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Verfahren zum Leimen von Papier mit Tierleim im Stoff Es ist bekannt,
Tierleim für:die sogenannte Bogenleimung, also für die Leimung des fertigen Papmerblattes
sowie ferner für die nach= trägliche Herstellung von Überzügen auf Papier oder Pappe,
zu verwenden. In allen Fällen, in denen es sich um die Leimung der Oberfläche des
fertigen Papiers handelt, kann jedes Überzugsmittel verwendet werden, welches beim
Eintrocknen seiner Lösung einen zusammenhängenden Film bildet. -So hat man z. B.
Brühen aus Leim, alkalisch wirkenden Stoffen und Formaldehyd zu genanntem Zweck
herangezogen. Die Oberflächenleimung wird: jedoch nur bei .der Anfertigung von Sonderpapieren
angewendet. Hingegen wird der überwiegende Teil der Papiererzeugnisse im Stoff geleimt,
weil :die Stoffleimung einfacher durchführbar ist, und ferner, weil der Leim die
gesamte Masse der Papierfasern gleichmäßig durchdringt., Die Leimung von Papier
im Stoff wird heute im Betriebe fast ausschließlich mit Harzleim ausgeführt. Tierleim
ist für sich wegen seiner Wasserlöslichkeit zur Leimung im Stoff nicht geeignet,
weil er zum größten Teil ungenützt mit dem Siebwasser ablaufen würde.
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Es hat zwar nicht an Versuchen gefehlt, Tierleim auch zur Leimung
im Stoff geeignet zu machen. So ist der Vorschlag gemacht worden, die Leimung in
der Weise vorzunehmen, daß tierischer Leim im Holländer durch gerbstoffhaltge Flüssigkeiten,
insbesondere Sulfitzellstoffablaugen, gefällt wird, so daß der Niederschlag die
Oberfläche der Fasern des Papierstoffs überzieht. Dieses Verfahren ist später in
der Weise abgeändert worden, :daß der Niederschlag aus Lösungen von tierischem Leim
oder eiweißartigen Stoffen durch Zusatz gerbstoffhaltiger Ablaugen außerhalb des
Holländers erzeugt und nach Abtrennung von :der Flüssigkeit in säurefreiem oder
alkalischem Wasser gelöst wurde, worauf diese Lösung im Holländer dem Papierbrei
beigemischt und der Gerbstoffleim durch Zusatz geringer Mengen von Säuren, säurehaltigen
Flüssigkeiten oder Salzen auf den Fasern des Papierbreies ausgefällt wurde. Diese
Verfahren haben den Nachteil, daß die die Faser überziehenden Niederschläge von
Leim und Gerbstoff stark kleben, wodurch die Gefahr entsteht, daß Filze und Siebe
verschmiert werden; ferner ist die Leimung wassenempfindlvch. Dia die Bieschaffenheit
des gewonnenen Papiers: zu wüns;cliien übrigheß, mußte man entweder dem Papierbrei
noch andere Leimungsmittel zusetzen oder das fertige Papier nochmals leimen, um
seine Güte zu verbessern. Zu alldem .ergibt die Leimung mit diesen Bindemitteln
ein dunkel gefärbtes Papier.
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Nach einem späteren Vorschlag zum Leimen von Papier oder Pappe im
Stoff mit
Hilfe von Tierleim sollte der Leim dem Stoff in gelatinösem,
aber noch aufsahmelzbarem Zustand zugesetzt werden. Zur Ausführung dieses Verfahrens
wurde ein Leimsol mit Formaldehyd, Chromalaun oder anderen Härtungsmitteln so weit
angehärtet,'daß nach der Gelatinierung eine unterhalb der Trocknungstemperatur schmelzende`
Gallerte entstand. -Diese Gallerte wurde dein Stoff im Kollergang oder Holländer
zugesetzt, um sie zu zerkleinern und mit dem Stoff zu mischen. Bei der Trocknung
des in üblicher Weise zu Papier oder Pappe verarbeiteten Stoffes sollte der Leim
schmelzen und die Fasern verkleben. Eine Nachbehandlung der nahezu trockenen oder
wieder angefeuchteten Erzeugnisse mit Formaldehyddämpfen wurde vorgesehen, um den
Leim in die vollkommen unlösliche Form überzuführen.
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Das vorliegende Verfahren zum Leimen von Papier im Stoff mit Hilfe
von tierischem Leim besteht im Wesen darin, daß der Tierleim in Form einer Lösung
mit Formaldehyd bei (einer Wassierstofhoneukonzentration, die kleiner ist, als einem
pH-Wert von 5 entspricht, vorzugsweise in einem pl,-Bereich, der nach der sauren
Seite :hin mit 6 begrenzt ist, behandelt, gleichzeitig oder nachträglich eine mechanische
Feinzerteilung vorgenommen und das Leimungsmittel schließlich durch Zusatz von Fällurigsmitteln
im Holländer auf der Faser abgeschieden wird. Dabei kann eine derart unzureichende
Menge an Härtungsmitteln verwendet werden, daß ein Teil des Tierleims unverändert
bleibt. .
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Die obigen Feststellungen in bezug.auf den geeigneten pH-Bereich stehen
in Übereinstimmung mit .dem, was im Schrifttum über die Härtung von Kasein durch
Formaldehyd zu finden ist, indem als Optimum für .die Formaldehydgerbung von Kasein
etwa ein pH = 6 angegeben wird und auch für die Gerbung von Leder mit Formaldehyd
ein starkes Emporschnellen der Gerbwirkung zwischen einem pH - 6 und einem PH ==
7 festgestellt wurde, wogegen diese über einem PH - 7 wenig zunimmt und zwischen
einem pH^ 8 und schätzungsweise pH .- 12, unverändert bleibt.
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Was die Formaldehydmenge anlangt, so hat sich bei Behandlung von Knochenleim
mit einer Forrnaldehydlösung, die 4o Gewichtsprozente Formaldehyd enthält, die Zugabe
von 6 % der Formaldehydlösung, auf trockenen Leim gerechnet (also eine Menge
von 2,4'/, Formaldehyd absolut), als hinreichend erwiesen, um das Leimsol gänzlich
zu verändern. Aus dem flüssigen System, das aus so behandeltem' Knochenleim entsteht,
wird durch Zusatz von Fällungsmitteln der feste disperse Anteil quantitativ in urischmelzbarer
Beschaffenheit ausgeschieden. Das mit diesein Mittel geleimte Papier bleibt saugfähig,
so daß diese Ausführungsform insbesondere für die Herstellung von Druckpapier in
Betracht kommt. Ist der For maldehydanteil unterhalb der zur Härtung des ganzen
Leimes hinreichenden Menge, so wird ein flüssiges System erzielt, das zu einem geringeren
oder grö4eren Anteil aus dem unveränderten Leimsol besteht und aus dem daher durch
Fällung smittel nur ,ein entsprechender Anteil der dispers,en Phase unschmelzbar
ausgeschieden wird, während der dem unveränderten Leimsol entsprechende Anteil aufschmelzbar
bleibt und daher beim Trocknen zum Schmelzen gebracht wird. Ein so hergestelltes
flüssiges System ist insbesondere zur Erzeugung von leimfesten (nicht saugfähigen)
Schreibpapieren -bestimmt. Man erhält ein für diesen Zweck geeignetes Leimungsmittel
beispielsweise durch Zusatz von 2,4 Gewichtsprozenten der 40 °/oigen Formaldehydlösung,
also von 40 °j, der zur maximalen Härtung erforderlichen Menge:.
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Als Ausgangsmaterial kann man beliebige Glutinleinne, wie Knochen-,
Leder- oder Hautleime, verwenden, gleichgültig, ob sie von der Herstellung her Säuren
enthalten oder neutral sind. Zur Einstellung der erforderlichen Wasserstoffionenkonzentration
werden alkalisch reagierende Stoffe verwendet, z. B. Alkalihydroxyde, Wasserglas,
Borate, alkalisch reagierende Phosphate, Zinkoxyd oder bekannte Puffermischungen,
welche die W,asserstoffionenkonzentration in dem laben gekennzeichneten Gebiet stabilisieren.
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Zur Herstellung des flüssigen dispersen Systems kann man unter Anwendung
von verhältnismäßig konzentrierten Leimlösungen über die urischmelzbare Gallerte,
die sich unter Einschluß des ganzen Dispersionsmittels bildet, und diese sodann
in einer geeigneten Zerkleinerungsvorrichtung, z. B. in einer Vorrichtung von der
Art der Kolloidmühlen, in Gegenwart von Wasser als Disp,ersionsmedium in den entsprechend
feindispersen Zustand bringen. Die Gallerte wird entweder feucht oder nach vorheriger
Trocknung dispergiert, wobei der Trocknung eine Vorzerkleinerung vorausgehen kann.
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Läßt man den Formaldehyd auf eine Leimlösung unter solchen Bedingungen,
beispielsweise unter mechanischer Zerteilung, einwirken, daß es nicht zur Bildung
einer Gallerte kommt, sondern unmittelbar ein flüssiges System (Suspensoid oder
Suspension) entsteht, so kann die Einwirkung des. Formaldehyds auf das Leimsol im
Holländer selbst vor sich gehen, indem man in diesen gleichzeitig eine verdünnte
Leimlösung und .die entsprechende Menge einer wäßrigen, auf den erforderlichen PH-Wert
eingestellten Formaldehydlösung
einlaufen läßt. Es kann jedoch
unter Umständen vorteilhafter sein, auch in diesem Fall .die Herstellung des flüssigen
,dispersen Systems abgesondert vorzunehmen, zu welchem Zweck man die Einwirkung
der Formaldehydlösung auf die Leimlösung, z. B. in einer Kolloidmühle, vor sich
gehen lassen kann oder mit Hilfeeiner Homogenisiermaschine eine entsprechend feine
Verteilung des festen dispersen Anteils im Dispersionsmittel herbeiführen kann.
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Aus dem flüssigen dispersen System wird das Leimungsmittel auf der
Faser abgeschieden, was beispielsweise durch den Zusatz der bei der Harzleimung
gebräuchlicherweise verwendeten Elektrolyte -(Alaun, Aluminiumsulfat usw.) geschehen
kann. Das Leimungsmittel scheidet sich im Stoff bei Zufügung der Fällungsmittel
gleichmäßig auf und zwischen den Fasern aus, die hierdurch gebunden werden.
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Die weitere Behandlung entspricht durchaus den bei .der Aufarbeitung
von harzgeleimtem Papier üblichen Vorgängen.
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Als Vorteile des neuen Verfahrens sind die große Festigkeit der geleimten
Papiere und die hohe Leimausbeute zu nennen. Hervorzuheben ist ferner die Unempfindlichkeit
der neuen Leimungsmittel gegen harte Wässer.
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Ausführungsbeispiele 1. Zu einem im Versuchsmahlholländer befindlichen
Brei aus 400 g Zellstoff und 2o 1 Wasser wird eine Lösung von 1,2: g Knochenleim
in 1,8 cms Wasser, sodann eine Mischung von je 3 cm3 i %iger Natronlauge und o,
4 %ig er wäßriger Formaldehydlösung zugesetzt. Man arbeitet im Holländer weitere
5 Minuten durch, und fällt in der bei der Harzleimung üblichen Weise mit 15 bis
25 cm' io%iger Aluminiumsulfatlö:sung. Aus .dem Stoff werden Papierblätter gebildet,
die man hernach trocknet. Man erhält ein voll geleimtes Papier bei 99,8 °1o
Leimausbeute.
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2. ioo g Knochenleim werden mit 250 cm' Wasser zur Quellung.
gebracht und dann durch Erwärmung gelöst. Hinzugefügt werden nun 2,4 g einer 40%igen
Lösung von Formaldehyd und 6 g Natronwasserglas. Diese Masse erstarrt sehr rasch
unter Einschluß der Flüssigkeit. Das so gebildete Hydrogel wird zweckmäßig zunächst
vorzerkleinert, z. B. in einer Fleischhackmaschine, und dann in einer rasch laufenden
Kolloidmühle unter Zusatz von 1 1 Wasser und 2.g eines Entschäumungsmittels, beispielsweise
Türkischrotöl, dispergiert. 400 g Sulfitzellstoff werden mit 2o 1 Wassier im Mahlholländer
vermischt, worauf man Zoo g der nach den.ohigen Aggaben erhaltenen Dpspersion zusetzt
und das Leiniungsmittel mit Zoo cm3 14%iger Aluminiumsulfatlösung auf der Faser
ausscheidet.
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3. ioo kg Leim werden mit 255 1, Wasser quellen' gelassen und durch
Erwärmung gelöst. Die Lösung wird in eine schnell laufende Vorrichtung nach Art
der Kolloidmühlen gebracht. Man läßt nun 2112 kg ,einer 40%igen wäßrigen Formaldehydlösung
und 5: kg einer Lösung von Wasserglas in 64 1 Wasser langsam zulaufen. Die gebildete
Dispersion, der man gegebenenfalls noch ein Entschäumungsmittel, z. B. 3 Teile Knochenfett
oder Türkischrotöl, sowie Konservierungsmittel, z. B. 1 pro Mille ß-Naphthol oder
2 bis 5 pro Mille Toluol, zusetzen kann, erstarrt zufolge .des beträchtlichen Gehaltes
an unverändertem Leimsol zu einer aufschmelzbaren Gallerte, die man als solche oder
nach vorheriger Trocknung zur Leimung verwendet. Durch Erwärmen der Gallerte bildet
sich ein flüssiges System, das gehärteten Leim .als feste disperse Phase enthält.
Man fügt zu einer Aufschwemmung aus 40o Gewichtsteilen Zellstoff und 2o ooo. Teilen
Wasser 5o Teile der durch Erwärmen aufgelösten Gallerte hinzu. Statt dessen kann
man das getrocknete Leimungsmittel durch Dispergierung mit Wasser in eine Dispersion
mit dem gleichen Gehalt an gehärtetem und ungehärtetem Leim überführen. Mit Hilfe
von 12 bis 2o Teilen einer wäßrigen Aluminiumsulfatlösung wird das Leimungsmittel
auf .der Faser ausgeschieden. Man erhält vollgeleimte Papiere bei praktisch quantitativer
Leimausbeute.