DE1546274C - Verfahren zur Herstellung von Pappe od dgl aus Holzpulpe und Kohlenwasser Stoffpolymerisat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Pappe od dgl aus Holzpulpe und Kohlenwasser StoffpolymerisatInfo
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- DE1546274C DE1546274C DE1546274C DE 1546274 C DE1546274 C DE 1546274C DE 1546274 C DE1546274 C DE 1546274C
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Description
1 2 .
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren eingesetzt, das nach irgendeinem der bekannten Verzur
Herstellung von Pappe od. dgl. aus einem Faser- fahren in Pulverform gebracht worden ist. Vorzugsbrei, der 0,01 bis 12 Gewichtsprozent Feststoff, be- weise wird ein Pulver einer Partikelgröße von 0,15 bis
stehend aus 10 bis 70 Gewichtsprozent Holzpulpe und 0,007 mm eingesetzt. Das Trocknen des auf der Papier-30
bis 90 Gewichtsprozent eines festen pulverförmigen 5 maschine entwässerten Faserstoffbreies kann unter,
aliphatischen Kohlenwasserstoffes, enthält, wobei der Anwendung von Wärme und/oder Druck vörge-Faserstoff
brei fibrilliert und über der Papiermaschine nommen werden. In einer besonderenAusführungsform
entwässert und getrocknet wird. der Erfindung wird der Faserbrei zu Wellpappe ver-
Homogene Mischungen von Holzpulpe und fe:n- formt. Der Faserbrei kann auch zu Wellpappe und
zerteilten Kohlenwasserstoffpolymerisaten lassen sich io Wellpappeeinlagen' verformt werden, welche an-,
in Produkte verformen, die die vorteilhaften Eigen- schließend durch Wärme und Druck miteinander ohne
schäften besitzen, die ihnen durch jeden Bestandteil Zuhi fenahme eines Haftmittels zu einer Einheit ververliehen
werden. Obwohl es wünschenswert wäre, bunden werden. ·
diese Mischungen einfach durch Zusatz der Kunst- Gemäß der Erfindung wird das Verfahren durchstoffpartikeln zur wäßrigen Pulpe unmittelbar vor 15 geführt, indem die Holzpulpe in Gegenwart der Teil-Auf bringen auf die Papiermaschine herzustellen, ist chen des ausgewählten Polymerisates unter Bedindieses im allgemeinen nicht möglich. Es findet leicht gungen bewegt wird, die zu einer Fibrillierung der eine Abtrennung der Bestandteile statt, weil sich die Pulpe führen, um die Fasern teilweise mit dem Polyhydrophile Pulpe absetzt, während der hydrophobe . merisat zu überziehen. Die nicht überzogenen Bereiche Kunststoff schwimmt. Diese Schwierigkeiten sind bis- ao der Fasern sind für eine Berührung mit gleichen Beher dadurch überwunden worden, daß dem den reichen benachbarter Fasern verfügbar, so daß die Kunststoff enthaltenden Faserstoffbrei ein zusätzlicher Vorteile einer unmittelbaren Berührung zwischen den Bestandteil hinzugefügt wurde, welcher den Kunststoff Fasern erzielt werden können,
dispergiert hielt. Beispiele für derartige Materialien Für die Zwecke der Erfindung wird ein wäßriger sind Mischungen von Kaliumoleat und Triäthanol- as Faserstoffbrei eines Feststoffgehaltes von 0,01 bis amin, eine kationische oberflächenaktive Substanz 12 Gewichtsprozent verwendet, wobei die Feststoffe und ein dreiwertiges Metallion sowie ein Schutz- im wesentlichen aus (a) Holzpulpe und (b) 30 bis kolloid. Bei einem weiteren Verfahren wurde ein Poly- 90 Gewichtsprozent eines festen aliphatischen Kohlenmerisat zugesetzt, welches hydrophile Gruppen in der Wasserstoffpolymerisates bestehen; dieser wäßrige Polymerisatkette aufweist. 3° Faserstoffbrei wird einer ausreichenden Bewegung
diese Mischungen einfach durch Zusatz der Kunst- Gemäß der Erfindung wird das Verfahren durchstoffpartikeln zur wäßrigen Pulpe unmittelbar vor 15 geführt, indem die Holzpulpe in Gegenwart der Teil-Auf bringen auf die Papiermaschine herzustellen, ist chen des ausgewählten Polymerisates unter Bedindieses im allgemeinen nicht möglich. Es findet leicht gungen bewegt wird, die zu einer Fibrillierung der eine Abtrennung der Bestandteile statt, weil sich die Pulpe führen, um die Fasern teilweise mit dem Polyhydrophile Pulpe absetzt, während der hydrophobe . merisat zu überziehen. Die nicht überzogenen Bereiche Kunststoff schwimmt. Diese Schwierigkeiten sind bis- ao der Fasern sind für eine Berührung mit gleichen Beher dadurch überwunden worden, daß dem den reichen benachbarter Fasern verfügbar, so daß die Kunststoff enthaltenden Faserstoffbrei ein zusätzlicher Vorteile einer unmittelbaren Berührung zwischen den Bestandteil hinzugefügt wurde, welcher den Kunststoff Fasern erzielt werden können,
dispergiert hielt. Beispiele für derartige Materialien Für die Zwecke der Erfindung wird ein wäßriger sind Mischungen von Kaliumoleat und Triäthanol- as Faserstoffbrei eines Feststoffgehaltes von 0,01 bis amin, eine kationische oberflächenaktive Substanz 12 Gewichtsprozent verwendet, wobei die Feststoffe und ein dreiwertiges Metallion sowie ein Schutz- im wesentlichen aus (a) Holzpulpe und (b) 30 bis kolloid. Bei einem weiteren Verfahren wurde ein Poly- 90 Gewichtsprozent eines festen aliphatischen Kohlenmerisat zugesetzt, welches hydrophile Gruppen in der Wasserstoffpolymerisates bestehen; dieser wäßrige Polymerisatkette aufweist. 3° Faserstoffbrei wird einer ausreichenden Bewegung
Es sind nun Verfahren zur Herstellung von Papier ausgesetzt, um eine Fibrillierung der Pulpe zu be-
und Pappe aus kunststoffhaltiger Faserstoffaufsohlem- wirken. Die entstehende Mischung wird konzentriert,
mung bekannt. Bei einem dieser Verfahren wird als indem der größte Teil der wäßrigen Masse mechanisch,
Kunststoff weichmacherfreies Polyvinylchlorid der z. B. durch Filtration, entfernt wird, um eine feuchte
Holzpulpe zugesetzt, bei einem anderen ein Kunststoff 35 homogene Mischung aus Holzpulpe und Polymerisat
eines K-Wertes unter 55, und zwar ein Homo- oder zu gewinnen.
Copolymerisat von Vinylmonomeren, Styrol und Gemäß der Erfindung wird die so erhaltene homo-
Acrylsäureester, während bei einem dritten Verfahren gene Zellstoff-Polymerisatmischung durch Druck ge-
irgendein beliebiger Kunststoff, ein Duroplast oder formt, um eine Pappe aus Zsllstoffasern und Kunststoff
Thermoplast, verwendet wird. In allen Fällen ist die 4° von vorher festgelegten Abmessungen zu erhalten.
Holzpulpe in üblicher Weise fibrilliert. Wahlweise kann die Verformung nur durch Wärme
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe erfolgen, wenn die Entwässerung so vorgenommen
zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Papier wurde, daß die gewünschten Dimensionen erhalten
oder Pappe aus Holzpulpe und Kunststoffpartikeln zu werden. Es kann auch Wärme in Verbindung mit
schaffen, bei welchem der Kunststoff durch die ganze 45 Druck angewendet werden, um aus den beschriebenen
Aufschlemmung gleichmäßig verteilt suspendiert ge- Mischungen im wesentlichen homogene, geformte
halten wird, ohne das ein Dispergier- oder Netzmittel Zellstoff-Kunststoffkörper von vorher festgelegter
zugesetzt wird. Die aus dieser Faseraufschlemmung Größi und Form zu schaffen,
hergestellten Produkte sollen eine hohe Naßfestigkeit Der Faserstoffbrei, welcher von 0,01 bis 12 Geaufweisen. 50 wichtsprozent Feststoff enthält, bestehend im wesent-
hergestellten Produkte sollen eine hohe Naßfestigkeit Der Faserstoffbrei, welcher von 0,01 bis 12 Geaufweisen. 50 wichtsprozent Feststoff enthält, bestehend im wesent-
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der liehen aus (a) Holzpulpe und (b) 30 bis 90 Gewichtseingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet prozent festem aliphatischem Kohlenwasserstoffist,
daß ein pulverförmiges aliphatisches Kohlen- polymerisat einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,43 mm,
Wasserstoffpolymerisat verwendet wird, dessen Teil- wird so heftig bewegt, daß eine Fibrillierung der Pulpe
chengröße zwischen 0,053 und 0,43 mm beträgt, und 55 stattfindet. Der resultierende Feststoff wird durch
der kunststoffhaltige Faserstoffbrei zu einem Mahl- Filtration vom Wasser abgetrennt, wonach die PoIygrad
von etwa 300 bis 600, vorzugsweise 375 bis 600°, merisatteilchen und die Pulpe in homogener Ver-TAPPI
Freeness (das sind 40,3 bis 20,0°, vorzugsweise mischung zurückbleiben. Die mechanische Berührung
34,0 bis 20,0° Schopper-Regler) fibrilliert wird. Als zwischen den Polymerisatteilchen mit der Pulpe führt
Kohlenwasserstoffpolymerisat wird mindestens ein 6° zu einem teilweisen Überziehen der Fasern mit dem
Polymerisat eingesetzt, das aus einem Monomeren, Polymerisat. Die so erzielte, im wesentlichen homogene
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Äthylen, Mischung wird durch Wärme und/oder mechanischen
Propylen, 1-Buten, Butadien und Isopren, hergestellt ist. Druck verformt, um einen Zellstoff-Kunststoffkörper
Vorzugsweise wird als Kohlenwasserstoffpolymerisat von vorher festgelegten Abmessungen zu ergeben.
Polyäthylen eingesetzt. In einer bevorzugten Aus- 65 Vorzugsweise wird eine wäßrige Aufschlämmung, führungsform der Erfindung wird der Faserstoffbrei welche 2 bis 6 Gewichtsprozent Feststoff enthält, auf einen Feststoffgehalt von 2 bis 6 Gewichtsprozent bestehend im wesentlichen aus (a) Holzpulpe und (b) gebracht. Es wird ein Kohlenwasserstoffpolymerisat 30 bis 90 Gewichtsprozent festes aliphatisches Kohlen-
Polyäthylen eingesetzt. In einer bevorzugten Aus- 65 Vorzugsweise wird eine wäßrige Aufschlämmung, führungsform der Erfindung wird der Faserstoffbrei welche 2 bis 6 Gewichtsprozent Feststoff enthält, auf einen Feststoffgehalt von 2 bis 6 Gewichtsprozent bestehend im wesentlichen aus (a) Holzpulpe und (b) gebracht. Es wird ein Kohlenwasserstoffpolymerisat 30 bis 90 Gewichtsprozent festes aliphatisches Kohlen-
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Wasserstoffpolymerisat einer Teilchengröße von 0,075 bis 0,43 mm ergibt ein bevorzugter Bereich von 0,075
bis 0,15 mm hergestellt und wie oben beschrieben, zu bis 0,15 mm ein besonders homogenes Erzeugnis,
einem Zellstoff-Kunststoffkörper verarbeitet. Nach welches mit praktisch gar keinen Verlusten an PoIy-
- einer besonders bevorzugten Ausführungsform der merisat während des Verfahrensx leicht verformt
Erfindung wird von einem Faserstoffbrei mit 2 bis 5 werden kann. Die körperliche Berührung der PoIy-
6 Gewichtsprozent Feststoff ausgegangen. merisatteilchen und der Fasern während der Bewegung
Erfindungsgemäß können die beschriebenen im führt demzufolge zum Anhaften der Polymerisatwesentlichen
homogenen Zellstoff-Kunststoffmischun- teilchen an den Fasern, wodurch ein teilweises Übergen
zu Teilstücken verformt werden, die anschließend ziehen der Fasern bewirkt wird,
miteinander in Kontakt gebracht und erwärmt werden, io Die günstigsten Kombinationen von Eigenschaften um eine Haftwirkung zu verursachen. Es können z. B. für die beschriebenen Verwendungszwecke haben sich Well- und Einlagepappen auf diese Weise geformt und als charakteristisch für die Zellstoff-Polymerisatanschließend miteinander verbunden werden, und erzeugnisse gezeigt, welche 30 bis 90 Gewichtsprozent zwar ohne die-Verwendung anderer Haftmittel. an festem aliphatischem Kohlenwasserstoffpolymerisat
miteinander in Kontakt gebracht und erwärmt werden, io Die günstigsten Kombinationen von Eigenschaften um eine Haftwirkung zu verursachen. Es können z. B. für die beschriebenen Verwendungszwecke haben sich Well- und Einlagepappen auf diese Weise geformt und als charakteristisch für die Zellstoff-Polymerisatanschließend miteinander verbunden werden, und erzeugnisse gezeigt, welche 30 bis 90 Gewichtsprozent zwar ohne die-Verwendung anderer Haftmittel. an festem aliphatischem Kohlenwasserstoffpolymerisat
Die Zellstoff-Kunststoffmischungen gemäß der Er- 15 enthalten; dieses wird durch die weiter unten befindung
sind insbesondere als Formmaterialien, Füller, schriebenen Versuche erläutert.
Isoliermaterialien und Beschichtungsmaterialien für Es liegt im Bereich der Erfindung, dem Faserstoff-Papier-und Holzerzeugnisse, Plastiktafeln und Metall- brei verträgliche Materialien zuzusetzen, d. h. folien verwendbar. Die geformten Zellstoff-Kunststoff- Materialien, welche die grundlegenden und neuartigen körper sind für die verschiedensten Zwecke brauchbar, 2° Eigenschaften des Verfahrens und der Erzeugnisse abhängig von ihrer Form. So können Behälter, die der Erfindung nicht beeinträchtigen. Zu diesen insbesondere bei großer Feuchtigkeit verwendbar sind, Materialien gehören Färbemittel einschließlich Farb-Schichtplatten und andere Erzeugnisse durch das Ver- stoffe und Pigmente, Füller, wie Asbest und Glasfaser, fahren gemäß der Erfindung hergestellt werden. und ähnliche Zusätze. Die obere Grenze der Mengen-
Isoliermaterialien und Beschichtungsmaterialien für Es liegt im Bereich der Erfindung, dem Faserstoff-Papier-und Holzerzeugnisse, Plastiktafeln und Metall- brei verträgliche Materialien zuzusetzen, d. h. folien verwendbar. Die geformten Zellstoff-Kunststoff- Materialien, welche die grundlegenden und neuartigen körper sind für die verschiedensten Zwecke brauchbar, 2° Eigenschaften des Verfahrens und der Erzeugnisse abhängig von ihrer Form. So können Behälter, die der Erfindung nicht beeinträchtigen. Zu diesen insbesondere bei großer Feuchtigkeit verwendbar sind, Materialien gehören Färbemittel einschließlich Farb-Schichtplatten und andere Erzeugnisse durch das Ver- stoffe und Pigmente, Füller, wie Asbest und Glasfaser, fahren gemäß der Erfindung hergestellt werden. und ähnliche Zusätze. Die obere Grenze der Mengen-
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung sind Pulpen »5 zusätze liegt im allgemeinen etwa bei 5 Gewichtsaus Hartholz, Weichholz und Holzschliff verwendbar, . prozent des Erzeugnisses.
wie auch .Pulpemischungen. Besondere Pulpen sind Das Verfahren gemäß der Erfindung macht es erjeweils
für die Herstellung bestimmter Erzeugnisse forderlich, daß der Faserstoffbrei einer ausreichenden
geeignet: Hartholzpulpen werden für die Herstellung Bewegung unterworfen wird, um eine Fibrillierung
1 von Wellpappen bevorzugt und Weichholzpulpen für 3° der Pulpe zu bewirken; es folgt daher eine kurze
die Herstellung von Einlegepappen. Obwohl bei den Beschreibung der Fibrillierung.
Pulpen, die bei der Durchführung der Erfindung zu Fibrillierung ist die Bezeichnung, die auf mikroverwenden sind, kein besonderes vorheriges Refinern skopische Veränderungen in der Holzpulpe Annotwendig ist, hat es sich doch erwiesen, daß kürzere Wendung findet, welche während des Schiagens auf-Faserlängen allgemein die Bildung eines homogenen 35 treten. Diese Veränderungen werden als maßgeblich Erzeugnisses erleichtern. Modifizierte Holzpulpenein- für die weitaus verbesserten PapierbildungseigenschließHch solcher, die mit hitzehärtenden Harzen, schäften (Kohärenz und Weichheit) geschlagener wie Harnstofformaldehydharzen, Melaminformalde- Pulpe gegenüber ungeschlagener Pulpe angesehen, hydharzen, Silikonharzen usw. behandelt worden sind, Die Fibrillierung wurde im wesentlichen als ein sind ebenfalls bei dem Verfahren gemäß der Erfindung 4° chemisches Verfahren angesehen, d.h. ein Verfahren, verwendbar. bei dem es sich um das Herstellen und das Brechen
Pulpen, die bei der Durchführung der Erfindung zu Fibrillierung ist die Bezeichnung, die auf mikroverwenden sind, kein besonderes vorheriges Refinern skopische Veränderungen in der Holzpulpe Annotwendig ist, hat es sich doch erwiesen, daß kürzere Wendung findet, welche während des Schiagens auf-Faserlängen allgemein die Bildung eines homogenen 35 treten. Diese Veränderungen werden als maßgeblich Erzeugnisses erleichtern. Modifizierte Holzpulpenein- für die weitaus verbesserten PapierbildungseigenschließHch solcher, die mit hitzehärtenden Harzen, schäften (Kohärenz und Weichheit) geschlagener wie Harnstofformaldehydharzen, Melaminformalde- Pulpe gegenüber ungeschlagener Pulpe angesehen, hydharzen, Silikonharzen usw. behandelt worden sind, Die Fibrillierung wurde im wesentlichen als ein sind ebenfalls bei dem Verfahren gemäß der Erfindung 4° chemisches Verfahren angesehen, d.h. ein Verfahren, verwendbar. bei dem es sich um das Herstellen und das Brechen
Feste Polymerisate von aliphatischen Olefinen sind covalenter und/oder ionischer Bedingungen handelt,
allgemein bei dem Verfahren der Erfindung verwend- bis die gegenwärtig angenommene Theorie von
bar, und insbesondere sind Homopolymerisate und Strachan veröffentlicht wurde und zwar erstmalig
Copolymerisate aus Äthylen, Propylen und 1-Buten 45 bei der Paper Maker's Assoc. Gt. Brit. und Irland, 6,
geeignet, wie z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Copoly- 139 (1926). Es wird davon ausgegangen, daß Zellulosemerisate
aus Äthylen und einem kleineren Anteil an Moleküle als lineare /M,4-glukosidische Polymerisate
Propylen, Copolymerisate aus Äthylen mit einem mit wenig Verzweigungen angesehen werden. Im Holz
kleineren Anteil an 1-Buten usw. Die Kohlenwasser- sind sie in Gruppen (Kristalliten) angeordnet, welche
Stoffpolymerisate, die bei dem Verfahren nach der 5» sjch weiter zur Bildung von fadenartigen Fibrillae und
Erfindung geeignet sind, schließen auch solche mit Fibrillen verbinden. Fibrillaes sind in einem optischen
elastomeren Eigenschaften ein, wie Polybutadien, M'kroskop nicht sichtbar, jedoch sind einige im
Polyisopren usw. Das verwendete Polymerisat kann Elektronenmikroskop sichtbar. Fibrillen sind größer;
von geringer oder von hoher Dichte sein, von niedrigem sie können durch Versilberung in einem optischen
oder hohem Molekulargewicht und kann einen nied- 55 Mikroskop sichtbar gemacht werden, und sie sind
rigen oder hohen Schmelzpunkt haben, solange es in allgemein sichtbar in einem Elektronenmikroskop.
Form fester Teilchen vorliegt; es können auch Poly- Fibrillen und Fibrillaes werden weiter zur Bildung
merisatgemische benutzt werden. Wenn die Teilchen- von Holzfasern verbunden. Es wird angenommen, daß
größe des Polymerisats über etwa 0,43 mm liegt, dann die Kräfte, welche Zellulose-Moleküle in diesen Zuist
eine Homogenität des Erzeugnisses schwer zu er- 6t>
sammenschlüssen halten, hauptsächlich die van der zielen, und zwar weil die verhältnismäßig großen Waal'schen Kräfte und Wasserstoffbindungen sind,
Polymerisatteilchen von den Zellstoffasern in der Auf- welche einzeln schwach sind, jedoch zusammen große
schlämmung nicht eingefangen und gehalten werden Festigkeit geben. Wenn Holzpulpe mit Wasser gekönnen.
Wenn die Polymerisatteilchengröße unter mischt wird, dann nehmen die Fasern Wasser auf
0,05 mm ist, tritt leicht Inhomogenität auf, und es 65 und quellen. Eine Bewegung der aufgequollenen
geht während der Herstellung des Erzeugnisses ein Fasern verursacht zunächst die Entstehung kleiner
zunehmender Prozentsatz der kleinen Partikeln ver- Fibrillaes an den Faseroberflächen; fortgesetzte Beloren.
Innerhalb des geeigneten Bereiches von 0,05 wegung verursacht eine innere Fibrillierung oder die
5 6
Abtrennung innerer Fibrillen in der Längsrichtung; endgültigen Wert an TAPPI-Freeness der Pulpe allein
und schließlich tritt eine äußere Fibrillierung auf, in von etwa.300 bis 600 ergibt. Ein bevorzugter Bereich
welcher sich die Oberflächenfibrillen spiralförmig von für den endgültigen Wert der Pulpe ist eine TAPPI-
der Faser abwickeln. Diese Veränderungen können Fresness von etwa 375 bis etwa 600.
im großen und ganzen aufeinanderfolgend oder gleich- 5 Die Mittel, durch welche dia Bswegung'erzeugt wird*
laufend sein, in Abhängigkeit von den jeweiligen sind nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie zu einer
Schlagbedingungen, die zur Anwendung kommen. Es entsprechenden Fibrillierung führen. So wurde bei den
wird angenommen, daß eine innere Fibrillierung eine Proben, die den im folgenden aufgeführten Beispielen
größere Weichheit der geschlagenen Pulpe verursacht, entsprechen, eine Mahl- oder Refinervorrichtung mit"
während eine stärkere Kohärenz der äußeren Fibril- ίο einer »Mead«-Scheibe oder ein »Osterizere benutzt,
lierung zugeschrieben wird. Es wird weiter ange- jedoch sind auch andere. Mahl- und Schlagvorrich-
nommen, daß die Fibrillationsbedingungcn zur Er- tungen, die in der Technik bekannt sind, verwendbar,
langung der homogenen Zellstoff-Kunststoffzusammen- In ähnlicher Weise ist die Wärmemenge und/oder der
Setzungen gemäß der Erfindung von der Fähigkeit Druck, die erforderlich sind, um die Zellstoff-Poly-
außen nbrillierter Fasern abhängen, die Polymerisat- 15 merisatzusammensetzungen gemäß der Erfindung zu
teilchen von geeigneter Größe einzufangen und diese formen, von dem besonderen zur Anwendung kom-
unter den heftigen Bewegungsbedingungen, die zur menden Beispiel abhängig und werden am besten
Erzielung der Fibrillierung nötig sind, in einer im durch Routineteste festgelegt. Die folgenden Beispiele
wesentlichen gleichmäßigen Dispersion in der Pulpe werden zur Erläuterung der Erfindung gegeben, dienen
zu halten. Die Pulpefasern sind daher nicht gleich- ao jedoch nicht zur Begrenzung derselben,
mäßig mit dem Polymerisat überzogen.
mäßig mit dem Polymerisat überzogen.
Viele Variable bestimmen die Bedingungen, die B e i s ρ i e 1 1
erforderlich sind, um bei einer gegebenen Pulpe eine
erforderlich sind, um bei einer gegebenen Pulpe eine
beträchtliche Fibrillierung zu erreichen. Zu diesen Es wurde eine Mischung von S g Polyäthylen nied-Faktoren,
welche die Fibrillierung beeinflussen, ge- *s riger Dichte und mit einer Teilchengröße von 0,075
hören die Art der verwendeten Pulpe (Weichholz bis 0,15 mm, 25 g Weichholzbrei und 800 ml Wasser
fibrilliert leichter als Hartholz); die Jahreszeit des in eine Mead-Mahlvorrichtung gegeben und 45 Se-Holzes
(Frühjahrsholz fibrilliert leichter als Sommer- künden lang darin in Bewegung gehalten. Die zur
holz); weitere Materialien in der Holzpulpe, wie Verwendung kommende Pulpe hatte einen Wasser-Lignin,
Restextrakte, Salze, Säuren oder Basen usw., 30 gehalt von etwa 80 0J0, so daß die entnommene Probe
Temperatur sowie die Art und Dauer der zur An- etwa 5 g Feststoff entsprach; der Feststoffgehalt des
Wendung kommenden Bewegung. Es können jedoch Faserstoff breis betrug daher etwa 1,3 % und enthielt
hinsichtlich der Wirkung des Schiagens bestimmte etwa 50 Gewichtsprozent Polymerisat. Die TAPPI-Verallgemeinerungen
gemacht werden. So begünstigt Freeness der Pulpe vor der Bewegung war etwa 550, ein längeres leichtes Schlagen eine äußere Fibrillierung, 35 und die zur Anwendung kommende Bewegung war
während ein hartes Schlagen eine innere Fibrillierung ausreichend, um die TAPPI-Freeness der Pulpe auf
• begünstigt. etwa 410 herabzusetzen. Die entstehende Zellstoff-Aus dem Obigen geht hervor, daß nicht alle Arten Polymerisatmischung war im wesentlichen homogen
von Bewegungen anwendbar sind, um eine Fibrillierung und konnte weiter gerührt oder mechanisch von der
zu bewirken, die für die Durchführung der Erfindung 40 Trübe entfernt werden, ohne eine Trennung der
notwendig ist. Der Grad der Fibrillierung, der für die Bestandteile zu verursachen. Eine zweite Probe, bei
Durchführung der Erfindung notwendig ist, kann welcher ein »Osterizer« benutzt wurde, um eine Bejedoch
als »TAPPI«-Freeness oder »Williams Slowness« wegung hervorzubringen, ergab ähnliche Ergebnisse,
oder Schopper-Riegler-Grad definiert werden. Be- n . . . ,.
Schreibungen des TAPPI-Testes P 227 m -58 »Freeness 45 B e 1 s ρ 1 e 1 e 2 bis 25
of Pulp«, Neuausgabe vom August 1958, sind erhältlich Die Tabelle I zeigt die Beispiele 2 bis 25. Die Bevon der Technical Association of the Pulp and Paper wegung wurde entweder durch ein Mead-Mahlgerät Industry, 360 Lexington Avenue, New York 17, New oder einen »Osterizer« vorgenommen. Die angegebene York. Dieser Test beruht auf einer Messung des Aus- TAPPI-Freeness (Mahlgrad) ist die der Ausgangsmaßes des Wasserabzuges von einer Standardpulpen- 50 pulpe; die Bewegung bei jedem Versuch war aussuspension durch eine perforierte Platte. Das Filtrat reichend, um eine Abnahme der TAPPI-Freeness der tritt in einen Trichter ein, welcher mit Seiten- und Pulpe allein — wenn in gleicher Weise behandelt — Bodenöffnungen ausgestattet ist; die Wassermenge, von wenigstens 25 zu verursachen und eine endgültige die von den Seitenöffnungen aufgefangen wird, ist ein TAPPI-Freeness von 300 bis 600 zu schaffen. Das Maß für das Ausmaß des Abzuges, und diese Menge, 55 Produkt jedes Versuches war ein homogener Holzpulpeausgedrückt in Milliliter, ist die »TAPPI«-Freeness. Polymerisat-Brei gemäß im Beispiel 1 beschrieben.
Teste für die Erfindung wurden ausgeführt auf einem Die Zellstoff-Polymerisatzusammensetzungen, die in •Williams Precision Freeness Tester (William Apparatus den Beispielen beschrieben sind, wurden durch Wärme Co., Watertown, New York), der eher ein Messen und Druck zu Bögen verformt, so daß Eigenschaften des Abzuges als des Volumens gestattet. Werte von 60 des geformten Materials bestimmt werden konnten, zwei Mahlgradtesten können mit Hilfe von Skalen, Die Bögen wurden durch einen Labor-Blattbildner die von TAPPI unter der obigen Adresse erhältlich hergestellt, in walchsr der Fasarstoffbrei durch ein sind, auf TAPPI-Freeness umgerechnet werden. Nach Sieb gefiltert wird. Die nasse Zellstoff-Polymsrisatdiesen Testen ist die Bewegung, die sich zur Fibrillierung masse, die so erhalten wurde, wurde auf einen Löscher für das Verfahren der Erfindung eignet, diejenige, 65 übertragen und bei etwa 10,5 kg/cm1 gepreßt. D«r die einen Grad von TAPPI-Freeness der Pulpe allein entstehende geformte Bogen wurde dana auf einem von wenigstens etwa 25 unterhalb des Wertes der Trommjltrockner getrocknet und auf einer mit Dampf TAPPI-Freeness vor der Behandlung ergibt und einen von 127°C beheizten Trommel veränderlicher Ge-
Schreibungen des TAPPI-Testes P 227 m -58 »Freeness 45 B e 1 s ρ 1 e 1 e 2 bis 25
of Pulp«, Neuausgabe vom August 1958, sind erhältlich Die Tabelle I zeigt die Beispiele 2 bis 25. Die Bevon der Technical Association of the Pulp and Paper wegung wurde entweder durch ein Mead-Mahlgerät Industry, 360 Lexington Avenue, New York 17, New oder einen »Osterizer« vorgenommen. Die angegebene York. Dieser Test beruht auf einer Messung des Aus- TAPPI-Freeness (Mahlgrad) ist die der Ausgangsmaßes des Wasserabzuges von einer Standardpulpen- 50 pulpe; die Bewegung bei jedem Versuch war aussuspension durch eine perforierte Platte. Das Filtrat reichend, um eine Abnahme der TAPPI-Freeness der tritt in einen Trichter ein, welcher mit Seiten- und Pulpe allein — wenn in gleicher Weise behandelt — Bodenöffnungen ausgestattet ist; die Wassermenge, von wenigstens 25 zu verursachen und eine endgültige die von den Seitenöffnungen aufgefangen wird, ist ein TAPPI-Freeness von 300 bis 600 zu schaffen. Das Maß für das Ausmaß des Abzuges, und diese Menge, 55 Produkt jedes Versuches war ein homogener Holzpulpeausgedrückt in Milliliter, ist die »TAPPI«-Freeness. Polymerisat-Brei gemäß im Beispiel 1 beschrieben.
Teste für die Erfindung wurden ausgeführt auf einem Die Zellstoff-Polymerisatzusammensetzungen, die in •Williams Precision Freeness Tester (William Apparatus den Beispielen beschrieben sind, wurden durch Wärme Co., Watertown, New York), der eher ein Messen und Druck zu Bögen verformt, so daß Eigenschaften des Abzuges als des Volumens gestattet. Werte von 60 des geformten Materials bestimmt werden konnten, zwei Mahlgradtesten können mit Hilfe von Skalen, Die Bögen wurden durch einen Labor-Blattbildner die von TAPPI unter der obigen Adresse erhältlich hergestellt, in walchsr der Fasarstoffbrei durch ein sind, auf TAPPI-Freeness umgerechnet werden. Nach Sieb gefiltert wird. Die nasse Zellstoff-Polymsrisatdiesen Testen ist die Bewegung, die sich zur Fibrillierung masse, die so erhalten wurde, wurde auf einen Löscher für das Verfahren der Erfindung eignet, diejenige, 65 übertragen und bei etwa 10,5 kg/cm1 gepreßt. D«r die einen Grad von TAPPI-Freeness der Pulpe allein entstehende geformte Bogen wurde dana auf einem von wenigstens etwa 25 unterhalb des Wertes der Trommjltrockner getrocknet und auf einer mit Dampf TAPPI-Freeness vor der Behandlung ergibt und einen von 127°C beheizten Trommel veränderlicher Ge-
schwihdigkeit. Der so erhaltene Bogen wurde dann durch Druck geformt, zwischen erhitzten Platten auf
einer hydraulischen Presse. Die Abmessungen des Bogens waren 203 · 203 mm.
Die in Tabellen unten aufgeführten Teste sind
Ringdruck-Test (ASTM D 1164-60), Zugfestigkeits-Test (ASTM D 1708-59 T) und Reißfestigkeits-Test
(ASTM D-689-44). Die Bezeichnung 23/50 zeigt an, daß der Test bei 23° C und 50% relativer Feuchtigkeit
durchgeführt wurde. Die Bezeichnung »Einweichen« deutet an, daß das Beispiel vor dem Test eine Stunde
lang in Wasser eingetaucht war. Die bei den Testen angegebenen Zahlen sind vergleichbar gemacht worden,
indem sie auf eine allgemein gleichwertige Tastlehre
von 15 Mil eingestellt wurden; dies geschah durch Multiplikation des gefundenen Testwertes mit 15/x,
wobei χ die Tastlehre in Mil für das in der Tabelle gezeigte Beispiel ist. Die Bogennummern entsprechen
den Beispielzahlen der Tabelle I. .
Es wurden außerdem zusätzliche Versuche unter Anwendung des Verfahrens nach Beispiel 1 durchgeführt
und verschiedene Zusammensetzungen aus der Tabelle I ausgewählt, wobei jedoch die Bewegung
ίο unzureichend war, um eine Fibrillierung zu erzeugen.
Bei jedem Versuch trennte sich die Pulpe von dem Kunststoff in eine obere bzw. untere Schicht, und.es
konnte keine homogene Zellstoff-Polymerisatmischung erhalten werden.
Holzpulpe | »TAPPI«. | Tabelle I | Größe der Poly | Polymerisat | Gewichtsprozent | I | 67% | |
■ 1 rti JTJ-V" Freeness |
merisatteilchen | Gewichtsprozent | im Feststoff | |||||
Beispiel | Weichholz | Polymerisat | in mm | im Faserstoffbrei | 67% | |||
450 | 40% | |||||||
2 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 2°/o | 67% | |||
450 | niedrige Dichte | 50% | ||||||
•3 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 2°/o | ||||
450 | niedrige Dichte | 60% | ||||||
4 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 3°/o | ||||
450 | niedrige Dichte | 70% . | ||||||
5 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 3% | ||||
450 | niedrige Dichte | 40% | ||||||
6 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 2% | ||||
450 | niedrige Dichte | 50% | ||||||
. 7. | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 2°/o | ||||
450 | niedrige Dichte | 60% | ||||||
8 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 3°/o | ||||
450 | niedrige Dichte | 70% | ||||||
9 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 3% | ||||
390 | niedrige Dichte | 60% | ||||||
10 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 2% | ||||
390 | niedrige Dichte | 70% | ||||||
11 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | ■3°/o | ||||
310 | niedrige Dichte | 50% | ||||||
12 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 2°/0 | ||||
310 | niedrige Dichte | 60% | ||||||
13 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 2% | ||||
310 | niedrige Dichte | 70% | ||||||
14 | Grundholz | Polyäthylen : | 0,34 | 3% | ||||
125 | niedrige Dichte | 67% | ||||||
15 | Weichholz | Polyäthylen | 0,15 | .1,5% | ||||
450 | hohe Dichte | 67% | ||||||
16 | Weichholz | Buten-äthylen | 0,10 | 1,5 °/„ | ||||
unrefinert | Mischpolymerisat | 60% | ||||||
17 | . Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 1,5 % | ||||
unrefinert | niedrige Dichte | 40% | ||||||
18 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | 1,5% | ■ ■ | |||
ünrefinert | niedrige Dichte | 50% | ||||||
" 19 | Hartholz | Polyäthylen | 0,34 | ■ 2% | ||||
unrefinert | niedrige Dichte | 70% | ||||||
.20 | Weichholz | Polyäthylen | 0,34 | 2% | 67% | |||
Weichholz | 450 | niedrige Dichte | 0,075 | 2% | ||||
21 | 450 | Polypropylen | 67% | |||||
22 | Weichholz | Buten-äthylen | 0,075 | 1,5% | ||||
450 | Mischpolymerisat | |||||||
23 | Weichholz | Buten-äthylen | 0,15 | 1,5% | ||||
450 | Mischpolymerisat | |||||||
24 | Weichholz | Buten-äthylen | 0,43 | 1.5% | ||||
450 | Mischpolymerisat | |||||||
25 | Butenäthylen | 0,43 bis 0,15 | 1,5% | |||||
Mischpolymerisat | ||||||||
I 546
10
• Boficn | Tastlehre | Ringdrucktest | Einweichen | Zugfestigkeitstest | Einweichen | Reißfestigkeitstest |
Mil | 23/50 | 25,0 | 23/50 | 20,0 | 23/50 | |
2 | 18,0 | 100,0 | 31,0 | 58,2 | 32,1 | 400 . |
3 | 14,6 | 103,0 | 29,5 | 45,3 | 30,8 | 280 |
4 . | 13,7 | 84,4 | 44,1 | -■ 32,8~: . | 35,5 | 246 |
5 :' | 12,6 | 76,4 | 15,3 | 37,8 | 5,5 | 226 |
6 | 21,5 | 78,4 | 42,1 | 26,6 | 21,1 | 155 |
7 | 14,9 | 103,0 | 50,8 | 37,4 | 20,8 . | 163 |
8 | 15,2 | 97,5 | 45,8 | 26,7 | 23,5 | 144 |
9 | 12,7 | 82,0 | 28,0 | 29,5 | 23,7 | 153 |
10 | 14,0 | 84,5 | 41,2 ■ | 42,3 | 32,4 | 326 |
11 | 13,4 | 83,5 | 38,4 | 41,2 | 13,3 | 272 |
12 | 13,7 | 84,5 | 36,1 | 30,4 | 16,6 | 123 |
13 | 13,7 | 73,2 | 46,0 | 27,3 | 14,2 | 122 |
14 | 14,0 | 71,7 | 232,0 | 25,8 | 32,2 | 136 |
15 | 35,0 | 294,0 | 130,0 | 43,0 | 36,4 | • 220 |
16 | 25,5 | 130,0 | 30,6 | 42,4 | 29,2 | 376 |
17 | 13,3 | 71,2 | 35,4 | 36,2 | 17,1 | 386 |
18 | 14,0 | 80,0 | 46,1 | 26,7 | 20,2 | — |
19 | 14,9 | 85,5 | 44,0 | 28,4 | 16,8 | — |
20 | 13,4 | 78,5 | 26,7 | 304 |
Die beschriebenen gepreßten Bogen wurden auch zu Wellpappen verformt, die anschließend nur durch
Wärme mit «iner Einlagepappe verschweißt wurden, die aus einem anderen Zellstoff-Polymerisatbogen hergestellt
war; es wurde eine gute Haftung erreicht. In ähnlicher Weise wurden Zylinder durch Walzen der
geformten Bögen und Erwärmung der Ränder in Berührung miteinander zur Erwirkung einer Haftung
hergestellt. In ähnlicher Weise wurden Schichtstoffe aus zwei oder mehreren Zellstoff-Polymerisatbogen
hergestellt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Pappe od. dgl. aus einem Faserstoffbrei, der 0,01 bis 12 Gewichtsprozent
Feststoff, bestehend aus 10 bis 70 Gewichtsprozent Holzpulpe und 30 bis 90 Gewichtsprozent
eines festen pulverförmigen aliphatischen . Kohlenwasserstoffpolymerisates, enthält, wobei der
Faserstoffbrei fibrilliert und über der Papiermaschine
entwässert und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverförmiges
aliphatisches Kohlenwasserstoffpolymerisat verwendet wird, dessen Teilchengröße zwischen
0,053 und 0,43 mm beträgt, und der kunststoffhaltige Faserstoffbrei zu einem Mahlgrad von
etwa 300 bis 600, vorzugsweise 375 bis 600° . TAPPI Freeness (das sind 40,3 bis 20,0, vorzugsweise
34,0 bis 20,0° Schopper-Riegler) fibrilliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoffpolymerisat
mindestens ein Polymerisat eingesetzt wird, das aus einem Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Äthylen, Propylen, 1-Buten, Butadien und Isopren, hergestellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoffpolymerisat
Polyäthylen eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff auf einen Feststoffgehalt
von 2 bis 6 Gewichtsprozent gebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kohlenwasserstoffpolymerisat
einer Partikelgröße im Bereich von 0,07 bis 0,15 mm eingesetzt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung unter
Anwendung von Wärme und/oder Druck vorgenommen wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoffbrei zu
Wellpappe verformt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoffbrei zu
Wellpappe und Wellpappeeinlage verformt wird und beide Teile anschließend durch Wärme und
Druck miteinander zu einer Einheit verbunden werden. .
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