DE585063C - Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Papier - Google Patents

Description

Ziiblioiheek

Bar. Ind. Eigendom

19 ü CT. 1933

AUSGEGEBEN AlW
28, SEPTEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 55 f GRUPPE 15 2o

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Mai 1929 ab

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Papier und hat zum Gegenstand eine neuartige Verwendung von Stärke als Bindemittel im Überzug.

Papier wird gewöhnlich mit einem Überzug" einer Mischung eines Pigmentes (z. B. Kaolin, Satinweiß 0. dgl.) und einer wäßrigen Lösung eines Bindemittels, wie z. B. Casein, Gelatine, oder eines Stärkepräparates versehen. Die Mischung wird auf das Papier in Form eines ziemlich flüssigen Breies aufgebracht, worauf das Papier getrocknet und kalandriert wird. Das bei derartigen Überzugsverfahren benutzte Stärkepräparat besteht aus Stärke, welche einer chemischen Behandlung unterworfen worden ist, wodurch die Viskosität einer Lösung des Stärkepräparates gegenüber der Viskosität einer Lösung gleieher Konzentration von unbehandclter Stärke verringert wird. Bei der Verwendung dieses bekannten Stärkepräparates als Bindemittel für die Herstellung von Überzügen ist es üblich, eine Stärkclösung durch Kochen von Stärke in Wasser herzustellen. Versuche, ungekochte Stärke als Bindemittel zu verwenden, sind bisher nicht erfolgreich gewesen, da Lösungen ungekochter Stärke entweder Überzugsgemische von so geringem Gehalt an Klebstoff ergeben, daß sie unbrauchbar sind, oder von so hoher Viskosität, daß sie in den bekannten Maschinen zum Überziehen von Papier nicht verarbeitet werden können. Präparierte Stärke ist jedoch dem Casein sowohl hinsichtlich ihres Gehaltes an Klebstoff als auch hinsichtlich ihrer Viskosität unterlegen. Manchmal ist es wünschenswert, beim Überziehen von Papier möglichst viel Klebstoff aufzubringen, aber das Überzugsgemisch darf nicht so viskos sein, daß seine Verarbeitung durch die Überzugsmaschine beeinträchtigt wird. Außerdem soll der Überzug fest haften und möglichst unlöslich in "Wasser sein. Überzüge, bei welchen gekochte Stärke verwendet wird, haben aber den Nachteil, daß sie verhältnismäßig gut in Wasser löslich sind.

Präparierte Stärke, Casein und Gelatine, welche für gewöhnlich zum Überziehen von Papier benutzt werden, sind verhältnismäßig teuer, verglichen mit gewöhnlicher unpräparierter Stärke. Es bildet nun einen Zweck der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu finden, wodurch die Anwendung ungekochter Stärke als Bindemittel für Papierüberzug^ brauchbar wird, d. li. einen Weg zur Vermeidung der Schwierigkeit, die sich aus der hohen Viskosität von Stärkelösungen und Überzugsgemischen ergibt, welche einen passenden Gehalt an Klebstoff aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn man Stärke in Verbindung mit dem gewünschten Pigment in der Form einer wäßrigen Aufschwemmung auf das Papier aufbringt und die Bindekraft der Stärke erst in diesem Zustande entwickelt, dann der gewünschte Effekt erzielt werden kann. Wie bereits bemerkt, ist bisher Stärke für Papierüberzüge nur in der Form

von Lösungen benutzt worden, welche durch Kochen der Stärke erhalten wurden. Solche Lösungen haben aber einen verhältnismäßig niedrigen Gehalt an Klebstoff, wenn man diesen in Beziehung zu der Viskosität der Lösung setzt.

Auch ist es an sich nicht neu, Aufschwemmungen von uugekochtcr Stärke beim Zusammenkleben von Papierbahnen zu verwenden. ίο Hier bedarf es jedoch keiner besonderen Maßnahme, um bei der Verwendung von Stärkeaufschwemmungen zu dem gewünschten Ergebnis des Festzusammenklebens der Papierbahnen zu gelangen. Es genügt, wenn man die aufeinandergeschichteten und durch eine Schicht aus einer Aufschwemmung von roher Stärke voneinander getrennten Papierbahnen über beheizte Zylinder leitet, um zu der gewünschten Verbindung der Papierbahnen zu gelangen. "Wenn man dagegen bei der Herstellung von mit Deckschichten versehenen Papieren unter Verwendung von ungekochter Stärke als Zusatzstoff zu dem in der Deckschicht aufzubringenden Pigment o. dgl.

in der sonst bei der Herstellung derartiger Papiere üblichen Weise verfahren würde, dann würde bei der Hitzeeinwirkung in freier Luft eine so .weitgehende Trocknung eintreten, bevor noch die Gelatinierung der Stärke erfolgt, daß keine brauchbaren Deckschichten erzielt werden würden.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung weist demnach in der Verwendung ungekochter Stärke gegenüber dem vorbekannten Verfahren des Zusammenkleb ens von Papierbahnen noch die Besonderheit auf, daß die Trocknung der ungekochte Stärke enthaltenden Deckschicht des Papiers während der Erhitzung so lange ausgeschlossen wird, als nicht die volle Gelatinierung der Stärke erreicht ist, welcher Zweck vorzugsweise durch Behandlung der Deckschicht mit gesättigtem Dampf erreicht wird.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von gestrichenen Kunstdruckpapieren mit höherem Gehalt an Mineralstoffen, der mindestens 70 0/0 der Streichmasse betragen soll, ungekochte Stärke zu verwenden und diese durch Dampi'behandlung in den plastischen Zustand überzuführen und in Berührung mit einer festen Oberfläche bestimmter Beschaffenheit zu trocknen. Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Dampfbehandlung ganz allgemein bei der Ilerstelhing von Oberzügen auf Papier anwendbar ist, die auch geringere Mengen an Minenilstoffen enthalten können und die nicht unbedingt in Berührung mit einer Oberfläche bestimmter Beschaffenheit getrocknet zu wer-

Co den brauchen, sondern die nach dem Trocknen kalandriert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Stärke für die Herstellung eines Überzugsgemibcheri nicht gelöst oder gekocht, sondern die gepulverte Stärke wird einfach mit Wasser au [geschlämmt und auf das Papier aufgebracht, worauf eine Behandlung folgt, durch welche die Klebkraft tier Stärke entwickelt wird und welche Behandlung in einem Dämpfen oder Erwärmen besteht. Wenn man ungekochte Stärke in der Form einer Aufschwemmung benutzt, können Überzugsgemische von höherem Klcbstoffgehait und geringerer Viskosität als bei Überzugsgemischen mit Casein als Bindemittel erzeugt werden. Überzugsgemischc mit Casein als Bindemittel und die damit hergestellten Überzüge sind sehr gut, soweit es sich um die Viskosität, den Klebstoiigehalt und die Güte des Überzuges handelt und können als Grundlage für den Vergleich benutzt werden. Die auf die obige Weise mit ungekochter Stärke hergestellten Überzüge sind viel weniger löslich als Überzüge, die mit gekochter Stärke hergestellt werden. 8g

j Ungekochte Stärke wird gemäß der Erfindung zum Überziehen von Papier z. B. in der Weise verwendet, daß man einen Schlamm der gewünschten Viskosität und von dem gewünschten Gehalt an Stärkepulver und an Pigment in Wasser herstellt und diesen auf j das Papier in üblicher Weise aufbringt, und daß man im Anschluß daran die Stärke in dem Überzug gelatiniert, indem man in Gegenwart \'on Wasser dämpft oder erwärmt, worauf das überzogene Papier getrocknet und kakmdricrt Avird, wie es sonst mit Papier, das mit irgendeinem Material überzogen w urde, geschieht.

Jede Art Stärke kann benutzt werden, /.. ij. Maisstärke, Kartoffelstärke, Reisstärke oder auch präparierte Stärke, welch letztere jedoch den Nachteil hat, daß sie teurer ist als nicht präparierte Stärke und daß die Überzüge mit dieser Stärke verhältnismäßig leicht löslich sind, l.'ngekochtc Maisstärke ist recht gut geeignet. Man kann auch jedes geeignete Pigment in Verbindung mit der imgekochten Stärke benutzen, /.. t). Kaolin oiler Salimwili.

Bei der Herstellung der Überzugsgemische ist ι-s wünschenswert, ihnen cnnilgierende Mittel zuzusetzen, wobei die Menge und Art derselben von dem benutzten Stoff und dem gewünschten Effekt abhängt. Das im ein- 11g zelnen FaIh¹ zu wählende eliminierende Mittel kann aus einer großen Zahl bekannter ennügierender .Mittel auf Grund von Versuchen bestimmt werden. Ks hat sich z. H. gezeigt, ciaß Gummiarabikum oder präparierte Stärke ausgezeichnete tniulgierende Mittel zur Herstellung von ÜberzugsgemLschen sind.

Die Mengen an Stärke, Pigment und Wasser, welche für die Herstellung des f'berzugsgemisch.es zu benutzen sind, können in weiten Grenzen schwanken. Für die Herstellung schwerer Überzüge ist beispielsweise folgende Mischung geeignet: 80 Gewichtstcile Kaolin, 20 Gewichtsteile rohe Maisstärke, 120 Gewichtsteile Wasser und Gummiarabikum.

Die Gelatinierung der Stärke kann auf irgendeine geeignete Art erfolgen. Soweit die angestellten Versuche erkennen lassen, ist nur erforderlich, daß die Stärke in Gegenwart einer hinreichenden Menge Wasser oder Feuchtigkeit bis zur Gelatinierungstemperatur erhitzt wird; wenn dagegen das mit dem Stärkepigmentschlamm überzogene Papier bei einer Temperatur getrocknet wird, welche unterhalb derjenigen liegt, bei der die GeIatinierung eintritt, und wenn das Papier dann bis zur Gelatinierungstemperatur erhitzt wird, dann wird kein befriedigendes Ergebnis erzielt. Wenn aber das nasse Papier mit dem Stärkepigmentüberzug bis zur Gelatinierungstemperatur der Stärke erhitzt wird, ohne daß eine Trocknung eintritt oder doch ohne daß die Trocknung sehr rasch erfolgt, dann wird ein befriedigendes Ergebnis erzielt. Die Gelatinierungstemperatur der Stärke liegt zwisehen 50 und So⁰ C, je nach Art der benutzten Stärke. Es ist dies die Temperatur, bei welcher Stärke sich mit Wasser unter Bildung einer gelatinösen Masse umsetzt. Die Stärkekörnchen schwellen und werden mehr oder weniger durchsichtig, und gleichzeitig erhält die Stärke Klebkraft. Das bevorzugte Verfahren für die Durchführung der Erfindung besteht darin, das nasse überzogene Papier in Berührung mit Frischdampf zu bringen, welcher nicht oder nur wenig überhitzt ist. Die zur Herbeiführung der Gelatinierung der Stärke erforderliche Zeit ist sehr kurz; die !Mindestzeit, welche nötig ist, ist nicht bestimmt worden, aber es hat sich gezeigt, daß es genügt, das überzogene Papier etwa bei atmosphärischem Druck während weniger Sekunden der Einwirkung von Dampf auszusetzen, um einen brauchbaren Überzug zu erzielen. Die Dampfbe-Handlung kann zweckmäßig so ausgeführt werden, daß man das nasse überzogene Papier durch einen Dampfkasten hindurchführt. Wachsartige und ähnliche Stoffe zur Verbesserung der Oberfläche, der Farbe oder /ur Erleichterung des Kalandrierens können dem Stärkeschlamm zugesetzt oder auf das ülKTzogene Papier aufgebracht werden, entweder bevor oder nachdem dasselbe getrocknet worden ist. Dies kann in üblicher Weise ! geschehen, ohne daß dadurch der Boden der Eriindung verlassen wird. !Man kann dem Stärkcschlamm auch Farbstoffe oder Farbmittel zusetzen, wie z. B. Anilinfarben oder mineralische Farben; ebenso kann man Weichmachungsmittel, wie z. B. Rizinusöl oder Glycerin zusetzen; ebenso können zusätzliche Überzüge des Stärkegemisches oder von anderen Überzugsstoffen auf das Papier in bekannter Weise aufgebracht werden. Solche zusätzlichen Überzüge können auf das bereits überzogene Papier entweder vor oder nach dem Trocknen aufgebracht werden, jedoch nachdem der Stärkeüberzug in der beschriebenen Weise erwärmt worden ist, um die Klebkraft der Stärke hervorzurufen, wie dies beschrieben wurde.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl für einseitige als auch für doppelseitige Papierüberzüge benutzt werden, wobei die doppelseitigen Überzüge in einem einzigen Arbeitsgang aufgebracht werden können.

In dem nachfolgenden Anspruch ist der Ausdruck ungekochte Stärke gebraucht, sowohl um präparierte als auch unpräparierte Stärke in ungekochtem oder ungelatiniertem Zustand zu bezeichnen. Präparierte Stärke ist, wie dies im voraufgegangencn erwärmt wurde, eine solche Stärke, welche erhalten wird, wenn man rohe Stärke einer chemischen' Behandlung unterwirft, wodurch die Lösungen der Stärke geringere Viskosität erhalten als Lösungen der rohen Stärke gleicher- Konzentration. Die chemische Behandlung kann dabei auf mancherlei AVeise durchgeführt werden, z. B. durch Einwirkenlassen einer Säure. Obgleich die chemische Umsetzung, welche die Stärke dabei erfährt, wissenschaftlich nicht völlig aufgeklärt ist, so ist es doch wahrscheinlich, daß die Stärke dabei eine Depolymerisation oder einen Abbau erfährt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Papier, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Papier einen wäßrigen, ungekochte Stärke und gegebenenfalls ein Pigment enthaltenden Schlamm aufbringt und das mit diesem Schlamm überzogene nasse Papier einer die GelatinLcrung der Stärke bewirkenden Dämpfung, vorzugsweise mit gesättigtem Dampf, oder Erwärmung unterwirft, worauf das Papier getrocknet wird.