DE1204926B - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer mit einem mineralischen UEberzug beschichteten Papierbahn sowie nach diesem Verfahren erzeugtes, beschichtetes Papier - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D21h

Deutsche Kl.: 55 f-15/20

Nummer: 1204 926

Aktenzeichen: M 44602 VI b/55 f

Anmeldetag: 9. März 1960

Auslegetag: 11. November 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer mit einem mineralischen Überzug versehenen Papierbahn sowie auf das nach diesem Verfahren gewonnene beschichtete Papier.

Es sind schon verschiedene Verfahren für die Erzeugung derartiger Stoffe vorgeschlagen worden, und zwar nach dem Prinzip der kontinuierlichen Bewegung von Gießoberflächen, beispielsweise rotierenden Trommeln. Nach diesem bekannten Verfahren wird überwiegend eine wäßrige Überzugsverbindung verwendet, welche mineralisches Pigment (Farbstoff) und Klebstoff enthält. Derartige Verbindungen werden direkt auf die Papierbahn oder die Gießoberfläche aufgebracht. In jedem Fall ist es nach diesen bekannten Methoden erforderlich, den Überzug oder Aufstrich in geringem Maße zu trocknen, da er als Zwischenschicht zwischen die undurchlässige Metallgießoberfläche und die Papierbahn zu liegen kommt, so daß er in der Überzugsverbindung enthaltenes Wasser durch das Papier diffundieren muß, um entweichen zu können. Dieser Umstand legt erhebliche Beschränkungen in bezug auf den Grad der Trocknung auf, weil zu hohe Temperatur eine Verdampfung von Wasser in größerem Umfang verursacht als das Wasser durch die Papierbahn diffundieren kann mit der Folge, daß Flächenbereiche der Bahn von der Gießoberfläche unter der Bildung von Taschen oder Blasen abgehoben werden. Bei der darauffolgenden Entfernung der Bahn von der Gießoberfläche und der vollständigen Trocknung bewirken diese Blasen eine Beeinträchtigung des Glanzes des Überzugs, unter Umständen sogar ein Abreißen von der Ebene der Papieroberfläche, so daß das Produkt seinen Handelswert verliert. Ein bekannter Weg zur Vermeidung der Blasenbildung (mit einer gegebenen Uberzugsverbindung und einem gegebenen Grundmaterial) besteht in der Reduzierung der Temperatur der Gießoberfläche, was aber eine langsamere Trocknung und eine geringere Geschwindigkeit zur Voraussetzung hat.

Ein weiterer Nachteil bestimmter bekannter Verfahren ist der, daß die Papiergrundbähn in irgendeiner Stufe des Verfahrens mit Wasser angefeuchtet wird. Wenn eine Zellulosebahn mit Wasser angefeuchtet und dann getrocknet wird, unterliegt sie selbst einem Dehn- und Schwindeprozeß, der in der Struktur Spannungen zurückläßt. Diese Spannungen können ein Einrollen oder Falten des Produktes bis zu einem solchen Grade verursachen, daß dieses unbrauchbar wird. Überdies kann eine durch Anfeuchten verursachte Dehnung der Papierbahn, gefolgt Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer mit einem mineralischen Überzug beschichteten Papierbahn sowie nach diesem Verfahren erzeugtes, beschichtetes Papier

Anmelder:

The Mead Corporation, Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann

und Dipl.-Ing. H. Weickmann, Patentanwälte, München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Rudolph Nelson Griesheimer,
Charles Henry Schneider,
Chillicothe, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. März 1959 (798 470)

durch ein Schwinden oder Schrumpfen beim Trocknen, die Ursache von Oberflächenfehlern in dem Überzug oder Aufstrich sein. Derartige Fehler treten häufig als schmale Spalte oder Einschnitte in Erscheinung. Die Fachwelt hat bisher vergeblich versucht, diese erheblichen Mängel zu beseitigen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von mit einem Oberflächenaufstrich oder -Überzug versehenen Papier bei hohen Erzeugungsgeschwindigkeiten.

Gleichzeitig wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Notwendigkeit der Anfeuchtung der Papiergrundbahn vermieden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein beschichtetes Papier- oder Pappematerial gewonnen, daß hohe Widerstandsfähigkeit gegen das Durchdringen von Wasser und/oder Wasserdampf aufweist. Auch ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Produkt verhältnismäßig frei von durch das Trocknen erzeugten zurückbleibenden Spannungen und damit frei von der Neigung des Einrollens.

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Schließlich gestattet das erfindungsgemäße Verfah- schäften des Endproduktes bestimmen weitgehend ren eine verhältnismäßig große Auswahl in bezug auf die Auswahl des thermoplastischen Stoffes,

die Art der Papiergrundbahn und/oder der Zusam- Das Binden oder Lamellieren des mineralischen mensetzung der Überzugsschicht ohne Begrenzungen Überzugs an die Papierbahn mit Hilfe einer thermoin bezug auf das Ausmaß der Diffusion des Verdün- 5 plastischen Schicht wird durch Erhitzung der Gieß-

nungsmittels. trommel und durch entsprechenden Anpreßdruck

Diese Vorteile werden erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt. Im allgemeinen kann jedes thermoerreicht, daß eine gleichförmige, mineralische Über- plastische Material, das unter Druck bei Temperazugsschicht an sich bekannter Zusammensetzung auf türen bis zum Siedepunkt des Trägerstoffes derüberdie polierte Oberfläche einer geheizten Gießtrommel ίο zugsverbindung weich bzw. klebrig wird, Verwendung aufgebracht, an diese Überzugsschicht eine thermo- finden. Es wurde festgestellt, daß Polyvinylazetat und plastische Schicht gebunden und diese aneinander Polyäthylen oder pigmentierte Verbindungen dieser gebundenen Schichten unter Bindung an die Papier- Stoffe besonders geeignet sind; indessen ist die Ergrundbahn von der Trommel abgezogen werden. findung auf diese Stoffe nicht beschränkt, weil sie

Bei der praktischen Durchführung dieses Verfah- 15 sich auch mit anderen verwirklichen läßt,

rens entfällt das Erfordernis des Verdampfens wesent- Die Figuren zeigen schematisch Ausführungs-

Iicher Mengen des Verdünnungsmittels durch die beispiele von Anlagen zur Durchführung des erfin-

Papier- oder Pappebahn; das als Endresultat sich dungsgemäßen Verfahrens. Es stellt dar

ergebende Verbundmaterial ist frei von inneren Fig. 1 eine Ausführungsform, bei welcher eine

Spannungen und neigt daher nicht zum Einrollen, 20 Papiergrundbahn mit einer thermoplastischen Schicht

selbst wenn eine wäßrige Überzugsverbindung ver- vor der Erzeugung des mineralischen Überzuges auf

wendet wird. dieser Bahn versehen wird,

Die Überzugsverbindungen gemäß vorliegender Fig. 2 eine Ausführungsform, bei welcher eine

Erfindung gestatten eine außerordentlich starke thermoplastische Schicht über eine mineralische

Trocknung nach deren Auftragung auf die Gießober- 25 Überzugsschicht auf einer Gießtrommel aufgebracht

fläche und demzufolge das Arbeiten mit relativ hoher und diese beiden Schichten mit einer Papierbahn

Geschwindigkeit. Da das Verdünnungsmittel, z. B. vereinigt werden,

Wasser, direkt in die Luft verdampft, d. h. die Not- F i g. 3 eine Ausführungsform, bei welcher die wendigkeit einer Diffusion durch eine Papierbahn in thermoplastische Schicht in geschmolzenem Zustand Wegfall kommt, sind der Geschwindigkeit der Durch- 30 zwischen die Papierbahn und den Überzugsfilm z. B. führung des Verfahrens unter dem Gesichtspunkt mittels eines Extruders aufgebracht wird,
der Vermeidung einer Blasenbildung keine Beschrän- Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die kungen auferlegt. Die Temperatur der Trommel kann thermoplastische Schicht in Form eines kontinuiergegenüber den bekannten Verfahren wesentlich ge- liehen Filmes verwendet wird,
steigert werden; die einzige Forderung ist, daß die 35 Fig. 5 eine Ausführungsform, bei welcher ein Temperatur nicht so hoch ist, daß ein Kochen des Druckriemen zur Herstellung der Lamellierung VerVerdünnungsmittels in der Überzugsschicht eintritt. wendung findet,

Rund um die Gießtrommel oder längs derselben kön- F i g. 6 den Querschnitt durch ein nach dem erfinnen zusätzliche Trockenvorrichtungen, z.B. Heiß- dungsgemäßen Verfahren gewonnenes Verbundluftdüsen oder Wärmestrahler, vorgesehen sein zu 40 material in vergrößertem Maßstab,
dem Zweck, eine zusätzliche Steigerung der Kapazi- Gemäß F i g. 1 erhält eine hochpolierte, chromtät des Verfahrens und eine weitere Erhöhung des plattierte Gießtrommel 10, die in Richtung des ge-Trocknungsgrades zu gewinnen. Dies ist wichtig im zeichneten Pfeiles umläuft, an ihrer Außenoberfläche Hinblick auf die Kosten einer derartigen Anlage. eine Schicht aus einer wäßrigen Verbindung eines Wegen der hohen Beschleunigung der Trocknung, 45 mineralischen Pigments und eines Klebstoffs. Diese die vielfach größer sein kann als nach den bekann- wäßrige Verbindung 14 wird Rollen 12 und 12' bei ten Verfahren, können Gießtrommeln kleiner Durch- 11 zugeführt und in dem Zwickel dieser Rollen messer verwendet werden; z. B. werden bei bekann- durch Rakel 13 gehalten. Wenn die Überzugsschicht ten Verfahren Trommeln von einem Durchmesser bis 14 um die Oberfläche der Trommel 10 läuft, wird sie zu 365 cm benutzt, die sehr teuer sind und großes 50 durch eine im Innern der Trommel angeordnete, Gewicht haben, so daß sie massive Träger und An- nicht gezeichnete Wärmequelle getrocknet. Getriebsmechanismen benötigen. wünschtenfalls kann eine zusätzliche Erwärmung bei

Im Fall der vorliegenden Erfindung können bei mäßiger Temperatur erzeugt werden durch Heizannehmbaren Geschwindigkeiten Gießtrommeln von quellen 15, 15' und 15" am Umfang der Trommel in wesentlich kleineren Durchmessern, z. B. 120 bis 55 dem Bereich, in welchem der Film 14 noch beträcht-240 cm, Verwendung finden. Iiches Wasser enthält. Weitere Hilfsheizquellen 16,

Den Verfahrensstufen des Aufbringens und Trock- 16' und 16" können am Trommelumfang in dem

nens der Überzugsverbindung zum Zwecke der Er- Bereich, in welchem die meiste Feuchtigkeit schon

zeugung eines gleichförmigen Films an der Gießober- aus dem Film 14 entfernt ist, vorgesehen sein. Diese

fläche folgt der Schritt der Vereinigung dieses Films 60 Heizquellen 16, 16' und 16" können beliebiger Art

mit einer Papier- oder Pappebahn durch eine thermo- sein, z. B. Heißluftquellen, Infrarot od. dgl.

plastische Klebeschicht. Der thermoplastische Stoff Eine Vorratsrolle 17 mit einer Papiergrundbahn

kann vorher auf eine Oberfläche der Papierbahn auf- 18, welche eine thermoplastische Klebschicht 19

gebracht werden; man kann ihn aber auch direkt auf trägt, läuft über Druckrollen 21 und 22 derart, daß die Oberfläche der mineralischen Überzugsschicht an 65 eine Bindung zwischen der Papierbahn und dem

der Gießoberfläche aufbringen; und schließlich kann Film oder der Überzugsschicht 14 durch Anpreß-

man ihn zwischen die Papierbahn und die Überzugs- druck und die an der Oberfläche der Trommel 10

schicht als selbsttragenden Film einfügen. Die Eigen- herrschende Temperatur erzeugt wird. Wenn daher

die Bahn 18 und 19 die Trommel an der Druckrolle

22 verläßt, führt sie den Film 14 mit, der als Lamelle an der Grundbahn 18 durch die thermoplastische Zwischenschicht 19 angeklebt oder angeschmolzen ist. Das so erzeugte Verbundmaterial, bestehend aus Papiergrundbahn und Überzug, wird auf eine Rolle

23 aufgewickelt.

Als verbindende Zwischenschicht zwischen dem Überzugsfilm und der Papierbahn wird ein thermoplastischer Stoff gewählt, dessen Erweichungstemperatur, bei welcher er klebrig wird, innerhalb der normalen, bei der Erzeugung von beschichtetem Papier üblichen Grenzen liegt. Diese Erweichung bzw. die Klebeeigenschaft erzeugende Temperatur kann bis zum Siedepunkt des Trägerstoffes gehen. Um höhere Betriebsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, kann es wünschenswert sein, die thermoplastische Schicht 19 auf der Papierbahn 18 vorzuwärmen, bevor sie in Berührung mit dem Film der Gießtrommel tritt; dies kann durch Heizmittel geschehen, wie in F i g. 2 bei 20 angedeutet.

Eine ausreichende Lamellierung zwischen der Papierbahn 18 und dem Uberzugsfilm 14 hängt ab von einer geeigneten Wahl der Temperatur, des Anpreßdrucks und der Zeitdauer des letzteren. Der eigentliche Lamelliervorgang erfolgt unter den Bedingungen, die von dem Heißschweißen her bekannt sind, also in Abhängigkeit von einer geeigneten Einstellung der drei Variablen Druck, Temperatur und Zeitdauer des Drucks. Bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren bereitet es keine Schwierigkeiten, Einrichtungen zur Einstellung dieser drei Variablen zu schaffen. Der Druck zwischen Rolle 21 und Trommel 10 kann über einen weiten Bereich geregelt werden, und dasselbe gilt für den Druck, welchen die Rolle 22 gegen die Trommel ausübt. Der Abstand zwischen den Druckrollen 21 und 22 kann vergrößert oder verkleinert werden, um einen entsprechenden Kontaktbogen gegenüber der Trommel 10 zu gewinnen und damit eine längere oder kürzere Zeitspanne des Andrückens des thermoplastischen Materials an die Papierbahn und den Überzug auf der Trommeloberfläche. Wenn nur eine sehr kurze Anpreßzeit notwendig ist, kann die Rolle 22 wegbleiben, so daß nur die Rolle 21 den Lamelliervorgang bewerkstelligt. Die zu der erstrebten Bindung oder Lamellierung erforderliche Temperatur wird durch Wärmequellen im Innern der Trommel erzeugt. Zusätzlich kann eine Hilfswärmequelle 20 vorgesehen sein zur Regelung der Temperatur der Druckrolle 21. Bei der Ausführungsform der F i g. 1 erfolgt die Lamellierung vor dem Punkt, an welchem die Bahn 18, die thermoplastische Schicht 19 und die Uberzugsschicht 14 an der Rolle 22 ankommen. Es kann wünschenswert sein, die Rolle 22 zu kühlen, um die thermoplastische Schicht zu verfestigen und eine übermäßige Erwärmung der Aufwickelrolle 23 zu vermeiden.

Während F i g. 1 die Verwendung einer Papierbahn zeigt, welche von vornherein mit einer thermoplastischen Beschichtung versehen ist, kann man diese thermoplastische Schicht 19 auch zwischen der Papierbahn 18 und der Uberzugsschicht 14 erzeugen. Gemäß F i g. 2 wird die thermoplastische Schicht 19 auf die Oberfläche der durch die Trommel 10 getragenen Überzugsschicht mittels Auftragrollen 24 und 24' aufgetragen, welche das thermoplastische Material in Lösung oder dispergiert aus einem Vorrat 26 eines Behälters 25 entnehmen. In diesem Fall ist die Papierbahn 18 frei von thermoplastischem Material und erfordert somit keine Vorbehandlung. Die Vereinigung der Papierbahn 18 mit dem Überzugsfilm 14 geschieht in der gleichen Weise, wie oben an Hand der F i g. 1 beschrieben.

Das thermoplastische Material kann auch in geschmolzener Form, wie in F i g. 3 angedeutet, Verwendung finden, wobei der thermoplastische Film

ίο 19 durch einen Extruder 27 gebildet und an einem Punkt kurz vor der Druckrolle 21 aufgetragen wird.

Statt mittels eines Extruders kann das Übertragen auch in beliebiger anderer bekannter Weise erfolgen.

Wenn gewünscht, kann der thermoplastische Stoff als vorgeformter Film von einer Vorratsrolle 28 abgewickelt und über eine Spannrolle 29 dem Spalt zwischen der Druckrolle 21 und der Trommel 10 zugeführt werden, wie in F i g. 4 gezeigt. Die auf diese Weise verarbeiteten thermoplastischen Materialien sind vorzugsweise Polyäthylen, Vinylpolymere u. dgl.

Bei Verwendung von thermoplastischem Material oder bestimmten Papieren, die Oberflächenunregelmäßigkeiten haben, kann es wünschenswert sein, über eine längere Zeitspanne einen höheren Kontaktdruck anzuwenden; dies gilt für die sämtlichen Ausführungformen der F i g. 1 bis 4. In F i g. 5 ist gezeigt, wie eine Verlängerung der Dauer des Anpreßdrucks erreicht werden kann. Gemäß dieser Fig. 5 läuft ein Druckriemen 30 um die Druckrollen 21 und 22, der einen kontinuierlichen Anpreßdruck auf die Bahn 18, die thermoplastische Schicht 19 und die Überzugsschicht 14 auf dem Weg von der Rolle 21 zur Rolle 22 ausübt. Dieser Riemen besteht aus geeignetem Werkstoff, wie Gummi oder Stahl.

F i g. 6 zeigt den Querschnitt durch ein nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren gewonnenes Verbundmaterial. Wie ersichtlich, ist die Papiergrundbahn 18 an die Überzugsschicht 14 aus mineralischem Pigment und Klebstoff durch die Zwischenschicht 19 aus thermoplastischem Material gebunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einem außerordentlich weiten Bereich der Papier- und Pappesorten verwendbar. Die bei den bisher bekannten Verfahren gesetzten Grenzen sind weitgehendst ausgeschaltet. Ferner ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Überzüge oder Oberflächenaufstriche auf Papiergrundbahnen vom Seidenpapier bis zur verhältnismäßig schweren Pappe und von weichen, porösen Papieren bis zu harten und dichten Papieren aufzutragen. So können z. B. Überzüge wirksam auf Pergamin aufgebracht werden, ebenso auf ungebleichte Hartleinenpappe, in dem letzteren Fall wird die dunkelbraune Farbe der ungebleichten Pappe durch den pigmentierten Überzug und die thermoplastische Zwischenschicht abgedeckt, so daß man ein Verbundmaterial von guter Helligkeit und Weiße und von ausnehmend hohem Glanz erhält.

So Die Verbindungen oder Zusammensetzungen für die Überzugsschicht lassen sich in weiten Bereichen variieren. Das Verfahren eignet sich für die Verwendung irgendeiner bekannten Überzugsmischung. Gewöhnlich haben diese als Grundstoff ein Bindemittel wie Stärke, Casein, synthetisches Polymerlatex, Protein oder Zusammensetzungen dieser Stoffe. Als mineralische Pigmente können gewählt werden: Tonerden, Calciumkarbonat, Satinweiß, Blancfix

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(Bariumsulfat) u. a., oder Verbindungen dieser einer Stärke von 0,012 mm aus Polyäthylen geringer

Stoffe. Die Überzugsverbindung kann in kleinen Dichte überzogen. Diese so überzogene Pappebahn Mengen auch andere Materialien enthalten, so die wurde zur Verarbeitung in eine Einrichtung gemäß

Schaumbildung verhindernde oder verringernde Fig. 1 gegeben.

Stoffe, Pigment fein verteilende Stoffe, die Farbe der 5 Ferner wurde eine wäßrige Uberzugsverbindung

Uberzugsschicht bestimmende Stoffe, welche ein Ab- aus Klebstoff und mineralischem Pigment folgender

lösen der Überzugsschicht von der Trommelober- Zusammensetzung hergestellt: fläche erleichtern u. dgl. Normalerweise haben diese

Verbindungen Festbestandteile von ungefähr 30 «Vo Tonerde 42 Teile

bis zu einem Überschuß von 55%, je nachdem, in io Calciumkarbonat 42 Teile

welcher Weise die Überzugsschicht auf die Gieß- Casein 10 Teile

oberfläche aufgebracht wird Die Auswahl geeigneter Natriumhydroxyd Qe 100 Teile Casein) 6 Teile

Verbindungen aus mineralischen Pigmenten und _XT . „ ί \. „.,„.,

Klebstoff ist dem Durchschnittsfachman auf diesem Natnum-Pyrophosphat 0,75 Teile

Gebiet ohne weiteres geläufig und hängt ab von den i₅ Calciumstearat 0,5 Teile

gewünschten Eigenschaften des Endproduktes. Es Dow-512-R-Latex

können auch wäßrige Verbindungen aus Klebstoff (Butadien-Styrol-Kopolymer 30:70) 6 Teile

und Pigment bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Di-isobutylphenoxyäthoxyäthyl-

Verwendung finden. dimethyl-benzylammoniumchlorid-

Die Auswahl des thermoplastischen, die Bindung 20 Monohydrat (= Hyamin 1622,

des Überzugsfilms mit der Papier- oder Pappeober- Röhm & Haas Company) ....' 0,05 Teile

fläche herstellenden Materials ist ebenfalls in weiten

Grenzen möglich Besonders gute Resultate wurden _Diege Verbindung wurde mit Wasser vereinigt, erzielt mit einem als »DuracetM« bezeichneten Pro- _{so daß sie Festbes} ^ö _{tandteile von unge}fähr 50,5% dukt welches ein Polyvmylazetat ist und von der a_{5 fmuMt Das Gemisch} ^_nJ_{6 sodann dire}kt _{auf die} Fa Franklin Chemical Company auf den Markt Gießoberfläche einer chromplattierten, innenbeheizgebracht wird. Ebenso gute Resultate erhalt man mit _{ten Trommel mittels} gegenläufiger Meß- und Aufeinem Produkt CL-100, welches em Polyvmylazetat _tragsrollen aufgebracht. Die auf die Trommeloberaus der Fabrikation der Fa Celanese Corporation of _flä *_{he aufgebracilt}e _Menge an Film betrug ungefähr America ist. Diese beiden Stoffe werden weich und 30 2 5 kg/100 m²

klebrig bei den üblichen Drücken und bei Tempera- ' _{Die Trommel die bei einer Temp}eratur von unge-

turen in der Größenordnung von 72 bis 99° C; sie _{fähr 93}o _{c arbeitetj diente zum Austreiben des}

haben die Form von Wasserdispersionen und korn- Wassers aus der Überzugsschicht; die Trocknung war

men beispielsweise nach dem m Fig. 2 erläuterten _{im wesen}tlichen beendet bei Hinführung der Über-

Verfahren indirektem Auftrag auf die an der Trom- 35 zugsschicht an den Spalt zwischen der Trommel und

meloberflache erzeugte Überzugsschicht zur Anwen- _{der RoUe 21} ^_{6 in Fi χ} ^_{- Nach dem}

dung, und zwar an einem Punkt, an welchem diese _{Passieren der} Rollen 21 und 22 wurde die mit der

Überzugsschicht im wesentlichen trocken ist. Die Überzugsschicht versehene Bahn von der Trommel-

Polyvmylazetatdispersionen werden dann auf dem oberfläche entfernt und aufgewickelt.

Weg der Trommel bis zu dem Punkt, an welchem 40 _Das Endprodukt zeigte hohen Glanz entsprechend

die Vereinigung mit der Papierbahn stattfindet, ge- _der hochpolierten, chromplattierten Gießoberfläche,

trocknet. jy_1& Uberzugsschicht war fest verbunden mit der

Ein anderer hochwirksamer thermoplastischer p_appebahn; sie deckte die braune Farbe der Pappe Bmdestoff ist Polyäthylen, das auf eine Papierbahn _{völlig ab und zeigte gute} Helligkeit und Weiße. Auch vorher nach dem Schmelzextrusionsverfahren oder 45 _war das Endprodukt von wirksamer Widerstandsauf andere geeignete Weise aufgebracht und dann fähigkeit gegen Wasser und Wasserdampf, mit der Überzugsschicht der Trommel vereinigt wird,

wie in Fig. 1 gezeigt. Es kann aber auch das Poly- Beispiel 2

Ethylen in geschmolzenem Zustand durch einen _{Es vvurde dne wäßri aus Klebstoff d mine}.

Extruder m den Spalt zwischen der Rolle 21 und der 50 _ralischem Pigment bestehende Verbindung folgender

Trommel 10 eingebracht und zu einem zwischen der Zusammensetzung hergestellt: Papierbahn 18 und der Überzugsschicht 14 liegenden

Film verarbeitet werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Es Tonerde 38 0 Teile

wurde festgestellt, daß, gleichgültig nach welcher Calciumkarbonat''.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.[ 41^0 Teile

Verfahrensweise gearbeitet wird, Polyäthylen bei den 55 .

in Betracht kommenden Temperaturen hinreichend Satinweiß 5,0 Teile

klebrig ist, um eine feste und dauerhafte Verbindung Alpha-Protein 12,0 Teile

zwischen der Überzugsschicht und der Papierbahn Ammoniak,26°Be(jel00TeileProtein) 12,0 Teile

herzustellen. Gewünschtenfalls kann das thermo- Dow-512-R-Latex 4 0 Teile

plastische Material pigmentiert sein. 60 _Natrium.p_yrOp_hoSp_hat".['.'.'.'.'.'.'.'..'.'. QJ₅ Teile

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfin- „ , . . ^J " ^r '

dung, ohne daß letztere auf diese Beispiele be- Calciumstearat 0,5 Teile

schränkt ist. Hyamin 1622 0,05 Teile

65 Diese Verbindung wurde auf die Oberfläche einer

Eine Bahn aus ungebleichter Hartleinenpappe mit chromplattierten innenbeheizten Trommel in einem einem Gewicht von 20 kg/100 m² wurde auf ihrer Verhältnis von 7,5 kg/330 m² aufgetragen und geOberfläche durch Schmelzextrasion mit einem Film trocknet.

Nach vollständiger Trocknung und nachdem das Material ungefähr 90° auf dem Trommelumfang zurückgelegt hatte (Fig. 2), wurde ein Film aus »DuracetM« Polyvinylazetatlatex direkt auf diesen Uberzugsfilm der Trommel aufgebracht. Die thermoplastische Schicht wurde während des Weiterganges der Trommel getrocknet, bis zu der Stelle der Vereinigung mit der Papierbahn. An diesem Punkt wurden die thermoplastische Klebschicht und die Überzugsschicht der Trommel in Kontakt gebracht mit einer Papierbahn aus üblichem Rohmaterial und eines Gewichtes von 30 kg/330 m². Durch Ausübung eines Druckes mittels der Rolle 21 wurde die Verbindung zwischen der Papierbahn und der Überzugsschicht unter Zwischenschaltung der thermoplasti- sehen Klebeschicht hergestellt.

Das Endprodukt war nahezu von dem gleichen Glanz wie die Oberfläche der Trommel und zeigte keine Neigung zum Einrollen. Der Arbeitsvorgang vollzog sich mit größerer als der bei bekannten Verfahren üblichen normalen Geschwindigkeit.

Beispiel 3

Es wurde das Beispiel 2 wiederholt mit der Ausnahme, daß als thermoplastisches Klebematerial CL-100 Polyvinylazetatlatex verwendet wurde. Auch hier war der Überzug dicht und fest mit der Papiergrundbahn verbunden und zeigte einen hervorragenden Glanz, ohne zum Einrollen zu neigen.

Wie aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich, wird die Papierbahn während der Durchführung des Verfahrens nicht mit Wasser angefeuchtet; das Produkt rollt sich nicht ein, wie dies bei den nach bekannten Verfahren hergestellten Verbundmaterialien wegen der beim Trocknen entstandenen inneren Spannungen der Fall ist. Da wäßrige pigmentierte Überzüge direkt auf die Gießoberfläche aufgetragen werden und der Wassergehalt ohne Diffusion durch eine Papierbahn verdampft wird, läßt sich die Trocknung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stark beschleunigen, wobei die Verwendung von Trommeln relativ kleinen Durchmessers (120 bis 240 cm) an Stelle der üblichen Trommeldurchmesser (3,65 m) möglich ist. Die Anwesenheit eines Films aus thermoplastischem lameliierendem Material, wie Polyäthylen, zwischen der Überzugsschicht und dem Papier oder der Pappe gestattet die Erzeugung von Produkten, welche eine ausgezeichnete Sperr- oder Schutzeigenschaft im Sinn der Verhinderung des Durchgangs von Wasser oder Wasserdampf haben. Derartige Produkte finden beispielsweise Verwendung zur Herstellung von Verpackungen, bei denen die Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und/oder Wasserdampf ein wichtiges Erfordernis ist.

Claims (12)

55 Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer mit einem mineralischen Überzug beschichteten Papierbahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichförmige mineralische Überzugsschicht an sich bekannter Zusammensetzung auf die polierte Oberfläche einer geheizten Gießtrommel aufgebracht, an diese Überzugsschicht eine thermoplastische Schicht gebunden und diese aneinander gebundenen Schichten unter Bindung an die Papiergrundbahn von der Trommel abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Papiergrundbahn an die thermoplastische Schicht gebunden wird, bevor deren Bindung an die Überzugsschicht erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht in flüssiger Form auf die Uberzugsschicht aufgebracht und vor der Bindung an die Papierbahn verfestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht in flüssiger Form oder als Folie auf die Überzugsschicht aufgebracht wird und daß die Bindung der Papiergrundbahn gegebenenfalls durch Einwirkung von Wärme und Druck auf die thermoplastische Schicht gleichzeitig mit der Bindung der letzteren an die Überzugsschicht erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht in flüssiger Form oder als Folie auf die Überzugsschicht aufgebracht wird und daß sie durch Einwirkung von Wärme und Druck an die Überzugsschicht gebunden wird, bevor die Bindung der Papiergrundbahn an die thermoplastische Schicht erfolgt.

6. Beschichtetes Papier, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte mineralische, bindemittelhaltige Farbschicht durch eine Klebstoffschicht aus an sich bekannten Thermoplasten an das Trägerpaar gebunden ist.

7. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer mit einem mineralischen Überzug beschichteten Papierbahn, gekennzeichnet durch eine rotierende Gießtrommel (10), Mittel (12,12') zum kontinuierlichen Aufbringen einer gleichförmigen Überzugsschicht (14) einer wäßrigen Suspension aus mineralischem Pigment und klebrigem Stoff auf den Umfang dieser rotierenden Trommel, eine Heizung (15, 15', 15") zum Trocknen dieser mineralischen Uberzugsschicht während des Umlaufs der Trommel, mindestens eine im Abstand gegenüber der Trommel angeordnete und mit dieser einen Spalt bildenden Stützrolle (21, 22), Mittel (17, 23) zum kontinuierlichen Anlegen einer Papierbahn (18) zwischen der Stützrolle und der Trommel und Mittel zur Bildung einer klebenden thermoplastischen Schicht (19) zwischen der Papierbahn und der mineralischen Überzugsschicht derart, daß die thermoplastische Zwischenschicht unter Druck aus dem erwähnten Spalt die Bindung zwischen der Papierbahn und der Überzugsschicht bei im wesentlichen trockenem Zustand herstellt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vereinigung der Papierbahn und der Überzugsschicht an dem Spalt zwischen Rolle und Walze eine Heizung zur Überführung des thermoplastischen Materials in klebrigem Zustand vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum kontinuierlichen Aufbringen der gleichförmigen mineralischen Überzugsschicht aus einem Paar von Rollen bestehen, von denen die als Auftragsrolle dienende gegenläufig zur Trommel rotiert.

10. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Extruder zum Abgeben des

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thermoplastischen Materials an einem Punkt kurz vor dem Spalt zwischen Rolle und Walze.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in gegenseitigem Abstand zwei Stützrollen vorgesehen sind, welche längs eines Teilbogens der Walze die Papierbahn unter Preßdruck an die thermoplastische Schicht und die mineralische Überzugsschicht anlegen.

12. Einrichtung nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützrollen

durch einen endlosen umlaufenden Riemen verbunden sind, welcher den Anpreßdruck über die Papierbahn auf die thermoplastische Zwischenschicht und die mineralische Überzugsschicht ausübt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 379 472, 381703;
USA.-Patentschrift Nr. 2631958.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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