DE1179100B - Verfahren zum Herstellen von gestrichenem Papier - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: D 21 h Deutsche Kl.: 55 f-15/20

Nummer: 1179 100

Aktenzeichen: W 27370 VI b / 55 f

Anmeldetag: 2. März 1960

Auslegetag: 1. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gestrichenem Papier, wobei eine auf einer Papiermaschine hergestellte Papierbahn zum Trocknen erwärmt, eine wäßrige Streichmasse auf die Trockenbahn bei gleicher Geschwindigkeit wie bei der Herstellung aufgebracht und die Bahn in einem von einer nachgiebigen Abstützwalze und einem in Richtung auf diese Walze zum Glätten der Streichmasse nachgiebig gedrückten Messer gebildeten Einzugsspalt geführt wird. *°

Bei dem Messerstreichverfahren wird eine Streichmasse auf die Oberfläche einer zuvor auf einer Papiermaschine gebildeten Papierbahn aufgebracht, wenn sie durch einen von einer nachgiebigen Walze und einem gegen die Walze gedrückten elastischen Messer gebildeten Spalt läuft.

Einer der Nachteile bei solch einem hochtourigen Messerstreichverfahren besteht in der Neigung zur Streifenbildung. Man nimmt an, daß sich dieses auf Grund des Ansammeins oder Anstauens von fester Streichmasse an der Messerkante ergibt, was einzutreten scheint, wenn der Gehalt an Festsubstanz von der Streichmasse über einen bestimmten Wert hinausgeht.

Die Glätte und Gleichförmigkeit des Auftragens ergeben sich aus der Verwendung eines elastischen Messers, welches gegen die Streichmasse gedruckt und außer Berührung mit dem Papier durch den Druck der Streichmasse gehalten wird, was durch Berührung mit dem sich bewegenden Papier gegen das Messer beschleunigt wird. Damit die Streichmassen weich und eben unter dem Messer bei hohen Papiergeschwindigkeiten fließen, müssen sie verhältnismäßig dünn in ihrer Konsistenz sein und gute Fließeigenschaften haben.

Diese drei Faktoren, die für ein zufriedenstellendes Streichen mit einem Messer wichtig sind, scheinen widersprechende Zustände der Streichlösung zu erfordern. Beispielsweise besteht der naheliegendste Weg zum Verhindern eines Ansammeins von Streichmasse an der Messerkannte darin, die Berührungslänge mit dem Papier vor dem Erreichen der Messerkante zu verkürzen. Dadurch wird jedoch die Beschleunigung der Streichmasse verringert, so daß das Messer nicht so weit von dem Papier weggehalten wird und eine glatte, gleichförmige und dicke Schicht nicht aufgetragen werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird gestrichenes Papier dadurch hergestellt, daß ein Vorbeilaufen der Streichmasse an dem Glättmesser in noch flüssigem Zustand sichergestellt wird, indem die Temperatur der Papierbahn vor dem Aufbringen der in an sich be-Verfahren zum Herstellen von gestrichenem
Papier

Anmelder:

S. D. Warren Company, Cumberland Mills, Me.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,

Regensburg 3, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

John Alfred Bicknell, Cumberland Mills, Me.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 3. März 1959 (796 842) ■

kannter Weise über Raumtemperatur erwärmten Streichmasse mittels einer an sich bekannten wassergekühlten Walze auf eine Temperatur unter 43° C abgekühlt wird.

Durch Abkühlen des Papiers vor dem Auftragen der Streichmasse wird seine Aufnahmefähigkeit an Wasser sehr stark herabgesetzt und damit der Widerstand gegenüber einer Wasserübertragung von den Streichmassen auf das Papier bedeutend vergrößert. Dieses bedeutet somit, daß die Berührungslänge zwischen der Streichmasse und dem Papier erhöht werden kann, ohne daß damit die Gefahr von Ansammlungen der Masse an der Messerkante erhöht wird. Diese längere Berührung bedeutet, daß das Messer weiter von dem Papier weggehalten wird und eine glattere, dickere Schicht aufgebracht werden kann. Es bedeutet ferner, daß ein flüssigeres Streichmaterial verwendet werden kann, so daß eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist. Die Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung einer freieren, d. h. saugfähigeren Papierbahn. Auf diese Weise kann durch Kühlen des Papiers vor dem Streichen mit Erfolg ein Messerstreichen als integrierender Teil eines fortlaufenden Papierherstellungsverfahrens durchgeführt werden.

Das Papier wird vorzugsweise oberhalb 65⁰C getrocknet und unterhalb 43 ⁰C vor dem Auf streichen gekühlt. Versuche, die durch Ablagern einer bestimmten Schichtmenge auf einem Papiergrund und durch Bestimmen der Zeit, die das Wasser zum Durch-

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3 4

dringen dieser Grundlage benötigt, durchgeführt Abstand des Glättmessers 38 von der Bahn 36 entspricht,

worden sind, haben gezeigt, daß die Schicht eine Dieser Abstand ist mit B bezeichnet und hängt von

schlechte Fähigkeit besitzt, Wasser bei einer Tempera- der Dicke der abgelagerten Schicht ab, die üblicher-

tur von 70^:C zurückzuhalten. Im allgemeinen ver- weise ungefähr 0,01 cm beträgt. Zur Vermeidung von doppelt sich diese Rückhaltezeit zwischen 70 und 5 Streifen muß die flüssige Streichmasse 40 durch Be-

49'C und verdoppelt sich weiterhin zwischen 49 und rührung mit der Bahn 36 beschleunigt werden, so daß

38⁰C. Diese Zeit erhöht sich bis zwischen 27 und 2Γ C sie gegen das Glättmesser 38 fließt und es außer

auf mehr als das Dreifache. Wahrscheinlich beträgt Berührung mit der Bahn hält. Es muß das Messer

die zweckmäßigste Temperatur, auf welche die Bahn noch in seinem dynamischen Flüssigkeitszustand

gekühlt werden soll, 27°C, da sich die Viskosität io passieren. Der Abstand C zeigt die Entfernung hinter

erhöht, wenn die Temperatur fällt. Offensichtlich darf dem Messer, über welche die Streichmasse noch

die Schicht nicht zu viskos werden. Wird die Bahn flüssig ist.

auf geringere Temperaturen abgekühlt, so kann die Bei Verwendung eines solchen Apparates sind die

Viskosität der Streichmasse durch Erwärmen oberhalb folgenden spezifischen Beispiele von gestrichenem

Raumtemperatur vor dem Auftragen auf die Bahn 15 Papier hergestellt worden,
reduziert werden.

Es ist bei Walzenstreichvorrichtung bekannt, die B e i s ρ i e 1 1
von den Trockentrommeln kommende gestrichene

Papierbahn durch Kühlwalzen zu kühlen, um sie für Ein mäßig gemahlener Papierherstellungseintrag von die weitere Behandlung auf die richtige Temperatur 20 ungefähr gleichen Teilen gebleichten Zellstoffs aus zu bringen, aber nicht, um die Aufnahmefähigkeit der weichem Holz und gebleichten Zellstoffs aus Hartholz Papierbahn an Wasser vor dem Bestreichen herab- geleimt mit Harzleim und Alaun wurde zu einer Papierzusetzen und die aufgetragene Streichmasse länger in bahn mit einem Gewicht von 13 kg Trockengewicht flüssigem Zustand zu halten. pro 500 Blatt Ries geschnitten zu 63,5 χ 96,5 cm ver-

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausfüh- 25 wandelt. Die Bahn wurde getrocknet und dann durch

rungsbeispiel dargestellt. eine Leimpresse geschickt, wo eine Stärkelösung gleich

Fig. 1 zeigt in diagrammatischer Ansicht die 0,45kg Trockengewicht pro Ries auf eine Seite auf-

Trockentrommeln einer Papierherstellungsmaschine getragen wurde. Das geleimte Papier wurde wiederum

mit der Kühlwalze und der Glättmesservorrichtung; getrocknet und dann auf 26⁰C beim Umlaufen einer

F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab im Schnitt 30 innen mit kaltem Wasser gekühlten Walze gekühlt,

die Fließeigenschaften der Streichmasse unterhalb Das kühle Papier wurde dann durch eine ein hinteres

eines Glättmessers; Messer enthaltende Streichvorrichtung geschickt, die

F i g. 3 zeigt in einer diagrammatischen Ansicht auf die Stärkeleimseite der Papierbahn eine Schicht

die Kühlwalze. von einem Belag auftrug, der sich auf 3,2 kg trockenen

Die in strichpunktierten Linien in Fig. 1 darge- 35 Gewichts pro Ries belief. Der Belag war entsprechend

stellte Papierbahn wird auf der Papierherstellungs- der folgenden Formel I zusammengesetzt, bei welcher

maschine erzeugt und auf Trockenwalzen getrocknet, die Werte in Anteilen Trockengewichts gegeben sind, von denen ein Paar bei 14 dargestellt ist. Von diesen

Walzen läuft die Papierbahn, welche auf dieser Stufe formel 1

Füll- und Schlichtmittel enthalten kann oder nicht, 40 60 Ton,

zu einer Kühlwalze 16, die auf einer Temperatur 40 Calciumcarbonat,

unterhalb 43°C und vorzugsweise über 26°C durch 5 Sojaprotein (niedriger Viskosität) gelöst durch

Kühlwasser gehalten wird, welches dadurch durch Ammoniak,

eine Pumpe 18 von einer Kaltwasserquelle 20 (F i g. 3) 11 Styrol-Butadien-Kopolymer,

gepumpt wird. Ein Luftstrom von trockener Luft 24 45 ³/₄ Gegenschaummittel,

wird gegen die Walze 16 gerichtet und durch Filz- Wasser zur Bildung eines Festsubstanzgehaltes von

schienen 22 abgelenkt, bevor sie in Berührung mit der 58 %■

Papierbahn kommt. Dadurch wird sichergestellt, daß Diese Streichmasse hat eine Viskosität von 400 cP. jede Kondensation, die sich auf der Oberfläche der

Walze bilden kann, entfernt wird und nicht das Papier 50 Die gestrichene Bahn wurde zuerst an einem erhitzverdirbt. Nach Verlassen der Walze 16 läuft das Papier ten Zylinder getrocknet, während Heißluft über die durch einen Kalanderschacht 26 und von dort um gestrichene Oberfläche geblasen wurde, und dann Walzen zu der Messerstreichvorrichtung 10. Von der weiter dadurch getrocknet, daß sie über weitere Messerstreichvorrichtung läuft das Papier durch eine Trockenzylinder geführt wurde. Das getrocknete andere Trockenwalzenreihe 28 und dann über eine 55 Papier wurde dann durch einen Kalander geschickt andere Kühlwalze 17 ähnlich der Walze 16 nach unten und zu einer Rolle am Ende der Papiermaschine zu einer zweiten Messerstreichvorrichtung 12 zum aufgewickelt. Die Arbeitsgeschwindigkeit betrug 304m/ Streichen der anderen Papierseite und wiederum durch Min. Das auf diese Weise hergestellte gestrichene einen Satz Trockenwalzen 30. Zum Schluß läuft das Papier war frei von Streifen, gleichförmig im Aussehen Papier durch einen Kalanderschacht 32. 60 und hatte eine matte oder halbstumpfe Oberfläche.

F i g. 2 zeigt in diagrammatischer Ansicht eine Ein Teil des Papiers wurde später in einem bekannelastische Walze 34 mit einer Papierbahn 36, die um ten Superkalander kalandert und ein Glanz von 55 sie herum durch einen Sumpf von Streichmaterial 40 gemessen auf einem Bausch- und Lomb-Glanzmesser und an dem Glättmesser 38 vorbeiläuft. Die Länge A entwickelt,
stellt den Abstand zwischen dem Anfangspunkt einer 65 B e i s d i e 1 2
Berührung zwischen der Streichmasse und der Papierbahn und der Stelle dar, an welcher die Dicke des Ein harzgeleimtes Papier wurde mit einem Gewicht Aufbauens von fester Streichmasse auf der Bahn dem von 20 kg pro Ries hergestellt. Dieses enthielt 14%

Tonfüller und hatte ein Verhältnis von gebleichten Weichholz- zu gebleichten Hartholzchemiefasern von 40: 60. Die Bahn wurde von Trockenzylindern in eine Preßwalzenstreichvorrichtung geschickt, wo auf die eine Seite der Bahn 4,1 kg Trockengewicht einer Streichmasse von 48% Festsubstanz enthaltende 18,2 kg oxydierter Stärkeklebemittel auf 100 Teilen Ton aufgebracht wurde. Die gestrichene Bahn wurde durch Führung über eine andere Reihe von erwärmten Trockenzylindern getrocknet und dann durch Führung über eine innen gekühlte Walze auf 26⁰C abgekühlt. Die gekühlte Bahn wurde durch eine Streichvorrichtung mit hinterem Messer geführt, wo auf die zuerst gestrichene Seite der Bahn eine Belagschicht von 5,5 kg Trockengewicht pro Ries von einer Masse aufgetragen wurde, die die gleiche wie die bei der Formel I mit der Ausnahme war, daß sie nur genügend Wasser enthielt, um einen Gehalt an Festsubstanz von 65% zu ergeben, und sie hatte eine Viskosität von cP.

Das gestrichene Papier wurde getrocknet, kalandert und bei 304 m/Min, genauso wie beim Beispiel 1 aufgerollt.

Weitere mit Erfolg in Anwendung gebrachte Formeln sind folgende:

Formel II

85 Ton,

15 Calciumcarbonat,

30 oxydierte Stärke,

1 Dimethyl-Harnstoff,
7₄ Talg,

³I₄ Gegenschaummittel,

Wasser für einen Gehalt von 60% Festsubstanz. Viskosität 4500 cP.
2,7 bis 3,6 kg Trockengewicht, aufgetragen bei

212 m/Min.,
Temperatur ungefähr 32°C.

35

40

Formel III

50 Ton,

50 Calciumcarbonat, 8 Sojaprotein (niedriger Viskosität), gelöst durch Ammoniak,

2 Kasein, gelöst durch Ammoniak, 5 Styrol-Butadien-Kopolymer (wie Latex), ³/₄ Gegenschaummittel, Wasser für einen Gehalt von 62 % Festsubstanz, Viskosität 2000 cP,

2,7 bis 3,6 kg Trockengewicht, aufgetragen bei 212 m/Min.,

Temperatur 32 bis 35⁰C.

Formel IV

20 Ton, 80 Calciumcarbonat,
4 Sojaprotein, gelöst durch Ammoniak, 9 Styrol-Butadien-Kopolymer (wie Latex), ³/₄ Gegenschaummittel,

Wasser für einen Gehalt von 60 % Festsubstanz,

Viskosität 1000 cP,

3,6 kg Trockengewicht, aufgetragen bei 212 m/Min., Temperatur 32 bis 35⁰C.

Formel V

100 Ton,

15 Sojaprotein, gelöst durch Ammoniak,
4 Styrol-Butadien-Kopolymer (wie Latex),
1V2 Melamin-Formaldehyd-Kondensat,

³/₄ Gegenschaummittel,

Wasser für einen Gehalt von 60 % Festsubstanz,

Viskosität 5300 cP.

3,6 kg Trockengewicht aufgetragen bei 212 m/Min., Temperatur 32 bis 35°C.

Wenn einige dieser Beispiele superkalandert werden, fällt der Glanz gewöhnlich zwischen 55 und 60 bei einem Bausch- und Lomb-Glanzmesser. Die letzten vier Formeln wurden alle zum Streichen eines grundgestrichenen Papiers, wie das bei Beispiel 2 verwendete, in Anwendung gebracht. Das Gewicht der Papierbahn kann in weitem Umfang verändert werden, beispielsweise von 18 bis 45 kg pro Ries, und sie kann auf einer oder beiden Seiten zur gleichen Zeit durch eine Preßwalzenstreichvorrichtung grundgestrichen werden. Das Messerstreichen kann auch auf beide Seiten angewendet werden, aber in diesem Fall kann nur eine Seite zu einer Zeit gestrichen werden, und die Bahn muß getrocknet und dann wieder gekühlt werden, bevor die andere Seite gestrichen wird.

Als weiteres Beispiel kann eine leichte Streichmasse auf ein grundgestrichenes Grundpapier aufgebracht werden, welches durch Auftrag von 1,4 kg pro Ries Trockengewicht von der folgenden Formel-VI-Zusammensetzung gekühlt wurde.

Formel VI

60 Ton,

40 Calciumcarbonat (Bodenkreide),

30 Stärkeklebemittel (oxydierte Stärke),

1 Dimethylharnstoff,
³A Talg,

³/₄ Entschäumungsmittel,
Wasser für einen Gehalt von 53 % Festsubstanz,
Viskosität 940 cP,
1,4 kg Trockengewicht, aufgetragen bei 212 m/Min., Temperatur 35°C.

Obgleich bei allen oben angegebenen Beispielen ein geleimtes Grundpapier verwendet wurde, ist die Erfindung auch auf ungestrichenes ungeleimtes Papier anwendbar, obgleich es manchmal notwendig ist, es vor dem Messerstreichen zu kalandern. Zu diesem Zweck kann eine Kühlwalze hinter dem Kalander und vor der Messerstreichvorrichtung angeordnet werden, oder es kann vorzugsweise ein Kalander mit wassergekühlten Walzen hinter der Kühlwalze genommen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von gestrichenem Papier, wobei eine auf einer Papiermaschine hergestellte Papierbahn zum Trocknen erwärmt, eine wäßrige Streichmasse auf die Trockenbahn bei gleicher Geschwindigkeit wie bei der Herstellung aufgebracht und die Bahn in einem von einer nachgiebigen Abstützwalze und einem in Richtung auf diese Walze zum Glätten der Streichmasse nach-

giebig gedrückten Messer gebildeten Einzugsspalt geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorbeilaufen der Streichmasse an dem Glättmesser in noch flüssigem Zustand sichergestellt wird, indem die Temperatur der Papierbahn vor dem Aufbringen der in an sich bekannter Weise über Raumtemperatur erwärmten Streichmasse mittels einer an sich bekannten wassergekühlten Walze auf eine Temperatur unter 43⁰C abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwalze vor der Berührung mit der Papierbahn von kondensierter Feuchtigkeit befreit wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 916 872, 692 058, 217;
Paper Trade J. vom 31.12. 1956, S. 13 und 25.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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