DE1945104B - Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserten Eigenschaften - Google Patents
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Description
35
Es ist bekannt, Papiere durch Extrusion oder Schmelzbeschichtung mit Filmen aus Polyäthylen
oder Copolymerisaten aus Äthylen/Vinylacetat zu überziehen. In der Regel handelt es sich um Verpackungspapiere,
die auf diese Weise eine verbesserte Wasser-, Wasserdampf-, Fett- und öldichtigkeit erhalten.
Die Herstellung solcher Papiere ist kostspielig, und
die aufgebrachten Filme sind relativ dick.
Es ist ferner bekannt, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß man an Stelle von festem Polyäthylen
oder dessen Copolymerisaten wäßrige Dispersionen der festen Polymerisate verwendet. Man erhält dadurch
Papiere, welche eine gute Wasserdampfdichtig- keit besitzen; diese Dispersionen enthalten aus Stabilitätsgründen
meist hohe Anteile eines oder mehrerer Emulgatoren anionischen oder nichtionogenen
Charakters, so daß auf Grund der in der Beschichtung verbliebenen Reste an Emulgatoren nur eine mäßige
Wasserbeständigkeit erhalten wird.
Es wurde nun gefunden, daß man die Wasserempfindlichkeit
der Beschichtung dann verbessern kann, wenn man Äthylencopolymerisat-Dispersionen
verwendet, deren Herstellung in der deutschen Patentanmeldung P 17 20667.6 beschrieben ist.
Es handelt sich bei diesen Dispersionen um Copolymerisate von Äthylen und äthylenisch ungesättigten
Verbindungen sowie gegebenenfalls weiteren polymerisierbaren Verbindungen, die bei erhöhtem Druck
und erhöhter Temperatür in Gegenwart von Radikalstartmitteln, aber ohne Emulgatoren hergestellt
werden. Als äthylenisch ungesättigte Verbindungen werden die Alkalisalze von Acrylamid-N-sulfonsäure,
Methacrylamid-N-sulfottsäure und Crotonsäureamid-N-sulfonsäure bevorzugt genannt
An weiteren polymerisierbaren Verbindungen kommen vorzugsweise Acryl- bzw. Methacrylsäureester in Frage.
Gegenstand der Erfindung ist som«t ein Verfahren
zur Herstellung von Papier mit verbesserten Eigenschaften, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der
Papiermasse vor der Blattbildung eine wäßrige Dispersion eines Copolymerisates aus Äthylen mit Di-Alkalisalzen von Acrylamid-N-sulfonsäure, Methacrylamid-N-sulfonsäure oder Crotonsäureamid-N-sulfonsäure
und gegebenenfalls weiteren polymerisierbaren Verbindungen zugesetzt und die Dispersion durch Zusatz
von Mineralsäure oder Aluminiumsulfat ausgefällt und die Papierbahn nach vollständiger oder teilweiser
Trocknung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck kalandert wird.
Gegenstand der Erfindung ist ebenso ein Verfahrt η zur Herstellung von Papier mit verbesserten Eigenschaften,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß (',e
fertige Papierbahn mit einer der obengenannten Copolymerisat-Dispersionen imprägniert und nach
vollständiger oder teilweiser Trocknung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck kalandert wird
Die Zugabe zur Papiermasse wird zweckmäßiger weise so durchgeführt, daß man die Copolymerisat
dispersion dem Papierbrei zusetzt und das C'opol·.-merisat
nach homogener Verteilung durch Flockungsmittel, vorzugsweise Aluminiumsulfat, ausflockt. Die
Zugabe und Ausflockung werden zweckmäßig nach der Mahlung des Zellstoffes und der Zugabe von
Füllstoffen, wie beispielsweise Kaolin. China Clay usw..
und Leimungsmittel, wie Harzleim, vorgenommen. Durch das Ausflocken bleibt das Copolymerisat nach
der Entwässerung auf dem Sieb fast vollständig im Papier in feinverteilten Flocken zurück. Nach der in
bekannter Weise erfolgten Herstellung und Trocknung der Papierbahn wird diese bei erhöhtem Druck und
erhöhter Temperatur kalandert. Dadurch wird eine Filmbildung der einzelnen Flocken des Copolymerisates
erreicht. Die Temperatur der Kalanderwalzen sollte 120 bis 180 C, vorzugsweise 130 bis 150'C,
betragen, der Druck bei 50 bis 200 kg/cm, vorzugsweise 60 bis 120 kg/cm. Walzenlänge liegen.
DH Einsatzmenge kann je nach Verwendungszweck bei 10 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise bei
30 bis 50 Gewichtsprozent Copolymerisat, bezogen auf trockenen Zellstoff, liegen.
Die auf diese Weise hergestellten Papiere besitzen je nach Polymerisatgehalt mehr oder weniger bereits
den Charakter von Kunststoff-Folien. Sie zeigen eine sehr geringe Wasseraufnahme, eine glatte, glänzende
Oberfläche, eine gesteigerte Transparenz, eine gute Fett- und Wasserdampfdichtigkeit und eine geringere
Klanghärte.
Die Imprägnierung der Papieroberfläche mit den genannten Copolymerisaten wird zweckmäßig so
durchgeführt, daß man die fertige Papierbahn auf einer Imprägnieranlage, beispielsweise einer Leimpresse,
in eine mit Wasser verdünnte Copolymerisatdispersion taucht und anschließend in bekannter
Weise trocknet und wie oben beschrieben unter erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur kalandert.
Die Konzentration der Imprägnierflotte sollte bei 100 bis 800 g/l einer 40%igen Dispersion, vorzugsweise
bei 300 bis 500 g/l, liegen. Die genaue Konzen-
tration wird durch den gewünschten Effekt und die
Saugfähigkeit des Papiers bestimmt.
Die zu imprägnierende Papierbahn kann vor der Imprägnierung geleimt, gefüllt oder naßfest ausgerüstet
sein.
Durch die Imprägnierung erhält man ein folienartiges Papier. Die Oberfläche ist besonders glatt und
glänzend, so daß je nach der Dicke der Beschichtung die Beschreibbarkeit mit normaler Tinte oder Kugelschreiber
schwierig oder unmöglich wird.
Die erfindungsgemäß durch Einsatz des Copolymerisate in der Masse oder auf der Oberfläche hergestellten
Papiere zeichnen sich ferner durch das Fehlen jeglicher Rollneigung aus, was besonders für
dünne und hochgemahlene Papiere von Vorteil ist Als Fasermaterial lassen sich gebleichter und ungebleichter
Sulfit- und SulfatzellstofT, HalbzellstofT,
HochausbeutezeÜbiofT, alle Arten von Holzschliff
und Altpapier verwenden. Ferner ist auch der Einsatz von Synthesefasern und Celluloseregeneratfasern
möglich.
Die erfindungsgemäß helgestellten Papiere lassen
sich auf Grund ihrer Oberflächenbeschaffenheit als Trennpapiere für selbstklebende Bodenbelagsplatten
oder Etiketten und Folien verwenden, wofür bislang die erheblich teureren oder umständlicher herstellbaren
silikonisierten oder mit Chromaluminiumstearat beschichteten Pap>re eingesetzt werden.
Bei der Verwendung von hor^gemahlenen Zellstoffen
läßt sich duich den erfindungsgemäßen Einsatz des Copolymerisate ein in Fett- und ' Vasserdichtigkeit
verbessertes Pergamentersatz- oder Pergaminpapier herstellen, wobei man außerdem auf die gesonderte
Zugabe eines weichmachenden Produktes verzichten kann, da durch das Copolymerisat die Klanghärte
stark herabgesetzt wird.
Der erfindungsgemäße Einsatz des Copolymerisats führt bei hocLgefüllten Etikettenpapieren zu einer
verbesserten Ribbelfestigkeit. Bei Verpackungspapieren für Metallteile, beispielsweise Maschinenteile, wird
durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Copolymerisats infolge der guten Hydrophobierung und der
geringen Wasserdampfdurchlässigkeit des Papiers eine Korrosion der Metalle ausgeschlossen bzw. weitgehend
vermieden.
100 Teile trockener, gebleichter Fichtensulfit-Zellstoff
werden in 4%iger wäßriger Suspension im Kegelrefiner auf einen Mahlgrad von 36° SR (Schopper-Riegler)
gemahlen. Zu dieser Suspension fügt man 100 Teile einer etwa 30% igen Dispersion eines Copolymerisats
aus 96,3 Gewichtsprozent Äthylen, 2,3 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und 1,4 Gewichtsprozent
Di-K-methacrylamidosulfonat hinzu und rührt die Suspension bis zur gleichmäßigen Verteilung
etwa 10 bis 15 Minuten lang. Darauf wird der pH-Wert der Suspension unter Rühren durch Zugabe einer
10%igen Al-Sulfat-Lösung auf etwa 4,5 bis 5 gestellt. Hierbei und während der anschließenden Rührzeit
von etwa 15 Minuten fällt das Copolymerisat in feinen Flocken aus.
Die Suspension wird darauf mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von etwa 0,5 bis 1% verdünnt und aus
der Papiermasse Papierblätter gebildet. Nach einer Trocknung bei 100 bis 1100C werden die Papierblätter
durch einen Kalander (Stahl/Papierwalzen) bei einer Temperatur von 130° C und einem Druck von 60 kg/cm
geschickt Das so erhaltene Papier eignet sich vorzüglich als sogenanntes Trennpapier; es besitzt folgende
technologische Daten:
| 5 Tabelle | 1 |
Unifitpapier
mit Co polymerisat |
|
Sulfitpapier
ohne Co- potymerisat |
90,3 3,56 3,0 0,55 2,8 13,3 100 |
|
| m2-Gewicht (g) Reißfestigkeit trocken (Rkm) Dehnung trocken (%) Reißfestigkeit naß (Rkm) .. 15 Dehnung naß (%) Cobbtest (e/m2) . Papierleimungsgrad nach Brecht 20 und L i e b e r t (see) ... |
92,1 4,5 2,7 (1) 135 2 |
|
Aus einem hocbgemahlenen, gebleichten Fichtensulfitzellstoff
mit einem Mahlgrad von 73° SR werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, Papierblätter gebildet,
jedoch ohne Einsatz des Copolymerisats in der Masse. Die Blätter werden bei 100 bis ί 100C getrocknet und
anschließend in einer Lösung von 500 g/l einer 40%igen Copolymerisat-Dispersion aus 57 Gewichtsprozent
Äthylen, 40 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und 3 Gewichtsprozent Di-K-methacrylamidosulfonat
getaucht und wieder getrocknet Zum Schluß kalandert man die Blätter bei einer Temperatur
von 1800C und einem Druck von 60 kg/cm. Man erhält ein verbessertes Pergamentersatzpapier mit
stark verminderter Klanghärte. Die Trockenauflage an Copolymerisat beträgt etwa 10 Gewichtsprozent
die technologischen Werte liegen wie folgt:
| m2-Gewicht | Pergamentersatz | Pergamentersatz | |
| 45 | Reißfestigkeit | ohne Copolymerisat | mit Copolymerisat |
| trocken (Rkm) .. | 60,7 | 66,9 | |
| Dehnung | |||
| trocken (%) | 3,99 | 3,28 | |
| 50 | Reißfestigkeit | ||
| naß (%) | 1,7 | 1,7 | |
| Dehnung naß (%) | |||
| Cobbtest (g/m2)... | 0,09 | 1,48 | |
| 55 | Fettdichtigkeit | 0,6 | 1,0 |
| nach Tappi | 70 | 13 | |
| T 454m-44 | |||
| mittel | gut | ||
| 60 | (vereinzelt | (keine | |
| Durchschläge) | Durchschläge) | ||
100 Teile trockener, ungebleichter Sulfat-Zellstoff werden auf 42° SR im Kegelrefiner bei einer Stoffdichte
von 4% gemahlen. Dann gibt man der Stoffsuspension 3 Teile handelsüblichen Harzleim zu und
rührt bis zur homogenen Verteilung. Darauf werden
75 Teik einer 40%igen Copolymerisat-Dispersion aus 89,8 Gewichtsprozent Äthylen, 6,8 Gewichtsprozent
Methylmethacrylat und 3,4 Gewichtsprozent Di-K-methacrylamidosuIfonat
zugegeben und diese ebenfalls homogen verteilt Mit Hilfe einer 10%igen s wäßrigen Aluminiumsulfatlösung wird Jer pH-Wert
auf 4,5 eingestellt, wobei sowohl der Harzleim als auch das Copolymerisat ausflocken. Nach einer
Rührzeit von etwa 20 Minuten hat sich das vorher milchig trübe Wasser der Suspension völlig geklärt
Nun wird der Stoflbrei in üblicher Weise auf der Papiermaschine zu Papier verarbeitet Zum Schluß
wird die Papierbahn bei einer Temperatur von 130° C und einem Druck von 100 kg/cm kalandriert. Man
erhr't ein Packpapier, das eiae sehr geringe Wasseraumahme
besitzt und sich daher besonders für das Verpacken von Maschinenteilen eignet
| . Packpapier | Packpapier | |
| ohne | mit | |
| Copolymerisat | Copolymerisat | |
| m2-Gewicht | 74,1 | 100,7 |
| Reißfestigkeit | ||
| trocken (Rkm) | 2,70 | 2,78 |
| Dehnung trocken (%).. | 4,1 | 4,1 |
| Reißfestigkeit naß (Rkm) | 03 | 2,77 |
| Dehnung naß (%) | 0,8 | 4a |
| Cobbtest (g/m2) | 34,6 | 5,1 |
| Berstdruck (kp/cm2) ... | 3,4 | 3,7 |
| Wölbhöhe (mm) | 3,5 | 3,4 |
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserten Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß der Papiermasse vor
der Blattbildung eine wäßrige Dispersion eines Copolymerisate aus Äthylen mit Di-Alkalisalzen
von Acrylamid-N-sulfonsäure, Methacr,!amid-N-sulfonsäure oder Crotonsäureamid-N-sulfon- säure und gegebenenfalls weiteren polymerisierbaren Verbindungen zugesetzt, diese Dispersion
durch Zusatz von Mineralsäure oder Aluminiumsulfat ausgefällt und die Papierbahn nach vollständiger oder teilweiser Trocknung bei erhöhter
Temperatur und erhöhtem Druck kalandert wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserten Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet,
daß die fertige Papierbahn mit einer wäßrigen Dispersion der in Anspruch 1 aufgeführten Copolymerisate
imprägniert und nach vollständiger oder teilweiser Trocknung bei erhöhter Ter peratur
und erhöhtem Druck kalandert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Papierbrei 10 bis 70 Gewichtsprozent
Copolymerisat, bezogen auf trockenen Zsllstoff, zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die fertige Papierbahn in einer Löstmg imprägniert wird, die 300 bis 800 g/l der
in Anspruch 1 genannten Copolymerisate enthält.
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