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Verfahren zur Herstellung von wasserdichtem Papier Gegenstand der
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserdichtem Papier unter Verwendung
einer Mischung von Cellulosederivaten mit Kautschuk, Öl, Fett oder Wachs, wobei
erfindungsgemäß diese Mischung unter Zusatz von Lösungsmitteln zunächst homogenisiert,
nach Abtreiben des Lösungsmittels mit einem Fällungsmittel versetzt, nach Entfernen
des Fällungsmittels unter Kühlen in Pulverform übergeführt, in diesem Zustand dem
Papierstoff zugegeben und im fertigen Papier durch Druck und Wäririe zum Zusammenfließen
gebracht wird.
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Es ist bereits verschiedentlich versucht worden, feuchtigkeitsdichtes
Papier herzustellen. Das einfachste Mittel besteht darin, das Papier mit flüssig
gemachtem "Paraffin, Wachs, Stearin oder Ölen zu tränken.
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Solche Öl- und Paraffinpapiere finden dank ihrer Undurchdringlichkeit
gegen Wasser, Feuchtigkeit und Gase sowie auch ihrer hinreichend guten Durchsichtigkeit
vielseitige Anwendung, die nur dadurch beschränkt ist, daß sie sich schwer bekleben
lassen. Hartparaffinierte Papiere weisen noch den Übelstand auf, daß sie bei der
geringsten Biegung Sprünge erhalten und die klare Durchsicht an diesenStellen verlorengeht;
weichparaffinierte Papiere - . fetten leicht,, z. B. schon durch Anfassen mit warmen
Händen. Paraffinierte Papiere eignen sich überhaupt nicht gut zum Einwickeln fettempfindlicher
Waren, namentlich nicht in warmen Zonen oder zu warmen Jahreszeiten. Eine andere
Arbeitsweise, Papieren die obengenannten Eigenschaften zu verleihen, besteht darin,
daß sie ein- oder beidseitig mit durchsichtigen Lacken'bestrichen werden. Die Durchsichtigkeit
solcher lackierten Papiere ist bedeutend höher als die der Paraffinpapiere; zweckentsprechende
Zusammensetzung des Lackes vorausgesetzt, sind sie von der gestrichenen Seite her
undurchlässig für Feuchtigkeit und Wasser.
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Derartig lackierte Papiere sind aber nur oberflächlich wasserfest.
Dringt Wasser vom Rande aus ein oder bei einseitig gestrichener Ware von der Rückseite
her in das Innere des Papiers, so weicht dasselbe auf, und die Reißfestigkeit wird
wesentlich vermindert. Auch durch Risse- und Sprünge der Deckschicht dringt Feuchtigkeit
ein, und gerade solche Risse lassen sich bei lackiertem Papier nie ganz vermeiden,
weil die Zug- und Biegefestigkeit des Lackfilms und der Unterlage zu verschieden
sind: Beim Spannen, Biegen und sonstigen mechanischen Beanspruchungen, denen das
Papier im Gebrauch ausgesetzt ist, wird der Zusammenhang der Deckschicht leicht
unterbrochen und damit. an diesen Stellen die Undurchlässigkeit aufgehoben. Diese
Papiere bieten also nur scheinbar einen wasserdichten Schutz, es sei denn, sie werden
zum Bedecken fester ebener Unterlägen, wie z. B: als überzug für Karten und Wandtafeln,
verwendet. , Sieht man die Literatur durch, so wird man finden, daß die -verschiedenen
Einzelmaßnahmen
des erfindungsgemäßen Verfahrens schon versucht
worden-sind,-tp-u dem erstrebten Ziele zu-gelangen. So häf-man schon zu-diesei Zwecke..,
Papier,>mxt:lesher' Lösung von Kautschuk, 01, Fett, Wachs und Celluloseester
behandelt. Auch hat man versucht, Papierstoff und gefälltes Celluloid miteinander
zu vermischen und aus dieser Mischung .ein papierähnliches Gebilde herzustellen.
Andere Vorschläge gehen dahin, dem Papierstoff Celluloseester in Pulverform zuzusetzen
und diese im fertigen Papier durch Hitze und Druck zum Zusammenfließen zu bringen..
Alle die Erzeugnisse, die nach-den genannten Vorschlägen aber erhalten werden, entsprechen
nicht dem neuen Papier, das nicht nur wasserdicht ist, sondern auch bei Undurchsichtigkeit
oder Durchsichtigkeit die vorteilhaften Eigenschaften der obenerwähaten bekannten
Papiere in sich vereinigt, ohne jedoch die Nachteile derselben zu besitzen.
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Ferner wurde vorgeschlagen, paraffinhaltige Celluloselackel zum Wasserdicht
machen von Papier zu verwenden, doch haben diese - außer ihres wesentlich höheren
Preises - den Nachteil, daß sie sich nur zur Erzeugung einer Deckschicht eignen,
folglich das Innere- des Papiers gegen die Einwirkung von Wasser nicht zu schützen
vermögen.
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Andererseits würde -auch schon empfohlen, dem Papierzeug vor seiner
Zubereitung zu Päpier oder Pappe veresterte Cellulose zuzufügen und das fertige
Papier alsdann mit solchen Lösungsmitteln zu behandeln', die geeig; net sind, die
Celluloseestex zu lösen oder zu erweichen. Nach - dem _ Verdampfen _ des: . Lösurigsrnittels
sollen die Fasern durch die gelöstes oder erweichten Cellüloseester zusammenkitten
und das Papier wasserdicht und widerstandsfähiger gestalten.
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Vergleichende- -Versuche erwiesen jedoch, daß- die technische Ausführung
dieses Verfahrens- mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Unter den für
eine fortlaufende Arbeitsweise erforderlichen Bedingungen ist die Berührung des
Papiers mit dem Lösungsmittel zü kurz; es erfolgt nur ein oberflächliches Erweichen
der im Papier enthalte= nen -Celluloseester, eine zusammenhängende Schutzschicht
entsteht nicht, und auch die Reißfestigkeit des Papiers wird nicht größer. Eine
längere Behandlung' des Papiers mit den Lösungsmitteln. bewirkt ein sehr weitgehendes
Auslaugen der Celluloseester aus dem Papier. Es ist -ferner nicht zu vermeiden,
daß beide Flächen des Papiers gleichzeitig klebrig werden. Bei der für die Wiedergewinnung
der verwendeten Lösungsmittel erforderlichen Arbeitsweise ist es äußerst umständlich,
eine beidseitig klebrige Papierbahn mit der -nötigen Geschwindigkeit weiterzufördern.
Die Tränkungsmasse nach dem Verfahren der Erfindung wird so hergestellt, daß Celluloseester
oder -äther mit entsprechenden Mengen Weichma,chungsmitteln und einem der genannten
wasseräbstoflenden Stoffe sowie gegebenenfalls mit Farbstoffen, Harzen, Pigmenten
und sonstigen Füllstoffen unter Zusatz geringer Mengen eines flüchtigen organischen
Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches in einer mit einem Doppelmantel versehenen
Knetmaschine geknetet werden; hierbei wird darauf geachtet, daß die Temperatur nicht
über den Siedepunkt der angewandten Lösungsmittel steigt. Erst nach vollständiger
Homogenisierung des Knetgutes wird die Temperatur so erhöht, daß das Lösungsmittel
entweichen kann. Das entweichende Lösungsmittel wird durch die gleicheMenge eines
höher siedenden Fällungsmittels, z. B. Wasser, ersetzt. Enthält die Masse kein Lösungsmittel
mehr, so wird die Temperatur noch weiter gesteigert, bis die Gesamtmenge des Fällungsmittels
verdampft ist. Die zurückbleibende Masse ist je nach der-Menge-der angewandten Weichinachungsmittel
und der wasserabstoßenden .Stoffe gesintert bis weichteigig und wird nun unter ständigem
:Weiterkneten etwä auf die Temperatur von Leitungswasser abgekühlt. Diese Temperatur
wird beibehalten, bis die Masse zu Pulver zerfallen ist: Das so erhaltene Pulver
wird abgesiebt und bei Zimmertemperatur getrocknet. -Es kann jedweder Celluloseester
und -äther zur Herstellung der Masse verwendet werden. Man wählt aber im Gegensatz
zu den für Lacke gebräuchlichen wenig viscosen Celluloseestern und -äthern zweckmäßigerweise
solche von hoher Viscosität, da diese plastischere Massen ergeben, die sich: beim
Heißkalandrieren des Papiers in die Poren der Fasern besser. einarbeiten lassen;
auch ergeben hochviscose Celluloseester und -äther Erzeugnisse von besseren Festigkeitseigenschaften
bei Beanspruchung auf Biegung und Zug. Celluloseäther; wie z. B., Äthylcellulose,
haben sich dank ihrer Elastizität und Weichheit besonders gut bewährt.
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Als Weichrnächungsmittel kommen all die für Celluloseäther und -ester
gebräuchlichen Stoffe und Stoffmischungen in Betracht; doch wird das Weichmachungsmittelgemisch
zweckmäßigerweise so zusammengesetzt, daß es vorwiegend echte Gelatinierungsmittel
der zur `Verwendung' gelangenden Celluloseesber und -äther enthält, als solche,
die-mit den letzteren sogenannte feste Lösungen eingehen und sich bei Einwirkung
Von Wärme und Druck während des Heißkalandrierens nicht entmischen. Ferner erwies
es sich als- zweckmäßig, die Weichmachungsmittel.so zu wählen,
daß
sie gleichzeitig als Lösevermittler für einzelne andere Bestandteile der Masse,
insbesondere für das jeweils verwendete wasserabstoßende Mittel, dienen. Den genannten
Bedingungen entspricht z. B. Dibuthylphthalat, sofern zur Herstellung der Masse
Äthylcellulose und als wasserabstoßendes Mittel Öle verwendet werden. Besonders
zufriedenstellende Ergebnisse werden mit wasserunlöslichen Weichmachungsmitteln
von geringer Flüchtigkeit erzielt.
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Als' wasserabstoßendes Bestandteil der Masse eignen sich, wie erwähnt,
Kautschuk, sodann Öle, Fette und Wachse mineralischen, pflanzlichen oder tierischen
Ursprungs sowie ihre chemischen Umwandlungsprodukte, wie z. B. hydrierte, oxydierte
und vulkanisierte Öle, freie Fettsäuren u. dgl. Auch können einzelne wasserunlösliche
Weichmachungsmittel gleichzeitig als wasserabstoßende Mittel Verwendung finden.
-Das Verhältnis der einzelnen Bestandteile kann j e nach den Anforderungen, die
man. in bezug auf Geschmeidigkeit, Durchlässigkeit für Feuchtigkeit- und Durchsichtigkeit
an das Enderzeugnis stellt, innerhalb weiter Grenze verändert werden.- Ohne sich
durch das folgende Beispiel binden zu wollen, soll die Zusammensetzung einer Masse,.
die sich als brauchbar erwiesen hat, hier angegeben werden: Äthylcellulose 65 °/o,
Dibuthylphtlialat z5 °/o, Rizinusöl-io 010#-- Die, wie oben näher erläutert, in
fein verteilten Zustand übergeführte Masse wird dem Zellstoff im Laufe seiner Verarbeitung
zu Papier, also z. B. im Holländer, zugefügt.
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Das Verhältnis von der plastischen Masse zum Papierstoff kann je nach
der gewünschten Eigenschaft des Enderzeugnisses innerhalb weiter Grenzen geändert
werden. Eine ausreichende Wasserdichtigkeit wird z. B. bei dünnem Papier bereits
mit einem Zusatz von 5 bis 15 °/o erzielt.