DE1696172C3 - Verfahren zur Behandlung von Papier produkten - Google Patents

Description

PVA dringt jedoch in das Innere von Papier- ist, um die PVA-Borsäure-Mischung in ein Gel oder produkten ein, was im Falle einer Oberflächenbehand- 45 in eine andere Form zu überführen. Erfindungsgemäß lung aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht ist. wird ein Eindringen des PVA dadurch erzielt, daß die

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, fertige Zubereitung auf die zu überziehende Oberfläche ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Papier- aufgebracht und getrocknet wird. In der US-PS produkten zu schaffen, bei dessen Durchführung PVA 24 39 108 wird angegeben, daß es unbedingt notwendig nicht in das Innere dieser Produkte eindringt. 50 ist, ein »Räuchern« einer Mischung aus PVA und einer

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde bisher versucht, Borverbindung mit einer flüchtigen Base, wie beispielsein Papierprodukt, beispielsweise eine Papierbahn, weise Ammoniak, durchzuführen. Demgegenüber ist es zuerst mit einem unlöslich machenden Mittel zu erfindungsgemäß auf Grund der eingesetzten spezibehandeln und dann PVA auf die auf diese Weise fischen Mischung nicht nötig, irgendein alkalisches behandelte Bahn aufzubringen. Beispielsweise wurde 55 Mittel zu verwenden oder eine alkalische Behandlung in der Weise vorgegangen, daß in einem Zweistufen- durchzuführen.

verfahren zuerst eine Boraxlösung auf die zu beschich- Die maximale Konzentration von PVA in der

tende Papierbahn aufgebracht wurde, worauf PVA Lösung schwankt gern mit dem Borsäure-PVA-Verauf die mit Borax behandelte Oberfläche aufgegeben hältnis in der Lösung und richtet sich nach dem Anwurde. Das Borax bildet augenblicklich ein Gel mit 60 wendungsgebiet der Lösung, d. h. nach der Menge dem PVA, wodurch das Einziehen des PVA in die PVA, die sich pro Flächeneinheit auf der zu behan-Bahn verhindert wird. delnden Faserbahn absetzen soll, nach der Natur des

Diesem bekannten System haften jedoch Nachteile PVA und der Temperatur der Lösung zum Zeitpunkt an. Der Hauptmichteil besteht darin, daß zwei Ik- des Aufbringens. Die erfindungsgemäße wäßrige Löschichtungsstationen erforderlich sind. Derartige Sta- 65 sung aus Borsäure und PVA mit einem vorher festtionen sind in vielen Papierfabriken nicht vorhanden. gelegten pH-Wert hat jedoch einen solchen maximalen Ihr Einbau sowie ihr Betrieb bedingt erhebliche PVA-Anteil, daß der PVA nicht merklich aus der zusätzliche Unkosten und verfahrenstechnische Schwie- Lösung ausfällt, bevor er auf die zu behandelnde

Bahn aufgebracht wurde. Gewöhnlich hat die Lösung folglich eine PVA-Konzentration von höchstens 7 Gewichtsprozent bei etwa 20°C, wenn eine Lösung eines hochviskosen PVA (45 bis 7OcP) und mit 0,8 Teilen Borsäure auf 3 Teile PVA als Standard verwendet wird. Werden geringere Mengen an Borsäure eingesetzt oder ist die Viskosität des PVA geringer, d. h., wenn er eine mittlere Viskosität hat (20 bis 40 cP) oder wenn er eine niedrige Viskosität nat (4 bis 6 cP), so können größere Mengen an PVA zügelassen werden. Beispielsweise können so bei 0,5 Teilen Borsäure auf 3 Teile PVA mit einem niedrigviskosen PVA Konzentrationen bis zu 35 % verwendet werden. In entsprechender Weise wurde gefunden, daß bei Festlegung des pH-Wertes durch eine Mineralsäure, wie beispielsweise Phosphorsäure, höhere PVA-Konzentrationen in der Lösung eingesetzt werden können, als wenn eine organische Säure, wie be^pielsweise Zitronensäure, zur Festlegung des gewünschten pH-Wertes verwendet wird. Das besondere Maximum der PVA-Konzentration für jede spezifische Kombination einer PVA-Borsäure-Säurekombination für eine besondere Anwendung kann jedoch leicht durch Routinemessungen bestimmt werden. Typische Maxima sind in den Zeichnungen gezeigt. F i g. 1 zeigt dabei die Fällungsprodukte von Lösungen, die verschiedene Prozentgehalte eines hochviskosen PVA mit verschiedenen Konzentrationen an Borsäure enthalten, welche in Gewichtsteilen Borsäure auf 3 Teile PVA ausgedrückt sind, wobei 0,04 Teile einer organischen Säure, wie beispielsweise Zitronensäure oder Sulfaminsäure, auf je 3 Teile PVA in der Lösung zur Anwendung kamen. F i g. 2 zeigt ähnliche Fällungspunkte für verschiedene Prozentanteile eines hochviskosen PVA mit verschiedenen Mengen an Borsäure, wobei zur Einstellung des pH-Wertes auf 4,8 Phosphorsäure verwendet wurde. Auf diese Weise können die maximalen Konzentrationen bei verschiedenen Borsäure-PVA-Verhältnissen und bei verschiedenen Temperaturen in dem Bereich, in dem die Lösungen zur Anwendung kommen können, leicht aus den in den Zeichnungen dargestellten Kurven bestimmt werden. Wenn die spezifisch gewünschte Kombination nicht schon in den Kurven eingeschlossen ist, können diese durch Routinemessungen zur Ermittlung der Fällungskurve ergänzt werden. Die zweckmäßige Minimalkonzentration an PVA für ein wirkungsvolles Verfahren beträgt etwa 0,5%. In den Zeichnungen bestimmten die im allgemeinen sich vertikal erstreckenden Linien die maximalen Konzentrationen in Abhängigkeit von den spezifischen Boirsäure-PVA-Verhältnissen bei den angegebenen Temperaturen. Es läßt sich ersehen, daß die maximalen Konzentrationen mit ansteigendem Borsäure-PVA-Verhältnis abfallen. Infolgedessen wird in den Fällen, bei denen die Abscheidung einer höheren Konzentration an PVA pro Flächeneinheit der Bahn gewünscht wird, ein höherer Feststoffgehalt mit einem niedrigeren Borsäure-PVA-Verhältnis eingesetzt, wobei das zweckmäßige Verhältnis schnell unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bestimmt werden kann. Hierzu können Routinemessungen durchgeführt werden oder nicht. Es wurde ferner beobachtet, daß bei Verwendung eines PVA mit niedriger Viskosität größere Mengen an Borsäure (innerhalb des oben angegebenen Bereiches) zweckmäßig zur Erzielung maximaler Ergebnisse eingesetzt werden sollen.

Zur Durchführung der Erfindung wird eine Borsäure-PVA-Lösung mit den oben angegebenen Kriterien direkt auf die zu behandelnde Bahn aufgebracht. Nach einem Merkmal der Erfindung genügt eine einzige Aufbringung an einer einzigen Stelle während des Durchlaufes der Bahn. Mehrfache Aufsagungen, wie beispielsweise bei dem obenerwähnten zweistufigen Borax- und PVA-Behandlungsverfahren, können vermieden werden. Trotzdem wird ein^ wirkungsvolle Aufbringung des PVA mit sehr geringer Eindringung in die Bahn erzielt. Wenn die wäßrige Lösung aus PVA und den angegebenen Mengen Borsäure auf das Blatt aufgebracht wird, dringt etwas Wasser schnell in die Bahn ein, und etwas geht durch Verdampfen verloren, und die kritische »Ausfällungs«-Feststoffkonzentration ist erreicht, so daß der PVA unbeweglich wird und auf der Oberfläche zurückbleibt, und sich so die größte Beschichtungswirksamkeit für die angewendete Menge ergibt.

Die Wirksamkeit des Leimungsmittels, also des PVA, wird durch ein Vanceometer gemessen. Hierbei wird das Eindringen von öl in die Bahn durch den aufgebrachten PVA-FiIm oder -Überzug ermittelt. Dessen Fähigkeit, das Eindringen des ö!es zu verhindern, wird in der Technik als »holdout« bezeichnet. Das Standard-Vanceometer-Testverfahren ist das TAPPI-Standard-T 454 M-44-Verfahren. Der Vanceometer-Absorptionstester besteht aus einer Projektionslampe und Kondensorlinsen, die so angebracht sind, daß ein Lichtstrahl auf eine Blattoberfläche mit einem Winkel von 20° einfällt. Das Licht wird dann in einem geraden Strahl reflektiert, geht uurch eine Irisblende und trifft auf eine photoelektrische Zelle, die mit einem Mikroamperemeter verbunden ist. Ein dünner Ölfilm wird auf die Oberfläche des Blattes gegossen und in die Bahn des Lichtstrahles gebracht, so daß das Licht aus dem Projektor von dem Ölfilm in die photoelektrische Zelle reflektiert wird. Hierdurch ist die Bestimmung des Glanzes der öloberfläche möglich. Da der Ölfilm allmählich unter der Oberfläche des Blattes verschwindet, wird das in die Photozelle reflektierte Licht im Verhältnis zum Ölverlust in die Blattoberfläche geschwächt.

Die Oberflächenleimung von Papier erfolgt gewöhnlich meistens auf der Papiermaschine durch Verwendung einer Leimpresse. Mit dieser wird das Leimungsmittel auf beide Seiten des Papiers aufgebracht. Das Papier wird dann durch Preßrollen geschickt, um überschüssiges Leimungsmittel von der Papieroberfläche zu entfernen. Vielfach wird das Leimungsmittel auf die Oberseite des Blattes aufgesprüht, so daß das Papier kurz vor dem Eintreten in den Walzenspalt durch eine Lache läuft. Das Papier ist nur für kurze Zeit mit dem Leim in Berührung, und die Aufnahme an Leim ist verhältnismäßig gering.

Die Leimpresse besteht aus zwei Rollen, die entweder vertikal oder horizontal angeordnet sind. Eine Rolle der Leimpresse ist gewöhnlich eine harte Rolle, wohingegen die andere Rolle der Leimpresse im allgemeinen eine weichere, mit Kautschuk überzogene Rolle ist.

Nachdem das Blatt die Presse verläßt, wird es oft über eine Streckwalze geführt, um Falten zu entfernen. Der Winkel mit dem das Blatt überj diese Walze läuft und die Abstände zwischen dieser Walze und der Presse sind wichtige Faktoren für das Arbeiten einer Leimpresse.

Ein anderes Verfahren zur Oberflächenleimung verwendet eine Wanne zur Aufnahme des Leimes, in die das Blatt eingetaucht wird. Die Berührungszeit des Papiers mit dem Leim hängt von der Geschwindigkeit

der Maschine, den Abmessungen dtr Wanne und der Fläche des Blattes ab, das auf einmal in den Leim eintaucht. Gewöhnlich wird die Leimwanne im Trockenabschnitt so angeordnet, daß das Blatt vor Erreichen der Wanne teilweise getrocknet ist. Das Trocknen des geleimten Papiers wird vervollständigt, indem das Papier über 6 bis 8 Trockner geführt wird. Die Verwendung einer Leimwanne hat eine längere Berührungszeit des Papiers mit dem Leim zur Folge und ergibt eine um etwa 25% höhere Leimaufnahme des Papiers.

Kalanderleimung ist ein weiteres Verfahren zur Aufbringung von Leim auf die Papicrobcrflächc auf der Papiermaschine. Dieses Leimungsverfahren wird nur für schwere Papiere, wie beispielsweise Pappkarton, angewendet. Leichte Papiere können nämlich am besten mit einer Leimpresse geleimt werden, bei der auf die Behandlung eine Trocknung folgen kann. Der Grund dafür, daß sich schwere Papiere auf Kalandern ohne zusätzliche Trocknung leimen lassen, ist, daß Karton beim Erreichen des Stapels noch eine beachtliche Menge latenter Wärme mit sich führt, die ein gewisses Verdampfen von Wasser vor dem Aufrollen gestattet. Das zurückbleibende Wasser kann ohne irgendeine beträchtliche Zunahme des Gesamtfcuchtigkeitsgehaltes durch die gesamte Masse des Kartons hindurch absorbiert werden.

Das erfindungsgemäße Vcrfahicn ist in keiner Weise auf die Vorrichtungen beschränkt, die zur Aufbringung der PVA-Borsäure-Lösung auf die Bahn zur Anwendung kommen. Jede übliche Vorrichtung kann verwendet werden. Beispielsweise kann die Lösung durch eine Champion-Beschichtungsmaschine aufgebracht werden. Im allgemeinen läßt sich die Lösung gut auf Walzenbeschichtern, Schlitzdüsenauftragmaschinen und auf Messerauftragmaschinen vjrarbeiten, wobei in den letzteren Fällen Geschwindigkeiten über 600 m/min erreicht werden können. Im allgemeinen kann die Lösung erfindungsgemäß auf die Bahn an jedem Punkt nach der Bildung der Bahn aufgebracht werden.

PVA ist ein wasserlösliches Glied aus der Klasse der Vinylharze, der allgemein aus Vinylacetat durch Hydro'vse hergestellt wird. Die Hydrolyse kann zu jeder Stufe durchgeführt werden, was zu PVA mit mehreren verschiedenen Hydrolyse-Graden oder -Stufen führt. Der prozentuale Hydrolyse-Grad gibt den Prozentanteil der ursprünglichen Acetatgruppen an, die durch OH~-Gruppen ersetzt wurden. Willkürlich wird jedes zu 50% hydrolysierte Polyvinylacetat als Polyvinylalkohol bezeichnet.

Ausgehendvon reinem Polyvinylacetat, tritt eine ausgeprägte Änderung der Eigenschaften mit wachsender Anzahl an OH~-Gruppen auf, beispielsweise werden die Wasserlösüchkeitsmerkmale stark beeinflußt. Die OH--Gruppen haben ursprünglich die Wirkung, das Produkt stärker wasserempfindlich zu machen; wenn sie jedoch dann an Anzahl zunehmen und daher leicht intermolekulare Wasserstoffbrücken bilden können, wird das Polymere im kalten Wasser unlöslich und kann nur in heißem Wasser gelöst werden. Gleichzeitig ergibt die verstärkte Fähigkeit zur Bildung von Wasserstoffbrücken eine stärkere Kohäsions- und Adhäsionsfestigkeit. Zusätzlich nimmt mit wachsender Anzahl an OH~-Gruppen die Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln stetig zu. Während Polyvinylacetat durch organische Lösungsmittel schnell gelöst wird, wird völlig hydrolysierlcr PVA von allen Lösungsmitteln, mit Ausnahm' einiger besonderer Lösungsmittel, nicht im geringstei angegriffen. Im allgemeinen haben daher die stärke hydrolysierten Sorten die größte Widcrstandsfähigkei gegenüber Wasser und organischen Lösungsmitteli und die besten Festigkeitseigenschaften.

Die Anzahl der Acetatgruppen, die in Hydroxyl gruppen umgewandelt werden, wird als Hydrolysegrac bezeichnet. Dieser wird oft in Hydrolyse-Prozen

ίο ausgedrückt, d. h., bei einem zu 85% hydrolysiertet PVA sind 85% der Acetatgruppen in Hydroxyl Gruppen umgewandelt worden. PVA mit einen Hydrolysegrad von etwa 80 bis 89% wird im allge meinen als ein teilweise hydrolysierter PVA bezeichnet PVA mit einem Mindesthydrolysegrad von etwa 9b"/, wird allgemein als ein vollständig hydrolysierter Poly vinylalkohol bezeichnet. Unter einem PVA mit einen Mindesthydrolysegrad von mindestens 99,7% versteh man gewöhnlich einen supcr-vollständig-hydrolysierter PVA.

Die Länge der Molekülkette des PVA beeinfluß ebenfalls die Eigenschaften. Die hervorstechendstf Wirkung ist, daß mit steigendem Molekulargewich die Viskosität von Lösungen des PVA zunimmt. Di( Wasserfestigkeit ist ebenfalls beachtlich höher bei der höherviskosen Typen. Der Polymerisationsgrad dei höherviskosen Sorten liegt im Bereich von 1500 bi; 3000 und bei niedrigerviskosen Typen zwischen 20( und 1000.

Etwa wie Stärke neigen konzentrierte Lösunger hochhydrolysiertcr Sorten von PVA zur Verdickunj und zur Gel-Bildung beim Stehenlassen. Diese Eigenschaft zeigen die Sorten aller Molekulargewichte. Die Gele werden schnell durch Erwärmung gebrochen bilden sich jedoch beim Abkühlen wieder zurück PVA, der weniger als 99% hydrolysiert ist, ist inwesentlichen frei von dieser GelierungUendenz. Eine; der Merkmale der erfindungsgemäßen Masse isi jedoch, daß Borsäure diese Gelierungsneigung sogai bei den höchsthydrolysierten Sorten beachtlich vermindert.

Die prozentuale Hydrolyse des erfindungsgemäC anwendbaren PVA kann von etwa 55 bis 100"/, variieren. Für eine spezifische Anwendung kann e:

natürlich erwünscht sein, einen PVA mit einer besonderen prozentualen Hydrolyse einzusetzen. PVA mil einer besonderen prozentualen Hydrolyse schwanki ebenfalls in seiner Viskosität. Auf diese Weise ist e; möglich, einen teilweise hydrolysierten PVA mil niedriger, mittlerer oder hoher Viskosität zu erhalten Die Viskosität des PVA wird durch den Polymerisationsgrad des Polyvinylacetats bestimmt, d. h. wenn der Polymerisationsgrad des Polyvinylacetat; hoch ist, ergibt sich im aligemeinen ein PVA hohei Viskosität. So ist es hier wiederum möglich, einen PVA mit gewünschter Viskosität für eine besondere Anwendung auszuwählen. Es ist jedoch jeder PVA mit einer Viskosität von 2 bis 15OcP in 4%igei wäßriger Lösung bei 2O⁰C im allgemeinen annehmbar.

Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß zur Erzielung bester Ergebnisse der PVA hochgradig hydrolysiert sein soll und der Sorte mittlerer odei hoher Viskosität angehören soll bzw. eine Viskosität von 20 bis 40 cP (mittlere Viskosität) oder eine Viskosität von 45 bis 7OcP (hohe Viskosität) haben soll. Je höher der Hydrolysegrad ist, um so höher ist die Rupffestigkeit und die Wasserfestigkeit des fertigen Überzuges. Der Typ mittlerer Viskosität des PVA

7 8

schafft eine Rupffestigkeit, die größer ist als die, ten Wassermenge unter Rühren zur Bildung einer

welche mit den niedrigviskosen Typen erreicht werden einheitlichen Mischung zugesetzt, das Gemisch auif

kann, im wesentlichen aber der der hochviskosen eine Temperatur von etwa 71 bis etwa 99°C erwärmt

Typen entspricht. Wenn die PVA-Borsäure-Lösung und etwa 30 Minuten lang gekocht, wobei die Säure-

zur Herstellung von Farben mit hohem leststoffgehalt 5 menge ausreichen soll, um einen pH von höchstem

mit Pigmenten kombiniert wird, bevorzugt man den 6,0 zu erzielen.

Typ mittlerer Viskosität. Wie bereits oben erwähnt, ist es zwingend, daß die ver-

Bcsonders geeignet zur Verwendung für erfindungs- wendete Lösung einen pH-Wert von höchstens 6,0 hat.

gemäße Überzugsmassen ist PVA mit extrem hohem Wenn der pH-Wert von 6,0 abfällt, erniedrigt sich dii;

Hydrolysegirad. Solche Stoffe sind in der Technik als io Viskosität etwas. Auf diese Weise kann eine besonders

»super-hydrolysiertes« PVA-Harz oder völlig hydroly- geeignete, erfindungsgemäß verwendbare Lösung da-

siertes PVA-Harz bekannt. Die super-hydrolysierte durch hergestellt werden, daß der pH-Wert zwischen

Sorte kann, wie bereits erwähnt, einen Hydrolysegrad 6,0 und 2,0 — vorzugsweise 5,0 und 2,0 — gehalten

von 99,7% und mehr haben und die vollständig wird. Wie bereits obenerwähnt wurde, sinkt mit fallen-

hydrolysicrte Sorte, wie bereits erwähnt, einen Hydro- 15 dem pH-Wert ebenfalls die Viskosität leicht ab. Sogair

lysegrad von 96 % oder höher. Derartiges Material wird bei einem pH-Wert von 2,0 besitzt die Lösung jedoch

unter verschiedenen Handelsbezeichnungen vertrie- noch eine annehmbare Viskosität,

ben. Der pH-Wert der erfindungsgemäßen Lösungen

Die super-hydrolysierten und vollständig hydroly- kann durch Verwendung irgendeiner wasserlöslichen

sierten Sorten von PVA haben den Vorteil, daß die »o Säure oder eines Säuresalzes, wie beispielsweise Alaun,

hiermit hergestellten Filme extreme Widerstands- eingestellt werden. Beispiele geeigneter wasserlöslicher

fähigkcit gegenüber dem Angriff durch kaltes Wasser Säuren sind Salzsäure, Essigsäure, Ameisensäure und

haben. Die Widerstandsfähigkeit der aus PVA her- Phosphorsäure, obgleich auch andere organische

gestellten Filme gegenüber dem Angriff durch kaltes oder anorganische Säuren eingesetzt werden können.

Wasser erreicht offensichtlich ein Maximum, wenn der 25 Zur Herstellung einer Trockenmischung ist die Ver-

Hydrolysegrad des PVA ein Maximum hat. wendung einer trockenen Säure erwünscht, wie beispielü-

Verschieclene Verfahren können zur Herstellung weise Zitronensäure, Oxalsäure, oder Sulfaminsäuren

der erfindungsgemäß eingesetzten PVA-Lösungen Es wurde ferner gefunden, daß zur Einstellung des pFl-

angewandt werden. Bei einem Verfahren wird ein Wertes ein Säureanhydrid verwendet werden kann,

Vorgemisch durch Lösen von Borsäure in angcsäuer- 30 wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid. Der hierin

tem Wasser und Erwärmen der Lösung auf eine verwendete Ausdruck Säure bezieht sich auf jedes

Temperatur von etwa 71 bis 99°C gebildet. Das acidische Material, mit dem sich der pH-Wert der

Vorgemisch wird dann unter Rühren einer Lösung aus Lösungen innerhalb der angegebenen Grenzen ein-

PVA in angesäuertem Wasser angesetzt, die ebenfalls stellen läßt.

auf etwa 71 bis 99"C erhitzt wurde. Nach Vereinigung 35 Wenn die oben beschriebene· Borsäure-PVA-LQ-

des Vorgemisches mit der PVA-Lösung wird die Masse sung zur Beschichtung verwendet werden soll, können

um:rRühren kurzzeitig,z.B. etwa30 Minuten,gekocht. Pigmente oder andere Zusätze eingesetzt werden, die

Die Masse wird dann auf Zimmertemperatur abge- gewöhnlich für PVA-Überzugsmassen verwendet wer-

kühlt, und der pH-Wert der Masse wild bestimmt. den, sofern sie säurebeständig sind, d. h. sofern sie

Wenn der pH über 6,0 liegt, wird er auf 6,0 oder 40 ohne Zersetzung oder Zerstörung angesäuert werden

niedriger, vorzugsweise 5,0 oder niedriger, eingestellt. können. So ist es bei der Herstellung von Überzugs-

Es ist vorteilhaft, genügend Säure im Vorgemisch massen, in denen PVA als der Pigmentbinder einge-

zu verwenden, so' daß das Endprodukt eher einen setzt wird, üblich, eine Mischung aus Wasser und einem

pH-Wert unter 6,0 hat, als daß man das Endprodukt Pigment zu bilden, beispielsweise Ton oder ähnlichem,

erst durch Zugabe weiterer Säure einstellen muß. 45 manchmal auch mit anderen Stoffen, wie beispielsweise

Es wurd: nämlich gefunden, daß in dem Fall, in dem einem löslichen Pyrophosphat, das als Dispersions-

der pH-Wert der Lösung beim Kochen niedrig ist, und Stabilisierungsmittel wirken kann, wie beispiels-

die Viskosität des entstandenen Produktes niedriger weise Tetranatriumpyrophosphat. Diese Mischung,

ist, als wenn der pH-Wert der Masse beim Kochen die allgemein als ein Pigment-Schlicker oder, da säe

etwa 6,0 beträgt. 5° häufig Ton enthalt, als Tonschlicker bezeichnet wird.

Bei einem zweiten Verfahren werden alle Korn- wird dann zur Bildung einer Masse mit einem Binderponenten zu kaltem Wasser zugesetzt, d. h. der PVA, material vermischt, die in der Technik als Überzugsdie Borsäure und eine Säure zum Einstellen des farbe bekannt ist, die sich zur Beschichtung einei pH-Wertes, werden zu kaltem Wasser zugesetzt. Die Zellulosebahn, beispielsweise einer Papier- oder Pappe-Masse wird dann unter Rühren auf eine Temperatur 55 bahn, eignet.

gebracht, die zum Lösen des PVA ausreicht, und dann Der verwendete Ton kann herkömmlicher Beschich

bei einer Temperatur von etwa 71 bis 99° C eine tungsten sein und wird in herkömmlicher Weise ir

kurze Zeit, beispielsweise etwa 30 Minuten, ge- Form eines Schlickers verwendet, d.h. dispergier

kocht. in Wasser auf einen Feststoffgehalt von beispielsweist

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von PVA- 60 66%. Erfindungsgemäß läßt sich jeder Ton verwenden

Lösungen zur Verwendung im erfindungsgemäßen der zur Papierbeschichtung üblich ist. Hierzu gehöret

Verfahren besteht darin, daß eine trockene Mischung beispielsweise die wasserhaltigen Aluminiumsilikati

aus PVA, Borsäure und einer Trockensäure gebildet oder Tone der Kaolingruppen, wasserhaltige Kiesel

wird. Die Trockenmischung kann ferner ein Bioeid erdetone und spezifische Arten von Tonen, die ii

und ein Antischaummittel enthalten. Diese Trocken- 65 »Kaolin Clays and Their Industrial Uses«, copyrigh

mischung kann über längere Zeit gelagert und zum 1949 by J. M. Huber Corp., New York, N. Y.

Verbraucher versandt werden= Zur Zubereitung einer besonders in den Kapiteln 10 bis 16, empfohlei

Arbeitslösung wird die Trockenmischung der geeigne- werden.

Zusätzlich zu Ton können andere Papierfüllmassen und -stoffe verwendet werden, wie beispielsweise Titandioxid, Zinkoxid oder andere Beschichtungspigmente in verschiedenen Verhältnissen, beispielsweise bis zu 70 Gewichtsprozent des Tons. Wie bereits gesagt, kann der Schlicker ferner eine kleine Menge, beispielsweise 0,1 bis 0,50 eines Dispersions- oder Stabilisierungsmittels, enthalten, wie beispielsweise Tetranatriumpyrophosphat. Die Modifizierung der Beschichtungsfarbe bei Verwendung dieser Stoffe oder anderer herkömmlicher Zusätze ist dem Fachmann bekannt.

Oberflächenaktive Stoffe, die auch als Schaumbrecher wirken, können verwendet werden. Zu typischen Schaumbrechern gehören Tributylphosphat, Kiefernöl und symmetrische ditertiäre acetylenische Glykole (im Handel ist 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol in Äthylhexylalkohol, gegebenenfalls noch mit etwas Lösungsmittelgemisch, als Lösungsvermittler versetzt).

Die erfindungsgemäßen wäßrigen PVA-Borsäure-Lösungen können auf Faserblätter oder -bahnen bei Temperaturen bis zu etwa 99°C aufgebracht werden, obgleich etwa 96⁰C gewöhnlich ein zweckmäßiges Maximum darstellt. Normalerweise liegt die Anwendungstemperatur nicht unter Zimmertemperatur (Umgebungstemperatur), z. B. etwa 20°C. Niedrigere Temperaturen, beispielsweise etwa 2° C, können jedoch, wenn dies gewünscht wird, durch Vorkühlung zur Anwendung kommen. Die Menge der Lösung, die pro Flächeneinheit auf die Bahn aufgebracht wird, kann schwanken. Üblicherweise wird jedoch eine Menge aufgebracht, um einen PVA-Belag von 0,25 bis 9,03 g/m², vorzugsweise 0,5 bis 2,5 g/m², zu erzielen.

Während es, wie bereits erwähnt, ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die oben beschriebenen Lösungen in einer einstufigen Auftragung mit völlig wirkungsvollen Ergebnissen zur Anwendung kommen können, versteht es sich natürlich von selbst, daß die Lösungen je nach Wunsch an einer Mehrzahl von Stationen oder Punkten aufgetragen werden können. So kann z. B. die Hälfte der gewünschten Menge an einer Station oder Stelle aufgebracht und der Rest an einer zweiten Station oder Stelle aufgetragen werden.

Es ist somit ein charakteristisches Merkmal, daß das erfindungsgemäße Verfahren, nämlich die Verwendung einer wäßrigen Lösung aus Borsäure und PVA mit spezifischen Eigenschaften, mit oder ohne anderen in der Papiertechnik oder Pappkartontechnik herkömmlich verwendeten Zusätzen, die völlig wirtschaftliche Verwendung von PVA ermöglicht. Hierdurch wird maximaler Nutzen aus dessen hoch erwünschten Eigenschaften gezogen, ohne daß die Anwendung überschüssiger Mengen dieses Polymeren erforderlich ist. Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Durchführungsbeispielen beschrieben. In den folgenden Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, es sei denn, daß etwas anderes gesagt wird.

Während sich Borsäure spezifische auf das oben Gesagte bezieht und diese in den folgenden Durchführungsbeispielen verwendet wird, versteht es sich natürlich, daß der Ausdruck »Borsäure« auch andere wasserlösliche Borverbindungen einschließt, beispielsweise Borverbindungen wie Natriumborat, die in wäßrigen Lösungen bei pH-Werten von 6 oder niedriger Borsäure bilden.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Herstellung einer Leimungsmasse und die Behandlung einer Papierbahn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt.

0,7 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7 % wurden langsam zu 58 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 24⁰C zugesetzt und gründlich durchgemischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugaoe von 85%'8^er Phosphorsäure auf einen pH-Wert von annähernd 4,7 eingestellt. Der Brei wurde dann 25 Minuten lang bei 93°C unter Rühren gekocht. Die so hergestellte Lösung wurde dann mit Wasser versetzt, um die PVA-Konzentration auf 3,0% einzustellen. Um die Lösung auf einen End-pH-Wert von etwa 4,8 zu bringen, wurde 85°/oige Phosphorsäure zugesetzt.

Diese Lösung wurde dann auf eine Papierbahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5% mit einer Schlichtpresse aufgebracht, so daß sich eine Beschichtung von 0,195 g PVA pro m² der Bahn ergab. Die Temperatur der Lösung betrug bei der Auftragung 24⁰C. Die Bahn wurde später auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 5 % getrocknet. Die Oberfläche der so

behandelten Bahn wurde dann mit dem Vanceometer untersucht. Es zeigten sich folgende Ergebnisse:

30 Anzeige-Mittelwert, Mikroampere

(= % Glanz) (NCS-12-Ö1)

5 see 20 see 30 see 60 see

Beispiel 1
3,0% PVA,
Vergleich

98
84

85 43

6?

25

35

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde die Arbeitsweise des Beispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß

das Verhältnis von Borsäure zu PVA 0,5: 3,0 betrug und die Lösung einer PVA-Konzentration von 3,0% entsprach. Der pH-Wert der Endlösung betrug 4,8. Die Lösung wurde auf die Bahn in einer Menge von 0,244 g PVA pro m² aufgebracht. Die Oberflächen-

untersuchung der getrockneten Bahn mit dem Vanceometer brachte folgende Ergebnisse·

Anzeige-Mittelwert, % Glanz

(NCS-12-Ö1)

5 sec 20 sec 30 sec 60 sec

Beispiel 2	92	86	78	58
0,244 g/m2 PVA,	84	57	43	25
Vergleich

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt ebenfalls die Herstellung einer Überzugsmasse und die Behandlung einer Pappebahn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

0,9 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden langsam zu_o 61,1 Teilen Wasser mit einer Temperatur von

U-T^ ^zu8^esetzt und gründlich durchgemischt. Der gebildete Brei wurde durch Zugabe von 85%iger Phosphorsäure auf einen pH-Wert von etwa 4,7 eingestellt. Der Brei wurde dann bei 93°C 25 Minuten lang unter Rühren gekocht. Die so gebildete Lösung wurde dann zur Einstellung der PVA-Konzentration

auf 3,0% mit Wasser versetzt. Weitere Zugabe von 85°/_oiger Phosphorsäure ergab einen pH-Endwert der Lösung von etwa 4,8.

Diese Lösuing wurde dann auf eine Pappebahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5% durch eine Leimpresse so aufgebracht, daß sich ein PVA-Belag von 0,195 g/m² der Bahn ergab. Die Temperatur der Lösung betrug bei der Auftragung 24°C. Die Oberfläche der so behandelten Bahn wurde dann mit einem Vanceometer untersucht, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:

Anzeige-Mittelwert, % Glanz

(NCS-12-ÖI)

5 sec 20 sec 30 sec 60 sec

Beispiel 3

0,195 g/m* PVA,

Vergleich

0,293 g/m² Stärke

(oxidiert)

0,586 g/m² Stärke

(oxidiert)

1,27 g/m² Stärke

(oxidiert)

87
84

39
65
81

Beispiel 4

84
43

23

2K 55

75 25

22 24 38

Dieses Beispiel zeigt die eründungsgemäße Herstellung einer Beschichumgsmasse und die erfindungsgemäße Behandlung einer Pappebahn.

0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von 99,7 % wurden langsam zu 50,4 Teilen. Wasser . iit einer Temperatur von 32⁰C zugesetzt und gründlich durchgemischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugabe von 85%iger Phosphorsäure auf einen pH-Wert von etwa 2,8 eingestellt. Der Brei wurde dann bei 93⁰C 25 Minuten lang unter Rühren gekocht. Diese Lösung wurde dann zur Herstellung einer Feststoffkonzentration von 4,2% mit Wasser versetzt. Da die entstandene Lösung einen pH-Wert von 3,0 hatte, war keine Zugabe von Phosphorsäure erforderlich.

Diese Lösung wurde dann auf eine Pappebahn mit

einem Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 6% mittels eines Kalander-Wasserbehälters so aufgebracht, daß sich ein PVA-Belag von 0,537 g/m² der Bahn ergab. Bei der Auftragung hatte die Lösung eine Temperatur von 60 bis 71°C. Die so behandelte Oberfläche wurde dann mit dem Vanceometer untersucht, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:

Anzeige-Mittelwert, % Glanz
5 see 20 see 60 see

NCS-12-Ö1
Nujol

81
94

Beispiel 5

70
89

46

71

Dieses Beispiel zeigt ebenfalls die Herstellung einer Beschichtungsmasse und die Behandlung einer Pappebahn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden langsam zu 50,4 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 32° C zugesetzt und gründlich durchgemischt. Durch Zugabe von 85°/_oiger Phosphorsäure wurde der gebildete Brei auf einen pH-Wert von annähernd 2,8 eingestellt. Der Brei wurde dann, bei 93° C 25 Minuten lang unter Rühren gekocht. Durch Zusatz von Wasser wurde diese Lösung auf eine Feststoffkonzentration von 4,2 % eingestellt. Da der pH-Endwert 3,0 betrug, war keine weitere Zugabe von Phosphorsäure erforderlich. Eine säurebeständige Wachsemulsion (etwa 50% Feststoffe) wurde zu der Lösung zugesetzt, um zusätzlich zu den erfindungsgemäß erzielten ölabstoßungseigenschaften noch Wasserabstoßungseigenschaften zu erreichen.

Diese Lösung wurde dann auf eine Pappebahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 6% mittels einer Auftragsvorrichtung so aufgebracht, daß sich 0,537 g Polyvinylalkohol pro m² der Bahn ergaben. Die Lösung hatte beim Aufbringen eine Temperatur von 60 bis 71⁰C. Die Oberfläche der so behandelten Bahn wurde dann mit dem Vanceometer untersucht, was zu folgenden Ergebnissen führte:

Anzeige-MittelweU, % Glanz
see 20 see

60 see

Wassertropfentest see

Lösung mit Wachsemulsion, NCS-12-Ö1

Nujol

Reine Lösung NCS-12-Ö1

Nujol

Grundmaterial, keine Behandlung NCS-12-Ö1

Nujol

79	55	25	110
94	89	73	—
81	70	46	34
94	89	71	—
26	22	21	29
35	25	23

Beispiel 6

Nach den Arbeitsweisen der vorhergehenden Beispiele wurden 0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% langsam zu 50,4 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 40,5⁰C zugesetzt und gründlich durchmischt. Durch Zugabe von 85°/_oiger Phosphorsäure wurde der entstandene Brei auf einen pH-Wert von etwa 3,0 eingestellt. Der Brei wurde dann bei 93° C 25 Minuten lang unter Rühren gekocht. Zur Bildung einer Feststoff konzentration von 4,5 % wurde diese Lösung dann mit Wasser versetzt. Um einen End-pH-Wert von etwa 3,8 herzustellen, wurde der Lösung weitere 85%ige Phosphorsäure zugesetzt.

Diese Lösung wurde dann auf eine Pappebahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 4% mit einer Auftragsvorrichtung so aufgebracht, daß sich ein PVA-Belag von 0,393 bis 0,83 g/m* der Bahn ergab. Die Lösung wurde bei einer Temperatur von 60 bis 71° C

aufgebracht. Die Oberfläche der so behandelten ßahn wurde anschließend mit dem Vanceometer untersucht. Es zeigten sich folgende Ergebnisse:

Anzeige-Mittelwert,

% Glanz

5 see 30 see 60 see

53

34

	90	81	69
	93	93	92
	95	95	94
Pappe	66	30	24
	84	53	33
B e i sp i	el 7

1 Behälter (0,39 g/m²)
NCS-12-Ö1

Nujol

2 Behälter (0,83 g/m²)
NCS-12-Ö1

Nujol

Mit Stärke gele

NCS-12-Ö1

Nujol

Ebenfalls nach den Arbeitsweisen der vorhergehenden Beispiele wurden 0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7 % langsam zu 54,9 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 24⁰C zugesetzt und gründlich vermischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugabe von 85%iger Phosphorsäure zu drei getrennten Teilen des Breies auf pH-Werte von etwa 1,2; 3,8 und 5,7 eingestellt. Die einzelnen Breiteile wurden dann bei 93° C 25 Minuten lang unter Rühren gekocht. Zur Einstellung einer PVA-Konzentration von 3,0% wurden die so hergestellten Lösungen dann mit Wasser versetzt. Die drei Teile der Lösung wurden dann zur Bildung von End-pH-Werten von etwa 2,2; 3,9 und 5,7 mit weiterer 85%iger Phosphorsäure versetzt.

Jede Lösung wurde anschließend auf eine Pappebahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,0% mit einer Leimpresse so aufgebracht, daß sich 0,195 g PVA pro m² der Bahn ergaben. Die Lösung wurde mit einer Temperatur von 24° C aufgebracht. Die Oberfläche der behandelten Bahn wurde anschließend mit dem Vanceometer untersucht, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:

Anzeige-Mittelwert,

% Glanz

pH 5 see 30 see

60 see

Beispiel 7	2,2	90	80	61
0,195 g/m*	3,9·	91	80	65
	5,7	86	79	66

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung zur Beschichtung einer Papierbahn mit einer Be-. schichtungsfarbe. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird für den Ansatz als Binder verwendet. Die verwendete Farbe wurde in folgender Weise hergestellt:

Ein Pigmentschlicker wurde durch Zugabe von

ίο 0,10 Teilen Dispersionsmittel (Trinatriumphosphat),

10 Teilen TiO₂ und 90 Teilen Ton zu Wasser bis zu

einem Feststoffgehalt von 66 % hergestellt und in einer

Kolloid-Mühle dispergiert.

Eine zweite Mischung wurde angefertigt. Diese bestand aus 90 Teilen Wasser, 10 Teilen eines Gemisches aus 0,5 Teilen Borsäure und 3,0 Teilen PVA, 0,10 Teilen Schaumbrecher und so viel Phosphorsäure, daß sich ein pH-Wert von unter 5,8 ergab. Die Mischung hatte einen Feststoff gehalt von 10%.
Die beiden Gemische wurden vereinigt und der pH-Wert auf unter 5,C gehalten.

Das vereinigte Gemisch wurde nach der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Art auf die Papierbahn durch Verwendung eines Champion-Beschichters aufgebracht, wobei sich völlig zufriedenstellende Beschichtungseigenschaften ergaben.

Beispiel 9

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung

zur Beschichtung und Veredelung einer Papierbahn

mit einer Beschichtungsfarbe, wobei zugleich die

Widerstandseigenschaften beibehalten werden.

Eine Beschichtungsmasse wurde durch Vermischung von 91 Teilen Wasser, 0,1 Teil Dispersionsmittel und 5,0 Teilen TiO₂ hergestellt. Diese Mischung wurde dispergiert und mit 4,0 Teilen eines Gemisches aus Borsäure und PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% im Verhältnis von 0,5 Borsäure und 3.0 Polyvinylalkohol versetzt.

Diese Farbe wurde auf eine Pappebahn mit einer Leimpresse zur Bildung eines Überzuges aufgebracht, bei dem der PVA in einer Konzentration von 0,44 g/m² vorkg. Es ergab sich eine eindeutige Helligkeits-"erbesserung auf der behandelten Pappe ohne Verluste der Abweisungseigenschaft. Die Oberfläche der so behandelten Bahn wurde mit dem Vanceometer untersucht. Dabei zeigten sich folgende Ergebnisse:

Leimungslösung

Polyvinylalkoholüberzug Anzeigemittelwert, % Glanz,

(NCS-12-Ö1)
(g/m⁵) 5 see 30 see 60 see

0,6 Teile Borsäure und
3,4 Teile PVA
0,6 Teile Borsäure
3,4 Teile PVA
5,0 Teile TiO,

0,342	g/m2	TiO.)	93
0,39		95
0,44		92
(+0,635

93
95
92

92 94 90

Beispiel 10

0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden lang-Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer Beschich- 65 sam zu 96,5 Teilen Wasser mit einer Temperatur von tungsmasse und die Behandlung einer Bahn von 19 kg 24° C zugesetzt und gründlich durchgemischt. Der ungebleichtem Kraftzellstoff (beer liner stock) nach entstandene Brei wurde durch Zugabe von einem dem erfindungsgemäßen Verfahren. Teil 85°/_oiger Phosphorsäure auf einen pH-Wert

von etwa 4,7 eingestellt. Der Brei wurde dann unter Rühren 25 Minuten lang bei 93⁰C gekocht. Um die PVA-Konzentration auf 3,5% zu bringen, wurde diese Lösung dann mit Wasser versetzt. Ein weiterer Teil 85°/_oiger Phosphorsäure wurde zugesetzt, um die Lösung auf einen End-pH-Wert von etwa 4,8 zu bringen.

Diese Lösung wurde dann auf eine Bahn von 19 kg eines ungebleichten Kraftzellstoffes mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,0 mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 m/min mit einer Luftrakel aufgebracht, so daß sich ein Überzug von 1,46 g/m² der Bahn ergab. Beim Aufbringen hatte die Lösung eine Temperatur von 60° C. Die Bahn wurde anschließend bei einer Temperatur von 66°C auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 5,0% getrocknet. Die Oberfläche der so behandelten Bahn .wurde dann mit dem Vanceometer untersucht. Hierbei zeigten sich folgende Ergebnisse:

Behandlung

Anzeigewert, % Glanz (NCS-12-Ö1)

5 see

20 see 60 see

Keine (Grundmaterial) 51

Beispiel 10 89

Beispiel 11

27 89

17 89

E)ieses Beispiel zeigt die Herstellung einer Überzugsmasse und die Behandlung einer Bahn von 19 kg ungebleichtem Kraftzellstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden langsam zu 96,5 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 24⁰C zugesetzt und gründlich durchgemischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugabe von einem Teil 85°/o'g^er Phosphorsäure auf einen pH-Wen von etwa 4,7 eingestellt. Der Brei wurde dann unter Rühren 25 Minuten lang bei 93⁰C gekocht. Um die Konzentration der Lösung auf 4,0 % einzustellen.wurde diese dann mit Wasser versetzt. Weitere Zugabe von 85°/o'g^er Phosphorsäure brachte die Lösung auf einen End-pH-Wert von etwa 4,8.

Diese Lösung wurde dann auf eine Bahn von 19 kg eines KraftzeUstoffes mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5,0% mit einer Geschwindigkeit von etwa 220 m/min mittels einer Auftragsvorrichtung auf den Kalanderstapel aufgebracht. Die Lösung hatte bei ihrer Verarbeitung eine Temperatur von 63⁰C. Die Bahn wurde dann bei einer Temperatur von 85° C auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 5,0% getrocknet. Die Oberfläche der so behandelten Bahn wurde dann mit dem Vanceometer untersucht, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:

Anzeigewert, % Glanz

(NCS-12-Ö1)

5 see 20 see 60 see

Nicht behandelt
Beispiel 11

18 48

14 28

12 18

Beispiel 12

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer Be-Schichtungsmasse und die Behandlung einer Bahn aus ungebleichtem Kraftzellstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden langsam ο zu 96,5 Teilen Wasser mit einer Temperatur von 24° C zugesetzt und gründlich durchmischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugabe von einem Teil 85%igsr Phosphorsäure auf einen pH-Wert von etwa 4,7 eingestellt. Der Brei wurde dann unter Rühren 25 Minuten lang bei 93° C gekocht. Durch Zugabe von Wasser wurde die Konzentration der Lösung auf 3,5% eingestellt. Ein weiterer Teil 85%ig;er Phosphorsäure wurde zugesetzt, um den End-pH-Wert der Lösung auf etwa 4,8 % zu bringen.

Diese Lösung wurde dann auf eine Bahn eines ungebleichten KraftzeUstoffes mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,0% mit einer Geschwindigkeit von 30 m/ min mittels einer Leimpresse so aufgebracht, daß sich 0,98 PVA pro m² der Bahn ergaben. Beim Aufbringen

hatte die Lösung eine Temperatur von 25°C. Anschließend wurde die Bahn bei einer Temperatur von 82° C auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 5,0% getrocknet. Die Oberfläche der so behandelten Bahn wurde dann mit dem Vanceometer untersucht, wobei sich folgende Ergebnisse zeigten:

Anzeigewert, % Glanz

(NCS-12-Ö1)

5 see 20 see 60 see

Nicht behandelt,
Grundmaterial
Beispiel 12

32 19 16

71 69 62

Beispiel 13

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung zum Legen von Fasern. Eine Lösung mit einer Konzentration von 1 bis 3% und einem Borsäure-PVA-Verhältnis von 0,5 bis 0,9 : 3,0 Teilen PVA wurde folgendermaßen hergestellt:
0,5 Teile Borsäure und 3,0 Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von mindestens 99,7% wurden langsam zu 50,4 Teilen Wasser bei einer Temperatur von 38°C zugesetzt und gründlich durchmischt. Der entstandene Brei wurde durch Zugabe von 85°/_oiger Phosphorsäuire auf einen pH-Wert von etwa 4,7 eingestellt. Der Brei

wurde dann unter Rühren 25 Minuten lang bei 93°C gekocht. Um den prozentualen Feststoffgehalt auf 2% zu bringen, wurde Wasser zugesetzt. Eine weitere Zugabe von Phosphorsäure brachte die Lösung auf einen End-pH-Wert von etwa 4,8.

Diese Lösung wurde dann auf einer Bahn mittels einer Leimpresse aufgebracht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 610/86

Claims (4)

1 2 rigkeiten. Darüber hinaus wird durch eine derartige Patentansprüche· Zweistufenbehandlung der Wassergehalt der Papier produkte beträchtlich erhöht, so daß eine erhebliche

1. Verfahren zur Behandlung von Papier- Energie zum Austrocknen dieses Wassers erforderlich produkten durch Aufbringen einer Mischung aus 5 ist. Darüber hinaus haben viele Papierherstellungs-Polyvinylalkohol und einer Borverbindung, da- anlagen keine zusätzlichen Trocknungskapazitaten. durch gekennzeichnet, daß eine wäß- Diese Nachteile sollen erfindungsgemaß bei einem rige Mischung hergestellt wird, die Polyvinyl- Verfahren zur Behandlung von Papierprodukten, alkohol und Borsäure in einer Menge von mehr insbesondere Papierbahnen, vermieden werden. Dies als 15 Gewichtsprozent des Polyvinylalkohol ent- ίο wird erfindungsgemaß dadurch ermöglicht, daß eine hält und einen pH-Wert von höchstens 6,0 auf- wäßrige Mischung hergestellt wird, die Polyvinylweist, diese Mischung auf das zu behandelnde alkohol und Borsäure in einer Menge von mehr als Papierprodukt bei einer Temperatur bis zu etwa 15 Gewichtsprozent des Polyvinylalkohol enthält und 99°C aufgebracht und anschließend das Panier- einen pH-Wert von höchstens 6,0 aufweist, diese produkt getrocknet wird. 15 Mischung auf das zu behandelnde Papierprodukt bei

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- einer Temperatur bis zu etwa 99° C aufgebracht und zeichnet, daß eine Mischung mit wenigstens anschließend das Papierprodukt getrocknet wird. 0,5% Polyvinylalkohol verwendet wird. In »TAPPI«, 43 (i960), Heft 11, wird auf den

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- S. 944 bis 947 eine Oberflächenleimung von Papierzeichnet, daß eine Mischung mit 0,5 bis 35% ao bahnen unter Einsatz von Polyvinylalkohol und einer Polyvinylalkohol und Borsäure im Verhältnis von Borverbindung beschrieben, wobei insbesondere Borax 0,5 bis 1,3 Gewichtsteilen Borsäure pro 3 Teile erwähnt wird. Im Zusammenhang mit dem Einsatz Polyvinylalkohol verwendet wird. von Borsäure wird angegeben, daß kein PVA-GeI oder

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- PVA-Niederschlag gebildet wird, wenn Borsäure in zeichnet, daß eine Mischung mit 0,5 bis 35% 25 einer Mengt von 20% oder weniger eingesetzt wird. Polyvinylalkohol verwendet wird. Gemäß dieser Entgegenhaltung ist eine alkalische

Behandlung vorgesehen, während die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte

Mischung einen pH-Wert von höchstens 6,0 aufweist.

30 In dieser Literaturstelle wird eindeutig angegeben, daß Lösungen aus Borsäure und PVA, die nicht unterhalb

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines pH-Wertes von 7,5 gelieren, nur dann eingesetzt von Papierprodukten durch Aufbringen einer Mischung werden können, wenn sie auf eine alkalische Oberfläche aus Polyvinylalkohol und einer Borverbindung. aufgebracht werden, wobei ferner festgestellt wird,

Unter Papierprodukten ist hauptsachlich Papier und 35 daß diese Lösungen nur dann in dem gewünschten Pappe zu verstehen, es kommen jedoch auch andere Sinne arbeiten, wenn die Borsäure in ein Borat überMaterialien, welche zellulosehaltige Fasern enthalten, führt wird und der PVA sofort auf der Oberfläche in Frage. geliert. Erfindungsgemäß werden jedoch weder Borax

Polyvinylalkohol (PVA) wird nicht zur Oberflächen- noch Borate verwendet, außerdem sind keine alkaleimung auf Papier aufgebracht, sondern kann auch 4° lischen Behandlungen oder Gelierungen oder Kombiais Überzug, gegebenenfalls mit Pigmenten vermischt, nationen aus derartigen Maßnahmen vorgesehen, aufgetragen werden. Ferner kann PVA zum Legen der Erfindungsgemaß wird der überraschende Vorteil

Fasern eingesetzt werden. erzielt, daß keine chemische Behandlung erforderlich