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Verfahren zur Eignungssteigerung von sog; Wellenpapieren durch Verwendung
modifizierter Zellstoffablaugen In dem Maße, in dem sich das Verpackungsgebiet entwickelt
hat und stürmisch weiter entwickelt, haben die sog. Wellenpapiere, die zur Herstellung
von Wellpappe benutzt werden, an Bedeutung gewonnen. Man weiß, daß für die Eignungsbeurteilung
solcher Wellenpapiere eine besondere, nach der Meinung vieler Fachleute sogar entscheidende
Rolle der sog. CMT-Wert spielt. Er fußt auf einem eigens für die Prüfung von Wellenpapieren
geschaffenen,, apparativ festgelegten Verfahren, bei welchem aus dem Rohpapier nach
dem Prinzip der Wellpappenmaschine gewellte Streifen gefertigt, mit einer Decke
versehen und mit einer speziellen Presse senkrecht zur Ebene der Decke beansprucht
werden, wobei man ihren Widerstand gegen die stauchende Kraft prüft. Der CMT-Wert
stellt die Höchstlast dar, die der Prüfling bis zum Knicken der Welle aufnehmen
kann'). Maßgebend für den CMT-Wert ist das Flächengewicht des Rohpapiers und dessen
durch Stoff und Hilfsmittel, ferner durch die Fabrikationsbedingungen gegebene Beschaffenheit.
Das Flächengewicht des Wellenpapiers reicht von 95 bis 150 g/m2, die CMT-Werte um.-fassen
ein Bereich von 12 bis 25 kp. Sowohl in technischer wie in wirtschaftlicher Hinsicht
kommt es bei der Erzielung der CMT-Werte vor allem auf die für das Rohpapier verwendeten
Faserstoffe an. Zu den günstigsten Werten und damit zu nachweislich bester Eignung
des Wellenpapiers führt die Verwendung sogenannter Halbzellstoffe2@, während sich
weit weniger günstig Papiere verhalten, die aus Altpapier hergestellt sind. Wo man
aber auf Altpapier als Rohstoff für die Wellenpapiere
angewiesen
ist, stellt es daher einen großen Vorteil dar, wenn es gelingt, durch gewisse Maßnahmen
an die für Halbzellstoff-Wellenpapiere typischen CMT-Werte heranzukommen.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, das diesen Vorteil
gewährt.
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Bekannt ist, daß der CMT-Wert von Wellenpapieren aus Altpapier durch
die Mahlung des Stoffes, ferner durch chemische Zusätze wie z. B. Stärke, Stärkederivate,
Carboxyl-Methyl-Cellulose (CMC), Pflanzenschleime wie Mannoalaktan, Alginate und
dergleichen, gesteigert werden kann 3). Auch sind spezielle Handelsprodukte
auf dem Markt, wie z. B. Solvicol 130 D, von denen jedoch nicht bekannt ist, wie
weit ihre CMT-Wert-steigernde Wirkung reicht. Demgegenüber ist für das angemeldete
Verfahren die CMT-Wert-steigernde Wirkung durch eingehende Versuche nachgewiesen
worden. Es wurde dabei festgestellt, daß sich in sicher reproduzierbarer Weise Werte
von einer Höhe erzielen lassen, die bei vertretbarem Aufwand von keiner der uns
bekannten, oben genannten Maßnahmen erreicht werden. Das Neuartige des Verfahrens
besteht darin, daß als Zusatzmittel ein industrielles Abfallprodukt, nämlich Zellstoffablauge,
verwendet wird, jedoch nicht in der ursprünglichen Form, sondern als Produkt, das
durch Verschiebun des ursprünglichen pH-Wertes gegen den Neutralpunkt und darüber
hinaus entsprechend viele Fällungsstoffe enthält. Es sind diese Fällungsprodukte,
die, ohne im allgemeinen einer weiteren chemischen Behandlung zu bedürfen, den gewünschten
Effekt herbeiführen.
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Als Erklärung könnte dienen, daß, gegenüber der bekannten CMT-Wert-steigernden
Wirkung von Schleimen der bereits genannten Art, der hier wahrnehmbare besonders
weitreichende Effekt mit der thermoplastischen Natur der Fällungsprodukte zusammenhängt,
dergestalt, daß durch die beim Trocknen und beim Riffeln der Probe auftretende Temperatur
zusätzlich zu der Faser-zu-Faser-
Bindung eine hier vorteilhafte
steifigkeitssteigernde Verhornung verursacht wird.
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Die günstigsten Verhältnisse erzielte man, als man sich technischer
Sulfitablaugen bediente, gleichgültig, ob von Nadelholz- oder von Laubholzaufschluß
stammend. Mit einen Trockengehalt von 20 % wurden sie mit einer konzentrierten Ammoniaklösung
(22%ig) auf den pH-Wert 9, 0 eingestellt. Aus gemischtem Altpapier gefertigte Blätter
tauchte man in die so behandelte Ablauge, preßte den Überschuß an Ablauge ab und
trocknete die Blätter im Blattbildungsgerät.
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Aus der Zahlentafel 1 geht hervor, wie durch diese Behandlung der
CMT-Wert in Abhängigkeit vom Flächengewicht des unbehandelten Papiers und dem Trockengehalt
der gefällten Ablauge gesteigert wurde. Betrachtet man die für Papiere von 85 bis
150 g/m2 Flächengewicht ermittelten CMT-Werte, die sich bis 44, 2 kp erstrecken,
im Vergleich zu den eingangs genannten Zahlen, so wird deutlich, daß man durchaus
in das CMT-Wert-Gebiet von Papieren gelangt, die aus Halbzellstoffen bestehen.
| Zahlentafel 1 |
| Der CMT-Wert von Papier (aus Altpapier) |
| bei Veränderungvon Papierflächengewicht und Ablaugen-Trockengehalt |
| Flächengewicht C M T - Wert |
| Ohne Ablaugen- Bei einem Trockengehalt der |
| zusatz gefällten Ablauge von |
| 18 % 25 % |
| 85 g/m2 6,1 kp 11,0 kp 18, 2 kp |
| rr |
| 98 " 8,4 ,e 18,5 23,8 |
| rr |
| 110 " 11,1 '' 22,0 '@ 31,5 |
| " |
| 122 " 11,9 t' 26,5 '@ 41,3 |
| r' |
| 130 t' 14,0 " 28,2 f' 43,0 |
| 't |
| 140 '@ 15,5 " 30,5 " 44,1 |
| @t |
| 150 `@ 16,7 rr 32,5 f@ 44,2 |
| »er. ginfliz# der beider. Kenngrößen, "Flächengewicht des unbehandelten;
Pa-. |
| plers. (aus Altpapier` uncl "Abau:genrockengehalt" drückt sich
für die- er- |
| vähtex gstigsten Verhältnisse deutlich in dem Diagramm. aus. |
| Furch. die Behandlung des Papiers mit der gefällten Ablauge
steigt sein |
| ]'t£lchgngewicxt. Zahlentafel 2 gibt darüber Auskunft. |
| Zahlentafel 2. |
| Flächengewicht, des- Papiers nach Behandlung |
| mit gefällter Ahlauge verschieden hohen Trockengehalts |
| Flächengewicht in g/m.2 |
| Ohne Ablaugen- Bei einem. Trockengehalt der |
| Zusatz gefällten Ablauge von |
| 18= % 25; %. |
| 85 100,8 118,0 |
| 99 12034 133_.,0. |
| 110 132,1 148,0 |
| 122 150,0- 163, 0 |
| 130. 159,.0 172,0 |
| 140 171, 0. 184,0 |
| 150 185,0 196,0 |
Da durch. die vom Papier aufgenommene Ablauge der CMT-Wert wächst, gleichzeitig
aber auch.das Flächengewicht steigt, sei mit Zahlentafel 3 gezeigt' daß man das
Flächengewicht des Rohpapiers, um zum jeweils vorgeschriebenen Flächengewicht des
fertigen Wellenpapiers zu gelangen,, wesentlich kleiner, also sparsamer wählen-
kann, um dennoch in. den Genuß gesteigerter CMT-Werke zu kommen,
In Spalte(1) vier Zahlentafel 3 sind die dem Vergleich zugrundegelegten
FlächengewieIite, z:B.- 130J g/m-, für das mit. der gefällten Ablauge behandelte
Papier genannt.---Der CMT-Wert dieses behandelten Papiers beträgt (Spalte A 3) 22
kp. Gegenüber dem unbehandelten Papier gleichen Flächengewichts (130 g/m2) beträgt
die Steigerung des CMT-Wertes 8, 0 kp (Spalte A 'l) bzw. 57, 1 % (Spalte A 8). Um
für das behandelte Papier zu dem Flächengewicht von
130 g/m2- zu kommen,
braucht das unbehandelte ein Flächengewicht von nur 110 g/rri2 zu besitzen, so daß
20 g/m?' bzw. 15,4 % an Faserstoff gespart werden. Gleichwohl beläuft sich der CMT-Wert
auf den hohen Betrag von 22;o kp.
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Somit wird mit dem den Gegenstand der Erfindung darstellenden Verfahren
erreicht, daß für gleiche Endflächengewichte der Wellenpapiere erheblich geringere
Flächengewichte des Rohpapiers eingehalten, also fühlbare Ersparnisse an Faserstoffen,
erzielt werden können. Dennoch gelangt man in den Genuß beträchtlich gesteigerter
CMT-Werte, dergestalt, daß mit Altpapier diesbezüglich gleiches erreicht werden
kann wie mit Halbzellstoffen, zudem durch Verwendung eines in beträchtlichen Mengen
zur Verfügung stehenden wohlfeilen Abfallproduktes der Zellstoffindustrie.
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Zur technischen Durchführung werden die folgenden Maßnahmen genannt.
Man kann so vorgehen, daß man zunächst die Fällungsprodukte in der Ablauge erzeugt.
Dazu eignet sich jedes Mittel,- das den pH-Wert zum-oder über den Neutralpunkt verschiebt,
bei Sulfatablaugen z. B. Säuren, bei Sulfitablaugen z.B. Alkalien. Die die Fällungsprodukte
entweder restlos oder im Gemisch mit der Restablauge enthaltenden Substanzen, die
in beliebiger: Konzentration, auch trocken, vorliegen können, werden dem Faserbrei,
sei es im Pulper oder an anderen Stellen des Fabrikationsganges, zugesetzt oder
aber dem Papier. Was letzteres betrifft, vermag man sich der verschiedensten Möglichkeiten
zu bedienen. Der Zusatz kann auf die im Entstehen oder in der Entwässerung und Trocknung
begriffene Bahn oder auf das fertige Papier erfolgen. Mittel für diese Arbeitsweise
stellen z. B. sog. 2. Stoffauflauf
oder Spritzrohre oder Sprühdüsen,
ferner Auftragspressen, Walzenwerke und Streicheinrichtungen sowie Tauchbäder dar:
Man kann auch mehrere dieser Verfahren zu -gleicher Zeit entsprechend anwenden.
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Eine zweite Form stellt- die Fällung der Ablaugen in Gegenwart von
Fasen Stoff oder Papier dar, wobei die technischen Möglichkeiten gleiche oder ähnliche
sein können, wie bereits erwähnt.