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Verfahren zur Herstellung von geleimtem Papier.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier, nach welchem ein Füllmittel, eine leimende Paraffin enthaltende Emulsion und gewünschtenfalls Alaun in dem Papierbrei mit dem Fasermaterial gemischt M erden, und besteht darin, dass als Füllmittel ein Karbonatfüllstoff, z. B. Kalziumkarbonat oder Kalziumkarbonat Magnesiumhydroxyd verwendet und das Leimen durch die Paraffinemulsion bewirkt wird.
Es ist bekannt, Kalziumkarbonat oder Kalziumkarbonat-Magnesiumhydroxyd zum Füllen von Papier zu verwenden und in Verbindung mit diesen leimende Mittel zu benutzen, doch ist bisher noch kein Weg gezeigt worden, die Leimung eines mit Karbonaten gefüllten Papieres im Papierbrei (Zeug) im Holländer erfolgreich durchzufuhren. Die Herstellung von Kalziumkarbonat Magnesiumhydroxyd ist im D. R. P. Nr. 430217 und V. St. A. Pat. Nr. 1415391 beschrieben und dessen Verwendung als Farb-
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Papier keine Erwähnung getan.
Die gemäss der Erfindung zum Leimen von mit Karbonaten gefülltem Papier mit Erfolg verwendete Paraffinemulsion stellt eine Suspension sehr kleiner Teilchen von Paraffin in einer v ässerigen oder einer mit Wasser sich mischenden Flüssigkeit dar, die ein Emulsionsmittel enthält, d. i. ein Material oder Materialien, die die Vereinigung der feinen Paraffinteilehen verhindern.
Es wurde, gefunden, dass Paraffinemulsionen, insbesondere im verdünnten Zustande, durch eine Suspension von Karbonatfüllmitteln ausgeflockt werden. Unter #Ausflocken" wird wohl im allgemeinen die Ausscheidung eines Stoffes aus seiner kolloidalen Lösung verstanden, doch kann auch hier von einer solchen gesprochen werden, da das Paraffin in fein verteiltem Zustande in der Emulsion gegenwärtig ist. wenngleich die Grösse der Partikelchen in der Emulsion wahrscheinlich nicht so gering ist wie im Falle einer Kolloidlösung. Die physikalische Wirkung jedoch, die in dem Zusammenballen oder der Agglo- meration der beiden Stoffe, Paraffin und Karbonatfüllmittel, besteht, ist wahrscheinlich ganz ähnlich
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Diese Flockenbildung wird bei der vorliegenden Erfindung in einem Falle auch praktisch nutzbar gemacht. Der durch die Flockenbildung sich ergebende Niederschlag ist ein Komplex von Paraffin und dem Kar- bonatfillstoff. Unter "Komplex" ist eine physikalische oder chemische Verbindung oder beides zusammen gemeint. Dieser Komplex erweist sich als gänzlich stabil oder beständig, was ihn insbesondere zur Verw endung bei der Papiererzeugung geeignet macht. Wenn die Mengen von verdünnter Paraffinemulsion und an wässeriger Suspension des Karbonatfiillmittels denjenigen entsprechen, die bei gewissen Sorten von geleimten, Füllmittel aufweisenden Papier angewendet werden, \, end also z.
B. 25 Teile Karbonatfüllstoff (trockene Basis) und drei Teile Paraffin (in emulgierter Form) miteinander gemischt werden und der sich ergebende flockige Niederschlag von der überschüssigen Flüssigkeit abgesondert
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Bevor in die ausführliche Beschreibung der Erfindung eingegangen wird. erscheint es wünschen- wert, gewisse Ausdrücke und Benennungen, die vorher schon gebraucht wurden oder erst später vor- kommen. aufzuklären oder zu definieren. So wird unter #Paraffin" ein Paraffinwachs verstanden. das bei gewöhnlicher oder Zimmertemperatur fest ist.
Es ist nicht beabsichtigt, sieh dabei nur auf Paraffin-
Kohlenwasserstoffe zu beschränken, da in dem Worte auch alle Kohlenwasserstoffe wachsartiger Natur enthalten sein können, hauptsächlich unverseifbare und neutrale auch saure oder alkalische Substanzen bei gewöhnlicher Temperatur- und Druckverhältnissen, ob sie nun von Petroleum, bituminösem Schiefer.
Lignit, Erdwachs oder andern natürliehen oder künstlichen Grundstoffen stammen. Materialien pechartiger Natur sollen jedoch in dem Worte.. Paraffin" nicht inbegriffen sein.
Der Ausdruck Papier"soll im breiten Sinne verstanden werden, er soll Erzeugnisse aller Typen ohne Rücksicht auf Gewicht und Dicke einschliessen, die als wesentlichen Bestandteil ein präpariertes Fasermaterial enthalten und geeignet sind, sich auf einer Papier- oder Pappenmasehine irgendwekhef Art und Form verarbeiten zu lassen.
Unter., Kolophonium" soll nicht nur das natürliche Produkt. sondern auch eine synthetische Harzsäure oder Harzsäuren verstanden werden.
Die Benennung #Kolophoniumleim" bezeichnet irgendein Material, das durch Einwirkung einer alkalischen Substanz, im allgemeinen in wässeriger Lösung, auf Kolophonium entsteht, ohne Rücksicht auf die genaue Zusammensetzung des Produktes oder auf den Grad der Verseifung oder auf die verändert- liehe Zusammensetzung, die verschiedene Proben oder Muster haben können.
Die Bezeichnung #Alkali-Metall" soll in sich schliessen auch.. Ammonium".
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mit frisch gekoehtem destilliertem Wasser etwa eine Stunde lang innig verrührt werden, solchem Wasser einen pro Hundert-Wert grösser als 7#0 verleihen, die also auf der alkalisehen Seite des neutralen Punktes sich befinden und Kohlendioxvdgas abgeben, wenn sie in Berührung mit wässerigen Mineralsäuren, wie Salzsäure, gebracht werden. Zu den Füllstoffen dieser Gruppe gehört Kalziumkarbonat. von dem der Kalkschlamm eine Form darstellt.
Kalziumkarbonat, basisches Magnesiumkarbonat, Kalziumkarbonat Magnesiumhydroxyd und andere hauptsächlich wasserunlösliche neutrale oder basisehe Karbonate der alkalischen Erdmetalle (in welchem Ausdruck auch Magnesium eingeschlossen ist), oder Zusammen- setzungen, Doppelsalze oder physikalisch verbundene Mischungen von jenen mit einem oder mehreren
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Dolomitkalk ; dieser gelöschte Dolomitkalk wird sodann in Gegenwart von Wasser mit Natriumkarbonat behandelt, bis sein Kalziumgehalt zur Gänze in Kalziumkarbonat umgewandelt ist.
Das bei dieser Reaktion sich ergebende Material zeigt die erfahrungsgemässe Zusammensetzung von Kalziumkarbonat Magnesiumhydroxyd : ob dies eine chemische Verbindung oder ein physikalisches Gemenge darstellt, wurde nicht genau festgestellt.
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die aus Fasermaterial oder anderm Material, wie Papierüberzugbestandteilen oder ähnlichen, bestehen und eine oder mehrere Zusammensetzungen der erwähnten Art enthalten.
Unter der Bezeichnung Altpapier-Vorrat"ist von der Druckerschwärze befreites Papier gemeint, nach Wunsch gebleicht oder nicht, wie es gewöhnlieh, z. B. für Buch- und Magazinpapier, verwendet wird.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dem im Holländer befindlichen Fasermaterial eine geeignete Menge Paraffinemulsion zugesetzt und sodann Karbonatfüllstoffe. worauf das Ganze
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stoffe. Man setzt sodann Alaun zu, welcher eine grössere Haltbarkeit der verschiedenen Ingredienzien in dem Papier ermöglicht.
Obgleich dies eine praktische Methode zur Herstellung geleimten, mit Karbonatfüllmitteln versehenen Papiers ist, so kann man in gewissen Fällen, wegen der dabei sich ergebenden Sparsamkeit der verwendeten Emulsion, eine andere Ausführung des Verfahrens vorziehen, indem das Füllmittel dem Fasergemiseh erst zugesetzt wird, nachdem der Niedersehlag der Emulsion durch den Alaun bereits vor
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Zusatz erwünscht ist) mit dem Fasermaterial in dem Holländer, gibt dann Alaun dazu und mischt das Ganze ausreichend lang zur Vollendung der Ausfällung und setzt dann erst den Füllstoff zu.
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In einigen Fällen ist jedoch die letztere Arbeitsweise nicht ausführbar, besonders wenn Bruchpapier, also Papierfetzen, die KarbonatfuUmittel enthalten, verwendet wird ; man kann dann, wenn gewünscht, den Papierbruch vor dem Alaun zusetzen und in der Folge den Rest des Füllmittels.
Färbemittel und anderes Material werden wie üblich, in dem Holländer zugesetzt.
Nach einer ausreichenden Behandlung im Holländer durchwandert das Gemisch die verschiedenen andern bei der Papiererzeugung gebräuchlichen Vorrichtungen, bis zu der Stelle, wo es vorbereitend verdünnt ist, um auf den die Papierbahn formenden Teil der Papiermaschine zu gelangen. Von dort durchlauft das Papier die üblichen Trocken- und andern Vollendungseinriehtungen.
Das so hergestellte Papier ist dem gewöhnlichen mit Harz geleimten Papier ähnlich und kann bei normaler Betrachtung von diesem nicht leicht unterschieden werden. Das Papier ist zur Verwendung für irgendwelche Zwecke, für die man gewöhnlich geleimtes Papier verwendet, geeignet, z. B. für Druckereien od. dgl., und kann in weiterer Verwendung auch zur Herstellung von überzogenem Papier benutzt werden.
Wenn von dem Papier gesagt wird. dass es geleimt ist, so ist damit gemeint, dass das Papier im
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verhältnismässig höheren Prozentgehalt an Paraffin enthalten als für das Leimen erforderlich ist.
Zur praktischen Durchführung des Verfahrens kann irgendein übliches Fasermaterial also mechanischer und oder chemischer Brei (Zeug) verwendet werden, ebenso Zeug aus Altpapiervorrätel1.
Bisher war es wirtschaftlich untunlich, geleimtes, mit Karbonatfüllstoffen versehenes Papier zu erzeugen. Das neue Verfahren ist ein bequem ausführbares, und es ist auch ökonomisch in der Anwen-
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grosser technischer Vorteil, der in Fachkreisen Beachtung gefunden und eine weit ausgedehnte Verwendung der billigen Karbonatfüllstoffe zur Folge hat.
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empfiehlt, wenn hartes Wasser benutzt wird und bzw. oder wenn die faserigen Bestandteile nicht ausreichend gewaschen wurden, um aus ihnen jene löslichen Materialien zu entfernen, die dazu beitragen, eine vorzeitige Ausfällung des Paraffins zu bewirken. Dies kann zuweilen bei Verwendung einer sonst weniger beständigen Emulsion und von hartem Wasser auch durch Zusatz eines Alkali verhindert werden.
Es können verschiedene Paraffinemulsionen benutzt werden, doch sind solche Emulsionen vorzuziehen, die durch die Einwirkung von Karbonatfüllstoffen oder von Alaun sich absetzen, z. B. eine Paraffinemulsion, die mit einem seifigen emulgierenden Mittel gemacht ist. Der durch Einwirkung von
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emulgierenden Mitteln erzeugt werden, z. B. ölsaurem Ammonium. stearinsaurem Natrium. Kolophonium- leim od. dgl. Für die Praxis wird Kolophoniumleim vorgezogen. da er das wohlfeilste der leicht gefärbten verseifbaren Materialien ist. Zeitweilig kann mit Vorteil ein Gemisch von solchen Materialien, z. B. Kolophonium und Montanwachs, verwendet werden.
Das letztere in geringerem Prozentsatz. Überdies sind jene seifigen Emulsionen, die einen verhältnismässig grossen Gehalt an emulgierenden Mitteln aufweisen, verhältnismässig beständiger oder stabiler und setzen weniger gern Paraffin ab, was zuzeiten Anlass zu Störungen geben mag ; daher ist es vorzuziehen, Emulsionen zu verwenden, deren Gehalt an emulgierende Substanz verhältnismässig gross ist.
Eine andere Emulsion, die verwendet werden kann. wenn die Ausfällung durch Alaun erfolgt, besteht aus Paraffin, das z. B. in einer in bekannter Weise hergestellten Lösung von Natriumsilikat in Dispersion sieh befindet. Alaun erzeugt in einer solchen Emulsion einen Niederschlag, der im wesentlichen als Aluminiumsilikat verbunden mit Paraffin anzusehen ist. Bei der Herstellung einer solchen Emulsion mag es manchmal erwünscht sein, mit dem im fein verteilten Zustand befindlichen Paraffin andere Materialien, wie Harz, Montanwachs u. dgl., in Verbindung zu bringen.
Selbstverständlich ist es auch möglich. gewünsehtenfalls Kolophoniumleim als Zusatz zur Paraffin- emulsion zu verwenden.
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Methode zur Herstellung solcher Emulsionen passiert geschmolzenes Harz und eine Seifenlösung, wie ölsaures Ammonium, solch eine geeignete Vorrichtung. Nach einer andern, vorteilhafteren Art schmilzt man das verseifbare Mittel, wie Harz. zusammen mit dem Paraffin und mischt die flüssige Masse mit einer wässerigen Lösung eines alkalischen Stoffes, eigentlich einer Verbindung oder Verbindungen eines Alkalimetalls, z. B. Natrium. Eine hiezu geeignete Verbindung ist Natriumsilikat, eine andere Natriumhydroxyd.
Wenn eine Kolloidmühle Verwendung findet, werden angemessene Mengen der heissen Schmelze und der zweckmässig erhitzten alkalischen Lösung vorteilhaft in ununterbrochenem Lauf durch die Einlassöffnung der Mühle eingeführt, an deren Auslass die fertige Emulsion entnommen wird. Das alkalische Mittel bewirkt die teilweise oder völlige Verseifung des verseifbaren Stoffes, wie Harz. und das Paraffin
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des Gewichts des verwendeten Harzes gefunden. Natürlich kann diese Menge entsprechend dem gewiinsehten Grad der Verseifung des Harzes in weiten Grenzen geändert werden.
Die Konzentration der alkalischen Lösung soll derart sein, dass die von der Mühle entnommene fertige Emulsion etwa 30 bis 40% feste Bestandteile aufweist, welche Grenzen jedoch nicht im einschränkenden Sinne angegeben sein sollen. Das Verhältnis von verseifbarem Material, wie Harz, zu dem Paraffin kann innerhalb weiter Grenzen liegen, und es wird hiefür auch kein bestimmtes einsrhränkendes Mass angegeben. Es wurde jedoch beispielsweise in einem Falle gefunden, dass mit einer Emulsion, die 30 Teile Paraffin auf 70 Teile Harz enthält, zufriedenstellend gearbeitet werden kann.
Nachstehend sind drei Ausführungsbeispiele bezüglich der zu veTY, endenden 1Iengen der einzelnen Materialien angeführt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Fasermaterial <SEP> (zur <SEP> Hälfte <SEP> Sulphitbrei, <SEP> zur <SEP> Hälfte <SEP> Sodabrei <SEP> oder <SEP> Zeug,
<tb> lufttrockene <SEP> Basis) <SEP> .............................................. <SEP> 1700 <SEP> Gewichtsteile.
<tb>
Paraffinemulsion <SEP> (seifige <SEP> Paraffinemulsion, <SEP> trockene <SEP> Basis)............ <SEP> 40
<tb> Alaun <SEP> ............................................................ <SEP> 60
<tb> Karbonatfüllstoff <SEP> (Kalziumkarbonat, <SEP> Magnesiumhydroxyd, <SEP> trockene <SEP> Basis) <SEP> 300
<tb> 11. <SEP> Fasermaterial <SEP> (gleiche <SEP> Teile <SEP> von <SEP> Sulphit-, <SEP> Sodabrei <SEP> und <SEP> Altpapier, <SEP> lufttrockene <SEP> (Basis) <SEP> 1760 <SEP>
<tb> Paraffinemulsion <SEP> 40
<tb> Alaun <SEP> ............................................................ <SEP> 75 <SEP>
<tb> Karbonatfullstoff <SEP> 240
<tb> III.
<SEP> Fasermaterial <SEP> (zur <SEP> Hälfte <SEP> Sulphit-, <SEP> zur <SEP> Hälfte <SEP> Sodabrei, <SEP> lufttrockene <SEP> Basis) <SEP> 1500 <SEP> "
<tb> Paraffinemulsion <SEP> 60
<tb> Karbonatfrillstoff <SEP> 500
<tb> Alaun <SEP> ............................................................ <SEP> 75 <SEP> #
<tb>
Bei der Herstellung von im wesentlichen ungeleimten Papier kommt es häufig vor, dass man, um die Arbeitsbedingungen an der Maschine zu verbessern (Kontrolle der Schaum-und Knotenbildung od. dgI.), in das Fasergemiseh eine kleine Menge Leim einbringt, die jedoch zu gering ist. um einen wesentlichen Grad der Leimung des Papiers zu bewirken.
Diese Massnahme ist jedoch untunlieh bei der Herstellung ungeleimten, Karbonatfüllstoffe enthaltenden Papiers, wenn Harzleim verwendet wird. Bei Anwen- dung des Verfahrens gemäss der Erfindung, bei welchem die Emulsion nur in so geringer Menge verwendet wird, dass sie keinen esentlicnen Grad der Leimung des Papiers bewirkt, werden dadurch trotzdem die vorteilhaften Wirkungen der früher erwähnten Zugabe geringer Leimmengen, wie sie manchmal bei der Herstellung ungeleimten Papieres vorkommen, hier auch erhalten. Es fällt somit die Herstellung von Karbonatfüllstoffe enthaltenden Papier, bei der Paraffinemulsion in einer für die Leimung des Papiers im wesentlichen unzureichende Menge angewendet wird, in den Bereich der vorliegenden Erfindung.
Anstatt Alaun können auch andere Stoffe ähnlicher Natur, wie andere Aluminiumsalze, Schwefel- säure, Natriumbisulfat od. dgl. verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von geleimtem Papier, nach welchem ein Füllmittel, eine leimende, Paraffin enthaltende Emulsion und gewünschtenfalls Alaun in dem Papierbrei (Zeug) mit dem Fasermaterial gemischt werden dadurch gekennzeichnet, dass als Füllmittel ein Karbonatfüllstoff, z. B. Kalziumkarbonat oder Kalziumkarbonat Magnesiumhydroxyd, verwendet und das Leimen durch die Paraffinemulsion bewirkt wird.