DE2036949C3 - Verfahren zur Herstellung von Papier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung in von Papier und ähnlichem Bahnmaterial aus zellulosehaltigen Fasern, bei dem einer Faserstoffsuspension nach dem Auslaufen auf ein bewegtes Sieb Feuchtigkeit entzogen, danach der Faserstoff in einer Pressensektion weiter entwässert und anschließend in einer Trocken- Ji Sektion getrocknet wird, wobei die Bahn bei Erreichen eines Feuchtigkeitsgehaltes zwischen 18% und 40% vor einer weitergehenden Trocknung durch einen Spalt zweier angetriebener Walzen mit nichtmetallischer Oberfläche geführt wird.

Aus den US-PS 31 04 197 und 33 82 140 ist es zur Herstellung von streckfähigem Papier bekannt, innerhalb einer Papiermaschine eine vorgetrocknete, jedoch noch feuchte Papierbahn durch einen Walzenspalt hindurchzuführen, der durch eine harte Walze und eine v> elastische Walze gebildet ist. Die aus Weichgummi bestehende Oberfläche der elastischen Walze besitzt eine Härte zwischen 10 und 45 Shore-Härtegraden und ist gegen den Umfang der harten Walze vorbelastet. Die harte Walze wird mit einer größeren Urnfangsge- w schwindigkeit als die weiche Walze angetrieben, so daß die Papierbahn im Walzenspalt einer Krepp-Bildung unterworfen wird. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn im Bereich zwischen 5% und 40%. Anschließend wird die so τ> behandelte Papierbahn, gegebenenfalls unter verringerter Bahnspannung, um weitere Trockenzylinder herumgeführt und dadurch getrocknet.

Aus der AT-PS 2 55 834 ist ein Verfahren zum Herstellen einer ein- oder beidseitig geglätteten wi Papierbahn bekannt, bei dem die zu glättende Seite bzw. Seiten der von der Trockenpartie kommenden Bahn an einen beheizten metallischen Glättzylinder mit Hilfe von kleinen Andrückwalzen mit nachgiebiger Oberfläche angepreßt wird. Die Papierbahn wird zuvor auf b^r> einen Feuchtigkeitsgehalt unter 35% vorgetrocknet. Der Glättzylinder wird auf Temperaturen zwischen 140° und 180⁰C aufgeheizt, und der Anpreßdruck in dem zwischen Glättzylinder und Andrückwalzen gebildeten Walzenspalt beträgt zwischen 17,5 kg/cm* und 170 kg/cm², wobei die Breite der Durchlaufstelle auf weniger als 25 mm, vorzugsweise 123 mm gehalten wird Dadurch sollen zumindest die Fasern der Oberfläche der den Walzenspalt durchlaufenden Papierbahn so weit plastisch gemacht werden, daß die Fasern an der Oberfläche eingeebnet und geglättet werden, so daß das Material an der Oberfläche den gewünschten Glanz erhält Der aus Metall bestehende Glättzylinder besitzt zu diesem Zweck eine polierte Mantelfläche, während die Anpreßwalzen einen nachgiebigen Überzug von verhältnismäßig hoher Härte, vorzugsweise von weniger als 30 P&J Plastometerpunkten (Ve" Kugeldurchmesser) aufweisen, um eine harte und schmale Durchlaufstelle zu gewährleisten. Indem die bis zu 200° C erreichende hohe Temperatur des beheizten Glättzylinders die Fasern an der Oberfläche der Papierbahn kurzzeitig in einen plastischen Zustand überführt, aus dem sie bei Verlassen des Walzenspaltes nahezu augenblicklich in den ursprünglichen nichtplastischen Zustand zurückkehren, werden lediglich die Oberflächenfasern der Papierbahn eingeebnet und dadurch zunächst vorhandene Unregelmäßigkeiten eingeebnet, so daß eine glatte geschlossene oder verdichtete und glänzende ebene Oberfläche entsteht.

Im Unterschied zu der vorbeschriebenen bekannten Feuchtglätttmg, bei der die Oberflächenfasern der Papierbahn in einem Walzenspalt plastifiziert und eingeebnet werden, und im Unterschied zu einer bekannten Trockenglättung, bei der die nach dem Trocknungsvorgang senkrecht zur Oberfläche der Papierbahn stehenden Papierfasern mittels Druck und einer gewissen Reibung fest in die Papieroberfläche eingepreßt werden und eine sog. Maschinenglätte entsteht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art die Möglichkeit zu schaffen, die bereits bestehende Verteilung der Fasern einer Papierbahn vor deren endgültiger Trocknung zu vergleichmäßigen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberflächenhärte der beiden Walzen bei Raumtemperatur (21°C) Werte zwischen 0 und 10 P&J Plastometerpunkte ('/β" Kugeldurchmesser) aufweist und daß die Bahn beim Durchgang durch den Walzenspalt mit einem Liniendruck von mindestens 9 kg/cm belastet wird. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird die unerwartete, jedoch vorteilhafte Wirkung erreicht, daß man die Fasern der schon eine gewisse Eigenfestigkeit besitzenden Papierbahn umordnen und in gewissem Umfang neu orientieren kann, um damit ein« größere innere strukturelle Gleichmäßigkeit im Papier zu erzielen. Dies ist besonders bei dünnerem Papier von Bedeutung, wo durch die Umordnung und Neuverteilung der Fasern auch bei geringer Bahndicke die Reißfestigkeit und andere Qualitätseigenschaften des Papiers verbessert werden. Beispielsweise verlangt Kohlepapier eine möglichst gleichmäßige Faserverteilung, weil andernfalls nach dem Auftragen von Kohlematerial eine ungleichmäßige Beschichtung stattfindet. Außerdem wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Transparenz des Papiers erhöht und die aus den unregelmäßigen Faseranhäufungen entstehende Opazität herabsetzt. Innerhalb des angegebenen Bereiches für die Feuchtigkeitsgehalte der vorgetrockneten Papierbahn ist es möglich, durch gezielte Druckanwendung und Vorschubwirkung innerhalb des Walzenspaltes eine beträchtliche relative Bewegung

und Verschiebung der Fasern zueinander zu erreichen. Papier gleich guter Qualität läßt sich nach herkömmlichen Methoden nur nach erhöhtem Aufwand herstellen, indem man die Austrittsmenge der Faserstc^ffsuspension an der Stelle des Stoffauflaufes und damit auch die Siebgeschwindigkeit verringert, um auf diese Weise von vorneherein zu einer gleichmäßigeren raserverteilung zu gelangen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch nicht notwendig, die erwünschte hohe Siebgeschwindigkeit bei einer entsprechend auf hohe Kapazitäten ausgelegten Papiermaschine zu drosseln.

Besonders günstige Ergebnisse werden erreicht, wenn gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Flächengewicht der Bahn im Bereich zwischen 41 und 65 g/m² der im Walzenspalt auf die Bahn ausgeübte Liniendruck zwischen 17,9 und 45,0 kg/cm beträgt

Die Erfindung ist nachfolgend in Verbind"ng mit den Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Übersicht einer Papiermaschine mit dem Anwendungsbereich des Verfahrens gemäß der Erfindung;

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung bezüglich F i g. 1 den Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Ver- 2"> fahrens zwischen zwei Trockensektionen;

Fig.3 einen vergrößerten schematischen Schnitt durch eine Papierbahn im Bereich des erfindungsgemäß angewendeten Walzenpaares und

Fig.4 eine graphische Darstellung für die Faserver- «1 teilung in einer normalen und in einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papierbahn.

Entsprechend F i g. I fließt Faserstoffsuspension 10 aus einem Austrittsschlitz U des Stoffauflaufes auf ein Langsieb 12, das am vorderen Ende durch eine r> Brustwalze 13 und am gegenüberliegenden Ende durch eine Gautschwalze 14 geführt ist. Die Faserstoffsuspension enthält gewöhnlich mehr als 99% Wasser und weniger als 1% Fasern. Bei der Bildung der Papierbahn 15 wird die Faserstoffsuspension durch das Langsieb 12 -4» hindurch entwässert wobei sich die Fasern untereinander verhaken und eine Matte bilden, die bei Erreichen der Gautschwalze 14 noch einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 80 und 85% besitzt.

Zur nachfolgenden Entwässerung der Papierbahn 15 -r> wird üblicherweise eine Naßpressensektion 16 vorgesehen, bei deren Verlassen der Feuchtigkeitsgehalt zwischen 60% und 70% beträgt. Danach wird die Papierbahn 15 durch mindestens eine Trockensektion 17 hindurchgeführt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf ">» Werte zwischen 18% und 40% zu verringern.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einer Behandlungsstation 18 angewendet, in deren Anschluß die Papierbahn durch eine oder mehrere zusätzliche Trockensektionen 19 hindurchgeführt und anschließend v> zu einer Rolle 20 aufgewickelt wird. Selbstverständlich kann die Papierbahn zuvor noch kalandriert oder beschichtet oder auf andere Weise behandelt werden. In der Behandlungsstation 18 läuft die Papierbahn 15 über eine obere Führungswalze 21, sodann durch den Spalt «1 22 zwischen zwei Walzen 23 und 24 und anschließend um eine Führungswalze 25 in uie frockensektion 19. Um das gewünschte Ergebnis zu erhalten, muß die Papierbahn 15 einen in den oben angegebenen Grenzen enthaltenen Feuchtigkeitsgehall aufweisen, muß die tv"> Oberflächenhärte der Walzen 23 und 24 in gewissen Grenzen liegen und muß auch der Spaltdruck zwischen den Walzen 23 und 24 einen bestimmten Mindestwert aufweisen.

Die Walze 23 wird mit einer der Bahngeschwindigkeit entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Die Walze 24 ist in endseitigen Lagern 26 unterstützt, die jeweils an einem Schwenkarm 27 befestigt sind. Die oberen Enden der Schwenkarme 27 sind an einem waagerechten Rahmenteil 28 angelenkt, der durch einen senkrechten Rahmen 29 auf dem Boden unterstützt ist Die unteren Enden der Schwenkarme sind jeweils über einen Gelenkzapfen 30 an eine Kolbenstange 31 eines Zylinders 32 angeschlossen, der über Druckleitungen 33, 34 wahlweise beaufschlagt wird und an seinem anderen Ende gelenkig an einem Tragteil 35 des Rahmens 29 gehaltert ist

Zweckmäßigerweise wird auch die Walze 24 entsprechend der Längsgeschwindigkeit der Papierbahn 15 angetrieben, insbesondere bei schnellaufenden Papiermaschinen, wo die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 23, 24 z. B. 460 m/min beträgt Die Walze 24 ist gegen die Walze 23 unter Druck anpreßbar, so daß auf die Papierbahn 15 im Walzenspalt 22 ein bestimmter Druck ausgeübt werden kann. Die für die Behandlung der Papierbahn wichtige Oberflächenhärte liegt zwischen 0 und 10 P&J Plastometerpunkten (Ve" Kugeldurchmesser) bei einer Raumtemperatur von 21⁰C. Diese Härtewerte bedeuten jedoch nicht, daß die Walzen notwendig bei Raumtemperatur eingesetzt werden. Bei den angegebenen Härtewerten und Spaltdrücken sind die Walzen nur geringfügig zusammendrückbar und elastisch. Die bevorzugte Oberflächenhärte der Walzen liegt zwischen 0 und 5 P-PIastometerpunkten (Ve" Kugeldurchmesser) bei Raumtemperatur.

Die Walzen besitzen z. B. gemäß F i g. 3 auf einem Stahlkern 37 einen Überzug 36 von einer Dicke von 16 mm mit den erwünschten Oberflächenhärtewerten. Die Walze ist zum Einleiten von Kühlflüssigkeit vorzugsweise hohl. Eine Abkühlung ist besonders bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zweckmäßig, um die im Walzenspalt entstehende und die Lebensdauer der Walzen verkürzende Hitze abzuführen. Der Durchmesser der Walzen 23, 24 ist nicht besonders wichtig und kann zwischen 30 cm und 59 cm liegen.

Die demgegenüber wichtige Oberflächenhärte der Walzen läßt sich auch für bestimmte Walzendurchmesser und bei gegebenem Spaltdruck auf die in Umfangsrichtung gemessene Spaltbreite beziehen. Diese Spaltbreite liegt vorzugsweise zwischen 1,77 mm und etwa 10,7 mm bei einem Walzendurchmesser von 58,4 cm und bei einem Spaltdruck von 28,5 kg/cm.

Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der in den Walzenspalt 22 eingeführten Papierbahn 15 zu niedrig ist, haben die Fasern bereits eine endgültige Stellung eingenommen, so daß eine Verbesserung der Faserverteilung nicht stattfindet. Bei zu hohem Feuchtigkeitsgehalt hat sich herausgestellt, daß durch die Behandlung im Walzenspalt 22 unregelmäßige glänzende Flecke entstehen, die wahrscheinlich einer zu großen Beweglichkeit der Zellstoffasern zuzuschreiben sind. Um die erwünschte Neuordnung und Vergleichmäßigung der Faserverteilung herbeiführen zu können, sollte der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn zwischen 18% und 40%, vorzugsweise zwischen 25% und 35% betragen.

Der Spaltdruck muß hoch genug liegen, um die erwünschte Neuordnung der Fasern und Verdichtung zu gewährleisten. Eine Verbesserung der Faserverteilung konnte schon bei Spaltdrücken von 9,0 kg/cm erzielt werden. Die Einhaltung oberer Druckgrenzen ist nicht kritisch und hängt in erster Linie von der Standfestigkeit

der Walzen ab. Drücke bis zu 254 kg/cm wurden mit Erfolg angewendet. Der zweckmäßig angewendete Druck hängt vom Papiergewicht ab, wobei schwerere Papiere mit größerem Druck behandelt werden. Ein günstiger Spaltdruck für Papiere mit einem Grundgewicht zwischen 0,04—0,065 kg/m² liegt im Bereich zwischen etwa 17,9 und 44,7 kg/cm.

Obwohl der in der Papierbahn 15 beim Durchgang durch den Walzenspalt 22 stattfindende genaue Vorgang noch nicht vollständig aufgeklärt worden ist, ι ο gibt F i g. 3 diesbezüglich eine Übersicht. Wenn die in den Spalt 22 eintretende Papierbahn 15 bei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 25% und 35% eine verhältnismäßig rauhe unebene Oberfläche besitzt, so bildet die Faseranordnung darin eine in sich veränderbare plastische Masse. Zwischen den harten, nur leicht zusammendrückbaren Walzenoberflächen wird die Papierbahn einer Kombination von Querkräften FSi FS2 sowie einer Druckbeanspruchung C ausgesetzt. Die Druckbeanspruchung preßt die Fasern 38 zumindest in einem gewissen Umfang zusammen. Die Kräftekombination hat eine Extrusion der Papierbahn aus dem Walzenspalt zur Folge, so daß die Bahn vergleichmäßigt, verdichtet und mit einer glatteren Oberfläche versehen wird. Aufgrund der geringfügigen Elastizität der Walzen entstehen die Kräfte FS₁ und FS₂, die entgegen der Fortbewegungsrichtung auf die Papierbahn einwirken, wobei anzunehmen ist, daß diese Kräfte zur Neuordnung der Fasern beitragen. Bei zu hohem Feuchtigkeitsgehalt ist die Bahn in sich zu flüssig, so daß jo der gesamte Faseraufbau innerhalb der Bahn verschoben wird und keine differentielle Faserbewegung stattfinden kann.

Die Gleichmäßigkeit der Faserverteilung läßt sich anhand von Papierblattproben bestimmen, die man J5 gegen eine Lichtquelle hält. Für derartige Untersuchungen ist eine automatische Vorrichtung als »QNS/M Formation Tester« bekannt, die von dem zwischen einer Lichtquelle und einem Photometer angeordneten Probeblatt eine Faserverteilungskurve entsprechend F i g. 4 aufzeichnet. Auf der Abzisse sind 30 Untersuchungsstufen aufgetragen, von denen die Stufen 1 und 30 Eichstufen sind. Für die Untersuchungsstufen 3 bis 28 werden mit Hilfe jeweils unterschiedlicher Filter erzielte Meßwerte aufgetragen, welche die Entfernung zwischen den Mittelpunkten benachbarter Faserflocken in der analysierten Richtung angeben. So liefert z. B. der Filter der Stufe 3 einen Meßwert für die relative Häufigkeit von bei 10,2 cm liegenden Flockenentfernungen, der Filter der Stufe 16 einen Meßwert für eine so Flockenentfernung von 0,53 cm (bei einer Untersuchungsfrequenz von 800 Hz) und der Filter der Stufe 28 einen Meßwert für Flockenentfernungen von 0,03 cm (Untersuchungsfrequenz 12 500 Hz). In den Stufen 2 und 29 umgeht das Lichtsignal die Filter, so daß die hier entstehenden Meßwerte dem Integralwert von Filterstufe zu Filterstufe auftretenden Verteilungsänderungen entspricht

Auf der Ordinate gemäß Fig.4 sind Werte für die durch das Photometer bestimmte relative Signalintensitat aufgetragen, aus denen sich anhand der aufgezeichneten Kurve die relative Häufigkeit der in den einzelnen Stufen vorkommenden Flockenabstände ablesen lassen. Dementsprechend ist die Häufigkeit sehr großer Flockenabstände entsprechend Stufe 3 und sehr kleiner Flockenabstände entsprechend Stufe 28 geringer als in den dazwischen befindlichen Stufen. Eine relativ flach verlaufende Kurve deutet somit auf eine Gleichmäßigkeit der Faserverteilung hin, während gewölbt verlaufende Kurven oder solche mit mehreren Extremwerten eine ungleichmäßige Faserverteilung erkennen lassen.

In F i g. 4 entspricht die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Kurve einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papierbahn und die mit unterbrochenen Linien gezeigte Kurve einer nicht behandelten Papierbahn. Diese Kurven geben folgende Aufschlüsse:

1. Die Meßwerte für die Stufen 2 und 29 geben Hinweise für die allgemeine Faserverteilung, bei denen alle Unregelmäßigkeiten berücksichtigt sind. Je größer hier die Signalintensität ist, desto unregelmäßiger ist die Faserverteilung.

2. Die vorherrschende Größe der Faserflocken ergibt sich aus dem Schcitclbcrcich der Kurve. Die Stufe mit der höchsten Signalintensität gibt an, welche Faserflokkengröße vorherrscht. Hier kann man allgemein feststellen, daß die Gleichmäßigkeit der Faserverteilung um so schlechter ist, je weiter das Maximum der Kurve auf der Abszisse vom Nullpunkt entfernt ist.

3. Standort der vorherrschenden Flockengröße im Verhältnis zu derjenigen Größe, die das Kurvenzentrum bezüglich der Abzisse bildet, wobei im vorliegenden Beispiel das Kurvenzentrum als bei Stufe 16 liegend definiert ist. Dieser Standortwert ergibt sich aus der Stufennummer, bei der die vorherrschende Flockengrö-Be liegt, minus 16. Auf diese Weise gibt ein positiver Standortwert an, daß die vorherrschende Flockengröße bezüglich Fig.4 links vom Kurvenzentrum liegt und Flockengrößen unterhalb von 0.53 cm enthält. Wenn die vorherrschende Flockengröße im Bereich einer hohen Stufennummer und somit bei kleinen Flockengrößen liegt, so ist dies ein Anzeichen für eine gute Faserverteilung, so daß von höheren Standortwerten aus auf eine bessere Papierqualität geschlossen werden kann.

Die Kurven gemäß Fig.4 können noch weiter analysiert werden, indem man von dem in den Stufen 2 und 29 gemessenen Intensitätswert 48 für die mit ausgezogenen Linien gezeigte Kurve ausgeht und außerdem feststellt, daß die vorherrschende Flockengrößc mit einem Maximalwert von 46 bei Stufe 24 auftritt, so daß sich hier der Standortwert zu 24 —16 = 8 zu einem günstigen hohen V/ert errechnet. In der mil unterbrochenen Linien gezeigten Kurve liegt der in den Stufen 2 und 29 gemessene Wert für das Änderungsintegral bei 69, während die vorherrschende Flockengröße im Maximum bei 49 in der Stufe 12 hat woraus sich ein ungünstiger Standortwert von 12 — 16 = — 4 ergibt

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen noch weiter erläutert.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 60% gebleichten Douglastannen-Zellstoff und 40% gebleichtem Pappelsulfitzellstofl wurde zunächst bei höherer, danach bei niederer Konsistenz gemahlen und anschließend in Suspension in einer Papiermaschine entsprechend Fig. 1 verarbeitet Das Grundgewicht des gebildeten Papiers betrug ungefähr 0,052 kg/m². Die Papierbahn besaß beim Eintritt in den Spalt zwischen den Walzen 23, 24 einer Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 28%. Für eine bestimmte Versuchszeitdauer wurde die Bahn an dem Walzenspalt vorbeigeführt (Spaltdruck=0), und während der restlichen Versuchszeit wurde die Bahn bei einem Spaltdruck von ca. 31,5 kg/cm zwischen der Walzen 23, 24 hindurchgeleitet Den beiden Versuchen

entsprechende Papierproben wurden in der vorbeschriebenen Untersuchungsvorrichtung analysiert, woraus die beiden Kurven gemäß F i g. 4 entstanden sind.

Beispiel 2

Ein Papierstoff bestehend aus 60% stark gebleichtem Sulfitzellstoff (vorzugsweise Hemlocktanne) und aus 40% gebleichtem Birkenzellstoff wurde bei hoher und geringerer Konsistenz gemahlen, anschließend verdünnt und wie in Beispiel 1 zu Papier verarbeitet, wobei jedoch die Feuchtigkeitsgehalte der Papierbahn in der Behandlungsstation 18 etwas verringert und die Spaltdrücke variiert worden sind. Papierproben wurden in der vorbeschriebenen Untersuchungsvorrichtung und durch einen Elektronenrechner analysiert, wobei in der nachfolgenden Tabelle I die Analysenwerte für verschiedene Papierproben unter Berücksichtigung angewendeter unterschiedlicher Spaltdrücke aufgeführt sind.

Tabelle 1

Spaltdruck, kg/cm 0 31,6 72,5 145,0 241,0

Feuchtigkeitsgehalt, % 30,0 30,0 37,0 35,0 35,0

Faserverteilungsanalyse

Allgemeiner Verteilungswert 79 55 53 54 57

Vorherrschende Flockengröße (Gp) 58,34 39,92 37,14 37,68 38,61

Standort von Gp 4 6 6 7 8

Papiereigenschaften

Grundgewicht, kg/m* 0,0544 0,0545 0,0537 0,0540 0,0542

Dicke (χ 0,025 mm) 3,00 2,40 2,36 2,32 2,34

Dichte 0,713 0,8»3 0,894 0,916 0,910 Zugfestigkeit, kg/cm

— in Maschinenrichtung 5,33 5,60 5,42 5,33 5,49

- in Querrichtung 2,18 2,48 2,49 2,42 2,49 Bruchdehnung, %

— in Maschinenrichtung 2,9 2,8 2,7 2,6 2,7

— in Querrichtung 6,6 7,8 7,4 7,4 7,7 Zugenergie-Absorption, kgcm/cm²

— in Maschinenrichtung 0,099 0,105 0,092 0,088 0,094

- in Querrichtung 0.115 0,146 0,139 0,133 0,144 Reißfestigkeit, g/Blatt

— in Maschinenrichtung 38,0 32,2 31,4 31,1 30,9

- in Querrichtung 47,1 40,4 38,8 38,8 38,0 Glätte (Sheffield), cmVmin

- in Maschinenrichtung 280 !68 173 166 165

- in Querrichtung 319 173 175 171 172 Opazität, % (Bausch &Lomb) 49,4 45,0 43,5 443 43,9 Densometermessung, cmVmin (Sheffield) 31 14 10 11 10 Fett-Absorption, % 14,5 8,4 8,1 7,8 8,2 Innere Bindung (Scott Tester), kgcm/cm² 0,825 0,988 0,913 0,985 1,050

Beispiel 3

Papierstoff, bestehend aus 60% gebleichtem Douglastannen-Zellstoff und 40% gebleichtem Birkenzellstoff wurde anfänglich bei hoher Konsistenz gemahlen, worauf sich eine herkömmliche Mahlung anschloß. Der Zellstoff wurde anschlieBend wie im Beispiel 2 auf einer Papiermaschine verarbeitet, wobei Proben abgenommen worden sind, deren Untersuchungsergebnisse in der nachfolgenden Tabelle II angegeben sind.

Tabelle II

Kennzeichnung der Proben
FGH

Spaltdruck, kg/cm 0 31,6

Feuchtigkeitsgehalt, % 36,0 363

Kennzeichnung der Proben FGH

33,0 Faserverteilungsanalyse

Allgemeiner 84,0 55,0 59,0

Verteilungswert

Vorherrschende 62,05 39,06 40,21

Flockengröße (Gp)

Standort von Gp 5 8 12

Papiereigenschaften

Grundgewicht, kg/m² 0,0538 0,0528 0,0537 Dicke (χ 0,025 mm) 3,28 2,46 2,50

Dichte 0,646 0,845 0,845

Zugfestigkeit, kg/cm

— in Maschinen- 5,96 6,13 6,31 richtung

— in Querrichtung 2,42 2,53 2,64

	9	U	\	20	36	949	10	um \/αγπ	1	5	Proben
									K
Fortsetzung							2,5
		2,6
			Proben				6,4		2,5
		7,4	H		Bruchdehnung, %	Kennzeichnung der
					— in Maschinen	I		7.9
Bruchdehnung, °/o	Kennzeichnung der				richtung		0,086
— in Maschinen	F	0,097	2,6		— in Querrichtung	2,5
richtung					Zugenergie-Absorption,		0,108	0,092
— in Querrichtung		0,138	7,7	U)	kgcm/cm2	6,8
Zugenergie-Absorption,	2,5				— in Maschinen		37,2	0,145
kgcm/cm2		40,4			richtung
— in Maschinen	7,3		0,102		— in Querrichtung	0,089	48,9	27,8
richtung		50,0			Reißfestigkeit, g/Blatt
— in Querrichtung			0,148	15	— in Maschinen	0,118		48.4
Reißfestigkeit, g/Blatt	0,094				richtung		152
— in Maschinen		172	38,6		— in Querrichtung	44,7
richtung,	0,136				Glätte (Sheffield),		134	151
— in Querrichtung		159	51.1		cmVmin	56,6	53,5
Glätte (Sheffield),	46,6	51,6		2(1	— in Maschinen			133
CmVmin					richtung		41	53,7
— in Maschinen	60,6		177		— in Querrichtung	290
richtung		31			Opazität, % (Bausch &		11,35	33
— in Querrichtung		11,84	159		Lomb)	323	0,828
Opazität, % (Bausch &	313	0,778	49,3	2>	Densometermessung,	58,3		10,37
Lomb)					cmVmin (Sheffield)		0,825
Densometermessung,	324			Fett-Absorption, °/o	61
cmVmin (Sheffield)	57,0	25		Innere Bindung
Pett-Absorption, %		11,23		(Scott Tester), kgcm/cm2	18,60	PaMumHai-.
innere Bindung		0,905	Jl)		0,704
(Scott Tester), kgcm/cm2	58
	19,59		Beispiel
0.660	r^ipc fti»icr\tf»l Hi An t 7
Beispiel A

Hierbei wurde wie im Verfahren nach Beispiel 2 gearbeitet, allerdings mit der Ausnahme, daß der Papierstoff eine Mischung war aus 15% gebleichtem Douglastannen-Zellstoff, 45% stark gebleichtem Zellstoff und 40% Birkenzellstoff. Der Zellstoff wurde bei hoher Konsistenz gemahlen bis zu einem Mahlungsgrad von 420 cc CSF, in einer Claflin-Mühle zu 351 cc CSF und in einer Jordan-Mühle zu 222 cc CSF. Der Zellstoff wurde zu Papier verarbeitet, wobei entsprechend dem Beispiel Proben entnommen worden sind. Die Ergebnisse der Probenuntersuchung sind in der folgenden Tabelle III angegeben.

Tabelle III	Kennzeichnung der	1	Proben
	1	31,6	K
	0	33	72,5
Spaltdruck, kg/cm	28		36
Feuchtigkeitsgehalt %		52
Faserverteilungsanalyse	67		53
Allgemeiner		46,08
Verteilungswert	51,83		40,47
Vorherrschende		12
Flockengröße (Gp)	5		10
Standort von Gp		0,0553
Papiereigenschaften	0,0553	2,38	0,0572
Grundgewicht, kg/m2	3,20	0314	2,40
Dicke ( χ 0,025 mm)	0,680		0,931
Dichte		5.80
Zugfestigkeit, kg/cm	5,77		5,94
— in Maschinen		2^9
richtung	2,29		233
— in Querrichtung

Standseigenschaften einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papierbahn und einer nicht so behandelten Papierbahn, nachdem beide Bahnen in üblicher Weise auf einer Leimpresse mit einem schützenden Überzug versehen worden sind. Der Vergleich zeigt, daß erfindungsgemäß behandeltes Papier weniger Überzugsmaterial benötigt, um dabei noch höhere Fettwiderstandseigenschaften zu erhalten als ein nicht behandeltes Papier.

Entsprechend Tabelle I wurden eine Probe A sowie eine Probe B (mit »Penford-Gummi 280« Verfahren behandelt) in üblicher Weise in einer Leimpresse mit einer Lösung aus 10% »Penford-Gummi 280« in 90% Wasser beschichtet. Dies Erzeugnis ist ein Hydroxyäthylätherderivat der Maisstärke. Obwohl beide Papierproben der gleichen Beschichtungsbehandlung unterworfen waren, hatte die Probe A 0,0044 kg/m² und das Muster B nur 0,0026 kg/m² Überzugsmaterial aufgenommen.

Nach der Beschichtung wurde bei beiden Proben der Fettwiderstand mit Hilfe von 12 verschiedenen Testiösungen untersucht die verschiedene Anteile von Rizinusöl, Toluol und Heptan enthält, wobei sich in der ersten Testlösung 200 Anteile von Rizinusöl, jedoch keine Anteile von Toluol oder Heptan befinden. Bei den nachfolgenden Testlösungen nimmt der Anteil an Rizinusöl ab, und der Anteil der anderen Bestandteile zu, so daß bei der zwölften Testlösung die ursprünglich vorhandenen 200 Teile Rizinusöl durch 90 Teile Toluol und 110 Teile Heptan ersetzt sind. Die jeweilige Testlösung muß in Form eines Tropfens mindestens 15 see lang auf dem Blatt unverändert stehen bleiben. Der Vergleich zeigt, daß bei der Probe A der Fettwiderstand bereits durch die Testlösung Nr. 4, bei der Probe B jedoch erst durch die Testlösung Nr. 8 (mit höherem Lösungsmittelanteil) überwunden wurde.

Obwohl die erfindungsgemäße Behandlung einer Papierbahn nicht allein den Fettwiderstand verbessert, sondern erst in Verbindung mit einem Leim- oder Überzugsmaterial, läßt sich dennoch ein positiver Zusammenhang zwischen der Fettabsorption des Ausgangsmaierials und dem Fettwiderstand des geleimten oder beschichteten Papiers feststellen. Anhand der Fettabsorption kann man somit ein Papier auf seine Anwendung auf Fettwiderstand überprüfen, bevor man sich für eine Beschichtung entscheidet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Papiere sind aufgrund der verbesserten gleichmäßigen

Faserverteilung nicht nur oberflächlich glatter, sondern auch im Inneren homogener als nicht behandelte Papiere. Kohlepapiere und andere Geschäfts- oder Dokumentenpapiere müssen aus einer Papierbahn mit gleichmäßiger Faserverteilung hergestellt werden, um bei möglichst niedrigem Grundgewicht eine maximale Festigkeit zu erreichen. Auch Zeichenpapiere müssen zur Erzielung schattenfreier Kopien eine gleichmäßige Transparenz aufweisen und können zu diesem Zweck nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Papier und ähnlichem Bahnmaterial aus zellulosehaltigen Fasern, bei dem einer Faserstoffsuspension nach dem Auslaufen auf ein bewegtes Sieb Feuchtigkeit entzogen, danach der Faserstoff in einer Pressensektion weiter entwässert und anschließend in einer Trockensektion getrocknet wird, wobei die Bahn bei ι ο Erreichen eines Feuchtigkeitsgehaltes zwischen 18% und 40% vor einer weitergehenden Trocknung durch einen Spalt zweier angetriebener Walzen mit nichtmetallischen Oberflächen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß deren Oberflächenhärte bei Raumtemperatur (2 Γ C) Werte zwischen 0 und 10 P&J Plastometer (¹Ze" liugeldurdimesser) aufweist und daß die Bahn beim Durchgang durch den Walzenspalt mit einem Liniendruck von mindestens 9 kg/cm belastet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Flächengewicht der Bahn im Bereich zwischen 41 und 65 g/m² der im Walzenspalt auf die Bahn ausgeübte Liniendruck zwischen 17,9 und 45 kg/cm beträgt. 2^r>