DE514922C - Verfahren zur Herstellung von wasserdichtem biegsamen Papier - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein undurchlässiges Celluloseprodukt, insbesondere auf ein wasserdichtes Papier, das aus Holzschliff- oder Hadernpapier gewonnen wird. Die Erfindung ist in erster Linie für die Behandlung von dichtem Material, wie Papier, bestimmt, zum Unterschied von lokkeren Stoffgebilden, wie z. B. Filz.

Die Erfindung beruht darauf, daß unter geeigneten Vorsichtsmaßregeln und Bedingungen die äußeren Schichten von Blättern aus dichtem Cellulosefasermaterial mit einer zähflüssigen Mischung bei einer Temperatur getränkt werden, bei welcher normalerweise derartiges Material zerstört wird. Durch Anwendung einer derart hohen Temperatur kann eine Tränkung erreicht werden, die bisher ausgeschlossen war. Dies hat zur Folge, daß ein Erzeugnis erhalten wird, das von den bisher bekannten Erzeugnissen wesentlich verschiedene Eigenschaften aufweist.

Es ist bereits bekannt, Papier mit geschmolzenen bituminösen Stoffen nur so weit zu tränken, daß die mittleren Schichten nicht imprägniert werden, jedoch hat man das bituminöse Material entweder bei niedriger Temperatur angewandt oder hat, wenn die Imprägnierung bei höherer Temperatur vorgenommen werden sollte, keinerlei Maßnahmen angegeben, um die bei erhöhter Temperatur eintretende, die Festigkeit des Papiers zerstörende Karbonisation zu verhindern.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird das Material in ein Bad einer zähen, undurchlässig machenden Flüssigkeit eingetaucht, dessen Temperatur wesentlich über 120° C, zweckmäßig sogar über 200⁰ C liegt, und zwar unter solchen Bedingungen, daß die Oberflächenschichten mit der Imprägnierflüssigkeit getränkt werden, aber die Fasern der Mittelschichten nicht überzogen werden. Bei Anwendung einer derartigen Temperatur auf Papier und ähnliches Material muß große Sorgfalt auf die Vermeidung des Luftzutritts verwandt werden. Bei der kurzen Dauer der Behandlung und Nachbehandlung müssen Vorkehrungen für schnelle Abkühlung getroffen werden, damit die Luft nicht mit den nichtgetränkten Fasern bei solchen Temperaturen in Berührung kommt, bei denen Karbonisation eintritt. Dies kann zweckmäßig dadurch erreicht werden, daß ein Papierblatt oder ein Blatt aus anderem Fasermaterial unter rascher Bewegung durch ein Bad aus einem geschmolzenen zähflüssigen Tränkungsmittel sich hindurchbewegt. Das Papierblatt soll in dem zähflüssigen Bad nur kurze Zeit untertauchen, und beim Austreten soll das überschüssige Tränkungsmittel vom Blatt sogleich abgestreift werden, so daß go

die Menge der zähen Tränkungsflüssigkeit in dem Blatt nur gering ist und die Temperatur rasch fällt.

Das Imprägnierbad kann verschiedener Natür sein. Beispielsweise kann ein Bad Verwendung finden aus einer Mischung von etwa ι oo Teilen eines als Mineralgummi (Elaterit) bekannten bituminösen Produktes, etwa io Teilen rohem Paraffinwachs und etwa ίο 2 Teilen Montanwachs.- Das für die vorliegende Erfindung benutzte bituminöse Material, der Mineralgummi, besitzt einen Schmelzpunkt von über 120° C, beispielsweise von 143 bis 155° C. Das Rohparaffin besitzt einen Schmelzpunkt von etwa 50 ° C, die Badmischung einen solchen von über 120° C; in kaltem - Zustand zeigt sie nur sehr geringe Klebrigkeit infolge der Anwesenheit der Wachse. Dieses Bad wird auf eine Temperatur von 175 bis 230⁰ C erhitzt; bei diesen Temperaturen ist es flüssig, aber immer noch sehr viskos.

Der bei dem vorliegenden Verfahren stattfindende Vorgang kann vielleicht auf die folgende Art erklärt werden. Indessen soll die Erfindung nicht auf die nun folgende Theorie und ihre Anwendung beschränkt werden.

Das aus Fasermaterial bestehende Blatt enthält immer noch eine gewisse Menge Feuchtigkeit. Sobald das Blatt in das heiße Bad eintaucht, entwickelt sich Dampf. Der aus dem Blatt entweichende Dampf bildet mit Teilen der Schmelze eine zähe, zellenartige Schicht oder Haut auf dem Bad. Bei der Ausübung des vorliegenden Verfahrens soll diese Haut sich bis zu einer Dicke von einigen Zentimetern entwickeln, bis die Oberfläche ganz kalt wird. Die Haut dient dazu, die Hitze in dem Bad aufzuspeichern, und übernimmt gleichzeitig die Rolle einer Schutzschicht, durch welche das Blatt nach seiner Erhitzung hindurchgezogen wird, so daß die heißen Fasern nicht der Luft ausgesetzt werden.

Der Dampf und die eingeschlossene Luft werden, so lange aus dem Blatt austreten, bis der in dem Blatt vorhandene Druck dem im Bade herrschenden Druck sieh annähernd angeglichen hat. Dieser beträgt wenig mehr als 1 Atm. Indessen wird ein gewisser Teil der Luft und des überhitzten Dampfes in dem Blatt zurückbleiben. Obgleich das Bad geschmolzen ist, ist es sehr viskos. Infolgedessen wird das Blatt einen Teil Tränkflüssigkeit aufnehmen, aber nicht so viel, wie es bei Anwendung einer nicht viskosen Flüssigkeit aufgenommen hätte. Offensichtlich findet ein Eindringen der Flüssigkeit zwischen die Fasern hauptsächlich an der Oberfläche des Blattes statt.

Bei der Behandlung gewöhnlichen Papiers wurde gefunden, daß das Blatt nur etwa 5 Sekunden im Bade verweilen darf, wenn das Bad eine Temperatur von etwa 23 o° C aufweist. Unter diesen Umständen erreicht die Tränkung noch nicht ihr Maximum- Dies hat zur Folge, daß in dem Endprodukt die Fasern der Mittellage noch im wesentlichen frei von Tränkungsmittel sind. Hierdurch erhält das Endprodukt einen hohen Grad von Biegsamkeit, da die nicht getränkten Fasern der Mittellage sich gegeneinander verschieben können und eine mehr oder weniger unabhängige Bewegung der Oberflächenschichten gestatten. Gleichzeitig wird die Reißfestigkeit des Papiers etwas vergrößert.

Wenn das Papier aus dem Bade herauskommt, wird in bekannter Weise der gesamte Überschuß des Tränkungsmittels mit Schabern abgestreift, die so eingestellt sind, daß das Papier nach dem Passieren derselben etwa die ursprüngliche. Dicke aufweist. Die Oberfläche wird indessen noch geglättet und poliert, und die Dicke des Papiers erscheint dadurch gleichmäßiger. Der relativ geringe Betrag von bituminösem Material, der durch die Oberfläche eindringt, bringt nur eine geringe Wärmemenge mit sich, die ein sehr schnelles Abkühlen des Blattes gestattet. Wenn indessen ein dickes Papier behandelt wird, so kann es erforderlich sein, das Papier künstlich zu kühlen, beispielsweise durch Vorbeistreichenlassen über eine Kühlrolle. Wenn die Abkühlung eintritt, muß eine Verdichtung des Gasgehaltes in der Mitte des Blattes auftreten. Diese Verdichtung, die noch durch die Kondensation der zurückgebliebenen Feuchtigkeit unterstützt wird, verursacht eine starke Saugwirkung an den getränkten Oberflächen, die das undurchlässig machende Mittel dicht an die einzelnen Fasern heranbringt und wahrscheinlich auch einen gewissen Betrag in das eigentliche Zellinnere oder die Hohlräume der Fasern eintreten läßt. Diese Saugwirkung ist stark genug, um Ideine Poren in der Oberfläche zu bilden, denn wenn das getränkte Blatt frisch hergestellt und das Tränkungsmittel abgestreift ist, so ist die Blattdicke merklich geringer als nach Verlauf von 24 Stunden, wenn uo das Blatt Gelegenheit gehabt hat, den normalen Wassergehalt wieder aufzunehmen.

Unter gewissen Umständen ist es vorteilhaft, einen geringen Betrag des bituminösen Materials auf einer oder beiden Seiten des ng Papiers zu belassen. Solch überschüssiges Material kann als Klebmittel benutzt werden, denn wenn das Papier hoch genug erhitzt wird, erweicht das Material und wird klebrig. Indessen wird das Papier unter nor- iao malen atmosphärischen Bedingungen keineswegs klebrig, auch nicht beim Vorhanden-

sein von Feuchtigkeit. Das an der Oberfläche vorhandene bituminöse Material kann an der Außenseite in dünner Lage zurückbleiben. Indessen scheint es vorteilhafter, es mit rinnenförmigen Vertiefungen zu versehen, die entweder durch die Verwendung von gerillten Rollen und mit Hilfe eines gezahnten Schabers oder durch andere ähnliche Mittel erzeugt werden.

ίο Die Menge des Tränkungsmittels, die in die Papieroberfläche eindringt, kann je nach der Temperatur der Behandlungszeit usw. schwanken. Im allgemeinen wurde gefunden, daß zur Erzielung guter Ergebnisse zweckmäßig 15 bis 350/0 wasserdicht machendes Material (berechnet auf das Gewicht des Enderzeugnisses) einverleibt werden. Dies ergibt ein Erzeugnis, das zu etwa Vs bis Vt seiner Dicke nicht getränkt ist. Der Betrag an Tränkungsmittel kann durch Behandlung des Papiers mit geeigneten Lösungsmitteln bestimmt werden, die die Faserstruktur im wesentlichen unverändert lassen.

Das so veredelte Papier besitzt infolge seiner Stärke und der Zusammensetzung des Tränkungsmittels, das vom Wasser selbst beim Siedepunkt fast nicht angegriffen wird., ein großes Anwendungsgebiet.

In einigen Fällen kann man wertvolle Ergebnisse auch dadurch erzielen, daß nur eine Fläche wasserdicht gemacht wird. Dies kann geschehen, indem man das Papier in bekannter Weise über eine Imprägnierrolle führt, die zu einem Teil in ein heißes Tränkungsbad eintaucht. In diesem Fall bildet sich keine Haut; der Verbrennung|s|gefahr wird jedoch durch eine Verminderung der Imprägnierzeit vorgebeugt. Der Überschuß an Imprägnierflüssigkeit wird abgestreift und das Papier einer raschen Abkühlung unterworfen, die ein Eindringen des Tränkungsmittels in die Faserporen bewirkt, das die Stelle der ausgetriebenen Feuchtigkeit einnimmt. Die zur Tränkung benutzte Menge soll etwa die gleiche sein, wie im andern Fall, so daß zwischen Vi und V3 des Papiers ungetränkt bleibt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von wasserdichtem biegsamen Papier durch unvollständiges Tränken mit geschmolzenem Paraffin, Wachs, Bitumen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein Tränkungsbad mit einem Schmelzpunkt von mindestens 120° C angewandt und das Papier nur so kurze Zeit mit ihm in Berührung gebracht wird, daß nur ein Teil des in dem Papier vorhandenen Wassers verdampft, worauf der überschüssige Tränkungsstoff sofort in an sich bekannter Weise abgestreift und das imprägnierte Papier dann liegengelassen wird, bis es den der Luftfeuchtigkeit entsprechenden Wassergehalt wieder aufgenommen hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier ungefähr 5 Sekunden mit einem mindestens 120⁰ C heißem Bad aus 100 Teilen Mineralgummi, ι ο Teilen rohem Paraffinwachs und 2 Teilen Montanwachs in Berührung gehalten wird.