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Verfahren zur Herstellung hochnaßfester, fett-, öl- und gasdichter
Papiere Zur Gewinnung fett- und öldichter Papiere ist es bekannt, saugfähige Rohpapiere
mit Proteinlösungen zu imprägnieren und,derEinwirkung eines gerbenden Mittels zwecks
Härtung,der Proteine zu unterwerfen. Diese Papiere zeigen wohl eine gewisse Dichtheit
gegenüber Fetten und Ölen, doch sind sie im allgemeinen wenig naßfest und genügen
den an sie gestellten Anforderungen nicht.
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Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung hochnaßfester, fett-, öl-
und gasdichter Papiere gefunden, .das darin besteht, daß eine durch Vorbehandl.ung
naßfest gemachte, getrocknete, aber hochsaugfähige Papierbahn mit einer zwischen
einem p11-Wert von 9,o und 9,8 liegenden wäßrigen Lösung aus einem gerbfähigen Protein
und einem wasserlöslichen Weichmachungsmittel getränkt, das Protein mit einer ebenfalls
auf einen zwischen 9,o und 9,8 liegenden pH-Wert abgestimmten Formaldehyd- oder
.diesen entwickelnden Lösung gehärtete und in bekannter Weise weiterb,e'handelt
wird.
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Um das neue Imprägnierverfahren auf den üblichen schnell laufenden
Papier- oder Imprägniermaschinen durchführen zu können, ist es erforderlich, die
Papierbahn naßfest zu machen, ohne daß sie ihre Saugfähigkeit verliert. Dies wirderfindungsgemäß
dadurch erzielt, daß die Papierbahn mit einer wäßrigen, nur o,z bis o,5a/aigen Lösung
eines Harnstoff-Formaldehyd-Kondens,ationsprod'uktes,@der ein Säure abspaltender
Katalysator, wie Ammoniumphosphat, zugesetzt ist, getränkt und getrocknet wird.
Die
Vorbehandlung !der Pjapierbahn kann auch in :der Weise durchgeführt werden, daß
:dieselbe bei ihrem Lauf durch eine Leimungspresse oder durch Preßwalzen mit einer
etwa io/oigen Lösung von Proteinstoff mit einem PH-Wert nicht über 7,2 behandelt,
getrocknet und idarauf mit einer wäßrigen Lösung eines wasseSlöslichen dreiwertigen
Metall-Doppelsalzes, die durch Zusatz einer wäßrigen alkalischen Lösung auf einen
pH-Wert von etwa 4,5 bis 5,o gebracht ist, gehärtet wird. Als proteinhaltige Mittel
kommen Chrom- oder Hautleim, Eialbumin, Kasein, Sojabohnenprotein usw. in Betracht.
Bei Verwendung .der beiden letzten Stoffe bringt man diese in üblicher Weise durch
Zusatz von Alkali in Lösung. Zwecks Reduzierung der Viskosität kann die Proteinlösung
auf mäßige Temperaturen bis etwa 35° erwärmt werden.
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Die Papierbahn besitzt durch die auf eine der beiden beschriebenen
Weisen durchgeführte Vorbehandlung eine hinreichende Naßfestigkeit für die Papiermaschinen,
ohne ihre Saugfähigkeit verloren zu haben, und wird nach üblicher Trocknung bis
zu 20% Feuchtigkeitsgehalt der eigentlichen Imprägnierung und. Gerbung, die bei
einem bestimmten pH-Wert zwischen 9,o und 9,8 erfolgen, unterworfen. Erfindungsgenmäß
geht dieses Verfahren schnell vor sich. Die Papierbahn wird zu diesem Zweck :durch
ein wäßriges Bad mit einem p11-Wert von 9,o bis 9,8 geführt, das ein gerbbares Protein
und ein wasserlösliches Weichmachungsmittel und gegebenenfalls ein Metalloxyd, als
Stabilisator und Katalysator enthält. Die Bahn wird mit der Lösung bzw. Suspension
bei@dseitigvollkommenimprägniert, so @daß auch die zwischen :den Fasern sich befindenden
Zwischenräume ausgefüllt sind. Als Proteine werden die obergenannten, insbesondere
Chrom-Gelatine-Leime, und als Weichmachungsmittel mehrwertige Alkohole oder ihre
Derivate, wie Glycerin, Sorbit od. idgl., verwendet. Unter den Metalloxyden Nverden
diejenigen bevorzugt, die ein Sauerwerden (der Impräänierungsschicht verhindern
und -dem fertigen Papier den Leimgeruch nehmen, insbesondere das ungiftige Zinkoxyd.
Eine solche Proteinlösung besteht im allgemeinen aus 7o bis ioo Teilen Protein,
i.o bis 15o Teilen Weichmachun-gsmittel, 5 bis io Teilen Zinkoxyd und iooo Teilen
Wasser. Nach Entfernung der überschüssigen Proteinlösung wird die Papierbahn in
nassem. Zustand der Behandlung mit einer Formaldehyd oder diesen entwickelnden Lösung
von gleichem PH-Wert zwischen 9,o und 9,9 wie die Proteinlösung unterworfen.
Hierdurch tritt eine sofortige Gelatinierung und Gerbung .des Proteins auf der Oberfläche
ein, und es entsteht ein filmartiger, lückenloser Überzug auf der Papierbahn, der
sich. bei der nachfolgenden: Trorknung n'ic'ht in das Innere derselben zurückziehen
kann.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Papier zeichnet sich durch eine außergewöhnlich
hohe Näßfestigkeit und durch eine hervorragend hohe Öl'-, Fett- und Gasdichtheit
aus. Mit dem neuen Verfahren der schlagartigen Geribung des verwendeten Proteins
ist ferner eine erhebliche Einsparung an letzterem verknüpft. Mit einer nur 4 bis
5 °% Protein enthaltenden Lösung wird bereits der gleiche Effekt bezüglich der Öldichte
erzielt, wie er nach bekannten Verfahren erst mit io- bisT5o/oigenProteinlösungen
erreicht wird.
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Beispiel Rösch gemahlenes, langfaseriges Rohpapier aus gleichen Teilen
gebleichtem Sulfit- und Kraftzellstoff wurde in bekannter Weise auf der Papiermaschine
zu einer porösen, saugfähigen Papierbahn von neutralem Charakter verarbeitet und
dem üblichen Trocknungsprozeß bis zu 2o, bis 2@5 0% Wassergehalt unterworfen. Zur
nachfolgenden Imprägnierung wurde die Papierbahn in der Weise vorbehandelt, @daß
sie bei ihrem Lauf durch eine Oberflächenleimungspresse mit einer io/oigen Tierleimlösung
von einem pH-Wert von 7,2 imprägniert, auf Trockenzylindern getrocknet und mit einer
Lösung folgenden Härtungsbades vom pH-Wert 4,8 besprüht wurde.
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Zur Herstellung des Härtungsbades wurden 2,72 kg Chromalaun
K2 S 04 # Cr2 (S 04) 3 # z@4 H2 O in i71 Wasser gelöst, und zur Lösung wurde langsam
unter Rühren eine Auflösung von 1,35 kg kristallisierten Natriumcarbonats in 6,621
Wasser gegeben. Das Lösungsgemisch wurde mit Wasser zu einem Gesamtvolumen von igo
1 aufgefüllt und zeigte dann einen pH-Wert von 4,7. Die Carbonatlösung wurde der
Alaunlös:u.ng so langsam zugeführt, daß kein Metallhydroxyd ausfiel.
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Die Papierbahn wies durch die Vorbehandlung in nassem. Zustand in
der Laufrichtung eine Bruchlast von i2o g/cm Streifenbreite auf, und es wurde ein
störungsfreiesArbeiten mit einerBahnbreite von über 2 m :bei Geschwindigkeiten von
ioo m/min im nachfolgenden Imprägnierbad ermöglicht. Die eigentliche Imprägnierung
der vorbehandelten Papierbahn erfolgte nach Trocknung derselben in üblicher Weise,
indem sie durch eine ständig in Bewegung gehaltene Suspension mit einem pH-Wert
von 9,,2 nachfolgender Zusammensetzung geführt wurde: ioo Teile Chromlederleim,
ioo Teile Glycerin, 8 Teile Zinkoxyd und goo Teile Wasser. Die überschüssige Imprägnierungslösung
auf der Papierbahn wurde :durch eine Preßwalze entfernt. Darauf wunde die völlig
durchtränkte Papierbahn durch eine Formaldehydlösung, deren pH-Wert ebenfalls 9,2
betrug, gezogen. Die Genburg erfolgte schlagartig. Zur vollkommenen Erhärtung der
lückenlosen Oberflächenschicht auf ider Papierbahn wunde :diese in Üblicher Weise
bei -ioo° getrocknet. Das so hergestellte Papier zeigte eine außergewöhnliche Naßfesti,gkeit
und war gegenüber Öl so .dicht, -d@aß das Öl, mit dem eine Stelle auf :der einen
Seite des Papiers benetzt war, selbst nach tagelanger Einwirkung nicht bis auf -die
andere Papierseite durchgedrungen war. Auch gegen Gas zeigte :das so hergestellte
Papier eine große Dichtheit.
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An Stelle der beschriebenen Vorbehandlung mit der Proteinlösung und
:der nachfolgenden Gerbung kann man auch eine o,29loige Lösung eines wasserlöslichen
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes
verwenden, der 1,2
o/aAmmoniumphosphat vom Trockengewicht ides angewendeten Kunstharzes zugesetzt sind.
Bei der nachfolgenden Trocknung der Papierbahn spaltet .das Ammoni,umphosphat Phosphorsäure
ab, so daß das auf die Papierbahn aufgetragene Kunstharz ebenfalls einen pH-Wert
zwischen 4,5 und- 5,0 annimmt.