DE1047604B

DE1047604B - Verfahren zur Herstellung von gefuelltem Papier

Info

Publication number: DE1047604B
Application number: DEB45478A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Baumann; Dr Fritz Graf; Dr Franz Poschmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1957-07-27
Filing date: 1957-07-27
Publication date: 1958-12-24

Description

Zahlreiche Papiere enthalten nur Faserrohstoffe und Leimstoffe. Für manche Verwendungszwecke ist aber der Zusatz von Füllstoffen erforderlich. Meistens verwendet man feingemahlene mineralische Füllstoffe, durch die eine geschlossenere und gleichmäßigere Oberfläche des Papiers erzielt wird. Ferner wird das Papier weißer und gleichzeitig undurchsichtiger, erhält einen besseren Griff und wird spezifisch schwerer. Im allgemeinen vermindert sich dabei aber auch seine Festigkeit. Ein weiterer Nachteil hierbei ist, daß große Mengen Füllstoff, oft 70%. und mehr, von der Papiermasse nicht aufgenommen werden. Diese Nachteile lassen sich auch nicht vermeiden, wenn man Kunststoffe, z. B. feingemahlenes Polyvinylchlorid mit hohem Erweichungspunkt, als Füllstoffe verwendet.

Ferner ist es bekannt, ganz oder teilweise getrocknete Papierbahnen mit wäßrigen Lösungen von Stoffen, die die Naßfestigkeit des Papiers verbessern, z. B. von Harnstoff-Formaldeyd-Harzen, zu behandeln oder Kunstharze dem Papierstoff als Füllstoff zuzusetzen. Andererseits sind bereits Filter aus porösen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen bekannt.

Es sind auch schon Gemische von Tonerde u. dgl. und Harnstoff-, Phenol- oder Melaminharze» dem Papierstoff als Füllstoff zugesetzt worden.

Es wurde nun gefunden, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden, wenn man schaumförmige gehärtete Aminoplaste oder Phenoplaste als Füllmittel bei der Papierherstellung verwendet. Diese gehärteten schaumförmigen Harze werden bei der Blattbildung nahezu vollständig im Papierstoff zurückgehalten.

Die verwendeten schaumförmigen Aminoplaste und Phenoplaste werden in bekannter Weise hergestellt.

Geeignete Aminoplaste bildende Verbindungen sind besonders Harnstoff und seine Derivate, ferner Aminotriazine, insbesondere Melamin und Cyanamid. Als Phenoplaste bildende Verbindungen lassen sich Phenol und seine Alkylderivate verwenden. Der geeignetste Aldehyd ist der Formaldehyd, doch können auch andere Aldehyde, z. B. Acetaldehyd, verwendet werden. Während oder nach der Herstellung der Kondensationsprodukte aus den genannten Komponenten verschäumt man ihre wäßrigen Lösungen unter Zusatz von sauren Härtungsmitteln und gegebenenfalls von Schaummitteln. Das Verschäumen erfolgt mit Hilfe von Treibmitteln oder am einfachsten durch Einleiten von Luft oder anderen indifferenten Gasen. Man erhält auf diese Weise einen porösen Kunstharzschaum, der in kurzer Zeit härtet und als solcher oder vorzugsweise nach Trocknen und Mahlen zu einem feinen Pulver mit dem Papierfaserbrei verarbeitet wird. Mit besonderem Vorteil verwendet man oberflächenaktive Schaumharze, bei deren Herstellung lösliche Verbin-Verfahren zur Herstellung
von gefülltem Papier

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Heinrich Baumann, Frankenthal,
Dr. Fritz Graf und Dr. Franz Poschmann,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

düngen mitverwendet wurden, wobei diese anschließend an die Härtung aus dem gehärteten Schaumharz herausgelöst werden. Im allgemeinen sollen die Teilchen der verwendeten pulverförmigen Schaumharze einen Durchmesser von nicht weniger als 100 μ haben. Die Papiere können wenige Prozente und bis zu 30% und mehr der vorgeschlagenen Füllstoffe, bezogen auf den Faserstoff, enthalten. Die Festigkeit des Papiers wird hierdurch weniger vermindert, als dies bei der Verwendung gleicher Mengen eines bekannten mineralischen Füllstoffs der Fall ist. Bei verhältnismäßig niedrigen Zusätzen, etwa bis zu 10%, läßt sich das Papier noch gut leimen.

Die vorgeschlagenen Füllstoffe können z. B. nach dem Mahlen des Papierstoffs im Holländer bei gehobener Mahlwalze oder auch in der Bütte eingemischt werden. Sie werden gut benetzt und lassen sich infolgedessen rasch und gleichmäßig verteilen. Die erhaltenen Papiere sind poröser und voluminöser als diejenigen, die unter Zusatz von bekannten Füllstoffen hergestellt sind. Sie eignen sich deshalb vorzüglich für die Herstellung von saugfähigen Papieren sowie von Filtrierpapieren für Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten. Ferner ist das vorgeschlagene Verfahren von Bedeutung für die Herstellung von Einlagen für Pappen und Kartons. Die Oberfläche der erhaltenen Papiere ist sehr abriebfest und fühlt sich griffig an. Die Papiere lassen sich gleichmäßig und gut färben, gleichgültig, ob der Faserbrei oder nur der härtbare Kunstharzschaum pigmentiert wird. Man kann auch das fertige getrocknete Papier nachträglich färben oder in anderer bekannter Weise veredeln.

809 700/203

Die vorgeschlagenen Füllstoffe können zusammen mit den bei der Papierherstellung bisher üblichen mineralischen Füllstoffen, verwendet werden. Hierdurch erhält man Papiere mit. glatter Oberfläche. Ein weiterer Vorteil der Verwendung solcher Füllstoffgemische besteht darin, daß die mineralischen Füllstoffe zum größeren Teil im Papierblatt zurückbleiben und nicht wie sonst beim Absaugen des Faserbreis wieder entfernt werden. Besonders günstige Ergebnisse erhält man, wenn man die mineralischen Füllstoffe in den Kunstharzschaum bei seiner Herstellung einarbeitet, bevor dieser erhärtet. Auch andere als Füllmittel verwendbare Stoffe können zugegeben werden, z. B. Metallpulver, Metalloxyde oder Metallsalze.

Der Zusatz der schaumförmigen gehärteten Aminoplaste oder Phenoplaste bei der Papierherstellung hat noch eine vorteilhafte Nebenwirkung: Die geringen Mengen dieser Füllstoffe, die von der Papiermasse nicht aufgenommen werden, klären die Abwässer der Papierfabrikation.

Beispiel 1

Zu einem in üblicher Weise vorbereiteten Halbstoff für die Herstellung von Druckpapier fügt man nach beendetem Mahlen im Holländer 5% eines pulverförmigen, in bekannter Weise hergestellten, porösen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, bezogen auf Zellstoff, und mischt gründlich bei gehobener Walze. Aus dieser Mischung erhält man auf der Papiermaschine ein besonders weiches und voluminöses Druckpapier.

Kunstharzpulver zunächst mit Wasser angerührt und anschließend in den Sandfang der Papiermaschine gegeben. Man erhält ein sehr voluminöses und infolgedessen als schalldämpfendes Material (Tapete) geeignetes Papier.

Beispiel 6

Je größer der verwendete Anteil an porösem Kunstharzpulver ist, desto luftdurchlässiger ist das erhaltene Papier. Diese Relation geht aus der folgenden Tabelle hervor:

Beispiel 2

Man mischt einen Einlagenstoff für die Herstellung von Karton, zweckmäßig in der Bütte, mit 10% des gemäß Beispiel 1 verwendeten porösen Harzes, bezogen auf den Einlagenstoff. Durch den verwendeten porösen Füllstoff wird eine besonders gute Entwässerung auf dem Rundsieb bewirkt. Die Dicke der Einlage nimmt um 50 bis 100% zu, so daß die entsprechende Menge Einlagenstoff eingespart werden kann.

Beispiel 3

Zu gebleichtem Zellstoff für die Herstellung von Filtrierpapier fügt man 40% des gemäß Beispiel 1 verwendeten porösen Harzpulvers, bezogen auf Zellstoff. Man erhält eine äußerst poröse Filterpappe, deren Dicke durch den Füllstoff um den vierfachen Betrag zugenommen hat.

Beispiel 4

In eine Stoffmasse aus ungebleichtem feingemahlenem Natronzellstoff werden aus einer Verschäumungsapparatur so viel eines aufgeschäumten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes im Entstehungszustand in Flockenform eingeblasen, bis eine deutliche Verdickung der Endmasse erkennbar ist. Die 5%ige Stoffmasse im Holländer verdickt, und das Volumen der Masse im Holländer nimmt erheblich zu. Die Menge Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt beträgt etwa 10% der Cellulosemenge. Die so verarbeitete Masse wird über ein Sieb gerührt, entwässert und nach Passieren einer Presse getrocknet. Es entsteht ein hochvoluminöses Papier.

Beispiel 5

Man vermischt einen ungebleichten Natronzellstoff, der bis zu einem Feinheitsgrad von 30° nach Schopper-Riegler (SR) gemahlen wurde, mit 30% des gemäß Beispiel 1 verwendeten pulverförmigen porösen Harnstoff-Formal dehyd-Harzes. Zweckmäßig wird das

% Kunstharzpulver	Luftdurchlässigkeit ecm Luft/Minuten
0	272
2	423
4	680
6	790
8	1165
10	1219

Die Messungen der Luftdurchlässigkeitswerte wurden an 150 g/m² schweren Papierblättern aus ungebleichten)., bis zu einer Feinheit von 30° SR gemahlenem Sulfitzellstoff mit dem Schopperschen Luftdurchlässigkeitsprüfer bei einer Einspannfläche von 10 cm² und einer Druckdifferenz von 40 mm Wassersäule durchgeführt.

Durch Zugabe von nur 10% schaumförmiger gehärteter Aminoplaste, bezogen auf Zellstoff, wird der Luftdurchlässigkeitswert auf das 4,6fache erhöht. Die erhaltenen Papiere sind daher besonders für die Herstellung von Gasfiltern, z. B. für Klimaanlagen, Staubsauger oder Zigaretten, geeignet.

Beispiel 7

Zu einem bis zu einer Feinheit von 25° SR gemahlenen gebleichten Zellstoff fügt man 8 % einer 40%igen Lösung eines kationischen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes und außerdem 3% Aluminiumsulfat. Danach gibt man Wasser sowie 10% des gemäß Beispiel 1 verwendeten trockenen oder mit Wasser angerührten Harzpulvers, bezogen auf Zellstoff, zu. Man erhält ein voluminöses, saugfähiges Papier mit einer Naßfestigkeit von 25 und 30%. Es vermag Wasser mit wesentlich größerer Geschwindigkeit aufzusaugen als ein übliches Papier und eignet sich infolgedessen z. B. zur Herstellung von saugfähigen Unterlagen aller Art, wie Schuheinlagen oder Auskleidungen im Bauwesen.

Beispiel 8

Man vermischt einen auf 35° SR gemahlenen gebleichten Zellstoff mit 5% einer Substantiven Invertseife. Zusätzlich zu dem sogenannten Verdünnungswasser fügt man 40% des gemäß Beispiel 1 verwendeten Harzpulvers zu. Das erhaltene Gemisch wird auf einer Papiermaschine mit Selbstabnahmevorrichtung und Filzübertragung zu Papier verarbeitet. Man erhält ein sehr saugfähiges und bakterizides Papier.

Beispiel 9

Zur Herstellung einer mehrschichtigen Pappe mit niedrigem Raumgewicht wird der aus aufbereitetem Altpapier hergestellte Einlagenstoff mit 20% eines pulverförmigen in üblicher Weise hergestellten porösen Phenol-Formaldehyd-Harzes vermischt. Die Deckschichten werden, wie üblich, aus gemahlenem und ungebleichtem Natronzellstoff unter Zusatz von Harz-

leim, Aluminiumsulfat und 10% des gleichen pulverförmigen porösen Phenolharzes hergestellt. Die nach der Verarbeitung dieser Mischung auf der Rundsiebmaschine erhaltene Pappe hat ein Raumgewicht, das bis zu 50% geringer sein kann als das üblicher Pappen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier durch Zusatz von Kunstharzen zum Papierstoff, dadurch gekennzeichnet, daß schaumförmige gehärtete Aminoplaste oder Phenoplaste als Füllmittel verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bekannte Füllstoffe enthaltende schaumförmige gehärtete Aminoplaste oder Phenoplaste verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Gebrauchsmusterschrift Nr. 1 708 009; britische Patentschriften Nr. 386 991, 502 724; USA.-Patentschriften Nr. 2 665 267, 2 674 587.