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Verfahren zum Mahlen,- Leimen, Färben und Füllen von Papierstoff,
zerfasertem Stroh. Torf, Heidekraut, Holzspänen und anderen Faserstoffen. Das bei
der Papierleimung angewandte Tonerdesulfat hat den Zweck, die Leimmilch auf der
Faser niederzuschlagen, und man kann sagen, daß es sich hierbei um einen im wesentlichen
kolloidchemischen Vorgang, eine Flockun-, handelt. Ergänzt wird diese kolloidchemische
Theorie der Papierleimung durch folgende Überlegung: Das _ durch langsame Hydrolyse
des Aluminiumsulfates entstehende kolloide A1_ 03 . n # aq ist elektrisch positiv
beladen und wirkt bei der Leimung sozusagen als »elektrostatisches Klebmittel« zwischen
rlen gleichsinnig negativ geladenen Harz- und Zellstoffpartikeln. Beweis für diese
elektrostatische Leirnungstheorie ist u. a. die »Entleimung« ohne Aluminiumsalz
geleimten Papieres beim längeren Lagern durch Auflockerung des Gefüges infolge elektrostatischer
Abstoßung.
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Die praktischen Konsequenzen dieser Theorie haben nun zur Ausarbeitung
eines neuen Verfahrens geführt, das berufen sein wird, grundlegende Änderungen in
der Papierfabrikation herbeizuführen. Es wurde nämlich gefunden, daß die Aufbereitung,
Leiinung und Färbung von Papierstoff u. dgl. in einem Arbeitsgange und ohne Verwen;lung
größerer Mengen Flocklingsmittel ausgeführt werden kann, wenn man hei fler Papierherstellung
Kolloidmühlen oder ähnlich lvirkenrle sdinelllaufende Dispergierinaschinen verwendet.
\fan kann die bisher übliche ]an-.latiern:le \l@ihluii des Rohstoffes in 1Ialilliolländern
:ltirch kurze Bearbeitung in einer derartigen Mühle ersetzen. Ferner kann man pule
erförmiges Harz, das gegebenenfalls schon kolloidisiert wurde, im gleichen Arbeitsgange
dem Faserstoff zusetzen und erreicht eine äußerst feine Verteilung der Leimmasse
und eine homogene Vermischung. E.#; ist dabei nicht notwendig, das Harz wie bisher
durch kochen mit Alkali ganz oder teilweise zu verseifen und so mit chemischen Mitteln
zu dispergieren. Auch erübrigt es sich, die mit dem Papierrohstoff vermischte Harzsuspension
nachher durch Tonerdesulfat u. dgl. auszuflocken, so daß auch dieses teure chemische
Mittel vermieden wird. Die in der holloidmühle ohne Peptisatoren bereitete Leimmilch
ist nämlich derartig instabil, daß sie schon nach kurzer Zeit von selbst flockt
und sich auf der Faser niederschlägt. Es ist zweckmäßig, lediglich einen positiv
elektrisch geladenen Stoff, wie z. B. Aluminiumhydroxvd, am besten in kolloider
Form, zuzusetzen, um eine spätere Entleimung des Papieres zu verhindern.
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Gleichzeitig lassen sich auch mit dem Harz zusammen die gewünschten
Füll- und Farb--;toffe mahlen, die bei dieser Behandlung in feinere Verteilung gelangen
und in der Papierinasse wesentlich lioniogener verteilt werden, als es bisher möglich
war.
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Anstatt von Zellstoff und Holzschliff auszugehen, kann man nach #lein
neuen Verfahren -ich unmittelbar Holzspäne, zerfasertes Stroh, Torf, Heidekraut
und Wlen anderen Faser->t(Att zerkleinern und gleichzeitig leimen und
färben
und das dabei erhaltene Pralukt zur Herstellung von Pappen, von Gegenständen aller
Art. Ornamenten usw. verwenden.
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Zusaiitmenf:t.:eriri seien die Vorteile Ales neuen Verfahrens n@xlinials
hervorgehoben: i. Gleichzeitiges \lahlen. Leimen und Färben des Rohstoffes.
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2. Alkali gier an-iere peptisierend wirkende Stoffe werden zur Herstellung
der Leimmilch nicht ozler nur in äußerst geringen 'Mengen benötiht. Leimkocher sanft
Heizung sowie besondere »EmuhatorenR erübrigen sich.
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3. hie Flockung de. Harzleimes erfolgt von selbst, (las teure Flcxkting;niittel.
z. B. Tonerdestilfat. wird gespart.
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. Weil weder alkalisch reagierende Leimmilch noch Tonerlesulfat mit
saurer Reaktion angewandt wird. können auch alkali- oder säureeinp$ndliche Farbstoffe.
z. B. als Bläumittel Ultramarin. unbescha.let angewen@ Met werden.
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. Die zugesetzten Farbstoffe werden besser ausgenützt, weil die Verteilung
derselben eine weitergeheü3e -an i -lie Vermischung eine intensivere ist. ein Vorteil,
der besonders bei Nerwendung von Erdfarben (Ocker usw.-) ins Gewicht fällt.
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6. Letzteres trifft auch für die zugesetzten Füllstoffe und anlege
erwünschte Beigaben zu. . Auch das Bleichen kann im gleichen Arbeitsgange in einer
Iiolloidmühle vorgenommen werden; der Bleichprozeß ist infolge der intensiven Vermischung
der Bleichmittel und der äußerst feinen Verteilung sciaar in erheblich kürzerer
Zeit vollendet.
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Durch folgende Beispiele seien fiese Ausführungen näher erläutert:
Beispiel i. 3 Teile holophoniumharz wenden in iooo Teilen Wasser mit einer Kolloidmühle,
gegebenenfalls unter Zusatz von geringen Mengen eines Chlorkohlenwasserstoffes oder
eines anderen Lösungsmittels weitgehend zerkleinert: alsdann gibt inan die gr,)b
vorgekollerte Papiermasse, die etwa ioo Teile Fasergut .auf 2ooo Teilen Wasser enthält,
zu. Durch die intensive Einwirkung der Dispergierinaschine wird die Faser sehr rasch
bis zur gewünschten Feinheit gebracht, so daß ..die Zerkleinerung und gleichzeitig
iie Leitnung meist schon in wenigen Minuten beendet ist. Dadurch, daß man geeignete
Vorrichtungen vorsieht, die gestatten, immer gemessene 'Mengen Harz. Wasser und
dann I# asergut zuzugeben, kann der Vorgang fortlaufen,i gestaltet werden.
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Zusatz von Flockungsmitteln ist unnötig. -la ,las Harzhydrosol, so
wie es au, --leg Schlagmühle kanunt, so .instabil ist. daß es ganz v@m selbst flockt.
Tonerdesulfat wird also nicht benötigt.
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Dagegen empfiehlt es sich. noch einen positiv elektrischen Stoff,
der das geleimte Papier isodektrisch macht, zuzusetzen. Zu diesem Zwecke wird @lie
hierzu benötigte Menge Tonerde (AI"():,) o:ier ein anderer positivelektrischer Stoff,
z. B. für minderwertige dunkelfarbige Papiersorten Eisenoxyd (Fe_Og), mitvermahl
en.
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Ferner können auch Füllstoffe, Farbstoffe und sonsti@,-e erwünschte
Zusätze, gleichzeitig mit <leni 1`larz vermahlen und mit der 'Masse vermischt
werden. Beschwerrnittel, wie Schwerspat, die wegen ungenügender Zerkleinerung bisher
nur beschränkte Anwendung finden konnten. werden in der 1,7,olloidmühle bis zu den
erforderlichen Dimensionen dispergiert und können daher auch in größeren :Mengen
zugesetzt werden.
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ach dem gleichen Zierfahren können statt des Koloplioniunis auch andere
zur Papierleimung geeignete Stoffe verarbeitet werden, z. B. andere natürliche und
künstliche Harze und Harzprodukte, tierischer Leim, Pflanzenschleime, Viskose, Stärke,
Dextrin, Kautschuk bzw. Kautschuklatex, Montanwachs, Kieselsäuregallerte u. dgl.
Man kann das Verfahren aber auch in folgender Weise ausführen: Beispiel 2. Das grob
vorgekollerte Fasergut wird statt in den Mahlholländer mit einer gemessenen Menge
Wasser in eine große Kolloidmühle gegeben; wo es infolge der großen Umlaufsgeschwindigkeit
in etwa 2 bis io Minuten fertig gemahlen wird. Durch genahe Regelung der 'Malildauer
in Sekunden, der Stoffdichte, der Tourenzahl der 1,Iühle und der 'Mahltemperatur
kann man, je nach Wunsch, rösch oder schmierig mahlen. Gegenüber dem Holländer wird
erheblich an Raum und Zeit gespart.
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Über der großen Kolloidmühle ist eine kleinere montiert zur Mahlung
des Kolophoniums oder einer anderen Leimsubstanz in Wasser, gegebenenfalls unter
Zusatz eines organischen Lösungsmittels oder von sehr geringen ''engen Alkali, Ammoniak
usw. (bisher wurden über 5o Prozent Alkali und erhebliche Wärmemengen zur Leimkochung
gebraucht). Die kleine Mühle hat eine höhere Tourenzahl, rla das Kolophonium bis
zu kolloiden Dimensionen gemahlen werden muß, während ini Gegenteil die Faser nicht
»totgemahlen« werclen darf.
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Durch selüstätige \'orriclittitigen wird nach Verlauf der von der
gewünschten Papiersorte erheischten 1lalilperiorle das Harzhydrosol aus der Harzkolloidmühle
in die Faserkolloidmühle entleert und dort durch die Rührung momentan innig mit
ilem Faserbrei vermischt. Hierauf @@tinet :ich selbsttätig cler Boden der großen
l@(illi)i lmühle und die mit Harz imprägnierte I@i:erma@se wird in die Bütte entleert.
Die
Füllung der Mühlen mit Harz bzw. Faserstoffen erfolgt ebenfalls
selbsttätig, so daß sofort der nächste Arbeitsvorgang einsetzt.
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Eventuell kann man sich auch unter Beibehaltung der bisher üblichen
Faserzerkleinerungsmaschinen darauf beschränken, die Leimbereitung in der geschilderten
Weise mit der Kolloidmühle vorzunehmen. Für ein chemikalienfreies (ohne Peptisatoren
bereitetes) Harzhydrosol macht sich dann eventuell eine etwas raschere Rührung im
Leimholländer not<vendig, uni genügende Durchmischung vor zu weitgehender Flockung
zu bewerkstelligen.