[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE3014623A1 - Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid - Google Patents

Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid

Info

Publication number
DE3014623A1
DE3014623A1 DE19803014623 DE3014623A DE3014623A1 DE 3014623 A1 DE3014623 A1 DE 3014623A1 DE 19803014623 DE19803014623 DE 19803014623 DE 3014623 A DE3014623 A DE 3014623A DE 3014623 A1 DE3014623 A1 DE 3014623A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cations
calcium carbonate
calcium
coating pigment
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803014623
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred Dr. 8031 Gröbenzell Baumeister
Hans-Peter 8060 Dachau Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NICOLAUS MD PAPIER
MD Papierfabriken Heinrich Nicolaus GmbH
Original Assignee
NICOLAUS MD PAPIER
MD Papierfabriken Heinrich Nicolaus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NICOLAUS MD PAPIER, MD Papierfabriken Heinrich Nicolaus GmbH filed Critical NICOLAUS MD PAPIER
Priority to DE19803014623 priority Critical patent/DE3014623A1/en
Publication of DE3014623A1 publication Critical patent/DE3014623A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
    • D21H21/52—Additives of definite length or shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C09C1/022—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C09C1/022—Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/024—Coating
    • 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
    • D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
    • D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Coating pigment for paper consists of finely-divided CaCO3, in which pt. of the Ca cations is replaced by cations with a cationic radius of 0.53-1.34 (0.68-1.20) A, pref. Li(+), Mg(2+), Ba(2+), Sc(3+), Y(3+), La(3+), Mn(2+), Co(2+), Ni(2+), Ci(2+), Ag(2+), Au(3+), Zn(2+), Cd(2+), Ge(4+), Pb(2+) and/or lanthanide, esp. Zn, Mg and/or Li cations. 0.05-10 (0.5-8, esp. 3-6) wt.% of the Ca cations are replaced, pref. only on the surface of the CaCO3 particles. The modified pigment has improved resistance to acids and gives a uniform coating thickness. It gives paper a more sealed, more uniform and high gloss surface, a higher degree of whiteness and increased opacity. Its cost is also favourable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Streichpigment für Papier mit verbesserten Eigenschaften sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.The invention relates to a coating pigment for paper with improved Properties and a method of making the same.

Calciumcarbonat ist ein Material, das in großen Mengen kostengünstig zur Verfügung steht. Es wird seit jeher in der Papierstreicherei als Verschnittpigment von Kaolin eingesetzt.Calcium carbonate is a material that is inexpensive in large quantities is available. It has always been used in paper coating as a waste pigment used by kaolin.

Der Wunsch nach höheren Zugabemöglichkeiten dieses hochweißen, billigen, gut verarbeitbaren und auch in der Zukunft in ausreichenden Mengen vorhandenen Materials wird jedoch durch seine mangelnde Säurebeständigkeit begrenzt. Die geringe Säurebeständigkeit wirkt sich bei der Papierherstellung sehr nachteilig aus, da das Calciumcarbonat mit dem bei der Papierherstellung verwendeten Alaun zu unlöslichem Gips reagiert.The desire for higher options for adding this bright white, cheap, material that is easy to process and will also be available in sufficient quantities in the future however, it is limited by its lack of acid resistance. The low acid resistance has a very disadvantageous effect in papermaking, since the calcium carbonate reacts with the alum used in papermaking to form insoluble gypsum.

Es wurde bereits vorgeschlagen, pulverförmiges Calciumcarbonat durch Oberflächenbehandlung zu modifizieren, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. So ist es aus der DE-PS 22 36 430, der DE-AS 25 16 097 und den DE-OS 19 39 544 und 26 32 350 bekanntgeworden, Calciumcarbonatteilchen mit Polymeren zu beschichten um dessen Eigenschaften zur Verwendung als Füllstoffe in Thermoplasten und Papier zu verbessern. Das Aufpolymerisieren von organischen Substanzen auf Calciumcarbonatteilchen ist in der DE-OS 17 92 075 beschrieben.It has already been proposed to use powdered calcium carbonate Modify surface treatment to improve certain properties. So it is from DE-PS 22 36 430, DE-AS 25 16 097 and DE-OS 19 39 544 and 26 32 350 has become known to coat calcium carbonate particles with polymers about its properties for use as fillers in thermoplastics and paper to improve. The grafting of organic substances onto calcium carbonate particles is described in DE-OS 17 92 075.

In den DE-OS 25 24 863 und 25 59 639 ist die Beschichtung von Calclumcarbonatteilchen mit Metallsilikaten zur Verbesserung der Eigenschaften des Calciumcarbonats in Kunststoff und Kautschuk beschrieben.In DE-OS 25 24 863 and 25 59 639 the coating of calcium carbonate particles is with metal silicates to improve the properties of calcium carbonate in plastic and rubber.

Gemäß der DE-OS 20 59 624 werden Cälciumcarbonatteilchen gleichfalls mit Polymeren umhüllt oder eine Oberflächenhülle aus Calciumphosphat oder Calciumsilikat vorgesehen.According to DE-OS 20 59 624 calcium carbonate particles are also used coated with polymers or a surface coating made of calcium phosphate or calcium silicate intended.

In der DE-PS 14 67 470 ist ein Verfahren zur Verbesserung des Weißgrades von Calciumcarbonat beschrieben, bei dem Calciumcarbonat mit Halogenen, Sauerstoffsäuren der Halogene oder mit deren Salzen behandelt wird.DE-PS 14 67 470 describes a process for improving the degree of whiteness described by calcium carbonate, calcium carbonate with halogens, oxygen acids the halogens or their salts are treated.

Schließlich ist aus der DE-OS 27 41 427 ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten Calciumcarbonatteilchen bekanntgeworden, wobei die Calciumcarbonatteilchen in der Gasphase mit einem sauren Gas umgesetzt werden, so daß sich die Calciumcarbonatteilchen mit dem Calciumsalz des sauren Gases überziehen.Finally, from DE-OS 27 41 427 a method for production of improved calcium carbonate particles, the calcium carbonate particles be reacted in the gas phase with an acidic gas, so that the calcium carbonate particles coat with the calcium salt of the acidic gas.

Mit diesen bekannten Verfahren können zwar Verbesserungen der Eigenschaften des Calciumcarbonats erreicht werden, es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Umhüllungen der Calciumcarbonatteilchen aus Polymeren oder die ausgebildete anorganische Beschichtung keine ausreichende -Stabilität aufweisen, sondern diese Umhüllungen aufbrechen und sich ablösen. So hat sich beispielsweise bei der Herstellung von Papier gezeigt, daß sich mit Polymer überzogene Calciumcarbonatteilchen und auch solche mit anorganischer Beschichtung bei der Herstellung von Papier einsetzen lassen, aber diese Umhüllungen im trockenen Papier nach der Herstellung aufbrechen, so daß ein Recycling unter Verwendung solcher Calciumcarbonatteilchen hergestellten Papiers nicht möglich ist. Die bekannten Produkte verlieren somit bei ihrer weiteren Verarbeitung und Verwendung ihre verbesserten Eigenschaften, was ihren Einsatz bei der Papierstreicherei limitiert.With these known methods, it is true that improvements in properties can be achieved of calcium carbonate can be achieved, but it has been found that the Coatings of the calcium carbonate particles made of polymers or the formed inorganic Coating does not have sufficient stability, but these envelopes break up and peel off. For example, in the production of Paper showed that there were polymer coated calcium carbonate particles as well have those with an inorganic coating used in the manufacture of paper, but Break open these wrappings in the dry paper after manufacture, so that a Recycling of paper made using such calcium carbonate particles not possible. The known products thus lose their further processing and use of their improved properties, which makes their use in paper coating limited.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Streichpigment für Papier zu schaffen, das sich durch verbesserte Eigenschaften, insbesondere erhöhte Säurebeständigkeit auszeichnet, wobei diese Eigenschaften auch bei der Verarbeitung und Verwendung erhalten bleiben.The invention is therefore based on the object of a coating pigment for paper that has improved properties, in particular increased Acid resistance distinguishes itself, with these properties also during processing and use are preserved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Streichpigment für Papier, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus feinteiligem Calciumcarbonat, dessen Calciumkationen zum Teil durch Kationen mit einem Kationenradius zwischen 0,53 und 1,34A ausgetauscht sind, besteht.The invention relates to a coating pigment for paper, which thereby is characterized in that it consists of finely divided calcium carbonate, its calcium cations partly exchanged for cations with a cation radius between 0.53 and 1.34A are, exists.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Streichpigmentes für Papier, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Calciumcarbonatteilchen in einer Suspensionsflüssigkeit suspendiert werden, eine wässrige Lösung, die Kationen mit einem Kationenradius zwischen 0,53 und 1,342 enthält, zugemischt wird, und ggf. die modifizierten Calciumcarbonatteilchen isoliert und getrocknet werden.The invention also relates to a method for production of a coating pigment for paper, which is characterized in that calcium carbonate particles are suspended in a suspension liquid, an aqueous solution, the cations with a cation radius between 0.53 and 1.342 is added, and optionally the modified calcium carbonate particles are isolated and dried.

Wahrscheinlich findet eine isomorphe Substitution, d.h. ein Austausch der Calciumkationen im Calciumcarbonatgitter durch andere Kationen, die in das Calciumcarbonatgitter einbaufähig sind, statt. Da es sich hier um einen Einbau der Fremdkationen in das Calciumcarbonatgitter handelt und nicht um eine äußere Umhüllung der Calciumcarbonatteilchen ist das modifizierte Calciumcarbonat stabil und beständig. Das Problem des Ablösens oder der Zerstörung der Umhüllung kann folglich nicht auftreten.Probably there is an isomorphic substitution, i.e. an exchange the calcium cations in the calcium carbonate lattice by other cations in the calcium carbonate lattice can be built in instead. Since this is an installation of the foreign cations in the Calcium carbonate lattice is and not an outer coating of the calcium carbonate particles the modified calcium carbonate is stable and durable. The problem of peeling or the destruction of the envelope can consequently not occur.

Besonders geeignete Kationen zur Modifikation der Calciumcarbonatteilchen sind solche mit einem Kationenradius zwischen 0,68 und 1,20Å. Beispiele für geeignete Kationen sind: Lief, Mg2 , Ba2+, Sc3+ Y3+ La3+2+ 2+ Ni2+, Cu2+ Ag2+, Au3+, Zn2+ Cd2+ Ge4+ Pb2+ und/oder Seltenerdmetallaktionen. Besonders bevorzugte Austauschkationen sind Zink-, Magnesium- und Lithiumkationen.Particularly suitable cations for modifying the calcium carbonate particles are those with a cation radius between 0.68 and 1.20 Å. Examples of suitable Cations are: Lief, Mg2, Ba2 +, Sc3 + Y3 + La3 + 2 + 2+ Ni2 +, Cu2 + Ag2 +, Au3 +, Zn2 + Cd2 + Ge4 + Pb2 + and / or rare earth metal actions. Particularly preferred exchange cations are zinc, magnesium and lithium cations.

Je nach Verwendungszweck des Calciumcarbonats müssen auch die Eigenschaften der eingesetzten Kationen in Betracht gezogen werden, beispielsweise eignen sich Schwermetallkationen aufgrund ihrer Färbung im allgemeinen nicht für die Papierherstellung.Depending on the intended use of the calcium carbonate, the properties of the cations used can be taken into account, for example are suitable Heavy metal cations are generally not used in papermaking because of their color.

Im wesentlichen werden die Calciumkationen an der Oberfläche der Calciumcarbonatteilchen durch die entsprechenden Fremdkationen ausgetauscht. Zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften genügt es im allgemeinen, wenn etwa 0,05 bis 10 Gew.-% der Calciumkationen des Calciumcarbonats ausgetauscht sind, wobei vorzugsweise 0,5 bis 8 Gew.-% und insbesondere 3 bis 6 Gew.-% der Calciumkationen ausgetauscht werden.In essence, the calcium cations become on the surface of the calcium carbonate particles exchanged by the corresponding foreign cations. To achieve the desired Properties, it is generally sufficient if about 0.05 to 10% by weight of the calcium cations of the calcium carbonate are exchanged, preferably 0.5 to 8 wt .-% and in particular 3 to 6% by weight of the calcium cations are exchanged.

Auch das Anion der Verbindungen, die bei der Austauschreaktion verwendet werden, ist von Einfluß.Also the anion of the compounds used in the exchange reaction is of influence.

Das Anion wirkt offenbar als Brecher der Hydrathülle und beeinflußt die Transportgeschwindigkeit des Kations an die Calciumcarbonatoberfläche.The anion apparently acts as a breaker of the hydrate shell and influences the transport speed of the cation to the calcium carbonate surface.

Vorzugsweise soll das Anion mit Calcium ein schwerlösliches Salz bilden. Große Anionen werden bevorzugt, weil deren solvatisierende Wirkung gering ist.The anion should preferably form a sparingly soluble salt with calcium. Large anions are preferred because their solvating effect is poor.

Bevorzugte Anionen sind Halogene und Halogen enthaltende Gruppen, Phosphat, Acetat und Stearat.Preferred anions are halogens and halogen-containing groups, Phosphate, acetate and stearate.

Bevorzugt eingesetzte Zinkverbindungen sind: ZnO,Zn(OH)2, ZnF ZnC1 ZnJ2, ZnSiF6, Zn(BF4)2 Zn3(P04)2 und Zn(CH3COO)2.Zinc compounds used with preference are: ZnO, Zn (OH) 2, ZnF, ZnC1 ZnJ2, ZnSiF6, Zn (BF4) 2 Zn3 (P04) 2 and Zn (CH3COO) 2.

Die bevorzugt eingesetzte Magnesiumverbindung ist Magnesiumsulfat (MgS04) und die bevorzugte Lithiumverbindung Lithiumchlorid (LiC1).The preferred magnesium compound used is magnesium sulfate (MgS04) and the preferred lithium compound lithium chloride (LiC1).

Bei der Herstellung des Streichpigments gemäß der Erfindung werden die Calciumcarbonatteilchen, die in gewünschter Größe eingesetzt werden, in einer Suspensionsflüssigkeit, im allgemeinen Wasser, suspendiert. Eine Verbindung des einzubauenden Kations in wässriger Lösung wird danach der Suspension zugemischt. Es wird bevorzugt, daß die Mischung aus Suspension und wässriger Lösung einen pH-Wert im Bereich zwischen 3 und 6,5,insbesondere zwischen 4 und 6,aufweist. Diese Mischung kann beispielsweise bei der Papierherstellung eingesetzt werden.In the production of the coating pigment according to the invention the calcium carbonate particles, which are used in the desired size, in one Suspension liquid, generally water, suspended. A connection of the The cation to be incorporated in aqueous solution is then mixed into the suspension. It is preferred that the mixture of suspension and aqueous solution have a pH in the range between 3 and 6.5, in particular between 4 and 6. This mixture can be used, for example, in papermaking.

Alternativ kommt es in Betracht, die modifizierten Calciumcarbonatteilchen aus der Mischung zu isolieren und zu trocknen, um sie zu einem späteren Zeitpunkt oder in einem anderen Medium zu verwenden.Alternatively, the modified ones can be considered Calcium carbonate particles isolate from the mixture and dry to use them at a later date or to use in another medium.

Die Calciumcarbonatteilchen werden vorzugsweise in Wasser mit einer Konzentration von 60 bis 80 Gew.-%, insbesondere etwa 70 Gew.-%, suspendiert In der Mischung aus Suspension von Calciumcarbonat und wässriger Lösung der Kationenverbindung soll die Konzentration der Kationen im Verhältnis zu Calciumcarbonat vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10Gew.-%,liegen.The calcium carbonate particles are preferably in water with a Concentration of 60 to 80% by weight, in particular about 70% by weight, suspended in the mixture of suspension of calcium carbonate and aqueous solution of the cation compound the concentration of the cations in relation to calcium carbonate should be preferred in the range from 0.1 to 15% by weight, in particular 5 to 10% by weight.

In der Mischung findet der Einbau der Kationen in das Calciumcarbonatgitter statt, wobei auch eine weitgehend adsorptive Bindung nicht ausgeschlossen werden kann.In the mixture, the cations are incorporated into the calcium carbonate lattice instead, whereby a largely adsorptive binding cannot be excluded can.

Die vorstehend angegebenen bevorzugten Bereiche für die Konzentration der Kationen in der Mischung unterscheiden sich naturgemäß etwas in Abhängigkeit von der Art des Kations sowie des Anions. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eindeutig bevorzugte Bereiche bestehen. Während bei zu niedrigen Konzentrationen die gewünschten Eigenschaften nicht erhalten werden, scheinen sich bei zu hohen Kationenkonzentrationen die Eigenschaften nicht mehr zu verbessern, teilweise sogar wieder zu verschlechtern.The preferred concentration ranges given above of the cations in the mixture naturally differ somewhat depending on the situation on the nature of the cation as well as the anion. It has been shown, however, that clearly preferred areas exist. While the desired ones at too low concentrations Properties not obtained appear to be increased if the cation concentrations are too high the properties can no longer be improved, in some cases even worsened again.

Die erfindungsgemäßen Streichpigmente zeigen eine Reihe von wesentlichen Vorteilen.The coating pigments according to the invention show a number of essentials Benefits.

Ihre Säurebeständigkeit, wie sie beispielsweise mit dem nachstehend erläuterten Alauntest bestimmt werden kann, ist gegenüber einem normalen Calciumcarbonatpigment bedeutend verbessert.Das Pigment zeigt auch verbesserte Streichfarbenverarbeitbarkeit, insbesondere gleichmäßige Schichtdicke. Mit dem Pigment können Papiere verbesserter Oberflächenqualität, insbesondere geschlossenere und gleichmäßigere Oberfläche, und mit erhöhtem Glanz erhalten werden. Die Papiere zeigen auch erhöhten Weißgrad und erhöhte Opazität. Schließlich ist von Bedeutung, daß Calciumcarbonat in großen Mengen kostengünstig zur' Verfügung steht.Their acid resistance, such as those shown below The alum test explained above is compared to a normal calcium carbonate pigment significantly improved. The pigment also shows improved coating slip processability, especially uniform layer thickness. With the pigment, papers can be improved Surface quality, in particular a more closed and uniform surface, and can be obtained with increased gloss. The papers also show increased whiteness and increased opacity. Finally, it is important that calcium carbonate in large Quantities are available at low cost.

Die erfindungsgemäßen Streichpigmente können in üblicher Weise in der Papierstreicherei eingesetzt werden.The coating pigments according to the invention can be used in a customary manner used in paper coating.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of examples.

Beispiel 1 90 Gew.-teile Calciumcarbonatpulver, das -sowohl in natürlicher als auch präzipitierter Form vorliegen kann, wurden mit Hilfe von 0,35 Teilen Polyacrylat-Dispergiermittel in 38,5 Teilen Wasser dispergiert. Anstelle des Polyacrylats können auch andere Dispergiermittel, wie Polyphosphate, eingesetzt werden. Zu dieser Suspension wurden 10 Gew.-teile Zinkoxidpulver zugegeben. Example 1 90 parts by weight of calcium carbonate powder, both in natural as well as precipitated form were made with the aid of 0.35 parts of polyacrylate dispersant dispersed in 38.5 parts of water. Instead of the polyacrylate, others can also be used Dispersants such as polyphosphates can be used. To this suspension were 10 parts by weight of zinc oxide powder were added.

Die Reduzierung der Säureempfindlichkeit dieses modifizierten Calciumcarbonats wurde mittels Alauntest bestimmt.The reduction of the acid sensitivity of this modified calcium carbonate was determined by the alum test.

Der Alauntest wurde folgendermaßen durchgeführt: 30g behandeltes, trockenes Calciumcarbonat wurde in 250ml destilliertem Wasser suspendiert. Danach wurde eine 10%ige Alaunlösung unter Einstellung eines pH-Wertes von 5,5 unter stetigem Rühren zugegeben. Der Alaunverbrauch wurde über eine Zeitdauer von 10 min bestimmt.The alum test was carried out as follows: 30g treated, dry calcium carbonate was suspended in 250 ml of distilled water. Thereafter was a 10% alum solution with a pH value of 5.5 under steady Stirring added. The alum consumption was determined over a period of 10 minutes.

Das mit Zinkoxid (ZnO) behandelte Calciumcarbonat zeigte im Vergleich zu unbehandeltem Calciumcarbonat eine Reduzierung der Säureempfindlichkeit um 60%.The calcium carbonate treated with zinc oxide (ZnO) showed in comparison a 60% reduction in acid sensitivity compared to untreated calcium carbonate.

Beispiel 2 100 Gew.-teile Calciumcarbonat wurden mit 0,5 Gew.-teilen Polyacrylat- oder Polyphosphatdispergiermittel in Wasser suspendiert und 5 Gew.-teile Zinkjodid (ZnJ2),gelöst in Wasser, wurden zugegeben. Example 2 100 parts by weight of calcium carbonate were mixed with 0.5 parts by weight Polyacrylate or polyphosphate dispersant suspended in water and 5 parts by weight Zinc iodide (ZnJ2) dissolved in water was added.

Dieses mit Zinkjodid modifizierte Calciumcarbonat zeigte bei dem Alauntest gemaß Beispiel 1 eine Reduzierung der Säureempfindlichkeit von 80%.This zinc iodide modified calcium carbonate showed in the alum test according to Example 1, a reduction in acid sensitivity of 80%.

Beispiel 3 100 Gew.-teile Calciumcarbonat wurden mit 0,5 Gew.-teilen Dispergiermittel in 43 Gew.-teilen Wasser-suspendiert und 4,7 Gew.-teile Magnesiumsulfat wurden zugegeben. Example 3 100 parts by weight of calcium carbonate were added with 0.5 parts by weight Dispersant suspended in 43 parts by weight of water and 4.7 parts by weight of magnesium sulfate were admitted.

Der Alauntest zeigte eine Reduzierung der Säureempfindlichkeit gegenüber unbehandeltem Calciumcarbonat von 10%.-Beispiel 4 100 Gew.-teile Calciumcarbonat wurden mit 0,5 Gew.-teilen Dispergiermittel in 43 Gew.-teilen Wasser suspendiert und 6 Gew.-teile Lithiumchlorid, gelöst in Wasser, wurden zugegeben.The alum test showed a reduction in acid sensitivity to untreated calcium carbonate of 10% .- Example 4 100 parts by weight calcium carbonate were suspended with 0.5 parts by weight of dispersant in 43 parts by weight of water and 6 parts by weight of lithium chloride dissolved in water were added.

Dieses mit Lithiumchlorid modifizierte Calciumcarbonat zeigte gegenüber unbehandeltem Calciumcarbonat eine Reduzierung der Säureempfindlichkeit,bestimmt mittels Alauntest, von 50%, Die gemäß Beispielen 1 bis 4 hergestellten Streichpigmente eigneten sich ausgezeichnet für die Papierstreicherei.This calcium carbonate modified with lithium chloride showed opposite untreated calcium carbonate a reduction in acid sensitivity by means of the alum test, of 50%, the coating pigments prepared according to Examples 1 to 4 were excellent for paper coating.

Beispiel 5 Es wurde eine Streichfarbe folgender Zusammensetzung hergestellt: 90 Gew.-teile Calciumcarbonatpulver dispergiert in 38,5 Gew.-teilen Wasser 10 Gew.-teile Zinkoxidpulver 1 Gew.-teil Stearat (Ammoniumstearat oder Calciumstearat) 24 Teile Latex (Styrolbutadien oder Acrylatlatex) 8 Gew.-teile Carboxymethylcellulose niedrig viskos -(geige wässrige Lösung) 1 Gew.-teil Melaminformaldehydharz 0,6 Gew.-teile optischer Aufheller (Stilbenverbindung) Die Streichfarbe zeigte einen Feststoffgehalt von 68, einen pH-Wert von 9,1 und eine Brookfield-Viskosität bei 100 Upm von 1700 mPa.s. Example 5 A coating color of the following composition was produced: 90 parts by weight of calcium carbonate powder dispersed in 38.5 parts by weight of water 10 parts by weight Zinc oxide powder 1 part by weight stearate (ammonium stearate or calcium stearate) 24 parts Latex (styrene butadiene or acrylate latex) 8 parts by weight carboxymethyl cellulose, low viscous - (violet aqueous solution) 1 part by weight of melamine-formaldehyde resin 0.6 part by weight optical brightener (stilbene compound) The coating slip showed a solids content of 68, a pH of 9.1 and a Brookfield viscosity at 100 rpm of 1700 mPa.s.

Als Papier wurde ein holzhaltiges Rohpapier mit einem Gewicht von 56 g/m2 ohne Vorsttich eingesetzt.A wood-containing base paper with a weight of 56 g / m2 used without pre-stitch.

Die Arbeitsbedingungen an der Streichmaschine waren folgende: Geschwindigkeit: 600 m/min Streicheinrichtung: inverted Blade Strichgewicht: 9 g/m2 Oberseite, 11g/m2 Siebseite Trocknung: 3 Air-Foils Feuchte: 5,5% Die Satinagebedingungen waren folgende: Geschwindigkeit: 200 m/min Druck: 200 kp/cm2 Temperatur: 600C Im Vergleich zu einem Papier, das mit üblichem Calciumcarbonatpigment gestrichen wurde, zeigten sich folgende Unterschiede: Verbesserung der Streichfarbenverarbeitbarkeit, insbesondere gleichmäßigere Schichtdicke, Verbesserung der Oberflächenqualität, geschlossenere und gleichmäßigere Oberfläche (bestimmt durch visuelle Beurteilung und Wischtest), Reduzierung des Alaunverbrauchs nach dem Aufmalen des gestrichenen Papiers um 22%, erhöhter Glanz.The working conditions on the coating machine were as follows: Speed: 600 m / min Coater: inverted blade Coating weight: 9 g / m2 top, 11g / m2 Sieve side drying: 3 Air-Foils Moisture: 5.5% The calendering conditions were as follows: Speed: 200 m / min Pressure: 200 kp / cm2 Temperature: 600C Compared to a Paper coated with conventional calcium carbonate pigment showed the following Differences: Improvement of the coating color processability, especially more uniform Layer thickness, improvement of the surface quality, more closed and uniform Surface (determined by visual assessment and wipe test), reduction of the Alum consumption after painting on the coated paper by 22%, increased gloss.

Der Glanz wurde bei 750 und 459 gemessen. Es wurden folgende Werte erhalten: 75" übliches Calciumcarbonat- 450 übliches Calciumcarbopigment natpigment Oberseite: 17,9% Oberseite: 4,8% Siebseite: 7,98 Siebseite: 2,6% Streichpigment gemäß der Streichpigment gemäß der Erfindung Erfindung Oberseite: 19,2% Oberseite: 5,3% Siebseite: 9,2% Siebseite: 3,2%.The gloss was measured at 750 and 459. The following values were obtained obtain: 75 "common calcium carbonate- 450 common calcium carbopigment natpigment top side: 17.9% top side: 4.8% sieve side: 7.98 sieve side: 2.6% coating pigment according to the coating pigment according to the invention invention top side: 19.2% top side: 5.3% sieve side: 9.2% sieve side: 3.2%.

Beispiel 6 Es wurde ein Streichpigment unter Verwendung folgender Bestandteile hergestellt: 250 Gew.-teile Calciumcarbonat dispergiert in Wasser(70%ig,357kg), 35 Gew.-teile 50%ige wässrige Zinkfluoridlösung, 167 Gew.-teile Stärkephosphatester in 25%iger wässriger Lösung, 9 Gew.-teile Harnstofformaldehydharz, 0,44 Gew.-teile optischer Aufheller, 25 Gew.-teile amphoterer Latex. Example 6 A coating pigment was made using the following Components produced: 250 parts by weight of calcium carbonate dispersed in water (70%, 357kg), 35 parts by weight of 50% aqueous zinc fluoride solution, 167 parts by weight of starch phosphate ester in 25% aqueous solution, 9 parts by weight urea-formaldehyde resin, 0.44 parts by weight optical brightener, 25 parts by weight amphoteric latex.

Die erhaltene Streichfarbe hatte einen Feststoffgehalt von 53,5% bei einem pH-Wert von 5,5 und einer Brookfield-Viskosität bei 100 Upm von 1300 mPa.s.The coating slip obtained had a solids content of 53.5% a pH of 5.5 and a Brookfield viscosity at 100 rpm of 1300 mPa.s.

Als Rohpapier wurde ein holzhaltiges Papier mit 40 g/m2 eingesetzt. Das Strichgewicht betrug 13 g/m2 auf der Oberseite und-14g/m2 auf der Siebseite.A wood-containing paper with 40 g / m2 was used as the base paper. The coat weight was 13 g / m2 on the upper side and -14 g / m2 on the wire side.

Die Arbeitsbedingungen an der Streichmaschine und die Satinagebedingungen entsprachen jenen des Bespiels 5.The working conditions on the coating machine and the calendering conditions corresponded to those of example 5.

Im Vergleich zu Papieren, bei denen übliches Calciumcarbonatpigment verwendet wurde, zeigten die mit dem erfindungsgemäßen Streichpigment gestrichenen Papiere folgende Unterschiede.Compared to papers that use the usual calcium carbonate pigment was used, showed those coated with the coating pigment according to the invention Papers the following differences.

Es wurde eine gleichmäßigere Oberflächenqualität erreicht; die Papiere zeigten bessere Glättbarkeit und somit Glanzentwicklung; im Recycling-Test, wobei das Papier im Pulper gelöst und mit einem Entstipper zerfasert wurde, ergab sich mit Alaun bei einem pH-Wert von 5,5 eine Reduzierung der Säureempfindlichkeit von 70%.A more uniform surface quality was achieved; the papers showed better smoothness and thus gloss development; in the recycling test, where the paper dissolved in the pulper and defibrated with a deflaker resulted with alum at a pH of 5.5 a reduction in acid sensitivity of 70%.

Claims (1)

Streichpigment für Papier und Verfahren zu dessen Herstellung Patentansprüche f Streichpigment für Papier, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß es aus feinteiligem Calciumcarbonat, dessen Calciumkationen zum Teil durch Kationen mit einem Kationenradius zwischen 0,53 und 1,34 Ä ausgetauscht sind, besteht. Coating pigment for paper and process for its production Patent claims f Coating pigment for paper, due to the fact that it is made of finely divided Calcium carbonate, whose calcium cations are partly replaced by cations with a cation radius between 0.53 and 1.34 Å are exchanged. 2. Streichpigment nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Teil der Calciumkationen durch Kationen mit einem Kationenradius zwischen 0,68 und 1,20Ä ausgetauscht sind.2. Coating pigment according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that some of the calcium cations are replaced by cations with a cation radius between 0.68 and 1.20Ä are exchanged. 3. Streichpigment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Teil der Calciumkationen durch Li +, Mg2+ Ba2+ Sc3+, Y3+, La3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Ag2+, Au3+, Zn2+, Cd2+ Ge4+, Pb2+ und/oder Seltenerdmetallkationen ausgetauscht sind.3. Coating pigment according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that some of the calcium cations are replaced by Li +, Mg2 + Ba2 + Sc3 +, Y3 +, La3 +, Mn2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 +, Ag2 +, Au3 +, Zn2 +, Cd2 + Ge4 +, Pb2 + and / or rare earth metal cations are exchanged. 4. Streichpigment nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Teil der Calciumkationen durch Zinkkationen, Magnesiumkationen und/oder Lithiumkationen ausgetauscht sind.4. coating pigment according to any one of claims 1-3, characterized g e k e n n z e i c h e t that part of the calcium cations by zinc cations, magnesium cations and / or lithium cations are exchanged. 5. Streichpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß 0,05 bis 10 Gew.-% der Calciumkationen ausgetauscht sind.5. coating pigment according to any one of claims 1 to 4, characterized g e k It is noted that 0.05 to 10% by weight of the calcium cations have been exchanged. 6. Streichpigment nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß 0,5 bis 8 Gew.-%, insbesondere 3 bis 6 Gew.-% der Calciumkationen ausgetauscht sind.6. coating pigment according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that 0.5 to 8 wt .-%, in particular 3 to 6 wt .-% of the calcium cations are exchanged are. 7. Streichpigment nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im wesentlichen nur die Calciumkationen an der Oberfläche der Calciumcarbonatteilchen ausgetauscht sind.7. coating pigment according to any one of claims 1-6, characterized g e k e n It should be noted that essentially only the calcium cations on the surface the calcium carbonate particles have been exchanged. 8. Verfahren zur Herstellung eines Streichpigments für Papier, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Calciumcarbonatteilchen in einer Suspensionsflüssigkeit suspendiert werden, eine wässrige Lösung, die Kationen mit einem Kationenradius zwischen 0,53 und 1,34Ä enthält, zugemischt wird, und ggf. die modifizierten Calciumcarbonatteilchen isoliert und getrocknet werden.8. A process for the production of a coating pigment for paper, thereby Note that calcium carbonate particles are in a suspension liquid be suspended, an aqueous solution containing cations with a cation radius contains between 0.53 and 1.34 Å, and optionally the modified calcium carbonate particles isolated and dried. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine wässrige Lösung, die Zink-, Magnesium- und/oder Lithiumkationen enthält, zugemischt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that an aqueous solution containing zinc, magnesium and / or lithium cations, is admixed. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Suspensionsflüssigkeit Wasser verwendet wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that g e -k e n n z e i c Note that water is used as the suspension liquid. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch g e k e n n z ei c h n e t, daß die Calciumcarbonatteilchen in Wasser mit einer Konzentration von 60 bis 80 Gew.-%, insbesondere etwa 70 Gew.-%, suspendiert werden 12 o Verfahren nach einem der Ansprüche 8-1O, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß eine wässrige Lösung eines Zinksalzes, insbesondere einer Zinkhalogenverbindung, eingesetzt wird.11. The method according to any one of claims 8 to 9, characterized g e k e n It should be noted that the calcium carbonate particles in water at a concentration from 60 to 80% by weight, in particular about 70% by weight, are suspended 12 o process according to one of claims 8-10, characterized in that an aqueous Solution of a zinc salt, in particular a zinc halogen compound, is used. 13 . Verfahren nach einem der Ansprüche 812 , dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Konzentration der Kationen zu Calciumcarbonat in der Mischung aus Suspension und wässriger Lösung im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10 Gew.-%, liegt.13th Method according to one of Claims 812, characterized in that g e -k e n n notes that the concentration of cations to calcium carbonate in the mixture from suspension and aqueous solution in the range from 0.1 to 15% by weight, in particular 5 to 10% by weight. 14 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Mischung aus Suspension und wässriger Lösung einen pH-Wert im Bereich zwischen 3 und 6,5, insbesondere 4 und 6, aufweist,14th Method according to one of Claims 8-13, characterized in that g e -k e n n notices that the mixture of suspension and aqueous solution has a pH value in the range between 3 and 6.5, in particular 4 and 6,
DE19803014623 1980-04-16 1980-04-16 Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid Withdrawn DE3014623A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803014623 DE3014623A1 (en) 1980-04-16 1980-04-16 Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803014623 DE3014623A1 (en) 1980-04-16 1980-04-16 Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3014623A1 true DE3014623A1 (en) 1981-10-29

Family

ID=6100201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803014623 Withdrawn DE3014623A1 (en) 1980-04-16 1980-04-16 Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3014623A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT211793B (en) * 1957-03-26 1960-11-10 Solvay Process for the production of precipitated calcium carbonate
DE2502144A1 (en) * 1975-01-21 1976-07-22 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Calcium and magnesium carbonates suitable for paper mfr - made by feeding carbon dioxide into aq suspension of calcined dolomite
DE3014620C2 (en) * 1980-04-16 1988-04-21 Md Papierfabriken Heinrich Nicolaus Gmbh, 8060 Dachau, De

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT211793B (en) * 1957-03-26 1960-11-10 Solvay Process for the production of precipitated calcium carbonate
DE2502144A1 (en) * 1975-01-21 1976-07-22 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Calcium and magnesium carbonates suitable for paper mfr - made by feeding carbon dioxide into aq suspension of calcined dolomite
DE3014620C2 (en) * 1980-04-16 1988-04-21 Md Papierfabriken Heinrich Nicolaus Gmbh, 8060 Dachau, De

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The Encyclopedia of Geochemistry and EnvironmentalSciences, Encyclopedia of Earth Sciences Series Volume IVa, Van Nostrand Reinhold Company 1972, S.106 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69434409T2 (en) MODIFIED FILLER MATERIAL FOR ALKALIAN PAPER AND METHOD FOR THE USE THEREOF IN THE PREPARATION OF ALKALINE PAPER
EP0041158B1 (en) Filling material for paper, carboard or paste board, process for their fabrication and paper, cardboard or pasteboard
DE69518132T2 (en) Process for treating titanium dioxide pigments, titanium dioxide pigment and their use in papermaking
DE2516097C3 (en) Process for the production of an auxiliary material for paper production and its use
DE69111034T2 (en) Cationic dispersion and method for cationizing finely divided particles.
DE69131108T2 (en) Process for modifying water-absorbent fibers with a practically water-insoluble inorganic compound
DE69729320T2 (en) PIGMENT PARTICLES COATED WITH FALLEN CALCIUM CARBONATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2943653C2 (en)
DE69432083T2 (en) TREATMENT OF INORGANIC PAPER FILLING MATERIAL WITH POLYSACCHARIDES
DE1073854B (en) Process for the production of filled papers and the like
DE234513T1 (en) PAPER MAKING METHOD AND COACERVAT BINDER FOR USE IN A PAPER MAKING METHOD.
US4294885A (en) Surface-modified pigment of natural kaolin material and a process of producing same
DE2711910C2 (en) White pigment composition and method for its preparation
US5037477A (en) Process for the preparation of an acid-resistant coating on filler particles
DE1546240B2 (en) Filler for paper
US2222199A (en) Pigmented paper and process of making same
DE1130271B (en) Process for improving the retention of mineral fillers in the formation of paper webs
DE2614869C3 (en) Crosslinking agent and process for its preparation
DE1932642A1 (en) Paper coating agents and methods for coating paper
US2222198A (en) Aluminum phosphate pigmented paper
DE68917048T2 (en) Composite pigments or fillers and processes for their production.
US2952580A (en) Process for the modification of fibrous materials
DE1954205A1 (en) Pigment for paper
DE3014623A1 (en) Modified calcium carbonate coating pigment for paper - has calcium partly replaced by other metal cations to reduce sensitivity to acid
DE3014620A1 (en) Modified calcium carbonate contg. other cations of specified radius - has increased acid resistance and is useful in paper mfr.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal