DE1263477B

DE1263477B - Verfahren zum Trocknen und Glaetten von mit einem Gussueberzug versehenem Papier

Info

Publication number: DE1263477B
Application number: DEW25224A
Authority: DE
Inventors: Eben W Freeman
Original assignee: Warren SD Co
Current assignee: Warren SD Co
Priority date: 1958-03-17
Filing date: 1959-03-17
Publication date: 1968-03-14
Also published as: GB862115A; DE1263477C2; US2950989A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Μβ PATENTAMT Int. CL:

D21h

AUSLEGESCHRIFT

B 05 c
Deutsche Kl.: 5Sf-15/20

Nummer: 1263 477

Aktenzeichen: W 25224 VI b/55 f

Anmeldetag: 17. März 1959

Auslegetag: 14. März 1968

Beim Glätten von überzogenem Papier wird die Oberfläche einer mit einem Überzug versehenen Papierbahn, während der Überzug noch feucht ist, gegen eine polierte und erhitzte glättende Metallfläche gepreßt und der Überzug im Kontakt mit dieser Oberfläche getrocknet. Ohne die Einhaltung von Vorsichtsmaßregeln lassen jedoch die qualitativen Eigenschaften einer solchen Papierbahn zu wünschen übrig. Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Trocknen und Glätten von mit einem Gußüberzug versehenem Papier, in dem die Papier? bahn so über eine erwärmte Trommel mit glättender Oberfläche, mit der sie mittels einer Druckwalze in Kontakt gebracht wird, geführt wird, daß die überzogene Seite der Papierbahn mit der Trommel in Berührung kommt, unter Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen der Trommel und der Papierbahn durch Anbringung luftverdrängender Mittel im Zwischenraum oberhalb des Kpntaktpunktes der Bahn mit der Trommel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man an der genannten Stelle als luftverdrängendes Mittel Wasserdampf gegen die mit einem plastischen, aber im wesentlichen in siedendem Wasser unlöslichen Überzug versehene Papierbahn leitet und diese über eine Trommel führt, denen Oberfläche bei einer Temperatur oberhalb 100° C gehalten wird. Zur Unterstützung der Wirksamkeit dieses Verfahrens kann man in dem Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes der Bahn mit der Trommel eine Ansammlung van siedendem Wasser stehenlassen.

Außer dem Vorteil der Erzielung einer von Fehlstellen freien Gußoberfläche wird durch das beanspruchte Verfahren der Vorteil erzielt, daß es mit wesentlich höherer Geschwindigkeit arbeitet als bekannte Verfahren.

Die Mängel bekannter Verfahren bestehen im wesentlichen darin, daß es praktisch unmöglich war, überzogenes Papier mit einer Oberfläche herzustellen, die völlig frei von nicht überzogenen Flächen oder Flecken war. Solche Fehler werden im allgemeinen auf Lufteinschlüsse zurückgeführt, die sich zwischen der aufgestrichenen Schicht und der glättenden Oberfläche befinden.

Diese Mängel werden auch durch die im folgenden erörterten bekannten Verfahren nicht ausgeschaltet:

So hat man bereits eine beschichtete trockene, vorzugsweise kalanderte Papierbahn durch eine Wasseransammlung geführt, die sich zwischen einer polierten erwärmten Trommel und einer Druckwalze befindet. Wasserdampf findet bei diesem Verfahren nicht Anwendung, d. h., daß es nicht unter Verdrängung von Luft arbeitet, und die Flüssigkeitsansamm-Verfahren zum Trocknen und Glätten von mit
einem Gußüberzug versehenem Papier

Anmelder:

S. D. Warren Company, Westbrook, Me.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil

und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,

6230 Frankfurt-Höehst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:

Eben W, Freeman, Portland, Me, (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. März 1958 (721 813)

lung weist nicht die Siedetemperatur des Wassers auf. Zur Zeit der Ausarbeitung dieses bekannten Verfahrens hielt man Temperaturen von dieser Höhe bei Gußüberzügen für nicht anwendbar, was auch für die Temperatur der glättenden Trommeloberfläche gilt. Dies wird noch näher erörtert werden. Die Nachteile der Bildung von Fehlstellen im Überzug lassen sich durch dieses Verfahren nicht überwinden, außerdem können nach der Erfindung sowohl getrocknete als auch ungetrocknete überzogene Papiere eingesetzt werden.

Entsprechende Nachteile hat auch ein Verfahren, bei dem man Lufteinschlüsse dadurch verhindern will, daß man den Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes zwischen Papierbahn und Trommel mit der wäßrigen viskosen Überzugslösung füllt, die zurückläuft und die Luft von der Oberfläche des eintretenden Papiers verdrängen soll. Diese viskose Lösung ist jedoch nicht in der Lage, in das Innere der Papierbahn einzudringen und Luft daraus zu verdrängen. Selbst unverdampftes Wasser vermag diese Aufgabe nicht zu erfüllen.

Die Anwendung von Wasserdampf geschah bisher lediglich zu dem Zweck, einen Stärke enthaltenden Überzug zu gelatinieren, wonach das überzogene Papier wie mit anderen Stoffen überzogenes Papier getrocknet und kalandriert wird. Es handelt sich also

809 518/624

3 4

dabei nicht um die Trocknung und Glättung von mit Den Dampf läßt man vorzugsweise aus einer

einem Gußüberzug versehenem Papier. schlitzartigen Öffnung, die sich über die Breite der

Es ist auch vorgeschlagen worden, mit Dampf Papierbahn erstreckt, ausströmen. Er ist im all-

einem vorher getrockneten, überzogenen Papier gemeinen auf den Kontaktpunkt gerichtet, wo das

Feuchtigkeit zuzuführen, damit der Überzug aus- 5 überzogene Papier gegen die glättende Oberfläche

reichend plastisch wird, um ihn auf einer den Guß gepreßt wird. Der Dampfstrahl oder -strom bewirkt,

herstellenden Trommel formbar zu machen. Eine daß die Luft oberhalb der Kontaktstelle weggetrieben

solche Dampfbehandlung wurde jedoch in einiger und die Luft aus dem Inneren der Bahn verdrängt

Entfernung von der glättenden Trommel vorgenom- wird.

men und hat nicht zu den Ergebnissen geführt, die io Gegebenenfalls kann der Dampfstrahl etwas vor mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht der Kontaktstelle gegen den Überzug auf der Papierwerden, bahn gerichtet werden und dadurch in Richtung auf

Nach der Erfindung kommt der Dampf mit der die Kontaktstelle abgeleitet werden, um die Luft von Oberfläche des auf einer Papierbahn befindlichen derselben wegzutreiben. Auch kann der Strahl genau Überzugs in der Nähe des Kontaktpunktes, wo die 15 auf die Kontaktstelle gerichtet sein und dann nach überzogene Oberfläche gegen die glättende Ober- rückwärts geleitet werden, um über die Oberfläche fläche gepreßt wird, in Berührung, so daß die über- des überzogenen Papiers in der Nähe der Kontaktzogene Oberfläche von dem Zeitpunkt an, wo der stelle zu streichen. In den Fällen, in denen der Über-Dampf zuerst auf sie trifft, kontinuierlich mit Dampf zug vorher ausreichend konditioniert wurde, genügt oder einer Wasseransammlung umspült wird, bis der 20 es, den Wasserdampf durch die gegebenenfalls ober-Überzug schließlich mit der glättenden Oberfläche in halb des Kontaktpunlctes befindliche siedende Was-Kontakt kommt. Dadurch wird die Luft daran ge- seransammlung zu erzeugen. Das Wasser zur Bildung hindert, von dem Zeitpunkt an mit dem Überzug in dieser Ansammlung kann auf der Oberfläche des Berührung zu kommen, an dem er mit Dampf behan- Überzugs in den Zwischenraum oberhalb des Kondelt wird. Der Überzug wird an die den Guß bil- 25 taktpunktes geführt oder auf beliebige Art dorthin dende Oberfläche in feuchtem und luftfreiem Zu- tropfenweise eingeführt oder gespritzt werden. Die stand herangeführt. Außerdem wird die Papierbahn, Erzeugung des Dampfes in der Wasseransammlung nachdem sie mit Dampf behandelt worden ist, noch selbst kann durch Wärmeübertragung von der Oberin einem vorgeheizten. Zustand an die glättende fläche der den Guß herstellenden Trommel bewirkt Oberfläche herangeführt, wodurch die Arbeits- 30 werden, deren Oberflächentemperatur wesentlich geschwindigkeit erhöht wird. über der Siedetemperatur des Wassers liegt. Selbst

Wenn der Zwischenraum oberhalb des Kontakt- in dem Fall, wo Dampf aus der oberhalb der Konpunktes zwischen Bahn und Trommel mit Wasser taktstelle befindlichen Wasseransammlung erzeugt oder einer wäßrigen Lösung gefüllt ist, kann das Pa- wird, zieht man es im allgemeinen vor, noch zusätzpier, das einen vorher bereits getrockneten Überzug 35 liehen Dampf von einer außerhalb befindlichen Stelle hat oder frisch überzogen und noch naß ist, durch zuzuführen.

die Flüssigkeitsmenge und in festem Kontakt mit der Der Dampf, der in den Zwischenraum oberhalb erhitzten glättenden Oberfläche geführt werden. In der Kontaktstelle eingeführt wird, genügt, um den beiden Fällen kann es, wie bereits oben in bezug auf Einschluß von Luft an der Kontaktstelle zu verhindas bekannte Verfahren angedeutet, vorkommen, daß 4° dem, selbst wenn kein Wasser in dem Zwischenraum das plötzliche Eintauchen des überzogenen Papiers oberhalb der Kontaktstelle steht. Wenn der verin das in dem Zwischenraum befindliche Wasser, das wendete Wasserdampf nasser Dampf oder trockener möglicherweise bis zum Siedepunkt gelangt ist, zu gesättigter Dampf ist, wird sich ein Wasserfilm auf nicht erwünschten Ergebnissen führt. Beispielsweise der Oberfläche des Überzugs kondensieren. Im allkann die plötzliche Ausdehnung der in den Poren 45 gemeinen wird sich eine ausreichende Menge Wasser einer vorher getrockneten, überzogenen Papierbahn kondensieren, so daß eine kleine Menge siedender befindlichen Luft beim Eintritt in die siedende Flüs- Flüssigkeit sich oberhalb des Kontaktpunktes bildet, sigkeit das Zerreißen des Überzugs zur Folge haben. Diese ist in vielen Fällen als Vorsichtsmaßnahme Auch kann die in einer nassen Schicht aus frisch auf- von Nutzen, um sicherzustellen, daß der Überzug zur gebrachtem Überzug gelöste Luft durch den plötz- 50 Bildung eines guten Gusses oder einer guten Schmelze liehen Temperaturanstieg, der beim Eintritt in sie- zu dem Zeitpunkt, wo er mit der glättenden Oberdendes Wasser stattfindet, entweichen. Ferner sind fläche in Kontakt kommt, feucht genug ist. Wenn der viele, wenn nicht die meisten Überzüge, die zwar da- erfindungsgemäß verwendete Wasserdampf überdurch, daß sie in nassem Zustand gegen eine heiße, hitzter Wasserdampf ist, ist es besonders vorteilhaft, glättende Oberfläche gepreßt werden, einen zufrieden- 55 eine Ansammlung von Wasser in dem Zwischenraum stellenden Guß bilden, gegenüber der Einwirkung oberhalb der Kontaktstelle zu halten. Falls eine nicht von siedendem Wasser nicht widerstandsfähig. ausreichende Dampfmenge zur Bildung einer solchen

Gemäß der Erfindung wird also eine bewegte Flüssigkeitsansammlung kondensiert wird, kann es

Papierbahn, auf der sich ein Überzug befindet, der in einigen Fällen ratsam sein, Flüssigkeit von einer

ein Pigment oder einen Füllstoff und ein Haftmittel 60 anderen Stelle in den Zwischenraum oberhalb der

enthält, und der entweder bereits trocken ist oder Kontaktstelle einzuführen.

frisch aufgebracht und noch naß ist, mit einer sich Ferner ist, wie angedeutet, die Dampfbehandlung bewegenden glatten Oberfläche in Kontakt gebracht, des überzogenen Papiers und das Einhüllen dessel- und dabei läßt man Wasserdampf nahe der über- ben in eine Wasserdampfwolke für die Entfernung zogenen Oberfläche der Bahn ausströmen oder 65 der Luft wichtig, die eingeschleppt worden ist oder in erzeugt ihn dort, so daß der Dampf mit dem Über- dem frisch auf einer Papierbahn auf gebrachten Überzug, kurz bevor dieser gegen die glättende Oberfläche zug gelöst ist. Falls das Papier einen trockenen Übergepreßt wird, in Berührung kommt. zug hat, feuchtet der Dampf den Überzug an und ver-

Claims

5 6

drängt Luft aus den Poren und Zwischenräumen des- sehen dem Papier und der Trommel. Die Walze 2

selben sowie aus der darunter befindlichen Papier- besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material

bahn. Die Entfernung dieser Luft ist besonders von oder hat eine elastische Außenschicht, beispielsweise

Vorteil, wenn man mit hohen Temperaturen der glät- Gummi.

tenden Oberfläche arbeitet, um eine Beschleunigung 5 In F i g. 2 sind die Teile der Vorrichtung identisch des Verfahrens zu erzielen. Die Dampfbehandlung mit denen der Fig. 1, jedoch mit der Abweichung, setzt nicht nur die Neigung zur Bildung von Luft- daß keine Wasseransammlung oberhalb des Kontaktblasen in dem Überzug durch Entfernung der Luft punktes aufrechterhalten wird und die Düse 5 so anaus der Bahn und dem Überzug herab, sondern be- geordnet ist, daß sie den Dampfstrahl unmittelbar in reitet die Bahn durch Beseitigung des isolierenden io den Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes Effekts von adsorbierter Luft für eine schnellere und leitet.

wirksamere Weiterleitung des Wasserdampfes vor, so In F i g. 3 sind die Teile der Vorrichtung identisch

daß ein schnelleres Trocknen erreicht wird. mit denen der F i g. 1 mit der Abweichung, daß die

In einigen Fällen ist die Behandlung mit über- Düse 5 so angeordnet ist, daß sie überhitzten Dampf hitztem Dampf noch wirksamer als die Verwendung 15 aussprüht und die Ansammlung 6 aus siedendem von nassem oder trockenem gesättigtem Dampf, um Wasser besteht, das von einer mit einem Ventil verden Überzug im Hinblick auf das Durchleiten durch sehenen Rohrleitung 7 zugeführt wird,
eine Ansammlung von siedendem Wasser oberhalb In der Fig. 4 ist 1 die Trommel, 2 die Druckwalze, des Kontaktpunktes widerstandsfähiger zu machen. 3 die überzogene Papierbahn, 5 die Dampfdüse und 6 Ein Überzug, der thermoplastische Harze oder Pro- 20 die Wasseransammlung. Eine Dampfwolke ist mit 8 teine enthält, die durch Wärme erhärtet werden bezeichnet, die die Oberfläche der überzogenen können, wird dadurch, daß er dem überhitzten Dampf Papierbahn in der Nähe der Düse 5 umspült, und ein ausgesetzt wird, in beachtlichem Ausmaß gehärtet Wasserfilm auf der Papierbahn mit 9, der durch die oder versteift. Überzüge, die dadurch erhärtet wer- Dampfwolke 8 gebildet wird und auf der Papierbahn den, daß man aus ihnen die flüchtigen Bestandteile, 25 bis in die Ansammlung 6 läuft. Ziffer 10 bezeichnet wie Ammoniak, freisetzt, tun dies leicht bei der Be- eine sogenannte »Dampftasche« oberhalb des Konhandlung mit überhitztem Dampf und werden auf taktpunktes, d. h. zwischen dem Kontaktpunkt und diese Weise genug versteift, um einen Guß zu bilden der Wasseransammlung 6, welche siedet,
oder mittels einer Trommel geglättet zu werden,

deren Oberflächentemperatuar wesentlich mehr als 30 Beispiel

100° C beträgt. Ferner kann überhitzter Dampf aus Auf eine Papierbahn, die auf ihrer Oberfläche mit

feuchtem überzogenem Papier schnell die Menge des einem trockenen Überzug aus Porzellanerde, Calcium-

in dem Überzug und/oder der darunter befindlichen carbonat und Casein versehen war, wurde mittels

Papierbahn vorhandenen Wassers herabsetzen, so eines Aufstrichschabers eine Schicht aus einem am-

daß weniger Wasser verdampft werden muß, wenn 35 moniakalischen wäßrigen Überzug in einer Menge

der Überzug in Kontakt mit der glättenden Ober- von 15 g/m² Trockengewicht aufgebracht, der die

fläche kommt. Die Trockengeschwindigkeit hängt so- folgenden Stoffe in den angegebenen Mengenanteilen

wohl von der Geschwindigkeit, mit der das Wasser enthielt:

durch die Papierbahn dringt, als auch von der Ge- τ?·· λ i\u · u η · & ·+ ^

samtwassermenge ab, die vorhanden ist. Wie bereits ₄o ^Fu£_n ^d _r ^as Überziehen von Papier aufbereitete

oben erwähnt, erleichtert ein vorheriges Konditio- rorzenanerae iuu

nieren der Papierbahn mit Dampf zur Entfernung ^Durch Ammoniak solvatisiertes Casein .... 18

von Luft aus derselben das Durchdringen des Was- Styrolbutadien-Mischpolymerisat (als Latex) 7

serdampfes durch die Papierbahn. Komplexes Aluminiumtartrat 2

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens 45 Ammoniumstearat (Entspannungsmittel) 1

besteht daher in der Dampfbehandlung eines über- Tributylphosphat (Antischaummittel) 0,5

zogenen Papiers, das unmittelbar anschließend durch ^J ^{r r v} ' ' eine flache (weniger als etwa 1,25 cm tiefe) Ansamm- Das frisch überzogene Papier wurde zu einer Troklung von siedendem Wasser geführt und dessen Ober- kentrommel geleitet und auf seinem Weg dorthin, wie fläche schließlich fest gegen die erhitzte polierte 50 in F i g. 3 erläutert, reichlich mit überhitztem Dampf Metallfläche gepreßt wird, deren Temperatur über umspült. Die überzogene Oberfläche, die von Dampf 100° C liegt. In einigen Fällen, insbesondere, wenn eingehüllt ist, wird durch eine Ansammlung von sieder Überzug Bestandteile enthält, die sich bei Wärme dendem Wasser geführt, wie in F i g. 4 erläutert, und umsetzen oder erhärten, ist es von Vorteil, überhitz- dann unmittelbar fest gegen die polierte verchromte ten Dampf zur Behandlung des Überzugs zu ver- 55 Trommel gepreßt, deren Oberfläche eine Temperatur wenden, bevor dieser in die Ansammlung des sieden- von etwa 115° C hat. Das getrocknete Papier hatte den Wassers eintritt. einen fehlerfreien, glatten Gußüberzug.

In F i g. 1 ist 1 die Trommel mit glättender Ober- .

fläche, 2 die Druckwalze, die dazu dient, das über- Patentansprüche:

zogene Papier gegen die Oberfläche der Trommel zu 60 1. Verfahren zum Trocknen und Glätten von

pressen, 3 die überzogene Papierbahn, die entweder mit einem Gußüberzug versehenem Papier, in

einen trockenen oder einen frischen Überzug haben dem die Papierbahn so über eine erwärmte

kann, 4 sind Führungswalzen zum Transport des Trommel mit glättender Oberfläche, mit der sie

Rollenpapiers zu der Trommel und davon weg, 5 eine mittels einer Druckwalze in Kontakt gebracht

Düse mit einem Schlitz zum Aufbringen eines Strahls 65 wird, geführt wird, daß die überzogene Seite der

aus nassem Dampf gegen den auf dem Papier befind- Papierbahn mit der Trommel in Berührung

liehen Überzug und 6 die Wasseransammlung in dem kommt, unter Vermeidung von Lufteinschlüssen

Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes zwi- zwischen der Trommel und der Papierbahn durch

Anbringung luftverdrängender Mittel im Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes der Bahn mit der Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß man an der genannten Stelle als luftverdrängendes Mittel Wasserdampf gegen ; die mit einem plastischen, aber im wesentlichen in siedendem Wasser unlöslichen Überzug versehene Papierbahn leitet und diese über eine Trommel führt, deren Oberfläche bei einer Temperatur oberhalb 100^Q C gehalten wird. ic

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Zwischenraum oberhalb des Kontaktpunktes der Bahn mit der Trommel eine Ansammlung von siedendem Wasser stehenläßt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 561688, 585 063; USA.-Patentschriften Nr. 1733 524, 2 316 202; belgische Patentschrift Nr. 5115?8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 518/624 3.68 © Bundesdruckerei Berlin