DE1611788C3 - Verfahren zum Appretieren, ins besondere zum Leimen von Bahnen aus Zellulosefasermatenal - Google Patents
Verfahren zum Appretieren, ins besondere zum Leimen von Bahnen aus ZellulosefasermatenalInfo
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Description
rend des Schnelltrocknungsvorganges sich im Blatt grundlegend verschiedene Arbeitsweise, als beispielsbildende
Feuchtigkeit leicht und gleichmäßig aus weise bei der Herstellung von Schleifpapier oder bedem
Blatt austreten kann, ohne Blasen oder andere flocktem Papier als Substrat ein fertiges, also trocke-Fehler
auf der Druckfläche zu verursachen. Dies nes Papier verwendet wird, bei dessen Bestäubung
bringt jedoch Probleme mit sich, da es schwierig ist, 5 bzw. Beflockung die bei der Oberflächenleimung von
die Striche gleichmäßig aufzubringen, besonders Papier und Pappe auftretenden Schwierigkeiten nicht
wenn sie sehr dünn sein sollen. Es ist ferner schwer, gegeben sind.
das Eindringen des Strichmaterials in das Rohpapier Beim Verfahren der Erfindung stoßen die geladezu
verhindern, und zwar insbesondere dann, wenn das nen Harzteilchen einander ab und werden dadurch
Strichmaterial auf das noch nasse, auf dem Langsieb io gleichmäßig verteilt, während sie durch die nasse Pabefindliche
Papier ■ aufgetragen wird. Wenn das pierbahn, die wirksam geerdet ist, angezogen werden.
Strichmaterial hingegen dem Stoffansatz beigemengt Sie befinden sich also in einem elektrostatischen
wird, so ist es natürlich in dem geformten Rohpapier Feld, das sich bis zur nassen Bahn erstreckt, und Iagleichmäßig
verteilt, was häufig eine völlig unnötige gern sich unter dem Einfluß dieses Feldes auf der
Materialverschwendung darstellt. Zudem muß bei 15 Bahn einzeln und getrennt ab. Auf Grund der entgedieser
Arbeitsweise sorgsam darauf geachtet werden, gengesetzten Ladung neigen sie dazu, an den Oberdaß
sich das Strichmaterial vorher mit den Papierfa- flächenfasern zu haften, so daß die Oberflächeneisern
verbindet, damit es nicht im Siebwasser verlo- genschaften des zu behandelnden Papiers oder der zu
rengeht. behandelnden Pappe selektiv modifiziert werden
Weiterhin ist zu bedenken, daß Papier auf sehr 20 können.
komplizierten und teuren Maschinen erzeugt wird, Die nasse Bahn mit den an ihrer Oberfläche abgedie
mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten, so lagerten Harzteilchen wird vorzugsweise unter Erhitdaß
es in der Praxis nicht möglich ist, den Stoffan- zen getrocknet, da dadurch die Reaktion mit Wasser
satz zu verändern, wenn der Erzeugungsvorgang zur begünstigt wird. Die abgelagerten Teilchen verkleben
Herstellung von gewünschten Erzeugnissen einmal 25 mit den Oberflächenfasern und tragen zu deren Binangelaufen
ist. Das Aufbringen von gleichmäßigen dung mit dem Papierkörper und zur Modifizierung
Strichen, insbesondere wenn diese sehr dünn sind, anderer Oberflächeneigenschaften bei. Das Verfahauf
trockenes Papier ist äußerst schwierig, da die ren der Erfindung ist besonders wertvoll bei der Er-Oberfläche
des Papiers nicht glatt ist und weil im zeugung von bedruckbarem Papier mit hoher Rupf-Strichmaterial
Wasser verwendet werden muß. Die 30 festigkeit und gleichmäßigen Oberflächeneigenschafbekannten
Papiererzeugungsverfahren sind daher ten unter minimalem Materialverbrauch,
auch nicht flexibel genug. Die erfindungsgemäß verwendeten, durch Wasser
auch nicht flexibel genug. Die erfindungsgemäß verwendeten, durch Wasser
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren beeinflußbaren Harze können bei der Formung des
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das die nassen Papiers sowohl bei An- als auch bei Abwe-Nachteile
der bekannten Verfahren überwindet und 35 senheit der beim Trocknen des Papiers üblicherweise
es insbesondere ermöglicht, die Oberflächeneigen- angewandten Hitze mit dem in der nassen Bahn entschaften
von saugfähigen Bahnen aus Zellulosefaser- haltenen Wasser so zusammenwirken, daß das aufgematerial,
wie Pappe oder insbesondere Papier, wie tragene Harz sich mit den Papierfasern innig verbinder
bedruckbaren Papiere, einschließlich des Zei- det. Wenn durch Wasser beeinflußbare Harzteilchen
tungsdruckpapiers, Illustrationsdruckpapiers und der 40 ohne Anwendung der das Verfahren der Erfindung
Papiere, die für anspruchsvollere Druckverfahren be- kennzeichnenden Maßnahmen auf ein Papier aufgestimmt
sind, einschließlich der geglätteten und hoch- tragen werden, welches einen Wasserüberschuß von
geglätteten Papiere, die Rupffestigkeit, die Naßfestig- rund 25 Gewichtsprozent enthält, neigen die Harzkeit
u. dgl., unter Benutzung eines minimalen Anteils teilchen dazu, in das Rohpapier einzudringen und
an dem gewählten, durch Wasser beeinflußbaren 45 sich in diesem gleichmäßig zu verteilen. Bei größeren
Harz erheblich zu modifizieren und gleichmäßig zu Wassergehalten besteht, falls keine Anziehung zwigestalten.
sehen den Papierfasern und den Teilchen vorhanden
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ist, wie dies bei der Verwendung von kationischen
sich diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs Harzen im Stoffansatz vorkommen kann, sogar die
bezeichneten Art lösen läßt, das dadurch gekenn- 50 Gefahr, daß die Harzteilchen durch die Papierbahn
zeichnet ist, daß die Bahn in wassernassem Zustand ganz hindurchdringen, so daß das Harz im Siebwas-
durch die Umgebung geführt wird, in die die durch ser verlorengeht. Aus diesem Grunde wurden bis-
Wasser beeinflußbaren Harzteilchen trocken und als lang die meisten teilchenförmigen nichtkationischen
Teilchen eingeführt und elektrostatisch aufgeladen Harze erst an einem Punkt des Herstellungsgangs auf
werden, daß die aufgeladenen trockenen Harzteil- 55 der Papiermaschine auf bereits geformtes und im we-
chen durch elektrostatische Kräfte auf die Bahn sentlichen getrocknetes Papier oder auf das fertige
niedergeschlagen und voneinander getrennt werden Papiererzeugnis nach dessen Abnahme von der Pa-
und daß die Bahn danach entwässert wird. piermaschine aufgetragen. In beiden Fällen enthielt
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, das Papier kein Wasser, und falls eine begrenzte Wasdaß
aus der DDR-Patentschrift 46 793 ein Verfahren 60 sermenge zur Anwendung des Harzes erforderlich
zum Überziehen von beliebigen Gegenständen mit war, wurde es in Form einer wäßrigen Paste aufgepulverförmigen
Stoffen, z. B. zum Aufbringen von tragen. Auf diese Weise ist es jedoch sehr schwierig,
Schleifmitteln, wie Glas- oder Korundpulver, oder kleine Mengen aufzutragen, und insbesondere ein
Flocken auf Papier bekannt ist, bei dem das aufzu- gleichmäßiger Auftrag wird dadurch, daß die Oberbringende
Pulver zerstäubt und mittels elektrostati- 65 fläche des Papiers nicht glatt und eben ist, sowie dascher
Kräfte auf dem zu beschichtenden Substrat durch, daß sich in der Rohpapierbahn Fehler befinniedergeschlagen
wird. Dabei handelt es sich jedoch den und die aufgetragene Strichpaste dazu neigt, sich
insofern um eine vom Verfahren der Erfindung in diesen Fehlern anzuhäufen, erheblich erschwert.
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Beim Auftragen von Strichen auf die nasse Bahn, Andere verwendbare Naturstoffe, sind beispielswährend
diese noch eine große Wassermenge enthält, weise Zein und andere Proteine, die in Wasser oder
muß man sich vergegenwärtigen, daß eine solche verdünnten alkalischen Medien löslich sind. Es kön-Bahn
sehr brüchig ist und bereits durch einen schar- nen auch Esterharze sowie Naturharze bzw.
fen Strahl eines wäßrigen Strichgemisches zerstört 5 -schleime wie Gummiarabikum, Agar-Agar, Irländiwerden
kann. Das Auftragen von nassen oder trocke- sches Moos u. dgl. benutzt werden. Viele Naturharze
nen Materialien auf wassernasse Papierbahnen war bzw. Pflanzenschleime sind sauer, und ihre Affinität
deshalb früher nicht durchführbar. Sofern trotzdem zu Wasser kann durch Verseifung erhöht werden,
feinverteilte Teilchen aufgetragen wurden, sind diese Darüber hinaus kann der Löslichkeitsgrad durch den
in die nasse Bahn eingedrungen, anstatt bevorzugt in io Verseifungsgrad gesteuert werden. Gelatine ist ebenden
Oberflächenzonen des Papiers abgebunden zu falls ganz brauchbar,
werden, wie beim Verfahren der Erfindung. Was die synthetischen Stoffe betrifft, so ist Polyvi-
werden, wie beim Verfahren der Erfindung. Was die synthetischen Stoffe betrifft, so ist Polyvi-
Für das Verfahren der Erfindung können durch nylalkohol mit niedrigem Azetatgehalt als ein synthe-Wasser
beeinflußbare Harze verschiedener Art, und tisches Harz, das in Wasser quillt, jedoch nicht nenzwar
sowohl Natur- als auch Kunstharze verwendet 15 nenswert dispergiert wird, besonders zweckmäßig,
werden. Die Harze können sich nicht nur durch ihre Bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Hitze quillt
chemische Beschaffenheit, sondern auch durch den der Polyvinylalkohol mit Wasser und wird klebrig, so
Grad und Charakter ihrer Beeinflußbarkeit durch daß er eine gewünschte Bindewirkung auf die Ober-Wasser
voneinander unterscheiden, flächenfasern ausübt. Polyvinylalkohol wird durch
Von den verschiedenen Arten der durch Wasser- 20 Hydrolyse von Polyvinylazetat gewonnen. Wenn eine
beeinflußbaren Harze, die für die Zwecke der Erfin- im wesentlichen vollständige Hydrolyse, z. B. ungedung
benutzt werden können, ist Kolophonium ein fähr 98,5 °/o, erreicht wird, so erhält man einen Leim-Beispiel
der Naturharze, die eine erhebliche Affinität stoff mit guten Faserbindeeigenschaften, der genüzu
Wasser besitzen und die erfindungsgemäß als gend wasserbeständig ist. Diese Materialien lassen
Leim verwendet werden können. Beim Verfahren der 25 sich in Pulverform zum Binden der Oberflächenfa-Erfindung
bleiben die niedergeschlagenen Kolopho- sern bei minimaler gleichzeitiger Verringerung der
niumteilchen in der Nähe der Papieroberfläche, bis Saugfähigkeit des modifizierten Papiers verwenden,
sich das Kolophonium infolge der Trockentempera- Bei einem niedrigeren Hydrolysegrad, z. B. 86 tür und der Berührungszeit im Wasser dispergiert. bis 89%, ist das Produkt stärker durch Wasser beein-Durch die Wahl eines langsam löslichen Kolophoni- 30 flußbar und bildet einen Leim, der in den Oberfläumleimstoffes kann die Dispersion der Kolophoni- chenzonen des Papiers dispergiert, wobei außer der umteilchen im Wasser hinausgezögert werden, bis Haftfestigkeit der Fasern gleichzeitig auch der Wasder Feuchtigkeitsgehalt des Papiers so stark herabge- seradsorptionswiderstand stärker erhöht wird,
setzt worden ist, daß die Hauptmenge des dispergier- Kunstharze mit hoher Wasserlöslichkeit sind beiten Kolophoniums in der Oberflächennähe verbleibt. 35 spielsweise zu 60 bis 85 % hydrolisiertes Polyvinyl-Das Kolophonium wird vorteilhaft in Form einer azetat und Acryl-Carboxyl-Mischpolymerisate, wie Seife mit einer nichtflüchtigen Base wie Natriumhy- ein in einem organischen Lösungsmittel gewonnenes droxyd verwendet. Partielle Ester von Harzen mit Lösungsmischpolymerisat aus 80 Teilen Äthylacryeinem Alkohol, wie Äthylalkohol, Butylalkohol oder lat und 20 Teilen Acryl- oder Methacrylsäure. Diese Äthylhexylalkohol, können ebenfalls, wiederum vor- 40 Carboxylmischpolymerisate können in Salze (Seifen) zugsweise als Seife, verwendet werden. mit einer nicht flüchtigen Base, wie Natriumhydro-
sich das Kolophonium infolge der Trockentempera- Bei einem niedrigeren Hydrolysegrad, z. B. 86 tür und der Berührungszeit im Wasser dispergiert. bis 89%, ist das Produkt stärker durch Wasser beein-Durch die Wahl eines langsam löslichen Kolophoni- 30 flußbar und bildet einen Leim, der in den Oberfläumleimstoffes kann die Dispersion der Kolophoni- chenzonen des Papiers dispergiert, wobei außer der umteilchen im Wasser hinausgezögert werden, bis Haftfestigkeit der Fasern gleichzeitig auch der Wasder Feuchtigkeitsgehalt des Papiers so stark herabge- seradsorptionswiderstand stärker erhöht wird,
setzt worden ist, daß die Hauptmenge des dispergier- Kunstharze mit hoher Wasserlöslichkeit sind beiten Kolophoniums in der Oberflächennähe verbleibt. 35 spielsweise zu 60 bis 85 % hydrolisiertes Polyvinyl-Das Kolophonium wird vorteilhaft in Form einer azetat und Acryl-Carboxyl-Mischpolymerisate, wie Seife mit einer nichtflüchtigen Base wie Natriumhy- ein in einem organischen Lösungsmittel gewonnenes droxyd verwendet. Partielle Ester von Harzen mit Lösungsmischpolymerisat aus 80 Teilen Äthylacryeinem Alkohol, wie Äthylalkohol, Butylalkohol oder lat und 20 Teilen Acryl- oder Methacrylsäure. Diese Äthylhexylalkohol, können ebenfalls, wiederum vor- 40 Carboxylmischpolymerisate können in Salze (Seifen) zugsweise als Seife, verwendet werden. mit einer nicht flüchtigen Base, wie Natriumhydro-
Bei Verwendung von Kolophonium wird gewöhn- xyd, übergeführt werden. Wäßrige Lösungen dieser
lieh gleichzeitig auch Alaun im Stoffeinsatz verwen- Salze können getrocknet werden, wobei man die
det, der zur Umwandlung der elektrisch negativen Mischpolymerisate in einer Salz- oder Seifenform er-ZeUulosefasern
in elektrisch positive Fasern dient, 45 hält, in welcher sie sich in Wasser schnell auflösen,
die eine Affinität zu dem gewöhnlich elektrisch nega- Man kann auch Harzteilchen verwenden, die bei tiven Kolophonium besitzen. Erfindungsgemäß wird den üblichen Umgebungstemperaturen eine geringe Alaun bevorzugt dem Stoffeinsatz zugegeben, wobei Affinität zu Wasser aufweisen, jedoch bei höheren Kolophoniumteilchen verwendet werden, die eine ne- Temperaturen, wie sie bei der üblichen Trocknung gative Ladung beibehalten, wenn sie geerdet sind. 50 von Papier unter Verwendung von dampfbeheizten Bei dieser Ausführungsform werden vorzugsweise Trockenzylindern herrschen, in Wasser leicht löslich Kolophoniumteilchen verwendet, deren Oberflächen- sind. In diesem Zusammenhang sei besonders auf teil eine erhöhte Leitfähigkeit besitzt. Dabei wird ein Carboxymethylzellulose hingewiesen, die nach dem positives Netzanschlußgerät benutzt, so daß das gela- Verfahren der Erfindung auf den Oberflächenfasern dene Teilchen eine negative Ladung beibehält, wenn 55 des Papiers niedergeschlagen werden kann und dabei es geerdet wird. Der Oberflächenteil mit erhöhter bis in die späten Stadien des Papierherstellungspro-Leitfähigkeit läßt sich leicht durch Verseifen der zesses, in denen die höheren Trockentemperaturen Oberfläche mit einer Base oder durch die Verwen- auftreten, bei denen sich die Teilchen auflösen köndung eines Anteiles von alkalischem Agens erzielen, nen, ihre Teilchenformen behält, so daß die Wasserdas überschüssige freie Alkalimetallionen auf der 60 adsorptionseigenschaften des behandelten Papiers Oberfläche zurückläßt, z. B. durch Behandeln der im wesentlichen nur in der Nähe der Oberfläche mo-Harzteilchen mit konzentrierter wäßriger Natrium- difiziert werden. Polyvinylalkohol und Gelatine weicarbonatlösung. Dadurch wird eine schnellere Lös- sen ebenfalls eine höhere Löslichkeit bei erhöhten lichkeit in dem wäßrigen Medium der Papierbahn so- Temperaturen auf.
die eine Affinität zu dem gewöhnlich elektrisch nega- Man kann auch Harzteilchen verwenden, die bei tiven Kolophonium besitzen. Erfindungsgemäß wird den üblichen Umgebungstemperaturen eine geringe Alaun bevorzugt dem Stoffeinsatz zugegeben, wobei Affinität zu Wasser aufweisen, jedoch bei höheren Kolophoniumteilchen verwendet werden, die eine ne- Temperaturen, wie sie bei der üblichen Trocknung gative Ladung beibehalten, wenn sie geerdet sind. 50 von Papier unter Verwendung von dampfbeheizten Bei dieser Ausführungsform werden vorzugsweise Trockenzylindern herrschen, in Wasser leicht löslich Kolophoniumteilchen verwendet, deren Oberflächen- sind. In diesem Zusammenhang sei besonders auf teil eine erhöhte Leitfähigkeit besitzt. Dabei wird ein Carboxymethylzellulose hingewiesen, die nach dem positives Netzanschlußgerät benutzt, so daß das gela- Verfahren der Erfindung auf den Oberflächenfasern dene Teilchen eine negative Ladung beibehält, wenn 55 des Papiers niedergeschlagen werden kann und dabei es geerdet wird. Der Oberflächenteil mit erhöhter bis in die späten Stadien des Papierherstellungspro-Leitfähigkeit läßt sich leicht durch Verseifen der zesses, in denen die höheren Trockentemperaturen Oberfläche mit einer Base oder durch die Verwen- auftreten, bei denen sich die Teilchen auflösen köndung eines Anteiles von alkalischem Agens erzielen, nen, ihre Teilchenformen behält, so daß die Wasserdas überschüssige freie Alkalimetallionen auf der 60 adsorptionseigenschaften des behandelten Papiers Oberfläche zurückläßt, z. B. durch Behandeln der im wesentlichen nur in der Nähe der Oberfläche mo-Harzteilchen mit konzentrierter wäßriger Natrium- difiziert werden. Polyvinylalkohol und Gelatine weicarbonatlösung. Dadurch wird eine schnellere Lös- sen ebenfalls eine höhere Löslichkeit bei erhöhten lichkeit in dem wäßrigen Medium der Papierbahn so- Temperaturen auf.
wie die Ausbildung leitender Oberflächenschichten 65 Um die verschiedenen Ziele des Verfahrens der
erreicht, die dazu neigen, Teilchenstrukturen zu bil- Erfindung besser erreichen zu können oder um die
den, welche nach der Erdung entgegengesetzte La- verschiedenen Bedingungen der Papierherstellung,
düngen beibehalten. wie Geschwindigkeit der Maschine, Stelle der Harz-
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aufbringung, Temperatur der Trockenzylinder u. dgl. tisch aufgeladen, wodurch sich eine gleichmäßige
anpassen zu können, kann je nachdem das eine oder Wolke aus Harzteilchen innerhalb einer Kammer 26
das andere Harz bevorzugt werden, wobei die ver- bildet, die infolge ihrer elektrostatischen Ladung, wie
schiedenen obenerwähnten Harze allein oder in Mi- vorstehend erläutert, von der Papierbahn P angezoschungen
verwendet werden können. 5 gen und auf dieser niedergeschlagen werden.
Ein Beispiel verwendbarer Mischungen sind Gemi- Die Einrichtung zum Niederschlagen geladener
sehe von Polyvinylalkoholen unterschiedlicher Di- Harzteilchen 23,24, 25,26 kann an verschiedenen
spersibilität in Wasser, die verwendet werden, um Punkten längs der Siebbewegungsbahn angeordnet
abgestufte Eigenschaften zu erzielen. werden. Wahlweise kann sie statt dessen zwischen
Die Teilchengröße kann innerhalb eines Bereiches io den Preßwalzen 18 oder anstatt eines Satzes der
von 0,42 mm bis 52 |im schwanken, und sogar noch Preßwalzen angebracht oder auch zwischen den letzkleinere
Teilchen können mit gutem Erfolg verwen- ten Preßwalzen 18 und dem Trockenabschnitt andet
werden. Die Teilchengröße liegt vorzugsweise bei geordnet werden. Außerdem kann sie auch umge-0,177mm
oder darunter. Teilchen, deren mittlerer kehrt, d.h. so angebracht werden, daß die Harzteil-Durchmesser
ein Fünftel bis ein Zehntel der mittle- 15 chen auf die untere oder Siebweite der Papierbahn in
ren Breite der Papierfasern beträgt, können beim der durch einen Pfeil 32 angedeuteten Weise aufge-Verf
ahren der Erfindung leicht gehandhabt werden. bracht werden. Die Erfindung ist nicht auf die An-
Die Erfindung ist an Hand von typischen Ausfüh- wendung bei einer Langsiebpapiermaschine berungsformen
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt schränkt, sondern kann gleichermaßen vorteilhaft bei
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer her- ao der Papier- oder Pappenherstellung auf Rundsiebmakömmlichen
Papiermaschine mit einer Einrichtung schinen oder anderen Maschinentypen angewandt
zum Niederschlagen von elektrostatisch geladenen werden.
Teilchen auf der Papierbahn und In F i g. 2 ist das Aufbringen von Harzteilchen auf
Teilchen auf der Papierbahn und In F i g. 2 ist das Aufbringen von Harzteilchen auf
Fig.2 eine Teilansicht, die einige Alternativen beide Seiten der nassen Papierbahn P dargestellt,
hinsichtlich der elektrostatischen Aufbringung der 25 während diese eine vertikale oder horizontale För-Harzteilchen
auf das Papier wiedergibt. derstrecke durchläuft, wie dies auf der Strecke zwi-
Typische Ausführungsformen des Verfahrens nach sehen benachbarten Preßwalzenpaaren 18 vorkomder
Erfindung lassen sich an Hand der Zeichnung men kann. Zur Veranschaulichung ist auf einer Seite
besser verstehen. In Fig. 1 ist eine Langsiebpapier- der sich vertikal bewegenden nassen Papierbahn eine
maschine 10 mit einem Stoffauflaufkasten 11, einer 30 Wirbelschicht 33 elektrostatisch geladener Harzteil-Staulatte
12, einer Brustwalze 13, Registerwalzen 14 chen wiedergegeben, aus der eine Harzteilchenwolke
und einer Gauische IS, um weiche ein Sieb 16 läuft, 34 austritt, die sich unter der Wirkung des clektrostadargestellt.
Gewünschtenfalls kann auch eine her- tischen Feldes zur Siebseite der nassen Papierbahn
kömmliche Siebwalze vorhanden sein, die jedoch in bewegt. In F i g. 2 ist eine anders konstruierte Aus-Fig.
1 nicht eingezeichnet ist. Die Papiermaschine 35 führungsform einer Einrichtung zum elektrostati-10
weist herkömmliche Saugkästen 17 auf. Die das sehen Aufbringen von Harzteilchen auf die sich ver-Sieb
16 verlassende frisch geformte nasse Papierbahn tikal bewegende Papierbahn dargestellt, mit der die
wird zu einem Pressenabschnitt mit Preßwalzen 18 Filzseite der Papierbahn bestäubt wird. Diese Auf-
und die Papierbahn transportierenden Filzen 19, 20 bringvorrichtung weist eine geneigte Platte 35 auf,
und 21 transportiert. 40 die in der durch den Doppelpfeil 36 angedeuteten
Die aus dem Stoff auflauf kasten 11 in der Nähe der Weise so bewegt wird, daß .'eine dosierte Harzteil-Brustwalze
13 auf das Sieb 16 aufgegebene Papier- chenmenge gleichmäßig in der Nähe der Papierbahn
bahn P besteht zunächst zum größten Teil aus Was- vom unteren Ende der Platte 35 abgeworfen- wird,
ser. Ihr Wassergehalt wird nach und nach durch worauf sich die Harzteilchen infolge ihrer elektrosta-Ablaufen
und dann durch Absaugen von Wasser bis 45 tischen Ladung zu einer Wolke 37 verteilen und
auf rund 80% in der Nähe der Gautschwalze 15 ver- durch elektrostatische Anziehungskräfte zur nassen
ringert. Nachdem die Papierbahn die Gautschwalze Papierbahn transportiert und darauf niedergeschla-15
verlassen hat, wird sie dem Pressenabschnitt züge- gen werden.
führt, in dem die Preßwalzen 18 weiteres Wasser ab- Das elektrostatische Aufbringen von Harzteilchen
quetschen, wodurch nicht nur der Wassergehalt des 50 oder -körnchen in dosierten Mengen aus einer Lage
Papiers noch mehr verringert, sondern auch die in- über oder unter der nassen Papierbahn kann, wie genere
Festigkeit des Blattes erhöht wird. Schließlich zeigt, auf verschiedene Weise verwirklicht werden,
wird die teilweise entwässerte Papierbahn zu Trok- So kann, wie vorstehend erwähnt, eine geneigte Platte
kenzylindernD transportiert, die sie bis zu dem im benutzt werden, welche bewegt wird, um die Teilfertigen
Papier gewünschten Feuchtigkeitsgehalt 55 chen zuzuführen, und welche geladen ist, um die
trocknen. Teilchen aufzuladen. Solche Konstruktionen sind in
Fig. 1 zeigt eine Papiermaschine für eine Ausfüh- der USA.-Patentschrift 2748 918 beschrieben. Vorrungsform
der Erfindung, bei der die elektrostatisch zugsweise werden Pistolen zum Herausschleudern
geladenen Harzteilchen auf die obere oder Filzseite oder Versprühen von dosierten Mengen elektrostader
Papierbahn P niederschlagen werden, bevor man 60 tisch geladener Teilchen verwendet. Solche Vorrichdiese
in das erste Preßwalzenpaar 18 einführt. Die tungen sind im Handel erhältlich und in einer 1966
Harzteilchen werden, wie durch einen Pfeil 22 ange- erschienenen Broschüre mit dem Titel »Ransburg
deutet ist, über ein Verteilerrohr 23 zu Rohren 24 Elektrostatic Powder Coating« beschrieben. Diese
und von dort zu Verteilerköpfen 25 geführt, die Konstruktionen können benutzt werden, um die Teiloberhalb
der Papierbahn P angeordnet sind. Durch 65 chen auf das Papier aufzubringen, während sich diedie
Rohre 24 wird eine dosierte Menge feinkörniges ses auf einer vertikalen Bahn bewegt. In einem sol-Harz
eingeblasen und durch die Verteilerköpfe 25 chen Falle kann es bei Zuführung von nicht geladezerstreut.
Dabei werden die Harzteilchen elektrosta- nen Teilchen vorkommen, daß sich kaum welche da-
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von auf dem Papier ablagern. Wenn eine Ladung geführten Pulvers derart ist, daß ein gleichmäßiges
aufgebracht wird, steuern die elektrostatischen Aufbringen praktisch unmöglich ist.
Transportkräfte auch hier die Strömungsgeschwin- Die nach der Erfindung zum Niederschlagen von digkeit des Materials sowie die Ablagerung der Teil- trockenen Harzteilchen auf der Oberfläche einer Pachen auf dem Papier. In der bevorzugten Ausfüh- 5 pierbahn benutzte elektrostatische Kraft wird durch rungsform sind die Teilchen, die gegen das Papier die Luftturbulenz in der Nähe des Siebes nicht merkgeschleudert oder auf dieses abgeworfen werden, ge- lieh beeinträchtigt. Der Betrieb ist staubfrei, und das laden. Es können aber auch nicht geladene Teilchen Harz wird im wesentlichen vollständig auf der Pabenutzt werden, die auf ihrem Weg zu dem Papier pierbahn niedergeschlagen. Darüber hinaus stoßen aufgeladen werden, was dadurch erzielt werden io sich die geladenen Teilchen auf ihrem Wege von der kann, daß sie durch ein elektrostatisches Feld ge- Verteilungseinrichtung zu der Papierbahn gegenseitig schickt werden. ab, so daß es nicht zur Bildung von Agglomeraten
Transportkräfte auch hier die Strömungsgeschwin- Die nach der Erfindung zum Niederschlagen von digkeit des Materials sowie die Ablagerung der Teil- trockenen Harzteilchen auf der Oberfläche einer Pachen auf dem Papier. In der bevorzugten Ausfüh- 5 pierbahn benutzte elektrostatische Kraft wird durch rungsform sind die Teilchen, die gegen das Papier die Luftturbulenz in der Nähe des Siebes nicht merkgeschleudert oder auf dieses abgeworfen werden, ge- lieh beeinträchtigt. Der Betrieb ist staubfrei, und das laden. Es können aber auch nicht geladene Teilchen Harz wird im wesentlichen vollständig auf der Pabenutzt werden, die auf ihrem Weg zu dem Papier pierbahn niedergeschlagen. Darüber hinaus stoßen aufgeladen werden, was dadurch erzielt werden io sich die geladenen Teilchen auf ihrem Wege von der kann, daß sie durch ein elektrostatisches Feld ge- Verteilungseinrichtung zu der Papierbahn gegenseitig schickt werden. ab, so daß es nicht zur Bildung von Agglomeraten
Das Aufbringen der Harzteilchen nach der Erfin- oder Klumpen kommt. Die resultierende Materialdung
kann auf einer oder auf beiden Seiten des Pa- wolke ist daher außerordentlich gleichmäßig und Iapiers
durchgeführt werden. In der bevorzugten Aus- 15 gert sich auf der Oberfläche des Blattes sehr gleichführungsform
der Erfindung wird das Harz auf die mäßig ab.
obere oder Filzseite der Papierbahn aufgebracht, da Beim Durchgang durch die Teilchenablagerungsdie
Siebseite der Papierbahn normalerweise viel fe- zone wird die nasse Papierbahn einem elektrostatister
als die Filzseite ist, so daß es manchmal genügt, sehen Feld von den geladenen Verteilerköpfen ausnur
die Filzseite des Papiers zu modifizieren und zu 20 gesetzt. Diese Köpfe sind so geladen, daß sie ein Feld
verstärken, um ein zufriedenstellendes Erzeugnis zu mit einem mittleren Potentialgradienten von mindeerhalten.
Andererseits ist es bei der Erzeugung von stens fünf und vorzugsweise von fünf bis zehn Kilobesseren
Papiersorten häufig erwünscht, die Harzteil- volt pro 2,54 cm des Abstandes zwischen den Verchen
auf beide Seiten der Papierbahn aufzubringen. teilerköpfen und der Oberfläche der wirksam geerde-
Bei der Ausführung der Erfindung ist der Feuch- 25 ten Bahn erzeugen. Es sei vermekt, daß die Papiertigkeitsgehalt
der Papierbahn am Ablagerungspunkt bahn selbst einem elektrostatischen Feld ausgesetzt
der Harzteilchen, aber auch das Feuchtigkeits-Tem- ist, welches eine Feldkonzentration in der Nähe der
peratur-Gleichgewicht in den Trockenzylindern wäh- herausragenden Oberflächenfasern erzeugen oder
rend der Entfernung dieser Feuchtigkeit von Wich- eine andere ähnliche Wirkung auf der nassen Papiertigkeit.
Genauer gesagt kann ein Wassergehalt von 30 bahn hervorrufen kann, die zu der beobachteten Er-25
bis 95 Gewichtsprozent oder mehr verwendet wer- scheinung beitragen kann, daß nämlich die Harzteilden.
Vorzugsweise soll der Feuchtigkeitsgehalt der chen auf der Oberfläche an den Papierfasern haften
Papierbahn zum Zeitpunkt der Harzablagerung je- bleiben, anstatt die Papierbahn stark zu durchdrindoch
mindestens rund 45 Gewichtsprozent und ins- gen, wie man es auf Grund des hohen Feuchtigkeitsbesondere über 60 Gewichtsprozent betragen. Der 35 gehaltes der Papierbahn am Punkt der Harzablage-Grund
dafür ist, daß bei Feuchtigkeitsgehalten von rung sowie der geringen Korngröße der abgelagerten
45% und darüber die aufgebrachten Harzteilchen Teilchen erwarten würde.
besser bzw. leichter Feuchtigkeit aufsaugen können, Die elektrostatisch geladenen Harzteilchen werden
um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Dies von der nassen Papieroberfiäche angezogen, und
ändert sich jedoch je nach dem gewählten Harz, der 40 diese Anziehung ist stark genug, um die Turbulenz
zum Trocknen angewandten Temperatur und dem wirksam zu überwinden, welche durch die von der
beabsichtigten Verwendungszweck. So kann der schnellaufenden Papierbahn mitgerissene Luft erPunkt
des Harzaufbringens variiert werden, um den zeugt wird. Die abgelagerten Teilchen verbleiben auf
Dispergierungsgrad des Harzes zu steuern. der Papieroberfläche, und man vermutet, daß es zu
Es sei angemerkt, daß das Aufbringen von trocke- 45 einer selektiven Ablagerung von Teilchen auf den
nem Pulver auf eine kontinuierlich erzeugte nasse über die Oberfläche des Blattes hinausragenden Fa-Papierbahn
durch mechanische Verteilung schon frii- sern kommt. Es sind dies die Fasern, die am meisten
her vorgeschlagen, aber nicht zu einem betriebsreifen dazu neigen, durch die mit Farbe bedeckten Flächen
Verfahren entwickelt worden ist. Wie bereits er- während des Druckvorganges herausgerupft und
wähnt, muß das Papier, auf das die Teilchen aufge- 5° weggerissen zu werden. Man glaubt, daß diese Erbracht
werden, einen genügenden Feuchtigkeitsgehalt scheinung der selektiven Ablagerung auf den kritihaben,
um das Zustandekommen einer weitgehenden sehen wichtigen Teilen der Papierbahn zu den uner-Reaktion
des Pulvers mit dem Wasser zu ermögli- warteten, ausgeprägt verbesserten Blatteigenschaften
chen. Ein so hoher Feuchtigkeitsgehalt führt jedoch beiträgt, die auf die Verwendung sehr kleiner Mendazu,
daß die Teilchen in die Papierbahn eindringen 55 gen von elektrostatisch abgelagertem Harz zurückzu-
und in dieser gleichmäßig verteilt werden, daß, im führen sind.
Extremfall, ein großer Teil des aufgebrachten Pul- Beim Verfahren der Erfindung kann die aufge-
vers vollständig durch das Papier hindurchdringt und brachte Harzmenge erheblich variiert werden, wobei
im Siebwasser verlorengeht. Ferner ist eine lediglich noch immer einige der Vorzüge der Erfindung erzielt
mechanische Verteilung von zweifelhaftem Wert, da 60 werden. Die besten Ergebnisse werden bei niedrig-
sich die Papierbahn bei der praktischen Papiererzeu- sten Kosten durch Aufbringen einer relativ kleinen
gung mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, wo- Harzmenge von z.B. 0,1g bis 1,5g Harz je m2 be-
durch an der Oberfläche einer sich derart schnell be- handelte Fläche erzielt. Im weiteren Sinne kann das
wegenden Bahn erhebliche Luftturbulenz entsteht. Verfahren nach der Erfindung zum Aufbringen 0,1
Dadurch kann ein erhebliches Stauproblem entste- 65 bis 10,0 g Harz je m2 Fläche verwendet werden,
hen, das zu Produktionsausfällen und anderen Es versteht sich, daß beim Verfahren der Erfin-
Schwierigkeiten und Gefahren führt. Hinzu kommt, dung zusammen mit den Harzteilchen gleichzeitig
daß die Dispersionscharakteristik des mechanisch zu- auch andere pulverförmige Materialien aufgebracht
11 12
werden können, die man mit den Harzteilchen vermi- Harzleime zum Verstopfen der Filze wird im wesent-
schen und zusammen mit ihnen aufbringen kann. liehen ausgeschaltet. Dies gilt auch für den Fall,
Beispiele solcher anderer pulverförmiger Materialien wenn die Harzteilchen auf beide Oberflächen der Pa-
sind Pigmente und Füllstoffe, wie Ton und ähnliche pierbahn aufgetragen werden, da die Harzteilchen
Mineralfüllstoffe. 5 eine starke Tendenz haben, an den Oberflächenfa-
Es wurde festgestellt, daß die Verbindung der ab- sern haften zu bleiben und die Tendenz der disper-
gelagerten Harzteilchen mit den Oberflächenfasern gierten Aluminiumresinatteilchen zur Verschmutzung
der nassen Papierbahn durch Verwendung von Teil- der Filze durch die erniedrigte Berührung zwischen
chen begünstigt wird, bei welchen eine Oberflächen- dem Wasser und den Harzteilchen sowie durch die
zone leitfähiger ist als der Kern. Die Verwendung io elektrostatische Haftkraft, die zwischen den Papier-
von Harzteilchen mit einer solchen Struktur wird be- fasern und den Harzteilchen zustande kommen kann,
vorzugt, da solche Teilchen die Tendenz haben, die verringert wird.
Ladung zu behalten, auch nachdem sie geerdet wor- Beim Durchgang durch die Teilchenablagerungs-
den sind. Die beibehaltene Ladung weist häufig ein zone wird die nasse Papierbahn in dieser einem elek-
der ursprünglich aufgebrachten Ladung entgegenge- 15 trostatischen Feld von den geladenen Verteilerköp-
setztes Vorzeichen auf. Wenn also beispielsweise die fen ausgesetzt. Die Verteilerköpfe werden mit einem
Harzteilchen, wie dies in der Regel zweckmäßig ist, so hohen Potential geladen, daß sich zwischen ihnen
ursprünglich negativ geladen sind, so ist ihre nach und der geerdeten Papierbahn ein elektrisches Feld
der Erdung beibehaltene Ladung positiv. Da die ZeI- mit einem Potentialgradienten von mindestens fünf
lulosepapierfasern häufig negativ elektrisch sind, ist 20 und vorzugsweise fünf bis zehn Kilovolt pro 2,54 cm
es offensichtlich, daß es zu einer bevorzugten Ver- Abstand zwischen den Verteilerköpfen und der
\ einigung der positiv geladenen festen Teilchen mit Oberfläche der Papierbahn ausbildet. Es sei ange-
} den elektrisch negativen Papierfasem auf der Papier- merkt, daß die Papierbahn selbst einem elektrostati-
oberfläche kommt. Wenn die Papierfasem mit Alaun sehen Feld ausgesetzt ist, welches einen Zustand von
modifiziert sind, um sie elektrisch positiv zu machen, 25 Feldkonzentration in der Nähe der herausragenden
; dann kann natürlich zunächst eine positive Ladung Oberflächenfasern erzeugen oder eine andere ähn-
j auf die Harzteilchen aufgebracht werden, so daß liehe Wirkung auf der nassen Papierbahn hervorru-
; diese nach erfolgter Ladungsumkehr negativ geladen fen kann, die zu der beobachteten Erscheinung bei-
sind. tragen kann, daß nämlich die Harzteilchen auf der
! Harzteilchen mit einem leitenden Oberflächenteil 30 Oberfläche an den Papierfasem haften bleiben, an-
und einem relativ isolierenden Kernteil können auf statt diese zum großen Teil zu durchdringen, wie
verschiedene Weise erhalten werden. So sind z.B. man es auf Grund des hohen Feuchtigkeitsgehaltes
j viele der wasserempfindlichen Harze, die erfindungs- der Papierbahn am Punkt der Harzablagening sowie
ι gemäß verwendet werden können, Carboxylharze, der geringen Korngröße der abgelagerten Teilchen
bei welchen das Wasserbindungsvermögen durch die 35 erwarten würde.
ι Salzbildung mit einer Base erzielt wird. Damit die Die Erfindung wird an Hand der folgenden Bei-
Wasserphase des Papiereintrages ohne pH-Einstel- spiele erläutert.
] lung ausgenutzt werden kann, wird das Carboxylharz Beispiel 1
| vorher mit einer nichtflüchtigen Base, wie Natrium-
| vorher mit einer nichtflüchtigen Base, wie Natrium-
oder Kaliumhydroxyd, oder mit einer langsam fluch- 40 Eine Versuchs-Papiermaschine herkömmlicher
tigen Base, z.B. einem Amin höheren Molekularge- Konstruktion (ähnlich der in Fig. 1 dargestellten)
' wichtes, wie Dodecylamin, vermengt, um eine Seife wird mit einer Einrichtung zum Niederschlagen von
zu bilden, die direkt mit Wasser reagieren kann. Die elektrostatisch geladenen Teilchen 23,24, '25,26
Seife auf der Oberfläche des Harzteilchens wird da- (Aufbringvorrichtung) ausgerüstet, mit der feinzerbei
dadurch gebildet, daß man die Harzteilchen mit 45 teilte Stärke elektrostatisch auf die nasse Papierbahn
einer kleinen Wassermenge, die die Base enthält, aufgetragen wird. Dabei wird ein einziger Verteilergründlich vermischt und anschließend das Wasser kopf 25 benützt, der in einem Abstand von 25,4 bis
verdampft wird, wodurch man Harzteilchen erhält, 30,5 cm über der Papierbahn angeordnet ist. Im
die auf der Oberfläche leitfähiger als im Kern sind praktischen Fertigungsbetrieb werden natürlich brei-
und die Eigenschaft haben, sich nach der Erdung 50 tere Papierbahnen hergestellt und dementsprechend
nicht zu entladen, sondern umzuladen. mehr Verteilerköpfe verwendet, wie in der Zeich-Um
das Vorstehende in bezug auf Teilchen, die nung gezeigt, um die Stärke über die ganze Breite
bei Vereinigung mit Wasser nicht zersetzt werden, dieser breiteren Papierbahnen aufzubringen. Der vernäher
zu erläutern, wird ein Lösungsmischpolymeri- wendete Stoffeintrag entspricht ungefähr dem des
sat aus 95% Äthylacrylat und 5°/o Acrylsäure in 55 herkömmlichen Zeitungsdruckpapiers (70% Holz-Form
von sprühgetrockneten Teilchen mit 50 Ge- schliff, 30% Sulfit), und das fertige Papier wiegt
wichtsprozent einer 2%igen wäßrigen Natriumhy- -14,5 kg pro Ries (61 cm X 91 cm — 500 Blatt
droxydlösung vermischt und Luft durch die Mi- (279 m2).
schung geblasen, um sie zu trocknen, wobei Misch- Die Papiermaschine wird mit einer Geschwindig-
polymerisatteilchen zurückbleiben, die eine leitende, 60 keit von 22,86 m pro Minute gefahren. Auf die FiIz-
durch Wasser beeinflußbare Oberfläche besitzen. sehe des Papiers werden unter Anwendung einer mit-
Harz, hydriertes Harz und partielle Ester von tels eines negativen Netzgerätes an die Verteilerköpfe
Harz können in der vorstehend erläuterten Weise be- 25 angelegten Spannung von 65 bis 75 Kilovolt PoIy-
handelt und auf nasses Papier aufgebracht werden, vinylalkoholteilchen (!Polyvinylacetat, hydrolysiert
dessen Papierfasem vorzugsweise vorher mit Alaun 65 auf 98%) aufgebracht. Das Polyvinylalkoholpulver
( im Stoffeintrag vermengt wurden. Auf diese Weise wird vorher gesiebt, um Teilchen, die größer als
wird Aluminiumresinat auf der oberen Oberfläche 0,177 mm sind, zu entfernen. Die Aufbringungsvor-
der Papierbahn gebildet, und die übliche Neigung der richtung ist so angeordnet, daß der Polyvinylalkohol
13 14
auf die obere Fläche der Papierbahn an einer Stelle Zerstäubung getrocknetes Lösungsmischpolymerisat
zwischen den letzten Preßwalzen und dem ersten aus 95 Gewichtsprozent Äthylacrylat und 5Ge-Trockenzylinder
aufgebracht wird, an der ihr Feuch- wichtsprozent Methacrylsäure, umgesetzt mit einer
tigkeitsgehalt ungefähr 65% beträgt. Nach dem Auf- stöchiometrischen Menge Natriumhydroxyd vor der
bringen des Polyvinylalkohole wird die Papierbahn 5 Zerstäubungstrocknung) wiederholt. Die Teilchen
unter Verwendung von dampfbeheizten Trockenzy- werden vor Benutzung durch ein Sieb mit einer lichlindern
mit 3,lkp/cm2 Dampfdruck kontinuierlich ten Maschenweite von 0,177 mm gesiebt. Die Mischgetrocknet
und danach geglättet. Die Aufbringungs- polymerisatteilchen quellen und werden klebrig, so
geschwindigkeit des Polyvinylalkohols wird so ge- daß sie die Oberflächenfasern des Papiers binden,
wählt, daß die abgelagerte Menge gleich 1% des Pa- io Um das Verkleben der Mischpolymerisatteilchen vor
pierfasergewichtes, entsprechend etwa 0,5 g pro m2 dem Gebrauch auf ein Minimum herabzusetzen,
ist. Das fertige Papier weist eine höhere Rupf- und kann Kühlung angewendet werden. Die Ausbildung
Oberflächenfestigkeit als das gleiche Papier ohne Po- eines Überzuges auf den Mischpolymerisatteilchen
lyvinylalkohol auf, während das Absorptionsvermö- durch Vermischen mit 15 Gewichtsprozent einer
gen für ölhaltige Farben im wesentlichen gleich ist. 15 5%igen Natriumcarbonatlösung erhöht die Haftung
Die Verwendung von 2% und 3% Polyvinylalko- der Teilchen auf der Papieroberfläche.
hol führt zu einer weiteren Verbesserung der Rupf- . .
hol führt zu einer weiteren Verbesserung der Rupf- . .
und Oberflächenfestigkeit. Beispiel 6
Im wesentlichen gleiche Ergebnisse werden bei der Beispiele 1 bis 3 werden unter Verwendung eines
Benutzung von handelsüblichen Polyvinylalkoholen 20 Stoffeintrags aus 50% Holzschliff und 50% Sulfit
erzielt. wiederholt, der in einer Menge aufgegeben wird, daß
Beispiel'2 man e*n Papier m& einem Gewicht von 12,7kg pro
Ries erhält, das eine geeignete Grundlage für ein
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei abweichend da- Buchdruckpapier bildet. Dem Eintrag wird Alaun, jevon
Polyvinylalkoholpulver in einer Menge von 1 % 25 doch kein Harz zugesetzt. Die Papiermaschine wird
oder ungefähr 0,5 g pro m2 aufgebracht wird. Für wie in Beispiel 1 gefahren, und Harzteilchen (gesiebt,
verschiedene Abschnitte dieses Versuchs wird die um Teilchen, die größer als 0,177 mm sind, zu entelektrostatische
Aufbringungsvorrichtung nacheinan- fernen) werden wie in Beispiel 4 aufgebracht, wobei
der in den folgenden Stellungen angeordnet: das Harz in Form einer Seife mit einer Säurezahl von
1. In der gleichen Stellung wie in Beispiel 1, näm- 3° 0 bis,7 eingesetzt wird die 1,4% freies; Alkali, ausgelich
zwischen der letzten Preßwalze und dem er- druck! als. Natriumcarbonat, enthält. Das fertige Ersten
Trockenzylinder, wo die Blattfeuchtigkeit zeu§ms W1,rd durch da? Harz bedeutend verbessert,
ungefähr 65% beträft das <^ie Wasserabsorption verringert und das Haft-
2. Unmittelbar vor der Gautschwalze, wie in vermögen der Farbe auf dem Papier erhöht. Das er-Fig.l
gezeigt, wo das Blatt ungefähr 83% 35 f^ungsgemaß aufgebrachte Harz scheint wrrkungs-Feuchtigkeit
Enthält. ^'oll5r.zu sein' als wenn es in gleicher Menge dem
3. Weiter zurück über dem Langsieb, wo die Blatt- St<^ Qm}™% ^gesetzt wird.
t 1,+· ι ·*■ α csA 0/ v. * a J? Das Waschen des Harzes mit 15 Gewichtsprozent
feuchtigkeit rund 94% betragt. ^ 5o/oigen Natriumcarbonatlösung trägt zur Er-
5o/oigen Natriumcarbonatlösung trägt zur Er-In
allen Fällen verläuft der Betrieb der Maschine 40 zielung einer verbesserten Löslichkeit und Begrenzufriedenstellend
und gleichen die Eigenschaften der zung des Harzleimes auf die Oberflächenzone des
erhaltenen Produkte einander unabhängig von der Papiers bei. Der letztgenannte Effekt wird durch die
Anordnung der Aufbringungsvorrichtung. Benutzung eines positiven Netzgerätes anstatt des
. , üblicheren negativen Netzgerätes zusätzlich begün-
Beispiel 3 45 stigt
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird nochmals Im wesentlichen gleiche Ergebnisse werden bei
wiederholt, wobei jedoch abweichend davon der Po- Verwendung von handelsüblichen Harzen erzielt,
lyvinylalkohol sowohl auf die obere Seite des Blattes
lyvinylalkohol sowohl auf die obere Seite des Blattes
mit einer zwischen der letzten Preßwalze und dem Beispiel 7
ersten Trockenzylinder über dem Blatt angeordneten 5°
Einrichtung als auch auf die untere Seite des Blattes Beispiele 1 bis 3 werden wiederholt, wobei PoIy-
mit einer unter dem Blatt an der gleichen Stelle an- vinylalkohol, der durch Hydrolysieren von Polyvinylgeordneten
Einrichtung aufgebracht wird. Dabei tre- acetat bis zu ungefähr 87% hergestellt ist, und geten
kerne Betriebsstörungen auf, und gleichzeitig wird bleichter Kraft-Eintrag verwendet werden, den man
eine Verbesserung bezüglich der Rupf- und Oberflä- 55 in einer Menge aufgibt, daß das fertige Papier ein
chenfestigkeit sowohl auf der oberen als auch auf der Blattgewicht von 16,3 kg pro Ries aufweist. Die Verunteren
Seite der Blätter erzielt. wendung von Polyvinylalkohol mit einem niedrigeren . . Hydrolysegrad hat eine stärkere Dispersion des PoIy-Beispiel
4 vinylalkohole in den Oberflächenzonen des Papiers
Beispiele 1 bis 3 werden wiederholt, wobei feinpul- 60 zur Folge, wodurch der Wasserabsorptionswiderverisierte
Carboxymethylcellulose (gesiebt, um Teil- stand erhöht und eine hervorragende Grundlage für
chen einer Größe von mehr als 0,177 mm zu entfer- anschließendes Streichen und Glätten bei der Hernen)
benutzt wird. Es werden vergleichbare Ergeb- stellung von Papier hoher Druckqualität geschaffen
nisse erhalten. wird.
Beispiel5 6s . Beispiele
Beispiele 1 bis 3 werden unter Verwendung von ' Beispiel 7 wird unter Verwendung eines Lösungsfeinzerteilten
Mischpolymerisatteilchen (ein durch ' mischpolyrnerisats aus 80 Teilen Äthylacrylat und 20
Teilen Methacrylsäure in Form eines durch Zerstäubungstrocknung erhaltenen Produktes wiederholt,
welches mit 30 Gewichtsteilen einer 5°/oigen Natriumcarbonatlösung vermischt und anschließend getrocknet
wird, um eine schnelle Oberflächenlöslich-
keit zu erzielen. Dabei erhält man ein Papier, in dem das aufgebrachte Mischpolymerisat sowohl in dispergierter
als auch in Teilchenform in der Nähe der Oberfläche, auf die es aufgebracht worden ist, kon-5
zentriert ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zum Appretieren, insbesondere 5
zum Leimen von Bahnen aus Zellulosefasermaterial wie Pappe oder Papier, wobei die Bahn fortlaufend
durch eine Umgebung geführt wird, in Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Appreder
durch Wasser beeinflußbare Harzteilchen di- tieren, insbesondere zum Leimen von Bahnen aus
spergiert sind und auf die Bahn aufgebracht wer- io Zellulosefasermaterial, wie Pappe oder Papier, wobei
den, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bahn fortlaufend durch eine Umgebung geführt
Bahn in wassernassem Zustand durch die Umge- wird, in der durch Wasser beeinflußbare Harzteilbung
geführt wird, in die die durch Wasser beein- chen dispergiert sind und auf die Bahn aufgebracht
flußbaren Harzteilchen trocken und als Teilchen werden.
eingeführt und elektrostatisch aufgeladen werden, 15 Bei der Herstellung von Papier- und Pappenerdaß
die aufgeladenen trockenen Harzteilchen Zeugnissen müssen die physikalischen Eigenschaften
durch elektrostatische Kräfte auf die Bahn des Erzeugnisses der beabsichtigten Verwendung anniedergeschlagen
und voneinander getrennt wer- gepaßt werden. Deshalb sind verschiedene Verfahren
den, und daß die Bahn danach entwässert wird. und Techniken entwickelt worden, mit denen die ver-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 schiedenen physikalischen Eigenschaften der einzelkennzeichnet,
daß die Harzteilchen bei einem nen Papier- und Pappenblätter verbessert oder gere-Wassergehalt
der Bahn von mindestens 25 Ge- gelt werden können. Zu den wichtigen Eigenschaften
wichtsprozent niedergeschlagen werden. gehören Festigkeit, Steifigkeit, Glätte, Porosität so-
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- wie die Fähigkeit, verschiedene Flüssigkeiten, wie
kennzeichnet, daß Harzteilchen, die in ihren 25 Wasser, öl, Wachs und Farbe, aufzusaugen oder aber
Oberflächenbereichen eine größere elektrische nicht eindringen zu lassen.
Leitfähigkeit als in ihren Kernbereichen aufwei- Eine besonders wichtige Eigenschaft der mit hosen,
zur Niederschlagung verwendet werden. hen Geschwindigkeiten unter Verwendung von visko-
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- sen Farben zu bedruckenden Papiere ist die sogekennzeichnet,
daß Harzteilchen, die elektrosta- 30 nannte Rupffestigkeit. Die Rupffestigkeit ist ein Maß
tisch negativ aufgeladen sind und die eine posi- dafür, wie leicht oder schwer Oberflächenfasern von
tive Restladung nach ihrer Erdung beibehalten, der Blattoberfläche abgehoben werden und auf der
zur Niederschlagung verwendet werden. bzw. dem beim Drucken verwendeten Druckplatte
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis bzw. Druckfilz haften bleiben. Abgehobene Fasern
4, dadurch gekennzeichnet, daß als Harzteilchen 35 beeinträchtigen die Verteilung der Druckfarbe, so
Kolophonium auf der wassernassen, Alaun ent- daß beim Bedrucken von nicht hinreichend rupffehaltenden
Bahn aus Zellulosematerial nieder- stern Papier die Druckpresse in relativ kurzen Zeitgeschlagen werden. abständen abgestellt und gereinigt werden muß. Bei
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis der Erzeugung von Papieren, die gestrichen und ge-4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Harz der 40 glättet werden sollen, um glänzende bedruckbare
Teilchen Polyvinylalkohol ist. Oberflächen zu erhalten, ist es manchmal erwünscht,
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis gleich auch die Wasseraufnahmeeigenschaften zu
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz der modifizieren. Dies trifft insbesondere auf die billige-Teilchen
Carboxymethylzellulose ist. ren Papiere zu, die hohe Anteile von Holzschliff ent-
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 45 halten, um eine preiswerte Papiergrundlage für den
4, dadurch gekennzeichnet, daß saure Harzteil- Druck von Illustrierten zu schaffen. Um dies zu erchen,
deren Säuregruppen zumindest auf der reichen, sind z.B. aus S. N. Iwanow, »Technologie
Oberfläche der Harzteilchen in Form von Seife der Papierherstellung«, 1964, insbesondere S. 148 bis
mit einer nicht flüchtigen Base vorliegen, nieder- 153, verschiedene Verfahren zur Papierleimung mit
geschlagen werden. so Harzleim bekannt, wobei zwei Grundtypen, nämlich
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch die Leimung in Masse und die Oberflächenleimung,
gekennzeichnet, daß das Kolophonium in Form unterschieden werden.
einer Seife mit einer nicht flüchtigen Base nieder- Die Leimung in Masse bereitet zwar keine beson-
geschlagen wird. deren Schwierigkeiten, kann aber insofern nicht be-
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 55 friedigen, als — wie weiter unten noch im einzelnen
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzteilchen dargelegt wird — der Verbrauch an teurem Leimin
einer Menge von 0,1 bis 10,0 g Harz pro m2 harz, durch Verluste im Siebwasser und gleichmäßige
Fläche abgelagert und anschließend unter Erhit- Verteilung des Harzes im Papier, zu hoch und der
zen und Entwässern der Bahn mit dem Wasser Herstellungsgang zu wenig flexibel ist.
der Bahn verbunden und mit den Oberflächenfa- 60 Die Oberflächenleimung, d. h. ein Verfahren der
sern des Papiers verklebt werden. eingangs bezeichneten Art, ermöglicht es zwar, den
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge- Harzverbrauch im Vergleich zur Leimung in Masse
kennzeichnet, daß während der Harzablagerung verringern, ist aber dennoch mit einer Reihe von
ein Flüssigkeitsgehalt der Bahn von mindestens Nachteilen behaftet, wie nachstehend erläutert wird.
45 Gewichtsprozent verwendet wird. 05 So ist es beispielsweise bei der Erzeugung von Pa-
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, da- pieren, die bedruckt und anschließend schnell durch
durch gekennzeichnet, daß die elektrostatisch ge- Flammen getrocknet werden sollen, wichtig, daß die
ladenen Harzteilchen auf die freie obere Ober- Striche gleichmäßig und dünn sind, so daß die wäh-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |