DE1546325A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von PapierInfo
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Description
Consolidated Papers, Inc·, Wisconsin Rapias, Wisconsin,
V. St. A.
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung von überzogenem Papier mit verbesserten Eigenschaften
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Erfindungsgemäß ist die Herstellung eines überzogenen Papiers möglich, das sich besser bedrucken läßt und
zur Verwendung entweder als Etikettiasr- und einseitig bedrucktes
Packpapier aier als beidseitig bedrucktes Buchpapier geeignet ist , ^^=™=.-™^.
Die verbesserte Bedruckbarkeit wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß ein überzogenes Papier mit hohem
Glanz und besserer Glattheit, regelbarem Aushaltevermögen
gegenüber der Druckerfarbe und regelbarer Undurchsichtigkeit und besserer Fähigkeit als bei üblichem überkalandertem Papier
gleicher Undurchsichtigkeit hergestellt wird. Das er-
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BAD DRVGlNAt
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findungsgemäße Verfahren gestattet Überzüge mit geringerem
Gewicht sowie ein geringeres Gewicht des Grundansatzes für die Papierunterlage und ein Drucken mit höherer Geschwindigkeit.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Be»
druckbarkeit, das darin besteht, daß man auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn eine Anzahl,
gesonderter Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse, die in Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, aufträgt,
wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogsi auf Pigment
- in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden Überzug und in der Hauptsache aus eine wäßrigen
Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht«
Die Erfindung betrifft feiner ein Verfahren zur
Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbarkeit, das dadurch gekennaeichnet ist, daß man eine frisch
geformte Papierbahn in noch feuchtem Zustand durch Berührung mit einer erMtzten, sich drehenden Oberfläche glättet, daß
man sodann auf diese geglättete Oberfläche eine Anzahl gesonderter Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse aufbringt,
die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, und d aß man jede Überzugsschicht vor Aufbringung der nachfolgenden
Schicht gesondert wischt und nivelliert, wobei der Klebstoff in dem letzten überzug - bezogen auf Pigment - in größerem
Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden überzug
— —— ij
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.$5463-25.
und in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht, ,
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren
zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und
Bedruckbarkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf
eine geglättete Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden
trockenen Papierbahn zwei gesonderte Schichten einer wäßrigen
Überzugsmasse aufträgt, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff
aufweist, und daß man jedenx Überzug nach seiner Aufbringung
und ifiveliierung gesondert in der Wärme trocknet, wobei
der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogen auf Pigment in
größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden Überzug und in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion
eines synthetischen Polymerisats besteht*
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbarkeit, das dadurch gekennze lehnet ist, daß man
auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn zwei gesonderte Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse aufträgt, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff
aufweist, und daß man jede Überzugsschicht vor der Aufbringung der nächsten Schicht gesondert wischt und nivelliert,
,wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogen auf
Pigment - in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem
vorhergehenden Überzug und wobei das Bindemittel beider Überzüge in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines
synthetischen Polymerisats besteht. *
' RAO
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Gegenstand der Erfindung ist feiner eine Vorrichtung zum Überziehen von Papier, die durch Vorrichtungen zum
Glätten einer Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden, frisch gebildeten, nicht überzogenen Papierbahn, eine Anzahl beweglicher Rake1-BeSchichtungsvorrichtungen zum aufeinanderfolgenden
Aufbringen von Papierüberzugsmassen auf die geglättete Oberfläche der Papierbahn und zum Nivellieren dieser
Überzüge nach ihrer Aufbringung in noch feuchtem Zustand sowie durch Vorrichtungen zum Wärmetrocknen der überzogenen
Bahn im Anschluß an jede bewegliche Rakel-Beschichtungsvorrichtung
gekennzeichnet ist.
Erfindungsgemäß erfolgen auf der nicht überzogenen
Papierbahn mindestens zwei gesonderte, aufeinanderfolgende Aufbringungen einer wäßrigen Überzugsmasse, jeweils
gefolgt durch ein Glätten und Nivellieren auf der gleichen
Seite, wie durch MRakelll-Beschichtungsvorrichtungen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäß zu überziehende nicht-überzogene
Papier dadurch gekennzeichnet, daß es eine "gebügelte"
Oberfläche aufweist, d.h. es ist in noch feuchtem Zustand mit Hilfe einer erhitzten.Walze geglättet worden, um herausragende
Fasern auf einer oaer beiden Oberflächen der Bahn zu
nivellieren bzw, niederzulegen. In dieser Weise kann die Oberfläche der Papierbahn so vorgeglättet sein, daß 95 %
seiner Oberflächenunregelmäßigkeiten (Erhöhungen und Vertie-
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S4632$
fungen) eine Höhe bzw. Tiefe von nicht mehr als etwa 15-20
/ti aufweisen. Eine solche Oberflächenvorbehandlung kann durch
eine oder mehrere Vorrichtungen vorgenommen werden.
Das Glätten der nicht-überzogenen Papierbahn und Nivellieren der Fasern kann z.B. mit Hilfe eines "Yankee"-Trοckenzylinders
erfolgen, wobei es sich im allgemeinen um eine polierte, mit Wasserdampf beheizte Trommel von etwa
3,66 m Durchmesser handelt. Beim Trocknen nach diesem Verfahren wird eine frisch gebildete, selbsttragende Bahn mit etwa
70 % Feuchtigkeitsgehalt in der Form, wie sie von der Siebpartie kommt, oder nachdem sie auf einer üblichen Papiertrocknungsvorrichtung
bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30 - 50 % teilweise getrocknet worden ist, gegen den
polierten Yankee-Trockenzylinder gepreßt, auf diesem bis
auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 4-8 % getrocknet
und in einem Zustand abgenommen, der als "maschinenglatt" bezeichnet wird, d.h. die Oberfläche ist hochpoliert und die
Fasern sind niedergelegt. Ein Beispiel eines solchen Yankee-Trockenzylinders
wird in den USA-Patentschriften 2 216 143
und .2 313 497 gezeigt.
Bei einem nicht ganz gleichwertigen Alternativverfahren
kann dieser Effekt dadurch erzielt und können die gegenüberliegenden Seiten der Bahn geglättet und die gaaern
nivelliert werden, indem eine frisch gebildete Papierbahn mit Hilfe zweier Yankee-Trockenzylinder getrocknet wird. So
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wird z.B. eine frisch, gebildete Bahn mit einem !Feuchtigkeitsgehalt
von 65 - 75 % zunächst auf einer Seite mit Hilfe .eines Yankee-Trockenzylinders bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 20 - 35 % und sodann auf der anderen Seite in Berührung mit einem zweiten Yankee-Trockenzylinder, wie
z.B. in der USA-Patentschrift 3 079 700 beschrieben, bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 4 - 8 % getrocknet.
Während die Oberfläche der Bahn, die die zweite Trockenwalze verläßt, bei dem Verfahren dieser Patentschrift mit hohem
Glanz maschinengeglättet wird, verliert das Papier nach dem
Verlassen des ersten Yahkee-Trockenzylinders etwas von seiner
hohen Politur, bleibt jedoch noch genügend "gebügelt11, d.ho
die Fasern bleiben geglättet um nivelliert.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Vorglätten dadurch erzielt werden, daß man die frisch gebildete,
aber noch nicht vollständig getrocknete papierbahn der Einwirkung eines "Glanzkalanders" bzw. einer "Heißpresse11
unterwirft.
Eines der Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens und der verwendeten Überzugsmassen besteht darin,
daß das fertige Produkt - wenn überhaupt - nur wenig überkalanüert
zu werden braucht. Erfindungsgemäß wird ein Papier erhalten, das nach wenig oder ohne UberkalanxLern z.B. für
den Rotogravüre-Druck mit bis zu 150-zeiligem Easter und
mit Geschwindigkeiten von z.B. 305 m/Minute sowie mit fIa-
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chen Ätzungen* verwendet werden kann, wobei obendrein getreue
Reproduktionen bei minimalem Verbrauch an Dr ucker far be erhalten
werden. Ein- Grund für die verbesserte Bedruckbarkeit
des überzogenen Papiers der Erfindung ist die Tatsache,daß
das überzogene Papier noch über eine "Polsterwirkung" verfügt , die während des Überkalani erns gewöhnlich verlorengeht.
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, maschinenglattes Papier durch Rake!beschichtung mit einem einzigen
Überzug zu versehen, vgl, USA-Patentschrift 2 796 878. Die
erhaltene überzogene Oberfläche weist jedoch dellen- bzw«, narbenartige Unregelmäßigkeiten auf und besitzt nicht das
ausgezeichnete Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe und die ausgezeichnete Bedruckbarkeit, wie sie bei erfindungsgemäß
hergestelltem Papier vorliegen.
Die bisherigen Versuche, die dellen- bzw. narbenartigen
Oberflächenunregelmäßigkeiten durch Abänderungen des Verfahrens der USA-Patentschrift 2 796 878 sowohl in
bezug auf die verwendete Herstellungsvorrichtung als auch in
bezug auf die Rezeptur auszuschalten, waren sämtlich ohne
Erfolg. Dagegen werden die Karben bzw,,Dellen bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren durch die Verwendung eines zweiten 'Rakelbeschichters od.dgl. und unter Verwendung eines Überzuges,
bei dem das Mengenverhältnis von Klebstoff zu Pigment
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größer ist als bei dem ersten Grundierungsüberzug und bei dem der größere Gewichtsanteil des Bindemittels aus einer wäßrigen
Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht, zufriedenstellend überdeckt. Die für den Decküberzug verwendete
Überzugsmasse ist weiterhin durch ihre freifließenden Eigenschaften gekennzeichnet, was dazu beiträgt, daß in dem
Grundierüberzug vorhandene Risse, Dellen usw0 währendder
Aufbringung des Decküberzuges gefüllt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung von drei völlig verschiedenen Papiertypen geeignet, und
zwar zur Herstellung von Etikettier- oder Einwickelpapier,
das &khk1c in seinem Grundgewicht von 40,7 bis 73,2 g/m variiert
und einseitig zu bedrucken ist, ion beidseitig zu bedruckendem Zeitschriften- oder Buchp'apiern mit einem Gewicht
von 48,7 - 61,8 g/m und von beidseitig zu bedruckenden
schweren Kunstdruck- oder Buchpapieren mit einem Gewicht
2
von 81,2 - 162,5 g/m· . Bei jedem dieser Papiertypen werden definierte Qualitätsanforderungen gestellt, die sich mit· Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in ausgezeichneter Weise erfüllen lassen.
von 81,2 - 162,5 g/m· . Bei jedem dieser Papiertypen werden definierte Qualitätsanforderungen gestellt, die sich mit· Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in ausgezeichneter Weise erfüllen lassen.
Z.B. ist es bei der Herstellung von "Etikettier-
oder einseitig zu bedruckendem Einwickelpapier erforderlich, ein Papier herzustellen, das sowohl äußerst glatt ist als
auch ein hohes Aushaltevermögen gegenüber Druckerfarbe hat, damit die aus ihm hergestellten Etiketten und Einwickelpapiere
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mit hohen Geschwindigkeiten (305 m/Minute oder darüber) und mit den flachen Ätzungen gedruckt werden können, wie sie bei
den gegenwärtig zur Herstellung der Rotogravüre-Druckplatten
verwendeten feinen Rastern vorliegen· Das erfindungsgemäß
hergestellte Papier ist für derartige Zwecke äußerst gut
geeignet, was auf die extreme Glattheit und daa regelbare Aas·
haltevermögen gegenüber der Druckerfarbe zurückzuführen ist, die durch die Verwendung der synthetischen Polymerisatdispersionen
bei der Rezeptur der erfündungsgemäß benutzten Deküberzugsmassen
erzielt werden.
Zeitschriften oder Buchpapier mit geringem Gewicht hingegen müssen bei zufriedenstellender Bedruckbarkeit
in höchstem Maße undurchsichtig sein. Auch diese Anforderungen
lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in ausgezeichneter Weise erfüllen, denn bei entsprechender Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein
Papier mit hoher Glattheit, hohem Aushaltevermögen gegenüber Druckerfarbe und angemessenem Glanz erhalten, wobei nur
wenig oder gar nicht überkalanctert zu werden braucht. Als Ergebnis
wird der beim tjberkalanaern auftretende Verlust an
Undurchsichtigkeit entweder vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt, so daß das fertige papier merklich undurchsichtiger
ist als übliche Papiere gleicher Bedruckbarkeit·
Kunstdruck- oder Buchpapiere mit hohem Gewicht hingegen haben oft den Nachteil, da+ß benachbarte Flächen
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- ίο -
die Druckerfarbe in unterschiedlichem Maße absorbieren. Diese ungleiche Absorption der Druckerfarbe wird als "variables Absorpxionsvermögen
gegenüber Druckerfarbe" bezeichnet. Das Ausmaß des variablen Absorptionsvermögens gegenüber Druckerfarbe
wird in bedeutendem Maße durch das Ausmaß des Überkalanderns bestimmt, das zur Erzielung des benötigten Glanzes und
der benötigten Glätte erforderlich ist. Je stärker überkalandert worden ist (d.h. je größer der Druck war, je mehr Wasserdampf
zur Plastifizierung des Überzuges benötigt wurde und je größer die Zahl der erforderlichen Quetschwalzen war), desto
ausgesprochener ist das unerwünschte variable Absorptionsvermögen gegenüber Druckerfarbe o Das erfindungsgemäße Verfahren
gestattet bei Erzielung einer guten Glätte und eines guten Glanzes eine Verringerung dieses variablen Absorptionsvermögens
gegenüber der Druckerfarbe, da das Überkalandern fast
ganz bzw. ganz entbehrlich wird· Weiterhin kann das Ausmaß
des AushalteVermögens gegenüber der Druckerfarbe je nach
Wunsch durch die Einverleibung verschiedener wäßriger Dispersionen von synthetischen Polymerisaten in den Dei- bzw«,
Versiegelungsüberzug variiert werden.
In jedem Falle sind es daher die erfindungsgemäß erzielbare extreme Glattheit und das regelbare Aushaltevermögen
gegenüber der Druckerfarbe, die zur Lösung der spezifischen
Herstellungsprobleme verwendet worden sind, doch sind diese Vorteile jeweils auf etwas andere Weise ausgenutzt
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worden. Mit anderen Worten: bei Etikettierpapieren werden die
Papier qualitätsprobleme erfindungsgemäß durch erhöhte Glätte
und erhöhtes Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe direkt
gelöst, während bei den leichten und schweren Kunstdruckpapieren die bisher vorliegenden Herstellungsprobleme
der zu geringen Undurchsichtigkeit und des variablen Absorptionsvermögens gegenüber der Druckerfarbe vollständig
oder teilweise indirekt gelöst werden konnten, indem sich erfindungsgemäß
ein Papier mit guter Bedruckbarkeit und regelbarem Aushaltevermögen gegenüber der Druckfarbe nach einem
Verfahren herstellen läßt, bei dem nur geringfügig überkalandert zu werden braucht.
Es ist zwar an sich bekannt, Papier in dem Zustand, wie es die üblichen Papiertrocknungsvorrichtungen verläßt,
mit aufeinanderfolgenden Überzügen zu versehen, wie z.Bo
nach der USA-Patentschrift 2 949 382, wobei das Papier zunächst mit Hilfe einer Walzenbeschichtungsvorriohtung ,(imprint roll type coater) überzogen wird, worauf mit Hilfe
einer Beschichtungsvorrichtung mit beweglichem Rakelmesser
eine Überzugsmasse mit einem verhältnismäßig niedrigen
Klebstoffgehalt aufgetragen wird, um die beim Überziehen
mit der Walzenbeschichtungsvorrichtung entstandenen Unebenheiten auszugleichen. Nach diesem Verfahren läßt sich jedoch
kein Papier mit ausgezeichneter Bedruckbarkeit, Glattheit und den anderen erfindungsgemäß erzielten Eigenschaften,
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herstellen.
Die erfindungsgemäß angewendete Rakelbeschichtung
erfolgt mit Hilfe von Überzugsvorrichtungen, bei denen zur Nivellierung der feuchten Ablagerung der Überzugsmasse ein
Sakelmesser verwendet wird und bei denen das Rakelmesser nach
oben oaer nach unten entweder dicht neben der Vorrichtung
zur Aufbringung des Überzuges oder in regelbarem Abstand von dieser entfernt angeordnet ist.
Ein Typ eines RakeIbeschichters besteht Z0B.
aus einem Trog, der in einem biegsamen Metallrakelmesser endet, das gegen die um eine federnde Walze und durch ein
in dem Trog befindliches Bad aus der Überzugsmasse laufende Papierbahn gehalten wird, wie z.B. in der obengenannten USA-patentschrift
2 949 382 gezeigt wird.
Bei einem anderen Typ erfolgt die Aufbringung der Überzugsmasse auf die sich bewegende Papierbahn mit
Hilfe einer Walze, auf die die Überzugsmasse indirekt oaer direkt aufgebracht und von-der sie dann auf die Papierbahn
überführt wird, wonach die überschüssige feuchte Überzugsmasse in bestimmter Entfernung von diesem Punkt mit Hilfe
eines biegsamen Rakelmessers entfernt wird, vgl. z»B. die obengenannte USA-Patentschrift 2 796 878.
pig. 1 erläutert schematisch eine Anordnung für
eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
BADORiQlNAL
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Pig. 2 erläutert schematisch eine andere Vorrichtung zur Durchführung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig, 3 erläutert schematisch einen Vorriehtungsbestandteil,
der sowohl für die Vorrichtung nach Fig.1 als auch für die Vorrichtung nach Fig. 2 in Frage kommt.
Fig. 4 erläutert schematJs ch eine abgeänderte Anordnung
einer als "Glanzkalander1· bekannten Vorrichtung zum Glätten einer Seite der frisch gebildeten Papierbahn vor dem
tiberziehen.
Fig. 5 erläutert eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 4 zum Glätten beider Seiten der Papierbahn.
Fig. 6 erläutert schematisch eine weitere modifizierte
Anordnung einer als "Heißpresse" bekannten Vorrichtung zum Glätten beider Seiten einer frisch gebildeten Papierbahn vor dem ÜberzieiE h.
Pig. 1 erläutert schematisch eine Anordnung einer Vorrichtung zum Trocknen einer frisch gebildeten nassen Papierbahn
auf einem Yankee-Trockenzylinder und zum doppelten Überziehen der papierbahn auf der Siebseite des Papiers mit
Hilfe von RakeIbeschiehtungsvorrichtungen, unter weiterer
Erläuterung von Vorrichtungen , mit denen gegebenenfalls die Rückseite bzw· Filzseite der Papierbahn überzogen werden
kann, die in diesem Falle nicht maschinengeglättet worden ist. Im einzelnen wird in der Fig. 1 mit der Ziffer 10
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eine frisch gebildete feuchte Papierbahn nach dem Verlassen
der Siebpartie der Papiermaschine bezeichnet, die sich entweder im normalen Zustand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von
etwa 65 - 75 % oder in einem teilweise getrockneten Zustand
mit einem Feuchtigkeitsgehalt von z.B. 30 - 50 % befindet, weil sie über mehrere übliche (nicht gezeigte) Walzentrockner
gelaufen ist.
Die feuchte Papierbahn wird dann mit Hilfe einer Druckwalze 10 auf den großen, polierten, mit Wasserdampf
beheizten Yankee-!Trockenzylinder 12 überführt und auf diesem
Über den größten Teil seiner Oberfläche befördert, bis sie über die Walze 13 abgezogen wird« Zu diesem Zeitpunkt ist
der Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 4■ - 8 % verringert worden.
Dieses Abziehen läßt sich in bequemer Weise mit Hilfe der Walzen des Glättwerks 14 erreichen, die gewöhnlich über die
unterste Walze des Glättwerks angetrieben werden·
Obgleich die Bahn 10 in der Zeichnung dreimal zwischen
jeweils zwei Walzen des Glättwerks 14 hindurchgeführt
wird, kann dieses Glättwerk durch ein einziges Paar von Klemmwalzen
(nicht gezeigt) zum Abzieheis, der Papierbahn von dem
Trockenzylinder 12 ersetzt werden*
Die Oberfläche der feuchten Bahn 10, die in innige Berührung mit der hochglänzenden und erhitzten Oberfläche des
Yankee-Trockenzylinders 12 gebracht wird, nimmt eine glänzende bzw. "gebügelte11 Beschaffenheit an, die im allgemeinen
mit dem Ausdruck "maschinenglatt*1 belegt wird und dadurch
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gekennzeichnet ist, daß die Fasern auf der geglätteten Oberfläche
bis zu. einem solchai Grade geglättet, niedergelegt
bzw. heißgepreßt worden sind, daß nicht mehr als 5 % der;
Oberflächenunregelmäßigkeiten der Papierbahn eine Höhe bzw· Tiefe toon mehr als etwa 15 bis 20/U aufweisen. Ein Vorteil
einer derart glatten Oberfläche besteht darin, daß geringere
Mengen Überzugsmasse ausreichen, um die Oberfläche der Bahn
zu bedecken. Diese Verringerung im Überzugsgewicht ma©ht die
Herstellung beträchtlich leichtetei? Papiere möglich, während
bei Papieren mit höherem Gewicht die gute Bedruckbarkeit
erhalten bleibt.
Die auf einer Seite maschinenglatte Papierbahn 10 kann sodann aufgerollt und erst später dem erfindungsgemäßen
Überzugsirerfahren unterworfen werdenβ Vorzugsweise wird jedoch
das Überziehen auf der gleichen Maschine durchgeführt,
d.h. die Papierherstellung und das Überziehen erfolgen in
einem kontinuierlichenVerfahren mit den bei der Papierherstellung üblichen Geschwindigkeiten. So wird die Papierbahn
10τ wie in Figo 1 weiter erläutert - nach dem Verlassen des
Glättwerks 14 auf der Filz- bzw. ungeglätteten Seite mit Hilfe der gezeigten, im Abstand angeordneten Rakelbeschichtungsvorrichtung
überzogen. Der Zweck dieser Maßnahme ist, die Papierbahn undurchsichtiger und dichter zu machen.
Dieses Auffüllen der Bahn von der Rückseite her erhöht außerdem die Bedruckbarkeit der Bahn und vermindert die Menge
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des auf der maschinenglatten Seite erforderlichen Überzuges. Weiterhin trägt das Überziehen der herausragenden Fasern
auf der Rück- bzw. Filzsefte dazu bei, die erforderliche
Wachsmenge auf ein Minimum herabzusetzen, wenn die überzogene Bahn zur Herstellung von Einwickelpapier für Nahrungsmittel
gemacht werden soll«
So läuft die Bahn 10 -.wie in der Zeichnung gezeigt
- um eine Vielzahl von Walzen 15» 16, 17 und 18, wonach
die Filzseite der Bahn 10 mit der Oberfläche der Auftragwalze 19 in Berührung kommt, die sich in einem Bad der
Überzugsmasse 20 in dem Trog 21 dreht.
Diese Auftragwalze 19 wird vorzugsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Motors mit variabler Geschwindigkeit
mit etwa 70 % der Papiergeschwindigkeit angetrieben. Nachdem die Rückseite (Filzseite) der Bahn überzogen worden ist,
wird die Bahn um die federnde, d.h. mit Kautschuk bedeckte Walze 22 geführt, wo mit Hilfe eines biegsamen Ragelmessers
23 die überschüssige Überzugsmasse von der Bahn entfernt wird. Die überschüssige Überzugsmasse wird in dem Trog 24 @ssammelt
und erneut verwendet, vorzugsweise nachdem Fasern und andre grobe Teilchen mit Hilfe eines Siebes entfernt worden sind.
Weiterhin sind nicht gezeigte Vorrichtungen zum Einjustieren des Winkels und Druckes des Rakelmessers 23 in bezug auf die
Walze 22 oder gegebenenfalls zum weiteren Reinigen des Rakelmessers vorgesehen. Die nunmehr auf ihrer Filzseite mit Hilfe
der aus der Auftragwalze 19 und dem Rakelmesser 23 bestehen-
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den Rakelbeschichtungsvorrichtung überzogene Papierbahn 10
wird sodann getrocknet, indem sie mit ihrer Siebseite über
die Trockentrommel 25, 25 geführt wird, wobei sich gleichzeitig die Wanderungsrichtung der Papierbahn umkehrt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Filzseite der Papierbahn nach dem Maschinenglätten mit einer Rakelbeschichtungsvorrichtung
überzogen worden. Das Aufbringen der Überzugsmasse für die Rückseite kann aber gemäß einer anderen
Ausführungsform auch mit Hilfe einer Walzenbeschichtungs-• vorrichtung erfolgen, während die Papierbahn noch auf dem
Yankee-Trockenzylinder 12 getrocknet wird, wie ebenfalls in
Fig. 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausfuhrungsform wird zwischen
den sich entgegengesetzt drehenden Förderwalzen 34» 34 ein
Vorrat derÜberzugsmasse 33 gehalten und von hier durch die
Walze 35 auf die Walze % übertragen, die eine federnde Oberfläche
aufweisen kann. Danach wird die Überzugsmasse in Form eines vorgebildeten Filmes direkt auf die Rück- bzw. Filisseite
der Bahn 10 überführt, während diese um den Yankee-Trocgenzylinder
12 wandert, und auf diesem durch Entfernung
des wäßrigen Trägeranteils der'Überzugsmasse zusammen mit dem
Rest der in der Bahn 10 enthaltenen Feuchtigkeit getrocknet.
Die überzugsmasse 33 kann vom üblichen, fßr Walzembeschichtungsvörrichtungen
verwendeten Typ sein und ein Mineralpigment und ein Bindemittel in einem wäßrigen Träger
mit einem Feststoffgehalt von etwa 40- 60 % aufweisen.
BAD
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Die nächste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß auf die machinenglatte Sü>seite der Bahn
10 ein Grundierüberzug aufgebracht wirdo Das Papier wird
nach dem Verlassen der Walze 26 mit der Auftragwalze 27 in Berührung gebracht, die aus einem Trog 29 eine Überzugsmasse
28 aufnimmt und auf die Siebseite der Bahn 10 aufträgt,, Bei
dieser überzugsmasse 28 kann es sich um die gleiche oder um eine andere Zusammensetzung wie bei der Masse 20 handeln.
Nachdem die maschinenglatte Oberfläche der Bahn überzogen worden ist, wandert die Bahn 10 um die federnde Walze 30, wo
der überschüssige Anteil der Überzugsmasse 28 mit Hilfe eines biegsamen Rakels 31 entfernt wird,, Die Auftragwalze
27 und das Rakel 31 bilden zusammen eine Rakelbeschichtungsvorrichtung, die der oben beschriebenen Anordnung aus der
Auftragwalze 19 und dem Rakel 23 ähnlich ist.
Die nunmehr auf beiden Seiten überzogene Papierbahn 10 wandert nun zwischen den in Abstand voneinander gehaltenen
Trocknungsvorrichtungen 32, 32 hindurch, wobei es sich um Bretter mit Infrarotlampen oder Luftdüsen handeln
kann, wodurch der auf der Siebseite der Bahn befindliche
feuchte Überzug zu einer haltfesten Masse verschmilzt.
Nach dem Verlassen des Trockenzylinders 37, der
unmittelbar auf die Rakelbeschichtungsanlage folgt, wo der
Grundierüberzug auf die Maschinenglatte Seite der Bahn aufgebracht wird, wird die Bahn u® die Walze 38 gezogen und ihre
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maschinenglatte Seite erneut in Berührung mit einer Auftragwalze
39 gebracht, die aus einem Trog 41 eine Decküberzugsmasse 40 aufnimmt und auf der grundierten Oberfläche der
Bahn ablagert. Die Überzugsmasse 40 ist - wie oben bereits
beschrieben - durch ihre freifließende Eigenschaft und ihren
hohen Sehalt (30 - 100 %, bezogen auf Pigment) an einer wäßrigen
Emulsion eines synthetischen Polymerisats gekennzeichnet. Der Überschuß der mit Hilfe der Walze 39 aufgebrachten
Überzugsmasse 40 wird mit Hilfe, des beweglichen Rakelmessers42entfernt, das gegen die Bahn wirkt, während diese
um die mit einer federnden Oberfläche versehene Walze 43 geführt
wird. Dieses letzte bzw. Decküberzug auf der maschinenglatten Oberfläche wird sodann getrocknet, was z.B. durch
Hindurchschicken der Bahn 10 durch Trocknungsvorrichtungen 44, 44 und Herumführan um die Trockentrommel 45 geschehen kann,
worauf die Bahn in fertig getrockneter Form, wobei die Poly- ·
merisatteilchen mit den Pigmentteilchen in dem Decküberzug
verschmolzen sind, auf die Haspel 46 aufgewickelt wird.
Das auf diese Weise hergestellte Papier ist auf
der einen Seite, auf der es maschinengeglättet und durch
Rake!beschichtung doppelt überzogen worden ist, ausgezeichnet
bedruckbar. Ein derartiges Papier läßt sich in ausgezeichneter Weise zur Herstellung von Etiketten, die nur auf
einer Seite bedruckt werden, oder von nur einseitig zu bedruckendem
Einwickelpapier verwenden, wobei hier unter
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"Einwickelpapier" sowohl Papier zum Umwick&n bzw. Umkleben
von Pappbehältern als auch Papier zum direkten Einwickeln von Waren, wie Z0B. von Nahrungsmitteln, verstanden wird.
Die bereits oben gebannte Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung
zum Aufbringen doppelter Überzüge auf beide Seiten einer Papierbahn, die als Buchpapier, d.U. als überzogenes
Papier, das beidseitig zu bedrucken ist, verwendet werden soll und vor der Aufbringung dieser Überzüge "gebügelt" worden
ist, d.h. durch Trocknen der frisch gebildeten feuchten Bahn nach dem Verlassen der Siebpartie durch Herumführen
um zwei große Yankee-Trockenzylinder nach dem in der obengenannten USA-Patentschrift 3 079 700 beschriebenen Verfahren
sind seine Oberflächen geglättet und die Fasern zur Bahnoberfläche praktisch parallel gelegt worden,. In diesem Fall wird
die von der Siebpartie der Papiermaschine kommende Papierbahn 50 ohne Vortrocknen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von
etwa 65 - 75 % mit Hilfe der Walze 52 mit der erhitzten,
polierten Oberfläche des Yahkee-Trockenzylinders 51 in Berührung gebracht und auf dieser bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 20 - 35 % getrocknet. In diesem Zustand wird die Bahn 50 mit Hilfe der Ziehwalzen 53, 53 von dem Trokkenzylinder
51 abgezogen und sodann mit Hilfe der Walze 55 mit dem zweiten Yankee-Trockenzylinder 54 in Berührung
gebracht. Auf diese Weise wird die gegenüberliegende Seite der frisch gebildeten, teilweise getrockneten Bahn durch Trocknen
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in - Berührung mit der polierten Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 54 maschinengeglättete Die erhaltene Bahn wird
sodann über die Walze 55 von djem Trockenzylinder 54 abgezogen,
was dadurch bewirkt wird, daß die Bahn durch eines oder
mehrere Walzenpaare eines Glättwerks 56 geführt wird, das dem
oben beschriebeim Glättwerk 14 ähnelt«,
Die Papierbahn kann dann nach dem "Verlassen der
Yankee-Trockenzylinder 51 und 54» die dazu dienen, die beiden
Seiten der Bahn zu glätten und zunivellieren bzw. "maschinenglatt" zu machen, in wirksamer Weise überzogen werden,
und zwar nach dem Verfahren, wie es für die maschinenglatte Oberfläche der Bahn 10 beschrieben worden ist. So wird die
Bahn 50 nach dem Verlassen des Glättwerks 56 und dem Durchlaufen einer Vielzahl von Walzen, wie z«B. 57» 58, 59 und
60, mit der Auftragwalze 61 in Berührung gebracht, mit deren
Hilfe aus einem Trog 63 die Grundierüberzugsmasse 62 aufgetragen
wird, während die Bahn um die Walze 64 läuft. Während
des Herumwanderns der überzogenen iBahn 50 um die Walze 64
wird der Überschüssige Anteil der Überzugsmasse mit Hilfe eines umgekehrten, biegsamen Rakelmessers aitfernt. Auf diese
Weise liegt eine Rakelbeschicliungsanordnung aus einer Auftragwalz
e 61 und einem beweglichen bzw« folgenden Rakelmesser 65 vor, die den in Fig· 1 gezeigten Anordnungen aus Auftragwalzen
und Rakeln 19, 23; 27, 31; und 39, 42 ähnelt,
Die auf einer Oberfläche mit einem GrundierÜber-
~O ORIGINAL
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zug versehene Bahn 50 wird sodann um ein Paar Trockenzylinder 66, 66 gezogen und sodann um die Walze 67 herumgeführt,
um die gegenüberliegende Seite der Bahn mit einer Auftragwalze 68 in Berührung zu bringen, die sich in einer Überzugsmasse
69 dre-ftit, die der Überzugsmasse 62 gleichen kann, da
es sich in beiden Fällen um Grundierüberzugsmassen handelt. Kurz nach dem Aufbringen der Überzugsmasse 69 und während
sich die Bahn noch in Berührung mit der Walze 71 befindet, wird die überschüssige Überzugsmasse mit Hilfe des biegsamen
Rakelmessers 72 entfernt und der zurückbleibende Überzug
geglättet. Es handelt sich hier um eine weitere Rakelbeschichtungsanordnung,
die den oben bereits beschriebenen ähnelt. Die Bahn 50, die nunmehr auf beiden Seiten Grundierüberzüge
aufweist, wird sodann zwischen den gegenüberliegenden Trockeavorrichtungen 73, 73 hindurchgeführt, bei denen
es sich um ähnliche Vorrichtungen wie bei den oben beschriebenen Trockenanlagen 32, 32 und 44» 44 handeln kann.
Die Bahn wandert sodann um die Trockentrommel
74 herum» wo sich ihre Wanderungsrichtung umkehrt, damit sie nach dem Durchlaufen einer Viekzahl von Walzen, wie z.B.
75, 76 und 77, auf der zuerst Überzogenen Seite mit einem
zweiten oder Decküberzug versehen werden kann, was dadurch
geschieht, daß sie gegen eine Auftragwalze 78 geführt wird,
die aus einem Trog 80 die Decküberzugsmasse aufnimmt, während
die Bahn um die federnde Walze 81 herumläuft, wo über-
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schüssige Überzugsmasse mit Hilfe eines biegsamen Rakelmessers
82 entfernt' wird. Die Bahn wandert sodann um ein Paar
Trockentrommeln 83, 83 und wird sodann mit der Auftragwalze
85 in Berührung gebracht, die eine Schicht einer Decküberzugsmasse
110 aufbringt, bei der es sich um die gleiche Mässem
wie bei der Decküberzugsmasse 79 handeln kann. Kurz danach
berührt die Bahn die federnde Walze 87, wo überschüssige Decküberzugsmasse
110 mit Hilfe des Rakelmessers 88 entfernt wird. Der auf der Bahn verbleibende Rest wird sodann teilweise getrocknet,
indem die Bahn 50 zwischen den Trockenanlagen 89, hindurchgeführt wird, und durch Herumführen um die Trockentrommel
90 wird der glatte Decküberzug schließlich fertig getrocknet,
worauf die Bahn auf die Haspel 91 aufgerollt wird. Fig.' 3 erläutert einen abgeänderten, jedoch wohlbekannten
Rakelbeschichter, der anstelle eines oder sämtlicher oben beschriebener Rakelbeschichter verwendet werden
kann. So erläutert die Fig. 3 eine Bahn 10', bei der es sich
um die Bahnen 10 oder 50 handeln kann, wie sie um eine federnde
Walze 92 und durch ein Bad mit Überzugsmasse 20' gezogen
wird, die die gleiche Zusammensetzung wie die bei den obigen Anordnungen verwendeten Grundier- oder Decküberzugsmassen
oder sogar die gleiche Zusammansetzung wie die auf die Rückseite
der Bahn in Fig. 1 aufgebrachte Überzugsmasse haben kann. Ein Bad dieser Überzugsmasse 20' wird mit der Papierbahn
10', während sie um die Walze 92 läuft, mit Hilfe eines
BAD ORIQINM.
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Troges in Berührung gebracht, der durch den Rakelhalter 93 und das biegsame Rakelmesser 94 gebildet wird, das die Überzugsmasse
20' glättet und einebnet, wenn die Bahn 10' das Bad verläßt.
Für den erfindungsgemäßen Zweck ist es möglich,
anstelle des einzelnen Yahkee-Trockenzylinders 12 bzw. des
Paares von Yankee-Trockenzylindern 51 und 54 andere Vorrichtungen
zum "Bügeln" der Papierbahn zu verwenden, um ihre Oberfläche zu glätten und die Fasern mit der Bahnoberfläche
praktisch parallel zu legen, Z.B. kann die Papierbahn der Einwirkung eines einseitigen Glanzkalanders unterworfen werden,
wie in Fig. 4 gezeigt wird.
Diese Vorrichtung, der Glanzkalander, besteht aus
einer chromplattierten, mit Wasserdampf beheizten Walze 96 mit großem Durchmesser, der eine mit Kautschuk oder Kunststoff
bedeckte Quetsch- bzw. Klemmwalze 97 gegenübersteht. Der erfolgreiche Betrieb dieser Vorrichtung ist davon abhängig,
daß eine verhältnismäßig trockene Bahn 95 (5 - 25 % Feuchtigkeit) durch den durch die beiden Walzen gebildeten
Walzenspalt geführt wird, während die beiden Walzen mit einem Druck von 17,8 -71»5 kg/cm zusammengepreßt werden. Dadurch
wird ein Bügeln bzw. Glätten der Oberfläche der Bahn bewirkt, das für das erfindungsgemäße Verfahren recht brauchbar
ist. Gegebenenfalls kann die Bahn vor dem Überziehen dann noch zwischaen den Trockenvorrichtungen 98 hindurchgeführt
werden.
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Weiterhin kann der Glanzkalander zum Polieren bzw. Vorglätten beider Seiten der Bahn verwendet werden, wie
in Fig. 5 erläutert wird, wo die Bahn 95' zwischen zwei
Glanzkalandern 96, 97 und 99, 100 hindurchgezogen wird, um
die gegenüberliegenden Seiten zu glätten, worauf die Bahn
noch gegebenenfalls durch Vorrichtungen 98 getrocknet werden kann.
Wie oben bereits erwähnt, kann anstelle des Glanzkalanders
auch eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden, die als "Heißpresse" bezeichnet wird und die zur Behandlung
einer Bahn mit einem verhältnismäßig hohen Feuchtigkeitsgehalt von 35 - 50 % verwendet werden kann«. Die Wirkung der
Heißpresse ist derjenigen eines üblichen Yankee-Trockenzylinders
etwas analog; es wird zwar nur ein. geringer Trockeneffekt erzielt, doch erhält die Bahn eine polierte Oberfläche,
die für das erfindungsgemäße Verfahren ausgezeichnet geeignet ist. Ganz allgemein werden eine oder mehrere Heißpressen auf
mittlerem Wege in der ea?sten Trockenpartie einer Papiermaschine
angeordnet, so daß eine verhältnismäßig feuchte Bahn vorgeglättet werden kann, wie durch Fig. 6 erläutert wird«
Hier wandert die Bahn 101 (25 - 50 % Feuchtigkeitsgehalt) um
die federnde Walze 102, die sie gegen die polierte, mit Wasserdampf beheizte Trockenwalze 103 preßt, wo die Feuchtigkeit
durch Umlaufen der Trockenwalze 103 und Einwirkung
eines Trockners mit hoher Geschwindigkeit 105 auf die Bahn
BAD ORIGINAL
00 9818/1367
101 entfernt wird. Im Anschluß hieran wird die Bahn 101 um
die Walze 104 gezogen und durch, den Walzenspalt zwischen der federnden Preßwalze 106 und der polierten !Drockenwalze
107 geführt, wo ihre andere Seite geglättet und weitere Feuchtigkeit
entfernt wird, ehe die Bahn auf einen üblichen Trokkenzylinder 108 gelangt.
Einer der größten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das in üblicher Weise als letzte
Stufe bei der Herstellung überzogenen Druckpapiers durchgeführte Überkalandern ganz oder fast ganz entbehrlich wird*
Dadurch wird ein beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil erzielt, da das gesondert von der Papiermaschine erfolgende
Überkalandern in vielen Fällen nicht mehr notwendig ist, sondern erfindungsgemäß die Herstellung eines überzogenen Papiers
von den Rohmaterialien bis zum fertigen, verkäuflich» Produkt in lediglich einem Herstellungsgang möglich ist·
Es liegt auf der Hand, daß die erfindungsgemäße Papierherstellung
aus diesen Gründen zwangsläufig billiger sein muß als nach den bekannten Verfahren.
In der bisherigen Beschreibung wurde nun von der
Verwendung von Rakelmesaerbischiehtungsvorrichtungen zur Aufbringung der erfindungsgemäß erforderlichen glatten
Grundier- und Decküberzüge gesprochen· Dies soll natürlich
nicht bedeuten, daß andere Beschichtungsvorrichtungen unter
Verwendung von Rakeln mit Stäben oder kleinen Walzen an den Baden der Rakeln oder Glättwalzen, die mit der Bahn nach
009818/1387 bad
Aufbringung des Überzuges in Schmierberührung treten, um die
auf die Bahn aufgebrachte Überzugsmasse zu glätten, ausgeschlossen sind.
Die in jedem Falle verwendeten Überzugsmassen enthalten in erster Linie ein Mineralpigment, wie z.B. einen
Papierbeschichtungston, gefälltes Calciumcarbonat, Titandioxyd
u.dgl. oder Gemische solcher Stoffe, Stoffe wie Titandioxyd sind besonders brauchbar, wenn eine erhöhte Undurchsichtigkeit gewünscht wird* Zusätzlich werden in Kombination
mit diesen Pigmenten Mittel zur Verhinderung des Ausflockens
des Tons oder Mineral-Dispergiermittel wie Tetranatriumpyrophosphat,
Hatriumhexametaphosphat u.dglX verwendet.
Weiterhin werden Bindemittel verwendet, wie z.B. mit Enzymen vorbehandelte oder oxydierte Stärken, Dextrine,
Gasein und andere Proteine, wie Zein aus Mais und Sojabohnen-OC-Protein,
oder Gemische dieser Stoffe. Andere Bindemittel, die entweder allein oder in Kombination mit den obengenannten
verwendet werden können, sind wasserlösliche harzartige Substanzen wie Carboxymethylcellulose und polyvinylalkohol,
Besonders wünschenswert sind wäßrige Dispersionen von thermoplastischen Polymerisaten, die oftmals unter dem Sammelbegriff
"Latices" zusammengefaßt werden und aus wäßrigen Dispersionen von synthetisch». Homo- und Mischpolymerisaten
bestehen, hier allgemein mit "Polymerisate" bezeichnet.
Der Peststoffgehalt der verwendeten Überzugsmassen
BAD 0098V8/1367
kann etwa 20 - 65 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise innerhalb
des Bereichs von etwa 40 - 60 Gew.-%. Die Bindemittelfeststoffe
machen in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck oder dem Ort der Aufbringung etwa 10 - 100 Gew.-% des Mineralpigments
aus. Wenn z.B. ein Überzug auf die Rückseite einer Bahn aufgebracht werden soll, die wie in Fig. 1 nur auf ei ner
Seite maschinenglatt ist, und wenn die überzugsmasse mit
Hilfe einer Walzenbeschichtungsvorrichtung aufgebracht werden
soll, kann die Überzugsmasse 33 etwas thixotrop sein und im wesentlichen aus 100 Teilen Papierbeschichtungston
und 10-30 Teilen einer Stärke, wie mit Enzymen vorbehandelter Stärke, zusammen mit einer geringen Menge Ammoniumstearat
und Tetranatriumpyrophosphat und einer solchen Menge Wasser, daß ein Peststoffgehalt von etwa 50 % vorliegt, bestehen.
Wenn andererseits diese Rück- bzw. Filzseite mit Hilfe einer Rakelbeschichtungsvffirrichtung überzogen werden soll, wie es
in den Fig. 1 und 3 gezeigt wird, kann die verwendete überzugsmasse-10
- 25 Gew. % - bezogen auf das Pigment - eines Latex als Bindemittel enthalten. Die gleichen Überzugsmassen
lassen sich auch in geeigneter Weise für den Grundierüberzug verwenden, der in Fig. 1 auf der RakeIbθschichtungsstation
II auf die Siebseite bzw. raaschinenglatte Seite der
Bahn aufgebracht wird.
Die Verwendung wäßriger Dispersionen von thermoplastischen synthetischen Polymerisaten als Bindemittelbe-
009818/1367
staMteil ist wünschenswert, wenn Rake lbe schicht ungs vorrichtungen
verwendet werden» da sie Überzugsmassen mit guten Fließeigenschaften erlauben, die von großen Mengen entweder
thixotroper oder dilataner Anteile frei sind. Wenn Stärken oder Proteine als Bindemittel verwendet werden, ist nämlich
die Erzielung guter Fließeigenschaften bei erforderlichem
bzw. gewünschtem Feststoffgehalt oftmals recht schwierig.
Die erfindungsgemäß auf die polierte oder maschinenglatte Oberfläche der Papierbahnen aufzubringenden Grundierüberzugsmassen
enthalten vorzugsweise etwas Polymerisat-Bindemittel,
und es hat sich als wünschenswert erwiesen» etwa 10 - 25 % solcher thermoplastischer polymerer Substanzen, bezogen auf das Gewicht des Mineralpigments, zu verwenden.
Ein solcher Überzug kann beispielsweise aus 34 Teilen Titandioxyd, 20 Teilen Caleiumcarbonat und 46 Teilen
Überzugston zusammen mit 14 Teilen eines Acrylharzlatex,
2 Teilen Zein und einer geringen Menge von Pigment-Dispergiermitteln
und Ammoniak als Konservierungsmittel für das Acrylharz-Bindemittel bestehen. Weiterhin wird gewöhnlich
Wasser zugesetzt, so daß der Feststoffgehalt zum Schluß
etwa 6o - 64 % beträgt.
Eine weitere und viel wirtschaftlichere überzugsmasse
für den auf die maschinenglatte Seite aufzubringenden Grundiei'überzug kann aus 100 Teilen Papierbeschichtungston,
16 Teilen mit Enzymen umgewandelter Stärke und genügend Was-
BAD ORlQIMAL
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ser, daßder Peststoffgehait der Masse zum Schluß etwa 52 %
beträgt, hergestellt werden·
Eine weitere Grundierüberzugsmasse, die auf die glänzende bzw, glatte Oberfläche der Bahn aufgebracht werden
kann, ist wie folgt:
Papierbeschichtungston 575
TiO2 ("Titanox RA-50") ·. 400
Gefälltes Calciumcarbonat ("Pureeal 0") 225
50 #ige MCarbowaxl!-Iösung (Polyäthylen-
glykol-Schmiermittel) . 48
15 %ige Proteinlösung (Sojabohnen-->C —
Protein) 160
Ammoniaklösung von 26-28° Beaume*,
50 % 50 mit Wasser verdünnt 40
46 %ige wäßrige Dispersion eines Polyvinylacetat
-Acryl-Mis chpolymerisatharsB s
(»National-Resin 25-1103") 352
"Quadrofos1» (Natriumtetraphosphat) 1
"Calgon" (Natriumhexametaphosphat) 2,5
Die voratehencle Masse, die einen Gehalt an trokkenen
Peststoffen von 1415 Gewichtsteilen aufweist, wird mit
weiterem Wasser verdünnt, um einen Peststoffgehait von 61 % zu erzielen. Der Gehalt an Polyvinylacetat-Acryl-MischpοIymerieat
betrug 13»5 %$ während der Proteingehalt 2 Gew.-% bezogen
auf den Mineralpigmentgehalt - betrug.
Die vorstehende Grundierüberzugsmasse wird am
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beaten mit Hilfe von RakeIbeschichtun^vorrichtungen in
ρ
Mengen von 4,87 bis etwa 13 g/m aufgetragen, da bei we-
Mengen von 4,87 bis etwa 13 g/m aufgetragen, da bei we-
■ 2
niger als 4,87 g/m die Beschichtung ungenügend ist, während
niger als 4,87 g/m die Beschichtung ungenügend ist, während
bei Mengen oberhalb von etwa 9,75 g/m in zunehmendem Maße Schlierehbildung und andere Betriebsschwierigkeiten auftreten.
Das Grundgewicht der Papierbahn kann nicht viel weni-
2
ger als etwa 32,5 g/m betragen, doch besteht anscheinend keine begründete obere Grenze.
ger als etwa 32,5 g/m betragen, doch besteht anscheinend keine begründete obere Grenze.
Die Überzugsmasse für den Deck- bzw. Versiegelungsüberzug enthält erfindungsgemäß vorzugsweise - wenn überhaupt
- nur wenig Stärke oder Protein als Bindemittel. Anstattdessen
werden vorzugsweise wäßrige Dispersionen von
synthetischen thermoplastischen Polymerisaten, wie sie oben beschrieben worden sind, verwendet. Der Grund dafür ist der,
daß die großen hydrophoben Polymerisatteilchen dazu neigen, auf der Oberfläche des Grundierüberzuges zu verbleiben und
daß unter Verwendung derartiger Stoffe als Bindemittel-Hauptbestandteil
hergestellte Überzugsmassen gute freifließende Eigenschaften aufweisen, was zur Auffüllung von Rissen bzw.
Spalten in dem Grundierüberzug beitragt. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung liegt weiterhin der Gehalt an thermoplastischen Polymerisat-Bindemittel indem
' Decküberzug innerhalb des Bereichs von etwa 30 - 100 %, bezogen
auf das Gewicht des Pigmentes in der Masse, w.ofeei der
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Gesamtfeststoffgehalt etwa 20 - 65 % betragen sollte und
wobei die Überzugsmasse bei einem Peststoffgehalt von 40 %
bei 25° C eine Brookfiel-Viskosität von 15 - 50 cP bei 20
Umdrehungen pro Minute aufweist.
Dieser Decküberzug wird verwendet, um Unebenheiten in der Oberfläche der überzogenen Papiere auszugleichen und
ein Papier zu erhalten, das nicht nur eine bessere, sondern auch eine gleichmäßigere Qualität aufweist. Bei dem erfindungs·
gemäßen Verfahren betragen die Mengen an aufgebrachtem Deck-
2 2
überzug etwa 0,81 g/m bis maximal 4,87 g/m , wobei mit 1,62 -
ρ
2,44 g/m höchst zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden,
2,44 g/m höchst zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden,
Mit Mengen von weniger als 0,81 g/m läßt sich eine zufriedenstellende
Beschichtung und Auffüllung der Unregelmäßigkeiten in den Grundierüberzug nicht erreichen. Bei Mengen von
2
mehr als 4,87 g/m spielen die Kosten eine Rolle, und da mit höheren Mengen keine merkliche Qualitätsverbesserung erzielt
mehr als 4,87 g/m spielen die Kosten eine Rolle, und da mit höheren Mengen keine merkliche Qualitätsverbesserung erzielt
e 2
2
wird, wurde mit 4,87 g/m eine willkürliche obere Grenze gesetzt, obwohl an sich auch Mengen von mehr als 4,87 g/m aufgetragen werden können.
wird, wurde mit 4,87 g/m eine willkürliche obere Grenze gesetzt, obwohl an sich auch Mengen von mehr als 4,87 g/m aufgetragen werden können.
Die Viskosität dieser Decktiberzugsmässen ist außerdem
in wünschenswerter Weise niedrig und hängt zum ieil
von dem Gesamtfeststoffjgehalt äb„ Bei der Aufbringung eines
Überzuges von 1,62 g/m z.B, sollte die Überzugsmasse einen
Peststoffgehalt von etwa 40 % und eine Brobkfield-Viskosi-
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tät von 25 cP bei 25° C und 20 Umdrehungen pro Minute auf-
· weisen. Bei Aufbringung eines Deciüberzuges von 4,87 g/m
hat die Überzugsmasse in geeigneter Weise einen Peststoffgehalt von etwa 60 % und eine Brookfield-Viskosität von etwa
3000 cP bei 25° C und 20 Umdrehungen pro Minute.
Eine geeignete Decküberzugsmasse ist wie folgt:
Gewichtsteile
Titandioxyd 240
Papierbeschiehtungston 560
Dispergiermittel 5
Ammoniak, verdünnt mit
12 Gewichtsteilen Wasser 12
»Rhoplex B-60-A" (46
wäßrige Dispersion bzw·
Emulsion eines Acrylmischpolymerisatharzes räch
USA-Patentschrift 2 795 564) 1305 Die Masse, die einen Gehalt an trockenen Feststoffen von HOO Gewichtsteilen aufweist, wurde mit weiterem Wasser vermischt, um einen Feststoffgehalt von 41 % zu erzielen. Der Anteil des Polymerisat-Bindemittels, bezogen auf den Gehalt an Mineralpigment, betrug 75 %·
wäßrige Dispersion bzw·
Emulsion eines Acrylmischpolymerisatharzes räch
USA-Patentschrift 2 795 564) 1305 Die Masse, die einen Gehalt an trockenen Feststoffen von HOO Gewichtsteilen aufweist, wurde mit weiterem Wasser vermischt, um einen Feststoffgehalt von 41 % zu erzielen. Der Anteil des Polymerisat-Bindemittels, bezogen auf den Gehalt an Mineralpigment, betrug 75 %·
Sin weiteres Beispiel einer gegen Dämpfe dichtenden
Decküberzugsmasse 1st eine ^solche aus TOO Teilen Papierbeachichtungston
und 50 Teilen eines VinyliaenchloridrVinylT chlorid-Mischpolymerisats sowie soviel Wasser, daß eine Feststoff
konzentration von 30 % vorliegt.
BAD ORIGINAL
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Andere brauchbare wäßrige Dispersionen von synthetischen
thermoplastischen Polymerisat-Bindemitteln sind solche von Mischpolymerisaten aus Styrol und Butadien sowie
Butadien und Acrylnitril, Polybutadien, Polyäthylen, Polyvinylbutyral, Polychloropren, von Acrylnitril-Vinylacetat-Mischpolymerisaten,
von TTinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisaten
u.dgl. thermoplastische Dispersionen von Kautschuk- und Harzteilchen, die beim Trocknen verschmelzen
bzw. verfließen und wegen ihrer großen Teilchengröße und hydrophroben Natur auf der Oberfläche der Papierbahn verbleiben,
d.h. nicht eindringen. Beispiele solcher Harze sind die Acrylatharze, bei denen es sich um thermoplastische Polymerisate
bzw. Mischpolymerisate der Acrylsäure, der Methacrylsäure, von Estern dieser Säuren oder von Acrylnitril handelt.
Überzugsmassen, die eines der obengenannten Polymerisat-Bindemittel enthalten, haben die Fähigkeit, bei Aufbringung
mit einer Rakel- oder einer gleichwertigen Beschickungsvorrichtung,
die in einer mit einem Grundierüberzug versehenen Papierbahn vorhandenen Risse bzw. Spalten und
sonstigen Unebenheiten aufzufüllen und auszuglätten. Als Ergebnis wird ein Papier erhalten, das durch Glanz, besseres
Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe und erhöhte
Glattheit gekennzeichnet ist,sd daß für die Sheffield-XHattheit
übereinstimmend Werte von 10 bis 15 {Wert 0 = perfekt)
abgelesen werden.
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: ■" - 35 -
Eine weitere Bewertung der Glattheit und verbesserten Bedruckbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Papiere
erfolgte auf Grund der Beobachtung der Zahl und Größe der Dellen bzw. Farben in dem überzogenen Papier bei.25.*-facher
Vergrößerung. Unter Zugrundelegung einer Werteskala von 90 bis 100 wurden bei dieser Prüfung an den nach der USA-Patentschrift
2 746 878 hergestellten Papieren Werte von 96 festgestellt. Nach dem erfindungsgemäßen' Verfahren wurden
dagegen übereinstimmend Werte von 98 bis 99 erzielt, so daß
dieses Papier mit hohen Geschwindigkeiten mit den flachen Ätzungen gedruckt werden konnte, wie sie durch eine Rasterfeinheit
von 150 Zeilen/2,54 cm bedingt sind. Papiere mit derartigen Eigenschaften können durch Aufbringung eines Grun-
2
dierüberzuges von 4,87 g/m und eines Decküberzuges von 1,62
dierüberzuges von 4,87 g/m und eines Decküberzuges von 1,62
2
g/m erhalten werden.
g/m erhalten werden.
Bei der Herstellung eines typischen, gegenwärtig im technischen Maßstab hergestellten Papiers wird von einem
einseitig maschinenglatten Papier ausgegangen, das nach dem
in Verbindung'mit Fig. 1 beschriebenen Verfahren überzogen
wird. Die Papierunterlage hat ein Gewicht von 45»5 g/m . Auf
die Rückseite bzw. Eilzseite wird entweder mit Hill e von
Walzenbeschichtungsvorrieh^ungen oder mit Hilfe von Rakelbeschichtungsvorrichtungen
ein Überzug von 3,25 - 4,07 g/m aufgebracht, während auf der maschinenglatten Siebseite nach
dem doppelten Rakelbeschichtungsverfahren ein Überzug von
BAD ORSGiNAL 009818/1367
2
insgesamt 6,92 - 7,32 g/m aufgebracht wird.
insgesamt 6,92 - 7,32 g/m aufgebracht wird.
Obgleich im vorhergehenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden
sind, können in bezug auf die Einzelheiten Abänderungen vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen
wird.
BAD
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Claims (14)
1. Verfahren zur Herateilung eines Papiers mit
besserer Glattheit und Bedruckbar Ice it, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden
trockenen Papierbahn eine Anzahl gesonderter Schiclaten einer wäßrigen Überzugsmasse, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, aufträgt, wobei der
Klebstoff in dem letzten Überzug * bezogen auf Pigment in.
größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden überzug und in der Hauptsache aus einer wäßrigen
Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht·
2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die papierbahn zwei gesonderte Schichten
der Überzugsmasse aufgebracht werden·
3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2f dadurch
gekennzeichnet, daß jede Schicht des Überzuges gesondert gewischt und nivelliert wird, ehe der nächste Überzug aufgebrachtwird,
4. Verfahren nach Anspruch 1 * 3, dadurch gekennzeichnet
9 daß man eine frisch gebildete papierbahn In
noch feuchtem Zustand durch Berührung mit einer erhitzten» sich drehenden Oberfläche glättet, daß man auf die geglättete
Oberfläche die Anzahl gesonderter Schichten der überzugsmasse
aufträgt und daß man jede Überzugsschicht vor
BAD
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Aufbringung des nächsten Überzuges wischt und nivelliert.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet» daß jeder Überzugsschicht vor Aufbringung des nächsten
Überzuges mit Hilfe einer beweglichen RaktlbeschichtungBvorrichtung
gewischt und nivelliert wird.
6» Verfahren nach Anspruch 1 - 5t dadurch gekennzeichnet,
daß jede Überzugsschicht vor Aufbringung des nächsten. Überzuges gewischt und nivelliert wird und daß jeder
Überzug nach der Nivellierung gesondert getrocknet wird·
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Überzug nach der Aufbringung und Hivellierung
gesondert in der Wärme getrocknet wird*
8» Verfahren nach Anspruch 1 -7» dadurch gekennzeichnet»
daß man auf eine geglättete Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn zwei gesonderte
Schichten der wäßrigen überzugsmasse aufträgt und jeden
überzug nach der Aufbringung und nivellierung gesondert in
der Wärme trocknet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der geglätteten Oberfläche um einema·
achinengeglättete Oberfläche handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf beide Seiten einer beidseitig raaichinenglatten,
sich vorwärts bewegenden troekenrn papierbahn zwei gesonderte Schichten der wäßrigen Überzugsmasse
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aufbringt»
11. Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in jedem Überzug in dar
Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen
Polymerisats besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge an Polymerisatmaterial in dem ersten Über .-tig etwa 10 - 25 Gew.-% des Pigmentes und in dem
zweiten überzug etwa 30 - 100 Gew.-fS des Pigment es ausmacht.
'13· Verfahren nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse auf ein Papier aufgebracht
wird, bei dem etwa 95 ?o der Oberflächeiiunregelmäßigkeiten
eine Höhe bzw. Tiefe von nicht mehr als etwa 15 20/tt
aufweisen.
14. Papier, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren von Anspruch 1 .·» 15 hergestellt worden ist.
15· Vorrichtung zzm Überziehen von Papier, gekennzeichnet
durch Vorrichtungen zum Glätten einer Oberfläche einer aich vorwärts bewegenden, frisch gebildeten,
nicht-überzogenen Papierbahn, eine Anzahl beweglicher Rakelbeschichtuiigsvorrichtungen
zum aufeinanderfolgenden Aufbring,en einer Papierüberzugsmasse auf diese geglättete Bahnoberfläche
und zur nivellierung dieser Überzüge nach der Aufbringung
in noch feuchtem Zustand, und Vorrichtungen zum
Trocknen der Überzogenen Bahn in der Wärme im Anschluß an ^Je* de bewegliche Rakelb BChlchtun^BVorrichtung.
Trocknen der Überzogenen Bahn in der Wärme im Anschluß an ^Je* de bewegliche Rakelb BChlchtun^BVorrichtung.
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