DE1906823B2 - Verfahren und Vorrichtung zum überziehen von Papier - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem Überzug, der aus kleinen, mit einer Flüssigkeit gefüllten, unter Druck zerbrechlichen Kapseln besteht, wobei die Kapseln kontinuierlich mittels einer Rolle auf eine noch nicht gehärtete Papierbahn aufgebracht werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses. Verfahrens.

Papier der beschriebenen Art kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Am häufigsten wird es verwendet als Kopierpapier. Hierbei hat das eine Blatt ⁶^¹ eine Schicht von kleinen Kapseln, die nichtentwickclte. in Öl lösliche Farbstoffe in einer in Wasser unlöslichen organischen Flüssigkeit enthalten. Die Kapseln haben eine dünne Wandung aus gegerbter Gelatine mit einem mittleren Durchmesser von 8 bis 12 Mikron. Das andere Rlatt hat einen speziellen Überzug aus Ton oder aus einem anderen Mineral. Wenn man dieses zweite Blatt in enger Berührung mit der überzogenen Oberfläche des ersten Blattes hält, so zerbrechen die Kapseln, und der unentwickelte Farbstoff gelangt auf den mineralischen Überzug, wo der Farbstoff entwickelt wird.

Bei handelsüblichen Zusammenstellungen aus Blättern der beschriebenen Art ist das obere Blatt auf seiner Rückseite mit den kleinen Kapseln überzogen. Ein zweites Blatt hat auf seiner Oberseite einen Überzug aus Mineralstoffen. Verwendet man Systeme mit mehr als zwei Blättern, um beispielsweise die notwendige Zahl von Durchschlägen zu erhalten, so siH die mittleren Blätter an ihrer Oberseite mit dem κ ^rauschen Überzug und an ihrer Unterseite mit den Kleinen Kapseln versehen. Das oberste Blatt und das unterste Blatt sind so, wie es oben bei einem System aus zwei Blattern beschrieben ist.

Die Oberfläche des mit Mineralstoffen überzogenen Papiers ähnelt einem üblichen Papier. Da dieses Papier keine zerbrechlichen oder druckempfindlichen Stoffe enthält, kann es wirtschaftlich mit Erfolg bei der üblichen kominuierlichen Papierherstellung gefertigt werden. Es kann im Bedarfsfalle gewalzt oder geglättet werden.

Nach der FR-PS 14 78 652 ist es bekannt, Papier der erwähnten Art so herzustellen, daß auf eine feuchte, noch nicht gehärtete Papierbahn kontinuierlich mittels einer Rolle eine Suspension der Kapseln aufgebracht wird. Durch Schwerkraft setzen sich hierbei die Kapseln an der Oberfläche der Papierbahn fest. Bei diesem bekannten Verfahren ist es nicht möglich, eine gleichmäßige Verteilung der Kapseln auf der Oberfläche des Papiers zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren dieser Art. bei welchem die Kapseln gleichmäßig auf der Oberfläche des Papiers verteilt und mit diesem gut verbunden oder eingearbeitet sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Papierbahn zwischen zwei Rollen hindurchgeführt wird, von denen die eine als Druckrolle dient und die andere eine Auftragsrolle ist, an deren Oberfläche dicht nebeneinander angeordnete kleine Vertiefungen vorgesehen sind, wobei die Oberfläche der Auftragsrol-Ie nach dem Eintauchen in eine die Kapseln enthaltende Flüssigkeit und vor dem Berühren der Papierbahn abgewischt wird.

Nach dem Hindurchführen zwischen den Rollen kann die Papierbahn in üblicher Weise getrocknet werden.

Vorzugsweise läßt man die beiden Rollen mit einer Geschwindigkeit rotieren, die der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papierbahn entspricht.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Vorrichtung isi gekennzeichnet durch zwei rotierende Rollen, zwischen denen die Papierbahn kontinuierlich hindurchgeführt wird. Hierbei dient die eine der Rollen als Druckrolle, die andere Rolle ist eine Auftragsrolle, an deren Oberfläche dicht nebeneinander kleine Vertiefungen vorgesehen sind.

Die Vorrichtung ist ferner gekennzeichnet durch einen Behälter für die Aufnahme der Flüssigkeit mit den Kapseln, in welchen die rotierende Auftragsrolle eintaucht, und durch eine Abwischvorrichtung zwischen dem Behälter und der Papierbahn.

Die Druckrolle kann aus einem kautschukähnlichen Material bestehen. Sie kann auch aus Metall mit einem Überzug eines kautschukähnlichen Materials bestehen.

Die Vertiefungen an der Oberfläche der Auftragsrol-Ie können pyramiden- oder wendelförmig sein oder

einen rechteckigen oder sechseckigen Querschnitt haben. Die Vertiefungen an der Oberfläche der Aufiragsrolle können eingeätzt oder eingraviert, sein.

Die Zeichnungen erläutern beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen der Flüssigkeit mit den kleinen Kapseln auf die Papierbahn;

F i g. 2 zeigt die Oberfläche einer Auftragsrolle mit pyramidenförmigen Vertiefungen;

F i g. 3 zeigt die Oberfläche einer Auflragsrolle mit wendeiförmigen Vertiefungen;

Fig.4 zeigt die Oberfläche einer Auftragsrolle mit viereckigen Verliefungen;

F i g. 5 zeigt die Oberfläche einer Auftragsrolle mit sechseckigen Vertiefungen;

Fig.6 zeigt schematisch eine Papiermaschine mit der eingebauten erfindungsgemäRen Vorrichtung.

Der Überzug aus den kleinen Kapseln wird auf die Papierbahn dort aufgebracht, wo sie noch nicht gehärtet oder nur teilweise gehärtet ist. Dadurch können die kleinen Kapseln teilweise eingebettet werden in die faserige Struktur der Oberfläche des Papiers. Gleichzeitig wird die unwirtschaftliche übermäßige Beladung der Papierbahn mit Kapseln oder der Verlust von Kapseln mit dem abziehenden Wasser während der Bildung der Papierbahn vermieden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bringt man den Überzug aus den kleinen Kapseln auf, nachdem die Papierbahn gebildet ist, bevor sie aber im Inneren wasserabstoßend geworden ist. Hierfür verwendet man ein Rollenpaar, zwischen dem die Papierbahn 10 hindurchläuft. Die Rolle 12 hat vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine Oberfläche 14 aus einem elastischen Material. Die andere zylindrische Rolle 16 hat an ihrer Oberfläche eingeätzte oder sonst gebildete kleine, nah beieinanderliegende Vertiefungen. Eine Rakel oder eine Wischvorrichtung 18, in Berührung mit dem äußeren Umfange der Rolle 16 und vor der Berührung dieser Rolle mit der Papierbahn 10, dient zum Entfernen des Überzuges von der Oberfläche, so daß nur die Vertiefungen gefüllt bleiben. Dadurch ist es möglich, den die kleinen Kapseln enthallenden Überzug ohne Anwendung von Druck in gleichmäßiger Verteilung auf die Oberfläche der Papierbahn 10 aufzudrucken, wenn die Oberfläche der Rolle 16 mit der einen Seite der Papierbahn in Berührung kommt.

Die Auftragsrolle 16 ist durch Ätzen, Eingravieren oder auf sonstige Art mit tausenden von kleinen Vertiefungen versehen, die mit der Dispersion der ^erbrechlichen kleinen Kapseln gefüllt sein können. Die Gebiete zwischen den Vertiefungen bilden die eigentliche Ober fläche der Rolle. Die kleinen Vertiefungen können verschiedene von der Rotogravur bekannte Formen haben, z. B. Pyramidenform, Wendelform, viereckige Vertiefungen, sechseckige Vertiefungen u. dgl., mit verschiedenen Querschnitten oder Anordnungen, die gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Auftragsrolle verteilt sind. Von der Tiefe der Vertiefungen ist abhängig die aufgenommene Flüssigkeitsmenge, nachdem die äußere Oberfläche der Rolle durch die Abwischvorrichtung 18 gesäubert ist.

Beim Rotieren der Auftragsrolle nimmt der untere, in das Bad 20 mit der die Kapseln enthaltenden Flüssigkeit eintauchende Teil die Flüssigkeit an ihrer Oberfläche auf. Überschüssige Flüssigkeit wird entfernt durch die Rakel oder die Wischvorrichtung 18. so daß die Oberfläche sauber bleibt, während die Flüssigkeit das Innere der Vertiefungen ausfüllt. Das verwendete System ist selbstspülend, wobei fremde Faserstoffe od. dgl, die von der Bahn auf die Rolle gelangen, entfernt werden, so daß Fehlstellen in dem aufgebrachten Überzug nicht entstehen können.

Beim Rotieren der Auftragerolle wird die die Kapseln enthaltende Flüssigkeit aus den Vertiefungen auf die Oberfläche der Papierbahn übertragen, und zwar durch den Druck, der durch die elastische Oberfläche 14 der Druckrolle ausgeübt wird. Die Druckrolle drückt die Bahn 10 gegen die Oberfläche der Auftragsrolle, wobei die die kleinen Kapseln enthaltende Flüssigkeit aus den Vertiefungen auf die Papierbahn im wesentlichen durch Kapillarwirkung und die Anziehungskraft des nichtgehärteten Papiers übertragen wird.

Da die elastische Oberfläche der Druckrolle 12 gleichmäßig gegen die Oberfläche der Auftragsrolle 16 drückt, und da der Druck hydraulisch geregelt wird, so haben Änderungen in der Papierdicke einen geringen Einfluß auf die gleichmäßige Verteilung der die Kapsein enthaltenden Flüssigkeit. Es wird damit immer ein gleichmäßig überzogenes Papier erhalten. Durch geeignete Auswahl der Abmessungen der Verliefungen, z. B. der Weite, der Tiefe und der Form, kann die Dicke des Überzuges gleichmäßig geregelt werden.

Die Kapseln werden auf die Papierbahn in einem solchen Zustande aufgetragen, daß sie leilweise zwischen die Fasern an der Oberfläche der Papierbahn eingebettet werden. Man kann daher ein Überzugsmittel aus dispergierten kleinen Kapseln verwenden, ohne daß dieses Mittel Flocken und/oder Zellulosefasern zum Schutz der Kapseln zu enthalten braucht. Derartige Zusätze waren bei den bekannten Verfahren erforderlich. Notfalls können solche Zusätze aber auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden.

Die in den Vertiefungen befindliche Flüssigkeit mit den kleinen Kapseln wird keinem hohen Druck ausgesetzt, so daß der Überzug mit den Kapseln in einer beliebigen Konzentralion aufgebracht werden kann. ohne daß die Gefahr eines Bruches der Kapseln besteht, wie bei den bekannten Verfahren.

Durch die Anordnung der Vertiefungen auf der Oberfläche der Auftragsrolle ist es möglich, einen verhältnismäßig gleichmäßigen und im wesentlichen zusammenhängenden Überzug auf die gesamte Oberfläehe der Papierbahn aufzubringen. Es kann also eine maximale Ausnutzung der Kapseln erreicht werden.

Die Kapseln und ihr Inhalt bilden nicht den Gegenstand der Erfindung. Sie brauchen daher hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden. In der Regel kann die Überzugsflüssigkeit aus einem wäßrigen Medium bestehen, in welchem Kapseln mit einem mittleren Durchmesser von 7 bis 19 Mikron dispergiert sind. Die Flüssigkeit kann gegebenenfalls Stärke. Talkum oder Flocken enthalten. Der Gesamtgehalt an Feststoffen kann zwischen 18 und 24% liegen, wobei der Gehalt der dispergierten Kapseln 13 bis 22% betragen kann. Der Überzug kann in einer Menge von etwa 3,5 bis 5 g je m² aufgebracht werden.

Man kann beispielsweise eine Auftragsrolle verwenden, die 50 wendeiförmige Vertiefungen mit Zwischenräumen von 30 bis 40 Mikron und Vcrticfungsvolumina von 48 bis 50 χ 10¹» Mikron³ hat.

Nachstehend soll die Erfindung in ihrer Anwendung an einer typischen Papiermaschine nach F i g. 6 bc-

^6<i schrieben werden.

Die dort dargestellte Papiermaschine arbeitet kontinuierlich, so daß eine endlose Papierbahn entsteht. Eingebaut darin ist die erfindungsgemäße Auftragsvorrich-

lung. Die Maschine enthält einen Behälter 30 mit der Aufschlämmung der Papiermasse. Diese wird gleichmäßig auf ein sich kontinuierlich bewegendes endloses Sieb 32 aufgetragen. Dort werden die Zellulosefasern filtriert, und es entsteht an der Oberfläche beim Abziehen des Wassers durch das Sieb 32 eine verfilzte, feuchte Papierbahn 34. Am Ende des Siebes ist die Papierbahn selbsttragend geworden und kann vom Sieb abgenommen und durch eine Reihe von mit Filz bekleideten Druckwalzen hindurchgeführt, werden. Nach dein Verdichten der Bahn gelangt sie in einen Trockenabschnitt 38, wo der Wassergehalt der Papierbahn weiter herabgesetzt wird. Vor dem vollständigen Trocknen der Papierbahn, vor dem Kalandrieren und vorzugsweise in noch nicht ausgehärtetem Zustande führt man die Papierbahn mit der gleichen Geschwindigkeit durch die Auftragsvorrichtung mit der Druckrolle 12 und der Auftragsrolle 16 hindurch. Hierbei wird das dispergier-Ie Kapseln enthaltende Überzugsmaterial drucklos auf die benachbarte Seite der Papierbahn übertragen. Dann kann die überzogene Papierbahn weiterverarbeitet werden, z. B. durch Hindurchführen durch Trockenvorrichtungen 40 und Glättrollen 42, wobei das überzogene Papier in Einzelfällen leicht kalandriert werden kann. Anschließend wird das Papier auf die Spule 44 aufgewickelt und dann zu Blättern geschnitten. Wie bei dem üblichen Verfahren zum Überziehen von Papier können zusätzliche Trockenwalzen oder mit Teflon überzogene Antriebswalzen verwendet werden, und zwar nach dem Aufbringen des Überzuges, damit die-

S ser nicht auf der Oberfläche der Trockentrommel abgelagert wird. Das Verfahren kann mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, ist aber an sich das bei der Papierfabrikation übliche.

Die Druckrolle 12 kann aus Kautschuk bestehen mit

ίο einem metallischen Kern, oder kann aus Metall mit einem Überzug aus einem elastischen kautschukähnlichen Material bestehen. Die Rollen können durch übliche Mittel angetrieben werden, wobei ihre Umfangsgeschwindigkeit vorzugsweise der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papierbahn entspricht.

Das erfindungsgemäß hergestellte Papier kann nicht nur als farbloses Kopierpapier verwendet werden, sondern auch für zahlreiche andere Zwecke. Hierzu gehören beispielsweise die Verwendung als Wischtuch,

wenn die Kapseln mit einem geeigneten flüssigen Schmiermittel gefüllt sind. Man kann derartige Papiere auch als druckempfindliche Etiketts oder Tapeten verwenden, wenn die Kapseln mit einem flüssigen Klebstoff gefüllt sind. Ebenso können die Kapseln auch mit einem geeigneten Parfüm gefüllt sein. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen auf der Hand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem Überzug, der aus kleinen, mit einer Flüssigkeit gefüllten, unter Druck zerbrechlichen Kapseln besteht, wobei die Kapseln kontinuierlich mittels einer Rolle auf eine noch nicht gehärtete Papierbahn aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Papierbahn /wischen zwei Rollen hindurchgeführt wird, von denen die eine als Druckrolle dient und die andere eine Auftragsrolle ist, an deren Oberfläche dicht nebeneinander angeordnete kleine Vertiefungen vorgesehen sind, wobei die Oberfläche der Auftragsrolle nach dem Eintauchen in eine die Kapseln enthaltende Flüssigkeit und vor dem Berühren der Papierbahn abgewischt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichne! dusch zwei rolierende Rollen, zwischen denen die Papierbahn (10) kontinuierlich hindurchgeführt wird, wobei die eine der Rollen (12) als Druckrolle dient, die andere Rolle (16) eine Auftragsrolle ist, an deren Oberfläche dicht nebeneinander kleine Vertiefungen vorgesehen sind, durch einen Behälter (20) für die Aufnahme der Flüssigkeit mit den Kapseln, in welchen die Auftragsrolle (16) eintaucht, und durch eine Abwischvorrichtung (18) zwischen dem Behälter (20) und der Papierbahn (10).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (12) aus einem kautschukähnlichen Material besieht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (12) aus Metall mit einem Überzug eines kautschukähnlichen Materials besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen an der Oberfläche der Auftragsrolle (16) pyramiden- oder wendelförmig sind oder einen rechteckigen oder sechseckigen Querschnitt haben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen an der Oberfläche der Auftragsrolle (16) eingeätzt oder eingraviert sind.