DE1611787B2 - Verfahren zur herstellung von fasrigem, absorptionsfaehigem zellulosematerial und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fasrigem, absorptionsfähigem Zellulosematerial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung von Papier- und Pappeerzeugnissen ist es wichtig, daß die physikalischen Eigenschaften des Erzeugnisses an die beabsichtigte Verwendung angepaßt werden. Aus diesem Grunde wurde eine Vielzahl von Verfahren und Techniken geschaffen, um die verschiedenen physikalischen Eigenschaften von verschiedenem flächigem Papier- und Pappmaterial zu verbessern oder zu steuern. Zu den wesentlichen Eigenschaften, welche von der beabsichtigten Verwendung des Erzeugnisses abhängen, zählen Festigkeit, Steife, Glätte, Porosität und die Neigung, verschiedene Flüssigkeiten wie Wasser, Öl, Wachs und Druckfarbe zu absorbieren oder deren Eindringen zu widerstehen.

Im Fall von Druckpapieren, wie etwa Zeitungspapier, ist eine der wichtigsten Eigenschaften die sogenannte Ausfaserungsbeständigkeit. Die Ausfaserungsbeständigkeit bildet ein Maß dafür, wie leicht oder schwer die Oberflächenfasern von dem übrigen Flächenmaterial entfernt werden können, und sie ist deshalb ein Maß für die Oberflächenfestigkeit. Beim Druckvorgang wird auf die Oberfläche des Flächenmaterials mittels einer Druckplatte, oder im Fall von Offsetdruck mittels eines Gummiübertragungsdrucktuches oder einer Gummirolle Druckfarbe aufgetragen. Wenn das Flächenmaterial von der Platte oder dem Drucktuch entfernt wird, besitzen die freien, lose oder unzulänglich haftenden Oberflächenfasern die Neigung, aus der Oberfläche des Flächenmaterials auszufasern und auf der Platte oder dem Drucktuch zurückzubleiben. Bei Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher das Flächenmaterial von der Platte oder dem Drucktuch entfernt wird, nimmt die

Neigung der Oberflächenfasern zum Ausfasern von dem Flächenmaterial stark zu. In ähnlicher Weise nimmt bei Verwendung von Druckfarbe mit höherer Klebrigkeit, wie dies beim Mehrfarbendruck erforderlich ist, die Neigung dieser Fasern zum Ausfasern stark zu. In extremen Fällen werden Teile der Oberfläche des Flächenmaterials durch die Druckplatte entfernt, wobei beträchtliche Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche zurückbleiben, was für das Aussehen des bedruckten Bereichs außerordentlich nachteilig ist In weniger schweren Fällen werden von der Oberfläche des Flächenmaterials einzelne Fasern entfernt und auf der Druckplatte oder dem Drucktuch gesammelt Wenn eine genügende Anzahl von Fasern gesammelt wurde, so stören sie die Farbverteilung, und es ergibt sich ein fleckiger und ungleichmäßig gedruckter Bereich. Es wird dann erforderlich, die Presse herunterzufahren und zu reinigen, was sowohl zeitraubend wie auch aufwendig ist.

Wenn das Papier in Verbindung mit Druckfarbe verwendet werden soll, welche durch Absorption trocknet, so entsteht ein schwieriges Problem. Zeitungspapiere werden z. B. fast immer mit Druckfarbe gedruckt, welche durch Aufsaugung trocknet Die Oberfläche des Flächenmaterials muß deshalb nicht nur widerstandsfähig sondern auch porös sein, so daß das Bindemittel in der Druckfarbe absorbiert wird und somit die Druckfarbe getrocknet wird. Während im Fall von Pappe die innere Festigkeit und Steife von größter Wichtigkeit sind, so sind auch die Oberflächeneigenschäften wichtig, wenn die Pappe bedruckt werden soll.

Bei den gebräuchlichen Verfahren der Aufbringung von Stärke wird die Stärke entweder in das Innere gebracht oder als ein fortlaufender Überzug auf die Oberfläche des Flächenmaterials aufgebracht. Dies 35-kann mittels einer Vielzahl von bekannten Verfahren ausgeführt werden.

Die Stärke kann beispielsweise vor ihrer Zuführung zu einer Papiermaschine in die dünnflüssige Suspension von Fasern eingebracht werden. Ferner kann der Papierstrang während des Papierbildungsvorgangs auf dem Drahtgewebe einer Papiermaschine mittels Wassersprühung oder durch einen ähnlichen Auftrag auf die Entwässerungswalze aufgebracht werden, auf weiche die Stärke dann auf die Papieroberfläche übertragen wird. Die Stärke kann auch mittels Wassersprühung auf die Unterseite der Papierbahn aufgebracht werden, wobei die Wassersprühung durch das Drahtgewebe hindurch nach oben gegen die Unterseite des Bahnmaterials gerichtet ist Die Stärke kann jedoch auch durch eine geeignete Verteilungseinrichtung durch oder zwischen den Preßwalzen oder bei der Planierungspresse zwischen den Trocknungswalzen im Trocknungsabschnitt der Papiermaschine aufgebracht werden. Die Aufbringung der Stärke kann auch beim Kalanderwerk erfolgen.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserten Oberflächeneigenschaften bekannt, bei welchem auf die obere Fläche einer sich bewegenden Papierstoffbahn, bevor diese zum Tracknen erwärmt wird, ungekochte Stärke, vorzugsweise in Form eines wäßrigen Breis, beispielsweise auf das Sieb (Drahtgewebe) einer Fourdrinier-Papiermaschine aufgebracht wird (US-PS 32 10 250). Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Papierherstellung wird das Beschichtungsmaterial — allerdings keine Stärke sondern Pigmente, Farbstoffe u. ä. — elektrostatisch auf ein trockenes, isolierendes Papier aufgebracht Hierzu ist eine ganz spezielle, aufwendige Einrichtung einschließlich großer Plattenelektroden erforderlich. Obendrein wird kein Wasser und auch keine andere Lösung zur Aufbringung des Beschichtungsmaterials verwendet (TAPPI [1955], Seiten 607 bis 609). Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Papier bekannt, bei welchem trockene, bereits fertige Papierbahnen mit trockenen, polymerisierten Beschichtungsmaterialien, welche beispielsweise trockene Stärke sein können, kontinuierlich, elektrostatisch beschichtet werden (US-PS 27 48 018).

Alle vorerwähnten Verfahren zur Aufbringung von Stärke besitzen jedoch verschiedene Nachteile, wie eine fehlende Gleichmäßigkeit beim Aufbringen der Stärke, eine zu großzügige Verwendung von Stärke, das Fehlen von Wirtschaftlichkeit infolge der erforderlichen, aufwendigen Anlage, hohe Anforderungen an hochmodifizierte Stärken oder das Erfordernis, daß die Stärke vor ihrer Verwendung gekocht werden muß. Diese Nachteile treten insbesondere beim Oberflächenplanieren von Papier oder Pappe, welche zu bedrucken sind, und wiederum in besonderem bei Verwendung von Farben auf, die durch Absorption trocknen. Wenn die Stärke als Oberflächenüberzug in einer Menge aufgetragen wird, welche zur Vergrößerung der Oberflächenfestigkeit (Ausfaserungsbeständigkeit) ausreicht, kann die Oberfläche nicht das gewünschte Maß an Absorptionsfähigkeit besitzen.

Bei beinahe allen oben angeführten Verfahren wird die Stärke vor der Aufbringung in Wasser gekocht Hierdurch verliert jedoch die Stärke den Teilchen-Charakter, welchen sie vor dem Kochen besessen hat, und bildet mit dem Wasser einen gleichförmigen Kleister. Nach Aufbringung auf die absorptionsfähige Bahn zieht die Stärke daher zusammen mit dem Wasser in die Papierbahn ein und wird verhältnismäßig gleichmäßig in dem Enderzeugnis verteilt.

In den wenigen Fällen, in welchen die Stärke vor Aufbringung nicht gekocht wird, mußte ein beträchtlicher Anteil von Wasser zusammen mit der Stärke dem Papier zugeführt werden, wodurch die Trocknungsbelastung während der Herstellung der Papiererzeugung erhöht wurde. Wenn die Konzentration an Stärketeilchen in einem wäßrigen Medium zur Herabsetzung dieser Trocknungsbelastung erhöht wird, werden die Schwierigkeiten beim Aufbringen und im Hinblick auf eine gleichförmige Verteilung der aufgebrachten Stärke auf dem Paier größer. Bei den oben beschriebenen Verfahren werden durch eine Erhöhung der Stärkekonzentration in der Wasser-Stärke-Dispersion die Unterschiede zwischen der Konzentration der Stärke an beliebigen Stellen, an denen das konzentrierte Medium aufgebracht wird, im Vergleich zu anderen Bereichen, wo das konzentrierte Medium nicht aufgebracht wird, größer.

Bei dem Aufsprühen von Wasserdispersionen von ungekochter Stärke auf eine Papierbahn werden die Stärke enthaltenden Sprühnebel-Tröpfchen auf der nassen Papierbahn entweder durch die Schwerkraft oder durch mechanische Kräfte niedergeschlagen, durch welche ihnen eine Bewegungsgröße in Richtung zur Papierbahn erteilt wird. Bei diesem Anwendungsverfahren war die Feinheit der Tröpfchen, welche niedergeschlagen werden können, durch die Bewegung der Luftschicht in der Nähe der Papierbahn begrenzt. Tröpfchen mit geringen Durchmessern besitzen im Verhältnis zu ihrer Masse eine große Oberfläche und werden durch Luftströme leicht »weggeweht«. Wenn

der Niederschlag aufgrund der Schwerkraft oder durch die den Tröpfchen erteilte Bewegungsgröße erfolgen soll, kann die Luftschicht entlang der Bahn nur mit verhältnismäßig großen Tröpfchen durchdrungen werden. Der Niederschlag von größeren Tröpfchen auf die sehr empfindliche Papierbahn ist jedoch unerwünscht, da die Tröpfchen beim Auftreffen auf die Oberfläche die Papierbahn durchschlagen und dadurch zerreißen können. Diese Schwierigkeit wird nach der Gautschwalze noch größer, da dann das Auftreffen auf den Fasern noch direkter erfolgt.

Diese bekannten Verfahren führen auch zu einer Begrenzung der Konzentration der Wasser-Stärke-Dispersion. Ein Brei mit höherer Konzentration erfordert nämlich eine größere Sprühkraft, damit der Brei in Tröpfchen zerstäubt werden kann. Zusätzlich besitzen diese Tröpfchen infolge der höheren Dichte der Dispersion, aus welcher sie gebildet sind, eine höhere Bewegungsgröße. Somit ist bei Stärkebrei mit einer größeren Konzentration die Gefahr noch größer, daß eine verhältnismäßig empfindliche Papierbahn reißen könnte.

Unter diesen Bedingungen konnten die bekannten Verfahren zum Aufbringen von Dispersionen von ungelierter Stärke nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen. Für den Papierhersteller war es wegen der Schwierigkeit, eine gleichmäßige Dispersion von Sprühnebelteilchen zu erhalten, praktisch nicht möglich, eine gleichförmige Aufbringung von Stärke auf der Oberfläche von Papier zu erreichen. Es ergaben sich Agglomerationen von Stärke in dem Papier, und auf jenen Papierteilen, auf welche keine Tröpfchen auftrafen, fehlt die Stärke. Ferner dringt nach dem Niederschlag das Wasser der großen Tröpfchen mit verhältnismäßig geringer Konzentration in die Papierbahn ein und führt viel von der in dem Sprühnebel enthaltenen Stärke mit sich. Dadurch wird die Stärkemenge geringer, welche an der Papieroberfläche verbleibt, wo sie benötigt wird. Je näher man dem nassen Bereich des Papierherstellungsprozesses kommt und insbesondere vor der Gautsch-Einrichtung, fließt somit ein Teil der Stärke durch die Bahn ab und geht mit dem Siebwasser verloren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der im Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 angegebenen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so weiterzubilden, daß zur Verbesserung der Oberflächen-, insbesondere der Druckeigenschaften von Papier Tröpfchen von ungekochter Stärke gleichförmig auf die Oberseite der Papierstoffbahn aufgebracht werden können, so daß mehr Stärke an der Oberfläche haften bleibt, ohne daß die Bahn merklich beschädigt wird.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im Kennzeichen dieses Anspruchs 1 erreicht Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ferner ist gemäß der Erfindung auch noch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 16 zur Durchführung des Verfahrens geschaffen.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bahn nicht beschädigt wird, kann der Sprühauftrag am Ende des Prozesses, d. h. auf der Austragseite des Gautschabschnittes und weiter dahinter verlegt werden, so daß das Eindringen von Stärke in die Bahn vermindert wird, und ein Verlust an Stärke durch Abfließen beseitigt ist. Auf diese Weise kann die Oberflächenfestigkeit, d.h. die Ausfaserungsbeständigkeit, beträchtlich erhöht werden, ohne daß die Absorptionsfähigkeit des Papiers im Hinblick auf die verwendeten Farben erheblich herabgesetzt wird. Mit der Erfindung können somit die Oberflächeneigenschaften von fasrigem, flächigem Zellulosematerial mit einem sehr geringen Anteil an Stärke wesentlich verändert werden.

Während der Aufbringung der Stärke ist zum Laden der zerstäubten Stärketröpfchen die Zellulosebahn einem starken elektrostatischen Feld ausgesetzt, dessen durchschnittlicher Potentialgradient wenigstens 2 kV/cm beträgt Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird hauptsächlich Wasser als Dispersionsmedium für die Stärke verwendet, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn an der Niederschlagszone der Tröpfchen zwischen 25 und 80 Gewichtsprozent liegt Das Wasser kann jedoch auch wasserlösliche und insbesondere mit Wasser mischbare Agenzien enthalten, solange diese keine Gelierung der Stärke vor dem Sprühen verursachen. Ferner können auch nicht wäßrige Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser mischbare Flüssigkeiten, Äthylenglykol und Glyzerin das Wasser entweder teilweise oder gänzlich ersetzen. Vorzugsweise wird die Stärke in einer wäßrigen Flüssigkeit mit einer Beimischung von einer mit Wasser mischbaren aliphatischen polyhydrischen Verbindung dispergiert.

Bei einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Stärkeaufschlämmung einer Sprüheinrichtung in der Niederschlagszone in dosierter Menge zugeführt, wo sie dann in feine Tröpfchen zerstäubt wird, welche anschließend elektrisch geladen werden. Wenn diese Tröpfchen nicht geladen würden, würde ein großer Teil von ihnen durch die sich bewegende Bahn umgebende Luftschicht weggeblasen werden. Die Stärketröpfchen werden vorzugsweise in die Richtung der sich bewegenden Zellulosebahn gerichtet, damit die Stoßwirkung auf die Bahn weitgehend herabgesetzt wird. Die Tröpfchen werden an die geerdete Bahn aufgrund elektrostatischer Kräfte angezogen und vorzugsweise in einem solchen Ausmaß zerstäubt daß die Schwerkraft nur eine geringe Wirkung ausübt; sie werden hierbei so gerichtet, daß sie eine möglichst geringe kinetische Energie besitzen und dadurch starke Stöße auf die Papierbahn vermieden sind.

Nach dem Niederschlag der kleinen Stärketröpfchen dringt der verhältnismäßig kleine Flüssigkeitsanteil jedes Tröpfchen in die fasrige Bahn ein, wobei nur ein geringer Teil der Stärke unter die Oberfläche der Bahn gelangt Auch wenn die nasse Bahn während des Entwässerungsprozesses durchgearbeitet wird, bleiben die niedergeschlagenen Stärketröpfchen mit den Oberflächenfasern so verbunden, daß die Oberflächeneigenschaften des behandelten Papiers oder der behandelten Pappe selektiv verändert werden können.

Darüber hinaus stoßen sich die geladenen Tröpfchen auf ihrem Weg zu der Papierbahn hin ab, wodurch ein gleichmäßiger Niederschlag von feinen Tröpfchen zur Herabsetzung der unbehandelten Gebiete auf der Oberfläche des Papiers auf ein Minimum gesichert ist Die nasse Bahn mit den verhältnismäßig gleichmäßig auf ihrer Oberfläche niedergeschlagenen Tröpfchen wird dann zu ihrer Trocknung beheizt, und die Stärketröpfchen werden unter Haftung mit den Oberflächenfasern verbunden. Dieses Verfahren erwies sich als besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Papier für verschiedene Zwecke, beispielsweise für Zeitungspapier, bei welchem die elektrostatischen

niedergeschlagenen Tröpfchen die meisten aufstehenden Oberflächenfasern einzeln unter Haftung zu verankern scheinen, und zwar gerade die Oberflächenfasern, welche am häufigsten während des anschließenden Druckvorgangs ausfasern.

Die zur Schaffung eines feinen Sprühnebels erforderlichen mechanischen Kräfte können auf die Stärketröpfchen dadurch ausgeübt werden, daß der Brei durch eine kleine öffnung unter Hochdruck zur Schaffung eines dünnen, sich erweiternden Films gedrückt wird, bei welchem die Zerstäubung durch Wechselwirkung mit Luft bewerkstelligt wird. Das Ausrichten der Stärketröpfchen in Bewegungsrichtung der Oberfläche der Zellulosebahn trägt zur Dämpfung der Bewegungsgrößen der Sprühnebeltröpfchen bei, und die geringe Teilchengröße setzt die Stoßwirkungen herab und ermöglicht einen Niederschlag des Stärkematerials aufgrund elektrostatischer Anziehung auf den äußeren Bereich der Zellulosebahn bei geringstmöglicher Beschädigung.

Die Tröpfchen können auch elektrostatisch durch eine nadelartige Elektrode geladen werden, welche sich in einem vorgegebenen Abstand neben dem sich erweiternden Film befindet, oder der Film kann direkt geladen werden, wie im einzelnen in der US-PS 31 69 883 beschrieben ist.

Das Wasser schafft ein hochpolares Medium, welches stark geladen werden kann, andere Hydroxyl enthaltende Flüssigkeiten, wie etwa Glykole od. dgl. sind ebenso stark polar und können leicht geladen werden. Nichtpolare Flüssigkeiten können ebenso durch Einbringen von Agenzien behandelt werden, welche die Leitfähigkeit erhöhen. Die Verwendung einer derartigen Ladeeinrichtung erlaubt es, ein hohes Ladungs-Masse-Verhältnis zu erreichen, so daß die Tröpfchen sich gleichmäßig verteilen und wirkungsvoll auf die Oberfläche der Zellulosebahn niedergeschlagen werden, selbst wenn eine Bewegungsgröße parallel zur Bahn erteilt wird. Natürlich können auch andere Einrichtungen zum Zerstäuben oder Laden der Tropfchen verwendet werden.

Obwohl die Erfindung auf Stärkedispersionen jeder sprühfähigen Konsistenz anwendbar sind, können gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wäßrige Breie mit 10% und mehr, vorzugsweise von 20 bis 80 Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt verwendet werden. Es können auch höhere Konzentrationen aufgesprüht werden, jedoch nimmt dann die Sprühwirksamkeit ab und es gehen einige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verloren. Trotz der hohen Konzentration wird die Dispersion in Tröpfchen zerstäubt, welche außerordentlich fein verteilt sind und welche in Stärketeilchen auf den Oberflächenfasern der Bahn niedergeschlagen werden, so daß ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Papier eine modifizierte Oberfläche besitzt, d.h. die Oberfläche weist bei viskosen Farben nicht die Neigung auf, daß Oberflächenfasern aus der Oberfläche des Papiers ausgefasert werden, während das Innere des Papiers nur in geringem Ausmaß modifiziert wird, d.h. die Absorptionsfähigkeit wird dadurch nicht unzulässig herabgesetzt

Vorzugsweise sollte der durchschnittliche Durchmesser der Tröpfchen 1,3 mm, vorzugsweise 0,75 mm nicht übersteigen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform übersteigt der Durchmesser nicht einmal 0,4 mm; selbstverständlich sollte normalerweise Sprühnebel mit verhältnismäßig gleichförmiger Tropfengröße verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Papierherstellungsmaschine mit Vorrichtungen für den Niederschlag von elektrostatisch geladenen Teilchen auf die Papierbahn;

Fig.2 zeigt eine Seitenansicht einer gemäß Erfindung ausgebildeten Papierherstellungsmaschine, wobei die Einrichtungen für den Niederschlag für den Niederschlag von elektrostatisch geladenem Sprühnebel und ihre Anordnung bezüglich der Maschine deutlicher gezeigt ist

Es wird nunmehr auf F i g. 1 Bezug genommen. Eine Fourdriniermaschine 10 weist einen Kopfkasten 11, einen Stoffauflauf 12, eine Brustwalze 13, Tragwalzen 14 und eine Gautschwalze 15 auf, um welche das Drahtgewebe 16 wandert. Die herkömmliche Entwässerungswalze kann vorgesehen sein, falls dies gewünscht ist Diese Walze ist jedoch nicht gezeigt Weiterhin sind herkömmliche Saugkasten 17 vorgesehen. Wenn die gerade gebildete Papierbahn das Drahtgewebe 16 verläßt, wird sie zu den Preßwalzen 18 und den Filztüchern 19, 20 und 21 bewegt, welche das Papier transportieren.

Das ursprünglich von dem Kopfkasten 11 auf das Drahtgewebe in der Umgebung der Brustwalze 13 aufgebrachte Papier P besteht zum größten Teil aus Wasser, und der Wassergehalt wird zunehmend durch Entwässerung und dann durch Absaugen auf einen Wassergehalt von etwa 80% in der Umgebung der Gautschwalze 15 abgesenkt Nachdem das Papier die Gautschwalze verläßt, wird es zu einem Preßabschnitt geführt, wo die Preßwalzen 18 zur weiteren Entwässerung der Papierbahn zusammenwirken, damit der Wassergehalt des Papiers weiter herabgesetzt wird, und damit die innere Festigkeit des Flächenmaterials weiter erhöht wird. Zuletzt wird die teilweise entwässerte Papierbahn zur Trocknungseinrichtung D- geführt, welche die Feuchtigkeit des Flächenmaterials weiter auf den für das fertiggestellte Erzeugnis erwünschten Wert herabsetzt

In F i g. 1 ist schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, bei welcher ein elektrostatisch geladener Sprühnebel von ungekochter Stärke in Wasser auf der oberen oder Filztuchseite des Papiers P niedergeschlagen wird, wenn die Papierbahn von dem ersten Preßwalzenpaar 18 zu dem zweiten Preßwalzenpaar 18 geführt wird. Die Stärke-Wasser-Dispersion wird dadurch angetrieben, daß sie durch Verteilungsleitungen 22 zu Sprühkanonen 23 gepumpt wird, welche oberhalb der Oberfläche des Papiers P angeordnet sind. Damit sich die ungekochte Stärke nicht in dem Zuleitungssystem ablagert wird die Stärke-Wasser-Dispersion fortlaufend mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und hohem Druck durch die Verteilungsleitungen zu den Sprühkanonen gepumpt Ein Ventil in jeder Sprühkanone steuert den Austrag von Stärkebrei aus der Kanone und wird durch einen luftbetätigten Kolben in der Kanone betätigt Bei Zuführung von Luft durch das Ventilsteuerrohr 24 öffnen sich die Ventile in jeder Sprühkanone. Der Stärkebrei wird mit sehr hoher Geschwindigkeit in Form eines dünnen, expandierenden Films von den Sprühkanonen unter dem Einfluß des Drucks in den Verteilungsleitungen 22 ausgestoßen. Der Brei wird durch seine Wechselwirkung mit der ruhenden Umge-

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bungsluft fein zerstäubt, und die Sprühnebelteilchen werden elektrostatisch durch eine Elektrode an jeder Sprühkanone geladen, so daß sie eine gleichförmige Wolke von Stärke-Sprühnebelteilchen bilden, welche infolge ihrer elektrostatischen Ladung, wie schon beschrieben, zu dem Papier P hingezogen werden. Die in den F i g. 4 und 5 der USA.-Patentschrift Nr. 31 69 883 gezeigte Vorrichtung ist für die Verwendung geeignet. Vorzugsweise wird diese Konstruktion dadurch abgewandelt, daß das in Fig.5 gezeigte Betätigungsventil durch einen luftbetätigten Kolben und nicht durch ein Nockensystem entsprechend der Beschreibung der Patentschrift betrieben wird.

Die Stärkeaufbringungszone 25 kann an verschiedenen Stellen entlang des Förderweges des Fourdrinier- ¹S Drahtgeflechtes angeordnet sein. Sie kann zwischen oder anstelle einer Gruppe von Preßwalzen angeordnet sein, oder sie kann zwischen den letzten Preßwalzen und dem Trocknungsabschnitt angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann die Aufbringungszone zum elektrostatisehen Auftrag der Stärketeilchen auf die untere Seite oder Drahtgeflechtseite des Papiers angeordnet sein, wie es durch den Pfeil 26 angedeutet ist. Weiterhin kann der Trocknungsabschnitt in zwei Teile unterteilt werden, und die teilweise getrocknete Bahn kann zwischen den beiden Teilen besprüht werden. Die Erfindung ist nicht auf den Betrieb mit einer Fourdrinier-Maschine oder Langsiebmaschine beschränkt. Sie ist in gleicher Weise bei einer Walzenmaschine oder einer anderen Maschinenbauart vorteilhaft anwendbar.

In Fig.2 ist die Ausführungsform der Vorrichtung' gemäß Erfindung durch welche auch das Verfahren gemäß Erfindung ausgeübt werden kann, mehr im einzelnen gezeigt In dieser Ausführungsform ist eine hydrostatisch-elektrostatische Sprühvorrichtung 23 oberhalb des Papiers P angeordnet, welches von der Papierherstellungsmaschine durch die Niederschlagszone 25 geführt wird. Die hydrostatisch-elektrostatischen Zerstäubungsvorrichtungen 23 sind in Abstand zu dem Papier P angeordnet und so gerichtet, daß sie in die Richtung der Papierbewegung sprühen. Der Stärkebrei wird durch eine mit Luft betriebene, hin- und hergehende Pumpe 27 (nur schematisch gezeigt) durch Leitungen 22 getrieben, welche Drücken in der Größenordnung von mehreren 100 kg/cm² widerstehen können und welche den Brei zum vorderen Ende der Sprühkanone führen. Die Hochspannung wird von einer Hochspannungserzeugungseinrichtung 28 durch ein Hochspannungskabel 29 an den Körper der Sprühkanone zum Anschluß an die Düse der Sprühkanone oder einer schlanken länglichen Elektrode angelegt, welche neben der Mündung dieser Düse angeordnet sein kann. Die Luft von der Druckquelle 30 wird mittels eines Schlauches 31 zum Antrieb der Hochdruckpumpe 27 zugeführt. Ebenso wird Luft durch einen Schlauch 24 zum Luftzylinder 32 geführt, welcher zur Steuerung des Ventils der hydrostatisch-elektrostatischen Sprühvorrichtung 23 verwendet werden kann.

Während der Aufbringung des Stärkebreis wird ^⁰ Druckluft durch die Schläuche 31 und 24 zur Pumpe 27 und zum Luftzylinder 32 geführt. Die Pumpe 27 treibt den Stärkebrei durch die Leitungen 22 zum vorderen Ende der Sprühkanonen 23 mit einem Druck von mehr als 42 kg/cm². Der Stärkebrei wird durch eine kleine, ^6s längliche Öffnung, welche wenigstens mehrere Zentimeter über der Bahn angeordnet ist, mit sehr hoher Geschwindigkeit als dünner auseinanderstrebender Film zur Zerstäubung mittels Wechselwirkung mit der ruhenden Umgebungsluft gedrückt. Das Laden der durch hydrostatische Zerstäubung geschaffenen Sprühnebeltröpfchen wird vorzugsweise durch Laden einer schlanken, länglichen Elektrode 33 erreicht, welche neben, aber in Abstand zu dem dünnen, fächerförmigen Film angeordnet ist, damit ein elektrostatisches Feld mit einem durchschnittlichen Potentialgradienten von wenigstens 2 kV/cm erzeugt wird, welches sich von der Elektrode zur Bahn erstreckt.

Für Bahnmaterialien, welche zu breit sind, als daß sie durch eine einzige Sprühkanone besprüht werden können, kann eine Mehrzahl von Sprühkanonen quer zur Bahn angeordnet werden, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. Wenn in dieser Weise mehrere Sprühkanonen verwendet werden, so werden sie so in Abstand angeordnet, daß die fächerförmigen Sprühnebel von benachbarten Kanonen sich geringfügig überlappen, wenn sie auf dem Papier niedergeschlagen werden, damit eine gleichförmige Verteilung des Sprühnebels über die Breite der Bahn erreicht wird. Zur Erreichung eines zufriedenstellenden Abstands zwischen benachbarten Kanonen ist es nur notwendig, die Kanonen so anzuordnen, daß sich ihre Sprühmuster nach dem Auftreffen auf dem Papier vermischen. Die einzelnen Sprühkanonen 23 können von einer Stange 34 getragen werden, die an isolierten Trageinrichtungen 35 befestigt und von der Verteilungsleitung getragen werden.

Der Auftrag von Stärketeilchen gemäß Erfindung kann auf einer oder auf beiden Seiten des Papiers erfolgen. Wie schon angegeben wurde, wird entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Stärke auf die obere oder Filztuchseite der Papierbahn aufgetragen. Gewöhnlich ist die Drahtgeflechtseite der Papierbahn viel fester als die Filzbandseite, so daß es besonders in der Zeitungspapierindustrie ausreicht, nur die Filztuchseite des Papiers zur Schaffung eines zufriedenstellenden Erzeugnisses zu verändern und zu verstärken. Andererseits und bei Herstellung von feineren Papiersorten, kann es sehr wünschenswert sein, die Stärketeilchen auf beide Seiten der Papierbahn aufzutragen und dies kann ausgeführt werden. Weiterhin kann ein beträchtliches Eindringen der Stärke bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die Papierbahn auftreten, besonders, wenn der Sprühnebel gegen das nasse Ende der Maschine gerichtet ist. Diese Wirkung kann erzielt werden, wenn es gewünscht wird, eine bessere Verteilung von Stärke durch das Papiermaterial zu schaffen.

Der Grad der Bindung zwischen benachbarten Molekülen in den natürlichen Stärkekörnchen reicht aus, daß die Körnchen verhältnismäßig unlöslich in und nicht empfindlich für Wasser sind. Unter dem Einfluß von Wärme werden diese zwischenmolekularen Bindungen gelockert und in großem Ausmaß durch eine Bindung der Stärkemoleküle mit dem umgebenden Wasser ersetzt Die ursprünglich dichten, harten Stärkemoleküle saugen Wasser auf und quellen auf ein vielfaches ihrer ursprünglichen Größe auf. Das Aufquellen nimmt zu, wenn die Erwärmung erhöht wird oder andauert, und schließlich zerbrechen die Körnchen und es tritt die Bildung einer gleichmäßigen Dispersion von hydratisierten Stärketeilchen auf, welche als Kleister bekannt ist. Damit eine Haftmittelfunktion in Zellulosestrukturen erreicht wird, ist es nicht wesentlich, daß die Stärkekörnchen voll geliert werden, und zwar mit vollständiger Aufbrechung der Körnchen. Wenn die

Stärke teilweise gequollen ist, so kann sie sich mit der Oberfläche der Zellulosefasern verbinden. Die gemäß Erfindung verwendete Stärke sollte in einem solchen Ausmaß feuchtigkeitsreaktiv sein, daß sie unter den Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen, weiche in dem Flächenmaterial vorherrschen wenn dieses durch den Trocknungsabschnitt der Papiermaschine läuft wenigstens teilweise gequollen wird.

Die verwendete Stärke muß natürlich eine Gelierungstemperatur oberhalb der Temperatur des für den Sprühauftrag verwendeten Wassers besitzen, da die Stärke sonst gelieren oder teilweise gelieren würde, was die Viskosität des Breis stark erhöhen würde und wodurch die Zerstäubung gestört würde.

Für die Verwendung bei einer Papiermaschine zur ¹S Erzeugung von fortlaufendem Papier wurden jedoch besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn das Stärkepulver im wesentlichen aus ungelierten Stärkekörnchen besteht. Bei Stärke in Körnchenform wird jede Neigung der aufgebrachten Stärke, ein Festkleben an den Rollen der Papiermaschine zu verursachen, auf einen Mindestwert herabgesetzt, während gleichzeitig der Stärke durch den Trocknungsvorgang ausreichende Hafteigenschaften erteilt werden, damit die Oberflächenfestigkeit und die Ausfaserungsbeständigkeit erhöht werden. Während der Grad der Gelierung der Stärke von der Gelierungstemperatur der Stärke in bezug auf die Temperatur der Papierbahn im Trocknungsabschnitt der Maschine abhängt, können die Gelierungs- und Trocknungstemperaturen leicht so in wechselseitige Beziehung gesetzt werden, daß die Stärke während des Wärmetrocknungsvorgangs nur teilweise geliert wird, wobei die Stärke in Haftbeziehung mit den Oberflächenfasern gebracht wird.

Die in dem vorhergehenden Absatz angeführte Gelierungstemperatur wird durch Darstellung der Viskosität eines Breis von ungelierter Stärke in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen, wobei die Darstellung eine erhöhte Viskosität angibt, sobald eine Temperatur erreicht wird, bei welcher die Stärketeilchen Feuchtigkeit aufsaugen und quellen. Es ist offensichtlich, daß die gemäß Erfindung verwendete Stärke eine Gelierungstemperatur besitzen sollte, welche in bezug auf jene Temperaturen ausreichend niedrig ist, welche bei der Bildung von Papier- oder anderen Zellulosebahnen auftreten, so daß die niedergeschlagene Stärke wenigstens teilweise geliert, damit sie unter Haftung mit den Fasern der Bahn verbunden wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführung gemäß Erfindung werden die Stärketeilchen ungeliert aufgebracht, und die Gelierungstemperatur der Stärke liegt oberhalb der Temperatur des Wassers in der Papierbahn an der Stelle des Sprühauftrags. Auf diese Weise und da die Temperatur im Trocknungsabschnitt des Papierherstellungsprozesses erhöht ist, werden die Stärketeilchen teilweise geliert und nicht aufgebrochen, so daß die Stärke gequollen wird, wobei die Stärke die Oberflächenfasern des Materials unter Anhaftung an den Hauptteil des Materials bindet, ohne daß die Stärke unter Verminderung der Absorptionsfähigkeit des Flächenmaterials in diesem verteilt wird. Wahlweise kann eine höhere Temperatur verwendet werden, damit die Stärke verteilt wird; dies wird jedoch nicht vorgezogen.

Die Feuchtigkeit der Bahn zum Zeitpunkt des Stärkeauftrags kann innerhalb weiter Grenzen verändert werden, während noch zufriedenstellende Eigenschaften des Flächenmaterials erhalten werden. Es wird besonders ein Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 95 Gewichtsprozent Wasser verwendet. Vorzugsweise sollte der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn zum Zeitpunkt des Stärkeauftrags wenigstens 25 Gewichtsprozent, jedoch nicht mehr als 80 Gewichtsprozent betragen. Bei Feuchtigkeitsgehalten oberhalb von 80% besteht eine größere Neigung bei den niedergeschlagenen Stärketeilchen, daß sie von der Bahn abfließen und mit dem Siebwasser verloren gehen.

Der elektrostatische Auftrag von Stärke auf die Oberfläche einer Papierbahn ist von einzigartigen Vorteilen gegenüber den Verfahren entsprechend dem Stand der Technik begleitet, und umgekehrt fehlen in bemerkenswerter Weise viele Nachteile von bisherigen Verfahren bei dem Vorgang gemäß Erfindung.

Wenn die Stärke zur Bildung von Kleister gekocht wird, was ein übliches Vorgehen darstellt, verliert das Stärkematerial seine Körnchenform und wird nicht in Teilchenform im Hauptteil der Bahn verteilt, wo sie ungünstig vom Standpunkt der Oberflächeneigenschaften angeordnet ist und die Absorptionsfähigkeit der Bahn bedeutend herabsetzt.

Bei Anwendung mit Walzauftrag von Stärke auf eine Papieroberfläche ist die Rheologie von Stärkematerial gewöhnlich so, daß ein ungleichmäßiger Planierungsfilm aufgetragen wird und sich unregelmäßige Oberflächeneigenschaften ergeben.

Die Nachteile eines mechanischen Sprühens von Brei von ungelierten Stärketeilchen wurden schon erörtert.

Die Erfindung ermöglicht es, daß weniger Stärke zur wirkungsvolleren Erhöhung der Ausfaserungsbeständigkeit verwendet wird, während die Absorptionsfähigkeit des Bandes nur geringfügig verringert wird. Die Stärketeilchen bleiben größtenteils an oder nahe der Oberfläche der Bahn. Es wird auch angenommen, daß eine selektive Niederschlagung von Stärke enthaltenden Tröpfchen auf jenen Fasern stattfindet, welche über die Oberfläche des Flächenmaterials vorstehen. Es handelt sich dabei um jene Fasern, welche die größte Neigung zum Ausfasern und zum Entfernen durch die Druckfarbe aufweisende Oberfläche während des Druckvorgangs besitzen.

Bei der Anwendung der vorliegenden" Erfindung kann die Stärkemenge, welche aufgebracht wird, in einem beträchtlichen Bereich geändert werden, in welchem noch einige Vorteile gemäß der Erfindung erzielt werden. Bestmögliche Ergebnisse mit geringstmöglichen Kosten ergeben sich jedoch beim Auftrag einer verhältnismäßig geringen Menge von Stärke, wie etwa 0,1 g/m² bis 0,5 g Stärke/m² behandelnder Oberfläche. Ganz allgemein kann das Verfahren gemäß Erfindung bei einem Auftrag von 0,1 g Stärke bis 2,5 g Stärke pro m² Oberfläche angewendet werden. Gemäß Erfindung werden maximale Ergebnisse bei minimalen Kosten im Bereich von 0,2 g Stärke bis 1 g Stärke pro m² Oberfläche erzielt

Während zur besseren Erreichung verschiedener Ziele oder zur Anpassung an verschiedene Bedingungen der Papierherstellung, wie etwa Maschinengeschwindigkeit, Stelle des Stärkeauftrags, Trocknungswalzentemperatur u.dgl. verschiedene Stärken bevorzugt werden können, können selbstverständlich verschiedene Stärken in Körnchenform, weiche in kaltem Wasser nicht sehr quellen, alleine oder in Mischungen mit unmodifizierter Maisstärke oder modifizierter Maisstärke verwendet werden.

In Verbindung mit dem Vorgesagten besitzt unmodifizierte Maisstärke eine Gelierungstemperatur von etwa

70—71,5° C, und vorzugsweise ist Maisstärke zu verwenden, welche zur Herabsetzung ihrer Gelierungstemperatur zur Entwicklung der gewünschten Hafteigenschaften modifiziert wurde. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Maisstärke oder andere Stärke mit hoher Gelierungstemperatur in einen Bereich von —12° C bis +10⁰C, vorzugsweise von -9° C bis +4° C modifiziert wird. Dies kann in wünschenswerter Weise durch Hydroxyäthylierung der Stärke ausgeführt werden, wobei solche Modifikationen der Stärke an sich gut bekannt sind.

Wenn die nasse Papierbahn durch die Niederschlagszone geführt wird, so wird sie in dieser einem elektrostatischen Feld entsprechend den geladenen Verteilungsköpfen ausgesetzt Diese Köpfe sind zum Aufbau eines Feldes mit einem durchschnittlichen Potentialgradienten von wenigstens 2 und vorzugsweise 2—4 kV pro cm, wobei sich die Entfernung zwischen den Verteilungsköpfen und der Oberfläche der wirkungsvoll geerdeten Papierbahn erstreckt, geladen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Papierbahn dem elektrischen Feld unterworfen ist, welches eine FeIdkonzentrierung in der Umgebung der vorstehenden Oberflächenfasern herbeiführen kann, oder das Feld kann eine andere, ähnliche Wirkung auf die nasse Papierbahn ausüben, welche zu dem beobachteten Phänomen beitragen kann, gemäß welchem ein geringstmöglicher Anteil von Stärketeilchen eine große Verbesserung der Oberflächenfestigkeit des Papiers ergibt. Selbstverständlich kann die Aufbringung von Stärketeilchen gemäß Erfindung gleichzeitig mit der Aufbringung anderer bestimmter Materialien erfolgen, welche mit den Stärketeilchen entweder in den gleichen oder in anderen Tröpfchen gemischt werden können, welche zusammen mit der Stärke aufgesprüht werden.

Diese anderen bestimmten Materialien sind z. B. Farbstoffe, Füllstoffe, und polymere Latexmaterialien, welche durch Copolymere und Styrol und Butadien dargestellt sind, und polymere Emulsionen wie etwa Polyvinylchlorid-Emulsionen. Mit Wasser mischbare Flüssigkeiten und besonders aliphatische polyhydrische Verbindungen, wie etwa die verschiedenen Glykole, welche durch Äthylenglykol dargestellt sind und Polyglykole, welche durch Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Glyzerin und Pentaerythrit dargestellt werden, können dazu verwendet werden, das zur Dispergierung der Stärketeilchen verwendete Wasser teilweise oder gänzlich zu ersetzen. Glyzerin zeigt den Punkt mit besonderer Deutlichkeit, da es in den Papierfasern zur Erhöhung der Flexibilität und der Haftwirkung zwischen den Fasern und zur Verbesserung der Wasserabsorptionsfähigkeit und der Aufnahmefähigkeit für wäßrige Farben absorbiert wird, welche Eigenschaften alle beim Abtrocknen wichtig sind.

Es können auch Hilfsagenzien verwendet werden. Wenn die Stärketeilchen in einer Suspension gehalten werden müssen, sind oberflächenaktive Agenzien nützlich, um die Teilchen in dem wäßrigen Medium zu suspendieren, und solche Agenzien sind durch Natriumlauroylsulfat und Dicocosdimethylammoniumchlorid dargestellt Diese Agenzien würden normalerweise in Mengen von etwa 0,5 Gewichtsprozent bezüglich des Gewichts der Stärke verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert

Beispiel 1

Eine versuchsmäßige Papiermaschine herkömmlicher Konstruktion (ähnlich der in F i g. 1 gezeigten) wurde so abgewandelt, daß sie eine Stärkeniederschlagszone mit einer Ausrüstung entsprechend F i g. 1 zum Zerstäuben und elektrostatischen Laden einer feinverteilten Stärke-Wasser-Dispersion aufweist Es ist eine einzige elektrostatische Sprühkanone verwendet wobei die Kanone in einem Abstand von etwa 25 cm oberhalb von der 30,5 cm Bahn angeordnet ist und wobei die Kanone in einem Winkel von etwa 45° nach abwärts gerichtet ist, damit der Sprühnebel nach abwärts und in die Richtung

ίο der Bahnbewegung gerichtet wird. In der gewerblichen Technik würden breiterte Bahnen erzeugt werden, und es würden mehr Sprühkanonen als in der Zeichnung gezeigt zum Aufbringen des Sprühnebels über die vollständige Breite solcher breiteren Bahnen verwendet werden. Der verwendete Stoff entsprach nahezu einem herkömmlichen Zeitungspapier (70% Holzschliff, 30% Sulfitzellstoff) und der endgültige Bogen wog 14,5 kg pro Ries (61 χ 91 cm - 500 Bogen,279 m²).

Die Papiermaschine wird mit einer Geschwindigkeit von 23 m pro Minute betrieben, und es wird ungekochte, pulverisierte Maisstärke, welche zur Absenkung ihrer ursprünglichen Gelierungstemperatur auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 63° C hydroxyäthyliert wurde, auf die Filzbandseite des Papiers aufgetragen, wobei eine elektrische Spannung von 65 bis 75 kV an den Köpfen verwendet wird. Die Ladung wird durch ein Netzgerät mit negativer Spannung aufgebracht. Die Stärketeilchen werden vor Verwendung zur Bildung der Stärke-Wasser-Dispersion gesiebt damit Teilchen mit einer Größe von mehr als 31 Maschen pro cm entfernt werden.

Die Anlage zur Aufbringung von Stärke ist so angeordnet, daß die Stärketröpfchen auf der oberen Oberfläche der Bahn in Form von Tröpfchen niedergeschlagen werden, welche einen durchschnittlichen Durchmesser von 038 mm an einer zwischen den ersten beiden Paaren von Preßwalzen gelegenen Stelle besitzen, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Die Feuchtigkeit der Bahn beträgt in diesem Bereich etwa 70%. Die Stärkedispersion ist so eingestellt, daß 25 Gewichtsprozent von fester Stärke in Wasser dispergiert ist. Nach dem Stärke-Sprüh-Auftrag wird die Bahn kontinuierlich unter Verwendung von Trocknungswalzen getrocknet, welche mit Dampf mit 2,1 kg pro cm²

Überdruck beheizt sind, und die getrocknete Bahn wird kalandriert Der Sprühnebel wird so dosiert, daß die niedergeschlagene Stärkemenge gleich einem Gewichtsprozent der Papierfasern, d.h. 1,5 g/m² Oberfläche ist. Die fertiggestellte Bahn besitzt obwohl sie nur eine geringfügige geringere Absorptionsfähigkeit aufweist, eine stark verbesserte Ausfaserungsbeständigkeit

Bei Verwendung von kommerzieller hydroxyäthylierter Maisstärke wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt

Beispiel 2

Die Prozedur von Beispiel 1 wird wiederholt, während die Stärke von Beispiel 1 mit 3 Gewichtsprozent oder etwa 1,5 g/m² aufgetragen wird. Für verschiedene Bereiche dieses Laufes wird die elektrostatische Auftragseinrichtung nacheinander bei (1), und zwar der gleichen Stelle wie im Beispiel 1, nämlich zwischen den ersten beiden Paaren von Preßwalzen, angeordnet wo die Bahnfeuchtigkeit etwa 70% beträgt, bei (2) unmittelbar vor der Gautschwalze angebracht wo die Bahn etwa 83% Feuchtigkeit enthält und bei (3) weiter zurück auf der Papiermaschine in dem Trocknungsab-

schnitt angebracht, wo die Bahnfeuchtigkeit etwa 30% beträgt In jedem Fall verläuft der Maschinenbetrieb zufriedenstellend, und der Prozeß ergibt ein mit dem Produkt entsprechend dem Beispiel 1 vergleichbares Produkt Beim Lauf (2) ist die Stärke gleichförmiger in dem Papiermaterial verteilt, umd beim Lauf (3) ist die Stärke näher an der Oberfläche des Papiers konzentriert, was besonders nützlich bei Zeitungspapier ist

Beispiel 3

Die Prozedur von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle von Wasser zur Dispergierung

der Stärke eine Mischung im Verhältnis von 50/50 Gewichtsanteilen von Stärke und Glyzerin verwendet wird, und daß der Stoff so gewählt wird, daß ein gebleichtes Kraftpapier geschaffen wird mit 20 bis 25 kg pro Ries (279 m²). Durch einen Niederschlag von 0,5 g Stärke pro m² Oberfläche wird die Druckbarkeit des Papiers erhöht (die Haftung der Druckfarbe wird verbessert), und das Glyzerin dient dazu, die Papierbahn geschmeidig und flexibel zu machen und es erhöht ihre

ίο Wasserabsorptionsfähigkeit, was eine Grundlage für dekorative Papierhandtücher bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 552/326

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von fasrigem, absorptionsfähigem Zellulosematerial, in der Form einer flächenhaften Bahn, wie Papier, Pappe u. ä., bei welchem eine wasserhaltige Bahn aus Zellulosefasermaterial an einer Niederschlagzone vorbeibewegt wird, der zerstäubte Tröpfchen eines wäßrigen Breis von ungelierten Stärkekörnern zugeführt werden und bei welchem schließlich die wasserhaltige Bahn entwässert und durch Beheizen getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ungelierten Tröpfchen elektrostatisch aufgeladen, und die geladenen Tröpfchen gleichmäßig auf der wasserhaltigen Bahn niedergeschlagen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrostatisches Feld zum Laden der zerstäubten Stärketröpfchen mit einem durchschnittlichen Potentialgradienten von wenigstens 2 kV pro cm angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feuchtigkeitsgehalt der Bahn an der Niederschlagzone der Tröpfchen zwischen 25 und 80 Gewichtsprozent verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärketeilchen in einer Dosierung von 0,1 g bis 2,5 g, vorzugsweise von 0,2 bis 1 g Stärke pro m² Oberfläche der Bahn aufgebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stärkekörnchen mit 1,3 mm, vorzugsweise 0,75 mm nicht übersteigenden Durchmessern verwendet werden.

6. .Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Maisstärke, weiche an ihrer Oberfläche bei —12 bis +10° C behandelt wurde, verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche hydroxyäthylierte Maisstärke verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tröpfchen mit wenigstens 20 Gewichtsprozent Stärke und 0,75 mm nicht übersteigenden Durchmessern verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke mit einer Beimischung von einer mit Wasser mischbaren aliphatischen polyhydrischen Verbindung dispergiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von Wasser und Glyzerin verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Trocknung der nassen Bahn die Stärkekörnchen wenigstens teilweise mit dem Wasser der Bahn geliert werden.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einer Einrichtung zur Bildung einer wasserhaltigen Bahn aus Papierstoff und einer Einrichtung zum Trocknen der Papierstoffbahn, gekennzeichnet durch eine Sprühvorrichtung zum Zerstäuben einer Stärkeaufschlämmung, eine Einrichtung zum Zuführen der Aufschlämmung zur Sprühvorrichtung und eine Einrichtung zum Aufladen der zerstäubten Aufschlämmung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung einen

Zerstäuber aus im wesentlichen nichtleitendem Material aufweist, und daß die Einrichtung zur Aufladung der zerstäubten Aufschlämmung eine längliche Aufladungselektrode aufweist, welche an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist und von der Zerstäubungsvorrichtung neben dem Sprühstrahl getragen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen der Aufschlämmung zu der Sprühvorrichtung an diese angeschlossene Leitungen und eine Pumpe zum Durchtreiben der Aufschlämmung durch die Leitungen aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung aufweist, mittels welcher die Sprühvorrichtung über die Fläche der Bahn so angeordnet ist, daß der Sprühstrahl auf die Bahn gerichtet ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Oberfläche der Bahn auf einem den Sprühnebel anziehenden Potential zu halten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 16, mit einer Fourdrinier-Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Tragen der Sprühvorrichtung so in bezug auf die Fourdrinier-Sieb-Maschine und die Einrichtung zum Trocknen der Bahn angeordnet ist, daß der Sprühnebel auf die Bahnfläche gerichtet wird, nachdem die Bahn die Fourdrinier-Maschine verlassen hat.