DE588003C - Verfahren zur Herstellung von fuellstoffhaltigem Papier, insbesondere Druck- oder Kunstdruckpapier - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier, insbesondere Druck- und Kunstdruckpapier, mischt man die Füllstoffe den Papierfasern im Holländer zu oder man trägt sie in Form einer füllstoffhaltigen Aufschwemmung als Überzug auf die Oberfläche des fertigen Papiers oder des die Papiermaschine durchlaufenden unfertigen Papiers in der Siebpartie auf.

Es hat sich aber gezeigt, daß bei Verwendung größerer Füllstoffmengen bei diesen bekannten Verfahren die sogenannte Zweiseitigkeit des Papiers unvermeidlich ist, insofern "das Wasser, das aus der in Bildung begriffenen Papierbahn durch deren Unterseite und durch das Papiermaschinensieb hindurch austritt, aus dieser Unterseite nicht unerhebliche Mengen von Füll- und Leimstoffen wegspült, so daß die Unterseite oder Siebseite des Papiers ein anderes Aussehen und andere Eigenschaften wie die gegenüberliegende Seite erhält.

Seit langen Jahren hat man erfolglos versucht, diesem Übelstande auf die verschiedensten Arten abzuhelfen.

Die Erfindung schafft nun Abhilfe und ermöglicht die Erzielung eines füllstoffhaltigen Papiers, insbesondere Druck- oder Kunstdruckpapiers, von verbesserter Oberflächenbeschaffenheit dadurch, daß die füllstoffhaltige Masse gegebenenfalls unter Überdruck auf die Siebseite der die Papiermaschine durchlaufenden feuchten Papierbahn aufgetragen wird.

Auf diese Weise werden ausreichende Mengen von füllstoffhaltiger Masse, die gegebenenfalls Leimstoffe enthalten kann, in die unteren Zonen der Papierbahn wieder hineingedrückt.

Es hat sich gezeigt, daß wider Erwarten selbst bei Verwendung von Überdruck für dieses Hineindrücken die noch sehr empfindliche Papierbahn nicht beschädigt oder zerstört wird und daß andererseits die nachträglich zugeführten Füllstoffe nicht an der Unterfläche des Papiers nur äußerlich haftenbleiben, von der sie sich leicht wieder ablösen könnten, sondern daß sie ausreichend tief in die Papierbahn eindringen und sich mit ihr fest vereinigen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Papierbahnen in der Papiermaschine dadurch zu färben oder zu tränken, daß man ihrer Unterseite durch das Maschinensieb hindurch Farblösungen, Leim oder ähnliche Tränkungsmittel zuführt. Dies hat aber mit dem schwierigen Problem der Vermeidung der Zweiseitigkeit nichts zu tun, da durch die ge-

nannten Stoffe diese Zweiseitigkeit des Papiers nicht beseitigt werden kann. Auch . konnte man selbst bei Berücksichtigung der ' Verwendung von Überdruck nicht erwarten, daß man auf diesem Wege eine Aufschwemmung von füllstoffhaltiger Masse zufriedenstellend in das Papier hineinbekommen würde. Die zur Ausführung des neuen Verfahrens verwendete Papiermaschine hat in bekannter ίο Art einen unterhalb der Papierbahn angeordneten Auftragbehälter, in den eine quer zur Papierlaufrichtung sich erstreckende drehbare Walze teilweise eintaucht, und der mit einer Einrichtung zum Aufrechterhalten einer im wesentlichen konstanten Standhöhe der Füllstoffmasse in dem Behälter ausgerüstet ist, die unter einem von der Drehgeschwindigkeit der Walze abhängigen Druck aufgetragen wird. Statt dessen kann auch der Behälter in an sich bekannter Art mit einer schlitzförmigen, quer zur Papierlaufrichtung sich erstreckenden öffnung versehen sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Papiermaschine gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung einer Papiermaschine zur Ausführung des neuen Verfahrens;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht einer abgeänderten Anordnung;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Fig.2;

Fig. 4 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen der verwendeten Schlitzrohre; Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Anordnung. Der Rahmen 10 (Fig. 1) trägt das übliche Sieb 11, das über eine Brustwalze 13 und eine Gautschwalze 14 läuft, die mit Saugeinrichtungen ausgestattet sein kann. Der Stoff wird bei 15 zugeführt. Hinter der kleinen Siebwalze 16 sind die Saugkästen 17 angeordnet. Zwischen diesen und der Gautschwalze 14 liegt die Siebführungswalze 20. Erfindungsgemäß wird eine füllstoffhaltige Masse auf die Siebseite des Papiers aufgebracht, nachdem das sich bildende Papier einen Zustand erreicht hat, der zur Aufnahme der füllstoffhaltigen Masse geeignet ist. Wenn Füllstoffsuspension auf derart entwässertes Papier aufgebracht wird, daß die Flüssigkeit der Suspension vollständig von der Siebseite des Papiers absorbiert wird, wird sie den Füllstoff in die Poren des Papiers hinein mitführen, wo er abgelagert und festgehalten wird. Ein Teil desselben wird auch in und auf den Fasern an der Oberfläche des Papiers festgehalten. Dieser Zustand des sich bildenden Papiers wird in der Regel während seines Überlaufes über die Saugkästen erreicht und ist daran kenntlich, daß das in Bildung begriffene Papier das bisherige breiartige Aussehen verliert. Das sich bildende Papier hat bekanntlich bis zur Saugkastenzone das Aussehen eines Breies oder einer Aufschwemmung, aber wenn das Sieb sich " weiter bewegt, verschwindet der wässerige Schein oder Glanz, je mehr Wasser entfernt wird, bis das Aussehen einer feuchten oder mäßig feuchten Papierbahn erreicht ist, was in der Regel jenseits der Saugkastenzone eintritt, aber jedenfalls stets leicht zu erkennen ist. Hinter dem letzten Saugkasten enthält das Papier 14 bis 19 Prozent feste Stoffe oder 81 bis 86 Prozent Wasser. Jetzt hat das Papier genügende Formbeständigkeit und Saugfähigkeit für das Auftragen der füllstoffhaltigen Masse. Die oben beschriebene Änderung in der Papierbeschaffenheit tritt wahrscheinlich ein, wenn noch ungefähr 90 Prozent Wasser im Papier vorhanden sind.

Die füllstoffhaltige Masse wird durch die Walze 20 durch das Drahtsieb hindurch auf die Siebseite des. Papiers aufgetragen, so daß der Füllstoffgehalt von der Oberfläche nach innen abnimmt, ohne sich aber in einer scharf begrenzten Schicht abzusetzen, wie dies bei nur auf der Oberfläche haftenden Füllstoffen der Fall ist. Durch geeignete Mengenbemessung der füllstoffhaltigen Masse können die wesentlichen Oberflächeneigenschaften beider Papierseiten mehr oder weniger ausgeglichen werden.

Durch die Aufgabe von Füllstoffsuspension auf die Siebseite kann eine geringe Schwächung des Papiers eintreten, die aber durch geeignete Leimung wettgemacht werden kann.

Nach Fig. 1 ist ein Trog 30 unter der Siebführungswalze 20 z. B. am Maschinengestell angebracht, der die füllstoffhaltige Masse enthält. Der Trog hat ein Zuführungsrohr 31 und einen Überlauf 32, der den Flüssigkeitsstand konstant und genügend hochhält, um den unteren Teil der Walze teilweise einzutauchen und so ein gleichförmiges Auftragen auf das Papier zu gewährleisten. Die Walze bedeckt sich mit einer Suspensionshaut, die durch das Sieb hindurch der Papierbahn einverleibt wird. Das Papier an dieser Stelle, das einen erheblichen Teil des ursprünglichen Wassergehalts, wie oben erwähnt, verloren hat, nimmt die zugeführte Suspension so auf, daß eine feste und gleichmäßige Mischung und Bindung des Füllstoffes in nach innen zu abnehmendem Maße gesichert wird. Die Siebführungswalze hat z.B. den üblichen Durchmesser von etwa 25 cm und einen Hartgummimantel. Wie oben beschrieben, enthält das Papier in der Zone dieser Walze 14 bis 19 Prozent feste Bestandteile und 81 bis 86Piozent Wasser, könnte aber dort auch schon trockener sein.

Der Feuchtigkeitsgehalt ändert sich zwischen der Gautschwalze und der ersten Presse mit der Beschaffenheit des Stoffes, dem Saugdruck an der Walze usw., ζ.Έ. bei der handelsüblichen Maschine zwischen 75 bis 80 Prozent, je nach dem, Unterdruck an der Gautschwalze, entsprechend etwa 20 bis 25 Prozent oder weniger festen Bestandteilen. Der praktische Bereich für die Zuführung

to der füllstoffhaltigen Masse dürfte sich von etwa 10 Prozent festen Bestandteilen und 90 Prozent Feuchtigkeit bis zu etwa 30 Prozent festen Bestandteilen und 70 Prozent Feuchtigkeit erstrecken. Die Füllstoffsuspension kann auch durch ein geschlitztes Rohr statt einer Walze aufgetragen werden, welches das Sieb ein wenig aus seiner gewöhnlichen Bahn anhebt. Es kann auch ein besonderes Sieb oder ein Filz z.B. zwischen der Gautschwalze und der ersten Preßwalze verwendet werden, um die Füllstoffsuspension zur Auftragung auf das Papier hochzuführen.
^; Das Papier wird nach Aufnahme des zugesetzten Füllstoffes einer weiteren Absaugung durch die Gautschwalze unterworfen, wodurch Wasser und etwas von dem die Oberfläche bildenden Füllstoff abgezogen wird. Die Walze 20 führt einen Überschuß von Suspension zu, so- daß die gewünschte Menge im fertigen Papier zurückgehalten wird. Das Papier wird dann auf einen Filz 40 übertragen, der es durch die verschiedenen Pressen 41 in der üblichen Art hindurchführt. Hierauf gelangt es in die Trockenpartie der Maschine.-

Bei der Bildung der Papierbahn muß ursprünglich erheblich mehr Füllstoff verwendet werden, als in dem Endprodukt erscheint,

z. B. sind für ein Papier mit 25 Prozent Füllstoff anfänglich etwa 50 Prozent Füllstoff zu verwenden. Ohne Anwendung der vorliegenden Erfindung würde jedoch so viel Füllstoff in dem fertigen Papier eine auffällige Zweiseitigkeit hervorrufen. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wurde der Gehalt an Füllstoff auf etwa 55 Prozent erhöht, wovon etwa 27 Prozent im fertigen Papier verbleiben. Befriedigende Erfolge wurden unter wesentlichem Fortfall der Zweiseitigkeit mit einer füllstoffhaltigen Masse in dem Trog 30 erzielt, die aus einer wäßrigen Suspension eines unlöslichen Carbonate als Füllstoff besteht, und zwar in einem Verhältnis von 10kg z.B. Calciumcarbonat und 1,6-kg Leim, z. B. gekochte Stärke, auf 152 1 Wasser. Daraus nimmt das Papier eine Füllstoffmenge auf und hält sie fest, die ι bis 2 Prozent des Gesamtgewichtes des fer-

.60 tigen Papiers beträgt. D. h. bei einem Papier aus dem obigen Werkstoff, der ungefähr 27 Prozent Füllstoff im fertigen Papier ergeben würde, wird durch Zusatz der beschriebenen Suspension zusätzlich 1 bis 2 Prozent Füllstoff unter Fortfall der Zweiseitigkeit einverleibt. Die Zweiseitigkeit wird befriedigend auch dann verbessert, wenn der Leim fortgelassen wird.

Es hat sich gezeigt, daß die Menge der Füllstoff suspension,, die an dem Saugkasten abgezogen wird, sich mit Änderungen in dem Unterdruck und der Erstreckung der Saugzone ändert. Durch Regelung der Konzentration der Füllstoffsuspension kann dies ausgeglichen werden, um ein Papier von gleichförmiger oder gewünschter Beschaffenheit herzustellen. Eine Füllstoffsuspension von 0,68 kg festen Bestandteilen auf 4,5 1 Wasser hat sich bei starker Saugung bewährt. Die Zweiseitigkeit wird befriedigend auch ohne Leim vermindert, er verbessert aber die Festigkeit des Papiers und die Bindung des zugesetzten Füllstoffs. Nach dem neuen Verfahren behandeltes gutes Buchdruckpapier zeigt ohne den Leimzusatz eine Festigkeitsverringerung von etwa 10 Prozent und minder gute Bindung der Oberflächenteilchen des Füllstoffs.

Nach Fig. 2 liefert ein Kasten 30 mit konstanter Flüssigkeitshöhe die Füllstoffsuspension unter Druck einem geschlitzten Rohr 20'. Er wird durch eine Überlaufwand 38 in zwei Kammern 33 und 35 geteilt. Die Füllstoffsuspension wird durch das Rohr 31 in die Kammer 33 eingeführt, von der ein Rohr 34 zu dem Schlitzrohr 20' führt. Der Überlauf fließt über das Wehr 38 in die Kammer 35 und durch das Rohr 36 in einen Behälter, um dann zurückgeleitet zu werden. Eine Pumpe 37 in dem Rohr 31 sorgt für die Zuführung der Füllstoffsuspension zum Kasten. Mittels dieser Einrichtung wird die füllstoffhaltige Masse der Papierbahn aus dem Rohr 20' durch den Spalt 21 unter konstantem Druck zugeführt. Dieser kann entsprechend den Arbeitsbedingungen bemessen werden. Bei einer Maschine, die ungefähr 106 m in einer Minute bei der Herstellung von Buchpapier arbeitet, wurde ein Druck von 15 bis 30,5 cm Wassersäule als befriedigend gefunden. Der Spalt 21 in dem Rohr 20' hat eine gleichförmige Breite z. B. von 1 cm und erstreckt sich über die Breite des Siebes.

Nach Fig. 3 ist der Spalt 21 auf einer Seite einer durch die Achse des Rohres 20' hindurchgehenden lotrechten Ebene, und zwar auf der nach der Brustwalze zu gelegenen Seite angebracht, so daß er gegen die Richtung des ankommenden Siebes geöffnet ist. Das Rohr hebt das Sieb ein wenig aus seiner gewöhnlichen Bahn an. Hier kann ohne Überlauf so gearbeitet werden, daß die gesamte

zugeführte Füllstoff suspension auf das Papier übertragen wird.

Jenseits des Rohres 20' ist ein Saugkasten 45 vorgesehen, der aus dem Papier etwas von dem durch das Rohr 20' zugeführten Wasser entfernt. Er hat vorzugsweise Saugöffnungen über die volle Breite der Papierbahn hin und steht zweckmäßig unter einem Vakuum von etwa 30 cm Wassersäule. Seine gleichförmige Saugwirkung verhindert ein unregelmäßiges Aussehen des Papiers. Seine Saugpumpe führt vorzugsweise die abgezogene Flüssigkeit in den Mischkasten 80 (Fig. 7), in den neue füllstoffhaltige Masse derart eingeführt wird, daß die Zusammensetzung der in das Schlitzrohr einzuführenden Suspension konstant bleibt. Vorzugsweise werden die Ergänzungsstoö'e in konzentrierter Form zugesetzt. Man kann ein Carbonatfüllmittel ver-

ao wenden, das mit Stärke zusammen gekocht wurde.

Das Rohr 20' ist zwecks dichter Anlage genügend gegen das Sieb zu heben. Nach der Fig. 4 ist die Abdichtung des vierkantigen Rohres oder Kastens 20' dadurch erleichtert, daß längs des Schlitzes erhöhte Rippen 60, wie halbrunde Messingleisten, z. B. durch Hartlötung befestigt sind. Nach Fig. 5 hat das runde Schlitzrohr 20' ähnliche Rippen 60', die z. B. mit Chrom plattiert sein können.

Unter· Fortlassung der Rippen kann die obere Wand des Kastens oder Rohres 20' (Fig. 6) nach oben geneigt werden.

Nach Fig. 7 ist das Schlitzrohr 20' mit der Vorratskammer 33' des höher liegenden Kastens 30' durch mehrere Rohre 70, 71, 72 verbunden, um eine besonders genaue Regelung der Zuführung zu dem Schlitzrohr zu ermöglichen. Jedes dieser Rohre enthält ein Regelventil 75. Nach Fig. 7 mündet das Überlaufrohr 36' in einen Mischbehälter 80 mit Rührer 81. Das Zuführungsrohr 31' mit Pumpe 37' mündet in diesen Mischbehälter. Der Umlauf der FüUstofEsuspension wird so mit der richtigen Geschwindigkeit sichergestellt. Ein Ventil 82 regelt die Zuführung der Suspension zur Kammer 33'. Füllstoffhaltige Ergänzungsmasse kann absatzweise oder fortlaufend zugesetzt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von füllstoffhaltigem Papier, insbesondere Druckoder Kunstdruckpapier, durch Auftragen einer füllstoffhaltigen Masse auf die Papieroberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die füllstoffhaltige Masse gegebenenfalls unter Überdruck auf die Siebseite der die Papiermaschine durchlaufenden, feuchten Papierbahn aufgetragen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen