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VerfahrenzurHerstellungvonPapierenhoherLeimfestigkeit.
- Gegenstand der Erfindung ist ein. Verfahren-zur Herstellung von Papieren hoher Leimfestigkeit, insbesondere von weissem Papier, welches darin besteht, dass man der Papiermasse geringe Mengen von Niederschlägen des Formaldehyds mit Phenolen in Form alkalischer Lösungen einverleibt und durch Zufügen von Fällungsmitteln z. B. von Alaunlösung in der Papiermasse wieder ausfällt.
Man verfährt z. B. derart, dass man. eine alkalische Lösung von. Phenol-Formaldehyd-
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Für-die Leimung nach vorliegendem Verfahren genügen geringe Mengen von Phenol- harz.. Es wurden z. B. ausgezeichnete Ergebnisse, erzielt. bei Zusatz der alkalischen Lösung in dem Verhältnis, dass auf T : oo Teile. Papierbrei, i-bls 2 : Teile Phenolharz kommen. Man kann aber auch mit noch geringeren. Mengen auskommen. I manchen Fällen wurde die Leimung auch mit etwas grösseren Mengen von Phenolharz, 2 bis 3% vollzogen.'Eine Anwendung von mehr als / (, hat sich bei-den Untersuchungen der : Erfinderin niemals als nötig erwiesen. Das Phenolharz kann auch in Vereinigung mit anderen Leimungsmitteln, z. B.'Naturharz,
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der Papierbahn selbst vorgenommen werden.
Man kann-zo B. derart verfahren, dass die alkalische Phenolharzlösung dem Papierbrei im Holländer zugesetzt wird, während die Ausfällung der harzigen, leimenden Produkte erst auf der Papierbahn vorgenommen wird.
Versuche haben ergeben, dass beim Arbeiten nach vorliegendem Verfahren Papiere von hoher Leimfestigkeit oder besser gesagt, Papiere, welche in besonderem Masse die Fähigkeit besitzen, Wasser abzustossen, erzielt werden. Das Verfahren eignet sich mithin besonders für die Herstellung von weissen Papieren, insbesondere"Schreibpapieren, sowie gewissen Spezialpieren, an welche besondere Anforderungen zu stellen sind.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Papierganzzeug mit dünnflüssigen AnfangsKondensationsprodukt von Formaldehyd und Phenol zu tränken-und dasselbe dann bei 4 bis 7 atm. Druck auf höhere Temperatur'. zu erhitzen, wodurch das flüssige AnfangsKondensationsprodukt in das feste End-Kondensationsprodukt verwandelt und hiermit die ganze Masse in hartes, widerstandsfähiges Material übergeführt wird, welches geschnitzt und gedrechselt werden kann. Es ist ferner bekannt, grössere Mengen von Kondensationszwischenprodukten aus Formaldehyd und Phenolen, gegebenenfalls in alkalischer Lösung, mit Faserstoff und Wasser zu mischen-und dieselben nach Entfernung des Wassers durch Anwendung von Druck und Hitze in die bekannten, festen, unschmelzbaren Kondens'ationsprodukte überzuführen.
Bei diesem bekannten Verfahren ist auch vorgeschlagen worden, das Mischprodukt zur Erzielung von Kittwirkung mit leimend wirkenden Stoffen, wie Stärke, Leim, Harzseifen u. dgl. zu versetzen. Diese bekannten Verfahren bezwecken die Erzielung harter,
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unschmelzbarer Endprodukte durch Anwendung von Druck und Hitze, welche durch Schnitzen, Sägen u. dgl. auf Gebrauchsgegenstände verarbeitbar sind. Bei diesen Verfahren spielt das Bakelitharz die Hauptrolle, während die übrigen Bestandteile im wesentlichen nur Füllmittel darstellen.
Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung Papier wasserabstossende Eigenschaften zu verleihen und erreicht dieses Ziel durch Einverleibung geringer Mengen von in Alkali gelösten Phenolharzen und Wiederausfällen derselben auf der Faser. Eine wirksame Oberflächenleitung wird erfahrungsgemäss nur erzielt durch Kolloide ; welche die Faser mit geschlossenen Häutchen bedecken.. Da nun aber Phenol-Formaldehydharze in verdünnter wässeriger Lösung nach Entfernung des Wassers als sprödes, brüchiges Pulver zurückbleiben, so war nicht vorauszusehen, dass dasselbe Harz, im Sinne vorliegender'Erfindung angewandt, befähigt ist, dem Papier neben der erforderlichen Kittwirkung auch ausgezeichnete wasserabstossende Eigenschaften zu erteilen.
Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass man mit Vorteil auch solche Produkte zur Papierleimung verwenden kann, welche erhalten werden durch Kondensation von Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd mit hydroxylierten Naphthalinverbindungen oder hydroxylierten Naphthalinderivaten. Derartige hydroxylierte Naphthalinverbindungen, z. B. a-oder ss-Naphtole vermögen, wie gefunden wurde, ähnlich wie Phenol oder Kresol, durch Konden-
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weise in schwachsaurer Lösung, alkalilösliche Harze zu bilden, welche ausgezeichnete Mittel für die Papierleimung darstellen.
Man verfährt z. B. derart, dass man eine alkalische Lösung eines derartigen Kondensationsproduktes, z. B. eine solche, welche 10 bis 50 g desselben im Liter gelöst enthält, dem Papierstoff im Holländer zusetzt. Durch Zugabe geeigneter Fällungsmittel, z. B. verdünnter Säure oder von geeigneten Salzen, z. B. Aluminiumsulfat o, dgl., werden die in Lösung befindlichen Kondensationsprodukte in Form von Harzen ausgefällt, welche, wie sich gezeigt hat, in-hohem Masse die für die Erzielung einer guten Papierleimung erforderliche
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um eine vollständige Leimung des Papiers hervorzurufen. Von bestem französischen Harzleim mit 60 bis 70% Harz müssen, um die gleiche Wirkung zu erzielen, 3/2"/o berechnet auf 'die zu leimende-Papiermasse zugesetzt werden.
Gegenüber der Verwendung von Phenol-und Cresolseifenlösungen-bietet das Leimen mit Naphtol-Aldehydkondensationsproduktion-noch den Vorteil, dass die-letzteren vollkommen geruchlos sind.
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färbt und dass das durch Zusatz von Säuren oder sauren Salzen aus derartigen Lösungen gefällte Harz dann eine rötliche Farbe zeigt, welche diesen Harzleim für die Leimung von - fehlerfreien Weisspapier untauglich macht. Nach den Untersuchungen der Erfinderin scheint
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Schliesslich wurde noch gefunden, dass man ausgezeichnete Leimwirkung erzielt, wenn man alkalische Harzlösungen der vorbezeichneten Art in Gemeinschaft mit Wasserglas zur Papierleimung benutzt. Man kann z. B. derart verfahren, dass man der Papiermasse Wasserglas und eine entsprechende Menge einer-alkalischen Lösung der vorgenannten Kondensationsprodukte einverleibt und dann die letzteren durch Zufügen von geeigneten. Fällungsmitteln, z. B. Tonerdesulfat oder Bisulfat in feinverteilter harziger Form in der Papiermasse aus- 'fällen.
Besser verfährt man-aber derart, dass man sich zunächst aus den vorgenannten Komponenten eine Mischung herstellt, diese Mischung der zu leimenden Papiermasse zusetzt,
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Bakelitlösung mit einem Gehalt von festem synthetischen Harz von 20 bis 50% wird zur Verhinderung unerwünschter Sauerstoffaufnahme eine Lösung von 2.5 kg Natriumsulfit in 5 kg Wasser zugefügt. Hierauf werden 500 kg Alkalisilikat von etwa 400 Bé unter gutem Umrühren zugesetzt, wodurch man eine klare Mischung erhält. Es kommt aber auch vor,
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dass infolge gegenseitiger Beeinträchtigung der Löslichkeit, d. h, durch geeignetes Ausfällen bei der Herstellung der Mischung ein Harz in dicken Klumpen ausfällt.
Dieses Harz kann man durch Zusatz von verdünnter Lauge und gegebenenfalls durch kurzes Erwärmen auf 80 bis 1000 C in Lösung bringen. Man kann aber auch die das ausgefällte Harz'enthaltende
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alkalische Lösung wird der Papiermasse in geeignetem Verhältnis einverleibt, z. B. derart, dass aux 100 Teile Papiermasse 5 Teile der eben beschriebenen Mischung kommen. In dieser werden die leimend wirkenden Stoffe durch Tonerdesulfat oder ein ähnlich wirkendes Fällungsmittel ausgefällt.
Nach Massgabe vorliegender Erfindung gelingt es, 50% und mehr des synthetischen Harzes durch die weitaus billigere Kieselsäure zu ersetzen und trotz dieses Ersatzes eine gleich gute leimende Wirkung zu erzielen. Dieser überraschende Erfolg ist jedenfalls so zu erklären, dass beim Ausfällen der alkalischen Lösungen in der Papiermasse das in äusserst feiner Verteilung ausfallende synthetische Harz die in ebenso feiner Verteilung ausfallenden kolloidalen Teilchen des Wasserglases derart umhüllt, *dass'gleichzeitig mit der Bildung des synthetischen Harzes an die Stoffaser auch die Kieselsäure gebunden wird und einen Teil der Zwischenlagerung ausmacht. Möglicherweise ist der Erfolg aber auch auf eine Veränderung der Löslichkeit der Kieselsäure in einem für die Papierleimung günstigen Sinne zurückzuführen.
Bei der Herstellung von Weisspapier bietet das Verfahren noch den besonderen Vorteil, dass die Farbe des Papiers durch die rein weiss ausfallende Kieselsäure eine Verschönerung erfährt.
Selbstverständlich kann das vorliegende Leimungsverfahren auch unter Mitbenutzung anderer Leimungsmittel, wie z. B. Harzleim, ausgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Papieren hoher Leimfestigkeit, insbesondere von weissem Papier, darin bestehend, dass der Papiermasse geringe Mengen von Kondensationprodukten des Formaldehydes mit Phenolen in Form alkalischer Lösungen, gegebenfalls gleichzeitig mit anderen Leimungsmitteln, einverleibt und durch Zufügen von Alaunlösung oder anderen Fällungsmitteln in der Papiermasse wieder ausgefällt werden.
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Process for the production of papers with high adhesive strength.
- The invention is a. Process for the production of papers with high glue strength, especially white paper, which consists in incorporating small amounts of formaldehyde precipitates with phenols in the form of alkaline solutions into the paper pulp and adding precipitants, for. B. of alum solution in the paper pulp fails again.
One proceeds z. B. so that one. an alkaline solution of. Phenol formaldehyde
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Small amounts of phenolic resin are sufficient for sizing according to the present process. B. excellent results achieved. with the addition of the alkaline solution in the proportion that to T: oo parts. Paper pulp, i-bls 2: parts of phenolic resin come. But you can also use even lower ones. Quantities get by. In some cases, the glueing was also carried out with somewhat larger amounts of phenolic resin, 2 to 3%. An application of more than / (has never proven necessary in the investigations of the inventor. The phenolic resin can also be used in combination with other sizing agents, e.g. natural resin,
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the paper web itself.
One can proceed, for example, in such a way that the alkaline phenolic resin solution is added to the paper pulp in the Hollander, while the resinous, sizing products are only precipitated on the paper web.
Tests have shown that when working according to the present method, papers with high glue strength or, better said, papers which have a particular ability to repel water are obtained. The method is therefore particularly suitable for the production of white papers, in particular writing papers, as well as certain special papers that have to meet special requirements.
It has already been proposed to impregnate paper stuffing with a low-viscosity initial condensation product of formaldehyde and phenol - and then do the same at 4 to 7 atm. Pressure at higher temperature '. to heat, whereby the liquid initial condensation product is transformed into the solid final condensation product and the whole mass is thereby converted into hard, resistant material, which can be carved and turned. It is also known to mix large amounts of intermediate condensation products of formaldehyde and phenols, optionally in alkaline solution, with fiber and water and, after removing the water, convert them into the known, solid, infusible condensation products by applying pressure and heat.
In this known method it has also been proposed to use the mixed product to achieve a putty effect with sizing agents such as starch, glue, resin soaps and. like. To move. These known methods aim to achieve hard,
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infusible end products by applying pressure and heat, which by carving, sawing u. Like. Can be processed on everyday objects. In these processes, the Bakelite resin plays the main role, while the other components are essentially only fillers.
On the other hand, the present invention aims to impart water-repellent properties to paper and achieves this aim by incorporating small amounts of phenolic resins dissolved in alkali and reprecipitating them on the fiber. Experience has shown that effective surface conduction is only achieved through colloids; which cover the fibers with closed skins .. But since phenol-formaldehyde resins in dilute aqueous solution remain as a brittle, fragile powder after removal of the water, it was not foreseeable that the same resin, applied in the sense of the present invention, is capable of the To give paper, in addition to the required putty effect, excellent water-repellent properties.
Further investigations have shown that it is also possible to use advantageously those products for paper sizing which are obtained by condensation of aldehydes, preferably formaldehyde, with hydroxylated naphthalene compounds or hydroxylated naphthalene derivatives. Such hydroxylated naphthalene compounds, e.g. B. a- or ss-naphthols are able, as has been found, similar to phenol or cresol, by condensation
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wise in weakly acidic solution to form alkali-soluble resins, which are excellent agents for paper sizing.
One proceeds z. B. such that an alkaline solution of such a condensation product, e.g. B. one which contains 10 to 50 g of the same dissolved per liter is added to the paper stock in the Dutchman. By adding suitable precipitants, e.g. B. dilute acid or of suitable salts, e.g. B. aluminum sulfate o, the like., The condensation products in solution are precipitated in the form of resins, which, as has been shown, to a large extent necessary for achieving good paper sizing
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to bring about a complete sizing of the paper. Of the best French resin glue with 60 to 70% resin, 3/2 "/ o, calculated on the paper pulp to be sized, must be added to achieve the same effect.
Compared to the use of phenol and cresol soap solutions, gluing with naphthol-aldehyde condensation production offers the advantage that the latter are completely odorless.
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colors and that the resin precipitated from such solutions through the addition of acids or acid salts then shows a reddish color, which makes this resin glue unsuitable for the sizing of - faultless white paper. According to the inventor's studies, it seems
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Finally, it has been found that an excellent sizing effect is achieved if alkaline resin solutions of the type described above are used in conjunction with water glass for sizing paper. You can z. B. proceed in such a way that waterglass and a corresponding amount of an alkaline solution of the aforementioned condensation products are incorporated into the paper pulp and then the latter by adding suitable ones. Precipitants, e.g. B. Alumina sulfate or bisulfate in finely divided resinous form in the paper pulp 'precipitate.
It is better to proceed - but in such a way that a mixture is first prepared from the aforementioned components and this mixture is added to the paper pulp to be sized,
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Bakelite solution with a solid synthetic resin content of 20 to 50%, a solution of 2.5 kg of sodium sulfite in 5 kg of water is added to prevent unwanted oxygen uptake. Then 500 kg of alkali silicate of about 400 Bé are added with thorough stirring, whereby a clear mixture is obtained. But it also happens
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that as a result of mutual impairment of solubility, d. i.e., by suitable precipitation in the preparation of the mixture, a resin will precipitate in thick lumps.
This resin can be brought into solution by adding dilute lye and, if necessary, by briefly heating it to 80 to 1000 C. But you can also use the resin containing the precipitated
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alkaline solution is incorporated into the paper pulp in a suitable ratio, e.g. B. such that aux 100 parts of paper pulp 5 parts of the mixture just described come. In this the glueing substances are precipitated by alumina sulphate or a similarly acting precipitant.
According to the present invention, it is possible to replace 50% or more of the synthetic resin with the much cheaper silica and to achieve an equally good gluing effect despite this replacement. This surprising success can in any case be explained by the fact that when the alkaline solutions precipitate in the paper pulp, the extremely finely divided synthetic resin envelops the equally finely divided colloidal particles of the water glass in such a way that the synthetic resin begins to form simultaneously The pulp fiber is also bound to the silica and forms part of the temporary storage. However, the success may also be due to a change in the solubility of the silica in a sense that is favorable for paper sizing.
In the production of white paper, the process offers the particular advantage that the color of the paper is embellished by the pure white precipitating silica.
Of course, the present sizing process can also be used with other sizing agents, such as. B. resin glue are executed.
PATENT CLAIMS: i. Process for the production of papers with high glue strength, especially white paper, consisting in incorporating small amounts of condensation products of formaldehyde with phenols in the form of alkaline solutions, possibly simultaneously with other sizing agents, into the paper pulp and adding alum solution or other precipitants to the paper pulp to be precipitated again.