisk partikkeldiameter mindre enn 2 fim. Ved ferdig maling ble suspensjonen av malt marmor separert fra sand og viskositeten av suspensjonen ble målt ved hjelp av ett "Brookfield Viscometer" med den spindelhastighet på 100 omdr./min. Suspensjonen ble deretter fortynnet med en liten mengde vann, og viskositeten målt igjen. Vekt-% av tørr marmor i suspensjonen ble også bestemt ved tørking av en kjent liten vekt av suspensjonen og veie den tørkede rest. Trinnene med fortynning med vann og måling av viskositeten og vekt-% andelen av tørr marmor ble gjentatt flere ganger. Viskositet mot vekt-% tørr marmor ble avsatt grafisk og vekt-% av tørr marmor i suspensjonen som hadde en viskositet på 500 mPa.s ble bestemt ved interpolasjon. Resultatene er vist i den etterfølgende tabell V. The grain size of the sand used was less than No. 18 mesh British Standard sieve (nominal aperture 0.850 mm) and larger than 30 mesh British Standard sieve (nominal 500 mm). The anionic dispersant used was (E) and the cationic dispersant used was (F), both as described as in Example 1 above. The portions of marble flour were milled using different total amounts of (E) and (F), but in each case the weight ratio of (F):(E) was 4:1. In each case, the paint was continued for a period of time sufficient to supply the suspension with 3 96 KJ of energy per KG of dry marble, and in each case the product had a particle size distribution such that about 50% by weight consisted of particles with an equivalent spherical particle diameter of less than 2 µm. When painting was finished, the suspension of ground marble was separated from the sand and the viscosity of the suspension was measured using a "Brookfield Viscometer" with a spindle speed of 100 rpm. The suspension was then diluted with a small amount of water, and the viscosity measured again. The weight % of dry marble in the suspension was also determined by drying a known small weight of the suspension and weighing the dried residue. The steps of diluting with water and measuring the viscosity and % by weight of dry marble were repeated several times. Viscosity versus wt% dry marble was plotted and the wt% of dry marble in the suspension having a viscosity of 500 mPa.s was determined by interpolation. The results are shown in the subsequent table V.
Eksempel 5 Example 5
Ytterligere satser av det samme marmormel som ble anvendt i eksempel 4 ble malt ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet i eksempel 4, og det ble anvendt som anionisk dispergeringsmiddel 0,07 vekt-%, regnet på tørr marmor av (E) og som kationisk dispergeringsmiddel ble anvendt 0,28 vekt-%, regnet på vekten av tørr marmor, en av et utvalg av polydiallyldimetylamminiumklorid polyelektrolytter med forskjellige molekylvekter. I hvert tilfelle var vekt-% andelen av tørr marmor i suspensjonen en som ga en viskositet på 500 mPa.s, bestemt slik som beskrevet i eksempel 4 og resultatene er vist i den etterfølgende tabell VI: Further batches of the same marble flour used in example 4 were ground using the method described in example 4, and as anionic dispersant 0.07% by weight, calculated on dry marble of (E) was used and as cationic dispersant was used 0.28% by weight, calculated on the weight of dry marble, one of a selection of polydiallyldimethylammonium chloride polyelectrolytes of various molecular weights. In each case, the weight % proportion of dry marble in the suspension was one which gave a viscosity of 500 mPa.s, determined as described in Example 4 and the results are shown in the following Table VI:
det bør ha en tallmidlere molekylvekt på minst 50.000 hvis en marmorsuspensjon med akseptabel flytbarhet skal erholdes. it should have a number average molecular weight of at least 50,000 if a marble suspension with acceptable fluidity is to be obtained.
Eksempel 6 Example 6
En sats rå, knust marmor ble malt ved fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 til å gi et malt produkt med en partikkelstørrelsefordeling slik at 60 vekt-% bestod av partikler med en ekvivalent sfærisk diameter mindre enn 2 fim. Suspensjonen av malt marmor ble awannet ved hjelp av en sentrifugekake som inneholdt 73 vekt-% tørrstoff ble anvendt i de følgende forsøk: Prøver av den malte marmorsentrifugekake ble først blandet med 0,1 vekt-%, regnet på vekten av tørt marmor, av det anioniske dispergeringsmiddel (G) som beskrevet i eksempel 3 (det vil si et natriumpolyakrylat med en tallmidlere molekylvekt på 70.000). Etter omhyggelig blanding ble det tilsatt til hver av prøvene av den vandige suspensjon av anionisk dispergert malt marmor, en mengde av en eller flere av de følgende kationiske dispergeringsmidler: (I) en kationisk polyelektrolytt som var polydiallyldimetylammoniumklorid med en tallmidler molekylvekt på 50.000 - 100.000; (J) en kationisk polyelektrolytt som var polyetylenimin; (K) en polyetylenimin med en tallmidlere molekylvekt lavere enn den for (J) ; (L) en polyetylenimin med tallmindlere molekylvekt lavere enn den for (K). A batch of raw, crushed marble was ground by the method described in Example 1 to give a ground product with a particle size distribution such that 60% by weight consisted of particles with an equivalent spherical diameter of less than 2 µm. The suspension of ground marble was dewatered by means of a centrifuge cake containing 73% by weight dry matter was used in the following experiments: Samples of the ground marble centrifuge cake were first mixed with 0.1% by weight, calculated on the weight of dry marble, of the anionic dispersant (G) as described in example 3 (that is, a sodium polyacrylate with a number average molecular weight of 70,000). After thorough mixing, to each of the samples of the aqueous suspension of anionically dispersed ground marble was added an amount of one or more of the following cationic dispersants: (I) a cationic polyelectrolyte which was polydiallyldimethylammonium chloride having a number average molecular weight of 50,000 - 100,000; (J) a cationic polyelectrolyte which was polyethyleneimine; (K) a polyethyleneimine having a number average molecular weight lower than that of (J); (L) a polyethyleneimine having a numerically smaller molecular weight lower than that of (K).
Mengden av den av hvert kationisk dispergeringsmiddel var en den som var funnet eksperimentelt å gi den laveste viskositet for en suspensjon med et gitt tørrstoffinnhold. For dispergeringsmidlet (I) ble denne mengde funnet hold. For dispergeringsmidlet (I) ble denne mengde funnet å være 0,45 vekt-%, regnet på vekten av tørr marmor og for dispergeringsmidlene (J), (K) og (L) ble mengdene funnet å være 0,4 0 vekt-% regnet på vekten av tørr marmor. The amount of each cationic dispersant was that found experimentally to give the lowest viscosity for a suspension with a given solids content. For the dispersant (I), this amount was found to hold. For the dispersant (I) this amount was found to be 0.45% by weight, calculated on the weight of dry marble and for the dispersants (J), (K) and (L) the amounts were found to be 0.40% by weight calculated on the weight of dry marble.
For tilfelle av polyetylenimini dispergeringsmidlen (J), (K) og (L) ble det også tilsatt tilstrekkelig svovelsyre for å justere pH til 7,8. I hvert tilfelle ble viskositeten for suspensjonen bestemt ved hjelp av "Brookfield Viscometer" Med en spindelhastighet på 100 omdr/min og vekt-% andelen av tørrstoff i suspensjonen ble bestemt ved fullstendig tørking av en kjent vekt av suspensjonen og veier den tørkede rest. Suspensjonen ble deretter fortynnet med små mengder vann og ytterligere bestemmelser av viskositet og vekt-% andelen av tørrstoff i suspensjonen ble bestemt ved fullstendig tørking av en kjent vekt av suspensjonen og veiing av den tørkede rest. Suspensjonen ble deretter fortynnet med små mengder vann og ytterligere bestemmelser av viskositet og vekt-% tørrsoff ble bestemt. Prosedyren med fortynning av suspensjonen og bestemmelse av viskositet og vekt-% tørrstoff ble gjentatt to eller tre ganger og viskositet mot vekt-% andel tørrstoff ble fremstilt grafisk. Faststoffkonsentrasjonen for suspensjonen med en viskositet på 300 mPa.s ble bestemt ved interpolasjon og resultatene er vist i tabell For the case of the polyethylene minidispersant (J), (K) and (L), sufficient sulfuric acid was also added to adjust the pH to 7.8. In each case, the viscosity of the suspension was determined by means of the "Brookfield Viscometer" with a spindle speed of 100 rpm and the percentage by weight of dry matter in the suspension was determined by completely drying a known weight of the suspension and weighing the dried residue. The suspension was then diluted with small amounts of water and further determinations of viscosity and % by weight of solids in the suspension were determined by completely drying a known weight of the suspension and weighing the dried residue. The suspension was then diluted with small amounts of water and further determinations of viscosity and % dry matter by weight were determined. The procedure of diluting the suspension and determining viscosity and % dry matter by weight was repeated two or three times and viscosity versus % dry matter by weight was graphically produced. The solids concentration for the suspension with a viscosity of 300 mPa.s was determined by interpolation and the results are shown in the table
VII: VII:
Eksempel 7 Example 7
En sats rå knust marmor ble malt i en vandig suspensjon inneholdende 3 0 vekt-% tørrsoff og i fravær av kjemiske dispergeringsmidler, ved hjelp av et partikkelformig malemedium til å gi et malt kalsiumkarbonatprodukt av papirbeleggingskvalitet og som hadde en partikkelstør-relsesf ordeling slik at 90 vekt-% av partiklene hadde en ekvivalens sfærisk diameter mindre enn 2 iim. Suspensjonen av malt marmor ble awannet ved filtrering i fravær av flokkuleringsmiddel og filterkaken tørket og pulverisert i en laboratoriehammermølle. A batch of raw crushed marble was ground in an aqueous suspension containing 30% by weight of dry soffit and in the absence of chemical dispersants, using a particulate grinding medium to give a ground calcium carbonate product of paper coating quality having a particle size distribution such that 90 % by weight of the particles had an equivalent spherical diameter less than 2 µm. The ground marble suspension was dewatered by filtration in the absence of flocculant and the filter cake dried and pulverized in a laboratory hammer mill.
Prøver av det finmalte marmorpulver ble blandet med vann til å gi en suspensjon inneholdende 60 vekt-% tørrstoff og varierende mengder av et anionisk og kationisk dispergeringsmiddel. Det anioniske dispergeringsmiddel var et natriumpolyakrylat-dispergeringsmiddel med en tallmidlere molekylvekt på 4.000 og det kationiske dispergeringsmiddel var polydiallyldimetylammoniumklorid med en tallmidlere molekylvekt på ca 50.000. Samples of the finely ground marble powder were mixed with water to give a suspension containing 60% by weight solids and varying amounts of an anionic and cationic dispersant. The anionic dispersant was a sodium polyacrylate dispersant with a number average molecular weight of 4,000 and the cationic dispersant was polydiallyldimethylammonium chloride with a number average molecular weight of about 50,000.
I hvert forsøk ble det anioniske dispergeringsmiddel først tilsatt suspensjonen av malt marmor, hvoretter blandingen ble omrørt ved 9.000 omdreininger ved hjelp av en rører som roterte med 1.420 omdr/min. Det kationiske dispergeringsmiddel ble deretter tilsatt og blandeprosedyren gjentatt. Viskositeten ble bestemt umiddelbart etter at den andre blandeprosedyren var ferdig, ved hjelp av "Brookfield Viscometer". Resultatene er vist i den etterfølgende tabell VIII. Disse resultater viser at optimal dispersjon ble erholdt hvor vektforholdet mellom kationisk dispergeringsmiddel til anionisk dispergeringsmiddel var ca. 4:1. Når dette forhold ble forøket til 6,9:1 var det fremdeles mulig å oppnå en meget flytende dispersjon, men dette på bekost-ning av en noe høyere dose av blandede dispergeringsmidler. In each experiment, the anionic dispersant was first added to the ground marble suspension, after which the mixture was stirred at 9,000 rpm using a stirrer rotating at 1,420 rpm. The cationic dispersant was then added and the mixing procedure repeated. Viscosity was determined immediately after the second mixing procedure was completed using the Brookfield Viscometer. The results are shown in the following table VIII. These results show that optimal dispersion was obtained where the weight ratio between cationic dispersant and anionic dispersant was approx. 4:1. When this ratio was increased to 6.9:1 it was still possible to obtain a very liquid dispersion, but this at the expense of a somewhat higher dose of mixed dispersants.
Eksempel 8 Example 8
En sats rå knust marmor ble malt i en vandig suspensjon inneholdende 3 0 vekt-% tørrstoff, i fravær av kjemiske dispergeringsmidler, ved hjelp av et partikkelformig malemedium til å gi et malt produkt med en partikkelstør-relsesf ordeling slik at 78 vekt-% av partiklene hadde en ekvivalens sfærisk diameter mindre en 2 /xm. Suspensjonen av malt marmor ble awannet i fravær av et flokkuleringsmiddel og et vakuumtrommelfilter til et tørrstoffinnhold på 64 vekt-%. Noe av den således dannede filterkake ble varmetørket og tilbakeblandet med den fuktige filterkake til å gi en blanding med et tørrstoffinnhold på 70 vekt%. A batch of raw crushed marble was ground in an aqueous suspension containing 30% by weight solids, in the absence of chemical dispersants, using a particulate grinding medium to give a ground product with a particle size distribution such that 78% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter less than 2 µm. The suspension of ground marble was dewatered in the absence of a flocculant and a vacuum drum filter to a solids content of 64% by weight. Some of the filter cake thus formed was heat-dried and mixed back with the moist filter cake to give a mixture with a solids content of 70% by weight.
Denne blanding ble delt i 3 porsjoner for behandling med kationisk polydiallyldimetylammoniumklorid-dispergeringsmidler, med tre forskjellige tallmidlere molekylvekter. Hver av disse tre deler ble ytterligere oppdelt i tre mindre porsjoner, som hver ble behandlet med forskjellige doser av anioniske dispergeringsmidler (E), som beskrevet i eksempel 1. I hvert tilfelle ble det anioniske dispergeringsmiddel tilsatt først kaken av malt marmor, og blandet omhyggelig med denne, hvoretter det kationiske dispergeringsmiddel ble tilsatt og innblandet. Dosen av kationisk dispergeringsmiddel anvendt i hvert tilfelle var ca. 3,5 ganger dosen av anionisk dispergeringsmiddel. I hvert tilfelle ble viskositeten av den resulterende suspensjon målt "Brookfield Viscometer" med den spindelhastighet på 100 omdr/min og vekt-% tørrstoff ble bestemt ved fullstendig tørking av en kjent vekt av en suspensjon og veiing av den tørkede rest. This mixture was divided into 3 portions for treatment with cationic polydiallyldimethylammonium chloride dispersants, having three different number average molecular weights. Each of these three parts was further divided into three smaller portions, each of which was treated with different doses of anionic dispersants (E), as described in Example 1. In each case, the anionic dispersant was added first to the cake of ground marble, and thoroughly mixed with this, after which the cationic dispersant was added and mixed. The dose of cationic dispersant used in each case was approx. 3.5 times the dose of anionic dispersant. In each case, the viscosity of the resulting suspension was measured "Brookfield Viscometer" with the spindle speed of 100 rpm and the weight % solids was determined by completely drying a known weight of a suspension and weighing the dried residue.
Suspensjonen ble deretter fortynnet med en liten mengde vann og ytterligere bestemmelser av viskositet og vekt-% tørrstoff ble utført. Viskositet ble avsatt grafisk mot vekt-% tørrstoff og faststoffinnholdet for en suspensjon med en viskositet på 300 mPa.s ble bestemt ved interpolasjon. De erholdte resultater er vist i den etterfølgende tabell IX. Disse resultater viser at litt mer flytende suspensjoner, for et gitt tørstoffinnhold, ble erholdt når det anvendte kationiske dispergeringsmiddel hadde en tallmidlere molekylvekt på 500.000. The suspension was then diluted with a small amount of water and further determinations of viscosity and % solids by weight were made. Viscosity was plotted against wt% solids and the solids content of a suspension with a viscosity of 300 mPa.s was determined by interpolation. The results obtained are shown in the subsequent table IX. These results show that slightly more liquid suspensions, for a given solids content, were obtained when the cationic dispersant used had a number average molecular weight of 500,000.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB898927536A GB8927536D0 (en) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | Paper coating |
US61344790A | 1990-11-13 | 1990-11-13 | |
PCT/GB1990/001883 WO1991008341A1 (en) | 1989-12-06 | 1990-12-04 | Paper coating |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO922206D0 NO922206D0 (en) | 1992-06-04 |
NO922206L NO922206L (en) | 1992-06-30 |
NO180598B true NO180598B (en) | 1997-02-03 |
NO180598C NO180598C (en) | 1997-05-14 |
Family
ID=26296317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO922206A NO180598C (en) | 1989-12-06 | 1992-06-04 | Aqueous paper coating composition, preparation thereof and preparation of paper |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0504245B1 (en) |
JP (1) | JPH05502484A (en) |
CN (1) | CN1051826C (en) |
AT (1) | ATE121149T1 (en) |
AU (1) | AU647762B2 (en) |
BR (1) | BR9007899A (en) |
CA (1) | CA2072641A1 (en) |
DE (1) | DE69018648T2 (en) |
DK (1) | DK0504245T3 (en) |
ES (1) | ES2070484T3 (en) |
FI (1) | FI101091B (en) |
GB (2) | GB8927536D0 (en) |
NO (1) | NO180598C (en) |
NZ (1) | NZ236353A (en) |
WO (1) | WO1991008341A1 (en) |
ZA (1) | ZA909749B (en) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9200683D0 (en) * | 1992-01-14 | 1992-03-11 | Univ Manchester | Improvements relating to materials |
US5387826A (en) * | 1993-02-10 | 1995-02-07 | National Semiconductor Corporation | Overvoltage protection against charge leakage in an output driver |
US5406140A (en) * | 1993-06-07 | 1995-04-11 | National Semiconductor Corporation | Voltage translation and overvoltage protection |
AU5324896A (en) * | 1995-04-11 | 1996-10-30 | Columbia River Carbonates | Calcium carbonate pigments for coating paper and paper board |
US5676748A (en) * | 1995-12-29 | 1997-10-14 | Columbia River Carbonates | Bulking and opacifying fillers for paper and paper board |
AU5324796A (en) * | 1995-04-11 | 1996-10-30 | Columbia River Carbonates | Bulking and opacifying fillers for paper and paper board |
US5653795A (en) * | 1995-11-16 | 1997-08-05 | Columbia River Carbonates | Bulking and opacifying fillers for cellulosic products |
US5676747A (en) * | 1995-12-29 | 1997-10-14 | Columbia River Carbonates | Calcium carbonate pigments for coating paper and paper board |
AU5376396A (en) * | 1995-04-11 | 1996-10-30 | Columbia River Carbonates | Bulking and opacifying fillers for cellulosic products |
EP0790135A3 (en) * | 1996-01-16 | 1998-12-09 | Haindl Papier Gmbh | Method of preparing a print-support for contactless ink-jet printing process, paper prepared by this process and use thereof |
DE102005057836B3 (en) * | 2005-12-03 | 2007-03-08 | Corvus Beschichtungssysteme Gmbh | Adhesion-improving material, useful for paper and copying paper, comprises fixing agent and polycarboxylic acid as dispersant, also microcapsule coating mass containing it |
JP2007163955A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Transfer paper for electrophotography |
JP5264661B2 (en) * | 2009-09-14 | 2013-08-14 | 北越紀州製紙株式会社 | Manufacturing method of coated paper for offset and gravure printing |
PT2447328E (en) * | 2010-10-29 | 2015-03-25 | Omya Int Ag | Method for improving handleability of calcium carbonate containing materials |
RS53203B (en) | 2011-08-31 | 2014-06-30 | Omya International Ag | Self-binding pigment hybrid |
EP2565237B1 (en) * | 2011-08-31 | 2015-03-18 | Omya International AG | Process for preparing self-binding pigment particle suspensions |
DK2662419T3 (en) * | 2012-05-11 | 2015-09-07 | Omya Int Ag | Charging Cabinet PhCH |
EP2662416B1 (en) * | 2012-05-11 | 2015-07-22 | Omya International AG | Treatment of calcium carbonate containing materials for increased filler load in paper |
FI126543B (en) * | 2013-05-17 | 2017-02-15 | Fp-Pigments Oy | A process for the preparation of an aqueous pigment-containing cationic high solids dispersion, an aqueous pigment dispersion and its use |
SE1651136A1 (en) | 2016-08-24 | 2018-02-25 | Organoclick Ab | Bio-based pec compositions as binders for fiber based materials, textiles, woven and nonwoven materials |
CN109844005B (en) | 2016-08-24 | 2022-05-10 | 有机点击股份公司 | Bio-based polyelectrolyte complex compositions containing aliphatic compounds with increased hydrophobicity |
JP7131832B2 (en) * | 2016-08-24 | 2022-09-06 | オルガノクリック アーベー | Bio-based polyelectrolyte complex compositions containing water-insoluble particles |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4853405A (en) * | 1987-01-21 | 1989-08-01 | Farmitalia Carlo Erba S.R.L. | Condensed pyrazole derivatives, pharmaceutical compositions and use |
GB8701491D0 (en) * | 1987-01-23 | 1987-02-25 | Ecc Int Ltd | Aqueous suspensions of calcium |
-
1989
- 1989-12-06 GB GB898927536A patent/GB8927536D0/en active Pending
-
1990
- 1990-12-04 AT AT91900880T patent/ATE121149T1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-12-04 EP EP91900880A patent/EP0504245B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-04 AU AU69584/91A patent/AU647762B2/en not_active Ceased
- 1990-12-04 ZA ZA909749A patent/ZA909749B/en unknown
- 1990-12-04 ES ES91900880T patent/ES2070484T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-04 WO PCT/GB1990/001883 patent/WO1991008341A1/en active IP Right Grant
- 1990-12-04 CA CA002072641A patent/CA2072641A1/en not_active Abandoned
- 1990-12-04 JP JP3501306A patent/JPH05502484A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-04 DE DE69018648T patent/DE69018648T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-04 BR BR909007899A patent/BR9007899A/en not_active IP Right Cessation
- 1990-12-04 DK DK91900880.5T patent/DK0504245T3/en active
- 1990-12-05 NZ NZ236353A patent/NZ236353A/en unknown
- 1990-12-06 CN CN90110340A patent/CN1051826C/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-07 GB GB9207583A patent/GB2253857B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-03 FI FI922555A patent/FI101091B/en active
- 1992-06-04 NO NO922206A patent/NO180598C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1991008341A1 (en) | 1991-06-13 |
FI101091B (en) | 1998-04-15 |
NO922206L (en) | 1992-06-30 |
NZ236353A (en) | 1993-01-27 |
GB2253857B (en) | 1993-08-04 |
AU647762B2 (en) | 1994-03-31 |
JPH05502484A (en) | 1993-04-28 |
AU6958491A (en) | 1991-06-26 |
NO180598C (en) | 1997-05-14 |
NO922206D0 (en) | 1992-06-04 |
EP0504245A1 (en) | 1992-09-23 |
GB8927536D0 (en) | 1990-02-07 |
FI922555A0 (en) | 1992-06-03 |
ATE121149T1 (en) | 1995-04-15 |
ES2070484T3 (en) | 1995-06-01 |
FI922555A (en) | 1992-06-03 |
GB2253857A (en) | 1992-09-23 |
EP0504245B1 (en) | 1995-04-12 |
CA2072641A1 (en) | 1991-06-07 |
BR9007899A (en) | 1992-09-15 |
CN1052912A (en) | 1991-07-10 |
CN1051826C (en) | 2000-04-26 |
GB9207583D0 (en) | 1992-06-03 |
DK0504245T3 (en) | 1995-09-04 |
DE69018648T2 (en) | 1995-08-10 |
DE69018648D1 (en) | 1995-05-18 |
ZA909749B (en) | 1991-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO180598B (en) | Aqueous paper coating composition, preparation thereof and preparation of paper | |
US5384013A (en) | Cationic pigment-containing paper coating composition | |
TWI525235B (en) | Process for preparing self-binding pigment particles, self-binding pigment particle suspensions obtainable thereof, paper products comprising self-binding pigment particles and the use of the self-binding pigment particle suspensions | |
US6004467A (en) | Process for the treatment of an aqueous suspension comprising kaolin | |
KR101740562B1 (en) | Paper filler composition | |
CN101184894B (en) | Polymer-pigment hybrids for use in papermaking | |
JP6594775B2 (en) | Composition derived from cellulose | |
CN103255680B (en) | Preparation of aqueous slurries of finely divided fillers and their use for the production of papers having a high filler content and high dry strength | |
NO174677B (en) | Procedure for Preparing a Deflocculated Calcium Carbonate Suspension and Using This | |
US5731034A (en) | Method of coating paper | |
NO300021B1 (en) | Slurry of particulate calcium carbonate | |
KR20030092111A (en) | Method for recycling pulp rejects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN JUNE 2001 |