NO131304B

NO131304B -

Info

Publication number: NO131304B
Application number: NO3468A
Authority: NO
Inventors: L L Spiller
Original assignee: Ransburg Electro Coating Corp
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1968-01-04
Publication date: 1975-01-27
Also published as: DE1611788B2; DE1611788A1; FI51607C; FR1550035A; GB1221952A; CH476159A; DE1611788C3; JPS5125502B1; FI51607B; SE330827B; NO131304C

Description

Denne oppfinnelse angår elektrostatisk belegning av cellulose-arkmaterialer, så som papir, for å produsere produkter med overflateegenskaper som etter valg blir endret ved den elektrostatiske påføring av tørr, partikkelformig, vannløselig harpiks på det våte, fiberformige cellulose-arkmateriale, slik som dette f.eks. foreligger på Fourdrinier-maskinen. This invention relates to the electrostatic coating of cellulosic sheet materials, such as paper, to produce products with surface properties that are optionally modified by the electrostatic application of dry, particulate, water-soluble resin to the wet, fibrous cellulosic sheet material, such as this e.g. e.g. available on the Fourdrinier machine.

Det er forskjellige egenskaper som spesielt blir influert av den foreliggende nyutvikling, og blant disse skal nevnes den såkalte overflatefasthet eller utrivningsmotscano (pick resistance) som er en viktig egenskap ved papirtyper som er beregnet til å trykkes på med høy hastighet ved anvendelse av viskøse trykksverter. Overflatefastheten er et mål for over-flatefibrenes tendens til å rives ut av arkets overflate og blir tilbake på overføringsplaten e.l. som anvendes under trykkoperasjonen. De fibre som rives ut, forstyrrer fordelingen av trykksverten, og pressene må fra tid til annen stoppes for rensning. på lignende måte og ved produksjon av papirtyper som skal belegges eller kalandreres for fremstilling av blanke eller glatte trykkbare overflater, er det undertiden ønskelig å modifisere vannabsorbsjonsevnen for papiret, hvilket spesielt er tilfelle ved de mindre kostbare papirtyper som inneholder store andeler av tremasse for å gi et billig papirutgangsmateriale som er anvendbart for fremstilling av magasiner. There are various properties that are particularly influenced by the present new development, and among these should be mentioned the so-called surface firmness or pick resistance, which is an important property of paper types that are intended to be printed on at high speed using viscous printing inks. The surface tenacity is a measure of the tendency of the surface fibers to be torn out of the surface of the sheet and remain on the transfer plate etc. which is used during the printing operation. The fibers that are torn out disturb the distribution of the printing ink, and the presses have to be stopped from time to time for cleaning. in a similar way and in the production of paper types to be coated or calendered to produce glossy or smooth printable surfaces, it is sometimes desirable to modify the water absorption capacity of the paper, which is especially the case with the less expensive paper types that contain large proportions of wood pulp to give an inexpensive paper starting material useful for the manufacture of magazines.

Videre er det - særlig ved fremstilling av papirtyper som skal trykkes og deretter tørkes hurtig ved anvendelse av flammer - av viktighet at beleggene er jevne og tynne, slik at den fuktighet som frembringes i arket under den hurtige tørkeoperasjon, kan forlate arket lett og jevnt uten å- avstedkomme bobler eller andre ujevnheter eller diskontinuiteter på trykkeflaten. Furthermore, it is - especially when producing paper types that are to be printed and then dried quickly using flames - of importance that the coatings are even and thin, so that the moisture produced in the sheet during the rapid drying operation can leave the sheet easily and evenly without to- produce bubbles or other irregularities or discontinuities on the printing surface.

Alt det som er omtalt foran, har ført til problemer, da det er vanskelig å påføre belegg jevnt, spesielt når beleggene skal være meget tynne, og det er også vanskelig å forhindre inntrengning av belegningsmateriale i det indre av papiret, hvilket spesielt er tilfelle når belegningsmaterialet blir på-ført papiret, mens dette er vått på Fourdrinier-wiren. Hvis belegningsmaterialet er innblandet i papirmassen, blir det selvsagt dispergert jevnt gjennom hovedmassen eller det indre av papiret som dannes, og det må utvises spesiell omhu for å bringe materialet i forbindelse med papirfibrene på forhånd, slik at materialet ikke går tapt med bakvannet. All of the above has led to problems, as it is difficult to apply coatings evenly, especially when the coatings are to be very thin, and it is also difficult to prevent penetration of coating material into the interior of the paper, which is especially the case when the coating material is applied to the paper while it is wet on the Fourdrinier wire. If the coating material is mixed into the paper stock, it will of course be dispersed evenly throughout the main stock or interior of the paper being formed, and special care must be taken to bring the material into contact with the paper fibers beforehand so that the material is not lost with the tail water.

Det skal bemerkes at papir blir fremstilt på maskiner som er overordentlig kompliserte og kostbare, og som arbeider med meget høy hastighet. Det er ikke praktisk gjennomførbart å variere papirmassen når først driften er igangsatt for å frem-stille foretrukne produkter, slik det ønskes. I praksis er påføring av jevne belegg, og spesielt meget tynne belegg, på tørt papir høyst problematisk på grunn av at papirets overflate ikke er jevn og fordi vann må brukes under belegningen. Følgelig bidrar foreliggende oppfinnelse til å gi en betydelig fleksi-bilitet ved papirfremstillingsprosessen. It should be noted that paper is produced on machines which are extremely complicated and expensive, and which work at very high speed. It is not practically feasible to vary the paper pulp once the operation has started in order to produce preferred products, as desired. In practice, the application of even coatings, and especially very thin coatings, on dry paper is highly problematic because the surface of the paper is not smooth and because water must be used during the coating. Consequently, the present invention helps to provide considerable flexibility in the paper manufacturing process.

Denne oppfinnelse er spesielt anvendbar ved modi-fikasjon av overflateegenskapene i et fiberformig, absorberende celluloseark, spesielt overflateliming av papir, så som papirtyper beregnet til å bli anvendt for trykking, innbefattet avispapir, papir av magasinkvalitet og papirtyper beregnet for trykkeoperasjoner av høyere kvalitet, innbefattet kalandrerte og superkalandrerte papirtyper. På denne måte kan overflateegenskapene f.eks. overflatemotstand, vannmotstand o.l modifiseres betydelig og gjøres jevn med en minimal tilsetning av den utvalgte vannløselige harpiks. This invention is particularly applicable to the modification of the surface properties of a fibrous, absorbent cellulose sheet, especially the surface bonding of paper, such as paper types intended to be used for printing, including newsprint, magazine quality paper and paper types intended for higher quality printing operations, including calendered and supercalendered paper types. In this way, the surface properties can e.g. surface resistance, water resistance etc. are significantly modified and made smooth with a minimal addition of the selected water-soluble resin.

Elektrostatisk belegning av et cellulose-arkmateriale med harpikser i pulverform skjer i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved at en våt fiberbane i våtpartiet av en papirmaskin blir fremført forbi en partikkelpåføringssone, hvilken sone tilføres tørre partikler av en vann-løselig harpiks som er elektrostatisk oppladet for gjensidig frastøtning, hvorved harpikspartiklene som i og for seg kjent, blir elektrostatisk tiltrukket til og jevnt avsatt på den våte bane i form av separate partikler, hvorefter banen blir avvannet og papirdannelse skjer på kjent måte. Electrostatic coating of a cellulose sheet material with resins in powder form takes place according to the method according to the invention in that a wet fiber web in the wet part of a paper machine is advanced past a particle application zone, which zone is supplied with dry particles of a water-soluble resin which are electrostatically charged for mutual repulsion, whereby the resin particles, as is known per se, are electrostatically attracted to and uniformly deposited on the wet web in the form of separate particles, after which the web is dewatered and paper formation takes place in a known manner.

De anvendte partikler påvirkes således av et elektrostatisk felt som strekker seg til banen og partiklene blir avsatt som individuelle, atskilte partikler, og de søker å forbli tilknyttet eller forbundet med overflatefibrene slik at overflateegenskapene av det papir eller den papp som behandles, kan modifiseres etter valg. Det våte ark med harpikspartiklene avsatt på overflaten av dette blir så tørket, fortrinnsvis ved bruk av varme for å lette reaksjonen med vann, og de avsatte partikler blir vedheftende forbundet med overflatefibrene for å bidra til å binde disse til hovedmassen av papiret og til å modifisere andre overflateegenskaper. Denne metode er funnet å være av spesiell verdi ved fremstilling av papir som er beregnet for trykking, hvor overflatefasthet og jevne eller regel-messige overflateegenskaper er ønsket, og hvor forbruket av materialer må være et minimum. The particles used are thus affected by an electrostatic field extending to the web and the particles are deposited as individual, separate particles, and they seek to remain associated or connected with the surface fibers so that the surface properties of the paper or board being treated can be modified as desired . The wet sheet with the resin particles deposited on its surface is then dried, preferably using heat to facilitate reaction with water, and the deposited particles are adhesively bonded to the surface fibers to help bond them to the bulk of the paper and to modify other surface properties. This method has been found to be of particular value in the production of paper intended for printing, where surface strength and even or regular surface properties are desired, and where the consumption of materials must be kept to a minimum.

Anvendelse av vannløselige harpikser innebærer at disse -kan samvirke med vannet i det våte papir under dettes dannelse enten i nærvær eller ved fravær av varme som normalt anvendes for tørking av papiret, slik at den påførte harpiks kan bli intimt forbundet med fibrene i papiret. Når imidlertid partikkelformige materialer blir påført på papir som inneholder mer enn omkring 25 vektprosent vann, er det en sterk tendens til at disse partikler trenger inn i hovedmassen av papiret og blir jevnt fordelt gjennom denne. i virkeligheten, og spesielt ved nærvær av større mengder vann, er det - såfremt det finnes noen tiltrekning mellom papirfibrene og partiklene, slik som tilfelle kan være når det anvendes kationiske harpikser i papirmassen, The use of water-soluble resins means that these can interact with the water in the wet paper during its formation either in the presence or in the absence of heat which is normally used to dry the paper, so that the applied resin can be intimately connected to the fibers in the paper. However, when particulate materials are applied to paper containing more than about 25 percent water by weight, there is a strong tendency for these particles to penetrate into the bulk of the paper and become evenly distributed throughout it. in reality, and especially in the presence of larger amounts of water, it is - provided there is any attraction between the paper fibers and the particles, as may be the case when cationic resins are used in the pulp,

en sterk tilbøyelighet for meget av det partikkelformige materiale til å trenge fullstendig gjennom papirbanen og gå tapt med bakvannet. Av denne grunn er påføring av de fleste partikkelformige ikke-kationiske harpikser utsatt inntil etter at papiret er dannet, slik at de påføres enten på det i det vesentlige tørre papir, eller de påføres på det ferdige papirprodukt etter at det er fjernet fra papirmaskinen. I begge tilfelle mangler papiret vann, og hvis det kreves en begrenset mengde vann for å anvende harpiksen, blir denne påført i form av en vandig pasta, hvilket gjør det meget vanskelig å påføre små mengder, og jevn avsetning er temmelig vanskelig som følge av at papiroverflaten ikke er glatt og jevn og som følge av det ytterligere faktum at det finnes diskontinuiteter i hovedmassen eller det indre av papirbanen, og den påførte belegningspasta har en tilbøyelighet til å akkumuleres ved disse diskontinuiteter. a strong tendency for much of the particulate material to completely penetrate the paper web and be lost with the tailwater. For this reason, application of most particulate non-cationic resins is delayed until after the paper is formed, so that they are applied either to the substantially dry paper, or they are applied to the finished paper product after it has been removed from the paper machine. In both cases, the paper lacks water, and if a limited amount of water is required to apply the resin, this is applied in the form of a watery paste, which makes it very difficult to apply small amounts, and uniform deposition is rather difficult as a result of the paper surface is not smooth and even and due to the further fact that there are discontinuities in the main mass or interior of the paper web and the applied coating paste has a tendency to accumulate at these discontinuities.

Når det gjelder påføring av belegg på den våte bane mens den fremdeles inneholder en stor mengde vann, skal det bemerkes at en slik bane er meget skjør og kan ødelegges eller skades av en intens sprut av vandig belegningsblanding. Påfør-ingen av materialer som enten er våte eller tørre, på våte papirbaner har hittil ikke vært praktisk gjennomførlig og - i den utstrekning finfordelte partikler tidligere er blitt påført, har disse trengt gjennom den våte bane i stedet for som foretrukket, å bli tilforordnet eller tilknyttet overflateområdene av papiret, slik som ifølge denne oppfinnelse. Regarding the application of coating to the wet web while it still contains a large amount of water, it should be noted that such web is very fragile and can be destroyed or damaged by an intense splash of aqueous coating mixture. The application of materials which are either wet or dry to wet paper webs has not hitherto been practicable and - to the extent that finely divided particles have previously been applied, these have penetrated the wet web rather than, as preferred, being assigned or associated with the surface areas of the paper, such as according to this invention.

Oppfinnelsen kan anvende vannløselige harpikser av forskjellige typer innbefattet naturharpikser og kunstharpikser. Ikke bare kan harpiksene ha forskjellige' kjemiske sammenset-ninger, men de kan også være forskjellige med hensyn til løselig- The invention can use water-soluble resins of various types, including natural resins and artificial resins. Not only can the resins have different chemical compositions, but they can also differ in terms of solubility.

heten i vann. the heat in water.

For å illustrere de forskjellige typer vannløselige harpikser som kan brukes i forbindelse med denne oppfinnelse, To illustrate the various types of water-soluble resins that can be used in connection with this invention,

kan kolofonium nevnes som eksempel på naturharpikser som har betydelig affinitet til vann, og som ifølge oppfinnelsen kan tjene som lim, idet kolofoniumpartiklene forblir i nærheten av papiroverflaten inntil kombinasjonen av tørketemperatur og berøringstid bevirker at kolofoniet blir dispergert i vann. rosin can be mentioned as an example of natural resins that have a significant affinity for water, and which according to the invention can serve as glue, as the rosin particles remain near the paper surface until the combination of drying temperature and contact time causes the rosin to be dispersed in water.

Ved å velge som limmateriale et langsomt oppløselig kolofonium, kan dispergeringen av kolofoniumpartiklene i vann forsinkes slik at den skjer når fuktighetsinnholdet av papiret er blitt sterkt redusert, slik at hovedmengden av det dispergerte kolofonium forblir nær overflaten. Kolofoniet anvendes fortrinnsvis i form av en såpe med en ikke-flyktig base, så som natriumhydroxyd. Partielle estere av kolofonium med en alkohol, så som etylalkohol, butylalkohol eller 2-etylhexylalkohol kan også anvendes, og også her fortrinnsvis som en såpe. By choosing as adhesive material a slowly dissolving rosin, the dispersion of the rosin particles in water can be delayed so that it occurs when the moisture content of the paper has been greatly reduced, so that the main amount of the dispersed rosin remains close to the surface. The rosin is preferably used in the form of a soap with a non-volatile base, such as sodium hydroxide. Partial esters of rosin with an alcohol, such as ethyl alcohol, butyl alcohol or 2-ethylhexyl alcohol can also be used, and here again preferably as a soap.

Påføringen av kolofonium blir vanligvis utført sammen med anvendelse av alun i papirmassen, idet alun tjener til å om-danne de elektronegative cellulosefibre til elektropositive fibre som har affinitet til kolofonium, som vanligvis er elektronega-tivt. Det foretrekkes å blande inn alunet i papirmassen og så å anvende kolofoniumpartikler som bibeholder en negativ ladning nå:: de blir jordet. I denne forbindelse foretrekkes videre det å anvende kolofoniumpartikler med et overfiateparti som har for-høyet ledningsevne, og å bruke en positiv spenningskilde slik at en negativ ladning blir bibeholdt etter at den oppladede partik-kel er jordet. Overflatepartiet med forhøyet ledningsevne blir lett tilveiebrakt ved såpedannelse ved overflaten med en base eller ved anvendelse av en mengde alkalisk stoff som etterlater et overskudd av ureagerte alkalimetallioner ved overflaten, så som ved behandling med en konsentrert, vandig oppløsning av natriumkarbonat. Dette avstedkommer en hurtigere oppløselighet av papirbanen i det vandige medium så vel som dannelse av ledende overflatepartier som bibeholder motsatte ladninger etter jording. The application of rosin is usually carried out together with the use of alum in the pulp, the alum serving to convert the electronegative cellulose fibers into electropositive fibers which have an affinity for rosin, which is usually electronegative. It is preferred to mix the alum into the pulp and then use rosin particles which retain a negative charge now: they become grounded. In this connection, it is further preferred to use rosin particles with an excess portion which has increased conductivity, and to use a positive voltage source so that a negative charge is retained after the charged particle is grounded. The surface portion of increased conductivity is readily provided by soaping the surface with a base or by applying an amount of alkaline substance which leaves an excess of unreacted alkali metal ions at the surface, such as by treatment with a concentrated aqueous solution of sodium carbonate. This results in a faster solubility of the paper web in the aqueous medium as well as the formation of conductive surface parts which retain opposite charges after grounding.

På lignende måte kan det anvendes estergummiarterEster rubber species can be used in a similar way

så vel som naturlige gummiarter så som arabisk gummi, agar-agar, irsk mose o.l. Mange av de naturlige gummiarter er syreaktige, og deres affinitet til vann kan forbedres ved såpedannelse. as well as natural gums such as gum arabic, agar-agar, Irish moss etc. Many of the natural gums are acidic, and their affinity for water can be improved by soap formation.

Når det gjelder anvendbare syntetiske materialer, skal polyvinylalkohol med lavt acetatinnhold spesielt nevnes. I nærvær av fuktighet og varme svelles polyvinylalkohol med vann og er vedheftende, slik at det tilveiebringer en ønskelig bindingsvirkning for overflatefibrene. Polyvinylalkohol blir fremstilt ved hydrolyse av polyvinylacetat. Når det utføres en tilnærmet fullstendig hydrolyse, f.eks. på omkring 98,5%, blir det tilveiebrakt et limmateriale med gode fiberbindingsegenskaper, og det frem-brakte, vedheftende produkt er temmelig vannmotstandsdyktig. Disse materialer i pulverform er nyttige til å binde overflatefibrene med minimal reduksjon i absorbsjonsevnen av det papir som modifiseres. ved en mindre grad av hydrolyse, f.eks. 86 - 89%, As for the synthetic materials that can be used, polyvinyl alcohol with a low acetate content should be mentioned in particular. In the presence of moisture and heat, polyvinyl alcohol swells with water and is adhesive, so that it provides a desirable bonding effect for the surface fibers. Polyvinyl alcohol is produced by hydrolysis of polyvinyl acetate. When an almost complete hydrolysis is carried out, e.g. of around 98.5%, an adhesive material with good fiber binding properties is provided, and the resulting adhesive product is fairly water resistant. These materials in powder form are useful in binding the surface fibers with minimal reduction in the absorbency of the paper being modified. by a lesser degree of hydrolysis, e.g. 86 - 89%,

er produktet mer vannpåvirkbart og danner et lim som dispergerer i overflateområdene av papiret for å kombinere fibervedheftning med en større økning i motstanden mot vannabsorbsjon. the product is more water-sensitive and forms an adhesive that disperses in the surface areas of the paper to combine fiber adhesion with a greater increase in resistance to water absorption.

Kunstharpikser med utpreget oppløsningsevne i vann kan eksempelvis være polyvinylacetat hydrolysert i en grad fra 60 til 85% og også akrylcarboxyl-kopolymerer, så som en organisk løsningsmiddeloppløst kopolymer av 80 deler etylakrylat med 20 deler akryl-^eller metakrylsyre. Disse carboxylkopolymerer kan bringes til saltform (såper) med en ikke-flyktig base, så som natriumhydroxyd, og en vandig oppløsning av dette blir tørket for å avstedkomme de kopolymerer i salt- eller såpeform i hvilke de oppløses hurtig i vann. Synthetic resins with a pronounced solubility in water can be, for example, polyvinyl acetate hydrolyzed to a degree of 60 to 85% and also acrylic carboxyl copolymers, such as an organic solvent-dissolved copolymer of 80 parts ethyl acrylate with 20 parts acrylic or methacrylic acid. These carboxyl copolymers can be brought into salt form (soaps) with a non-volatile base, such as sodium hydroxide, and an aqueous solution thereof is dried to obtain the salt or soap copolymers in which they dissolve rapidly in water.

Det er også mulig å anvende harpikspartikler som har liten affinitet til vann, ved vanlig omgivelsestemperatur, men som er i høy grad oppløselige i vann ved de høyere temperaturer som opptrer ved den vanlige tørking av papir som anvender damp-oppvarmede tørkesylindere. Polyvinylalkohol blir også mer opp-løselig når temperaturen heves. It is also possible to use resin particles which have little affinity for water, at normal ambient temperature, but which are highly soluble in water at the higher temperatures that occur in the normal drying of paper using steam-heated drying cylinders. Polyvinyl alcohol also becomes more soluble when the temperature is raised.

Skjønt forskjellige harpikser kan være å foretrekke for bedre å oppnå de forskjellige formål som omfattes av prosessen ifølge denne oppfinnelse eller for å tilpasses de forskjellige betingelser som anvendes undsr papirfremstillingen, Although different resins may be preferred to better achieve the different purposes encompassed by the process of this invention or to adapt to the different conditions used in papermaking,

så som maskinhastighet, stedet for påføringen av harpiks, tørke-sylindertemperatur og lignende, vil det forstås at de forskjellige harpikser som er nevnt tidligere, kan anvendes alene eller i blandinger. Bruk av blandinger kan eksempelvis bestå i blanding av polyvinylalkohol med forskjellige yanndispersjonsevner eller -oppløseligheter for å oppnå kompromisser eller mellomliggende egenskaper. such as machine speed, location of resin application, drying cylinder temperature, and the like, it will be understood that the various resins previously mentioned may be used alone or in mixtures. The use of mixtures can consist, for example, in a mixture of polyvinyl alcohol with different water dispersion capabilities or solubilities in order to achieve compromises or intermediate properties.

Stort sett kan partikkelstørrelsen variere innenfor et. område fra 40 til 300 mesh og endog mindre partikler kan fortrinnsvis anvendes. Det foretrekkes at partikkelstørrelsen er 80 mesh eller mindre. i virkeligheten kan partikler med en gjennomsnittlig diameter på 1/5 til 1/10 av gjennomsnittsbredden av papirfibrene lett påføres i henhold til denne oppfinnelse. Generally, the particle size can vary within a range from 40 to 300 mesh and even smaller particles can preferably be used. It is preferred that the particle size is 80 mesh or less. in fact, particles with an average diameter of 1/5 to 1/10 of the average width of the paper fibers can be easily applied according to this invention.

Oppfinnelsen er illustrert i form av typiske utførel-sesformer som er vist på tegningene, hvorav: Fig. 1 er et perspektivriss som viser en konvensjonell papirmaskin omfattende anordningen for påføring av de elektrostatisk ladede partikler på papirbanen, og Fig. 2 er et delvis skjematisk riss som viser noen alternativer- når det gjelder den elektrostatiske påføring av harpikspartikler på partiet. The invention is illustrated in the form of typical embodiments shown in the drawings, of which: Fig. 1 is a perspective view showing a conventional paper machine including the device for applying the electrostatically charged particles to the paper web, and Fig. 2 is a partial schematic view which shows some alternatives in terms of the electrostatic application of resin particles to the lot.

Typiske utfjzirelsesformer for fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan bedre bli forstått ved betraktning av tegningsfigurene. Det henvises først spesielt til fig. 1, Typical forms of expression for the method according to the present invention can be better understood by considering the drawings. First, special reference is made to fig. 1,

hvor henvisningstallet 10 generelt angir en Fourdrinier-maskin, omfattende en innløpskasse 11, en skumlineal 12, en brystvalse 13, registervalser 14 og en guskevalse 15 rundt hvilken wiren 16 føres. En konvensjonell dandy-valse kan anvendes om det er ønskelig, men en slik valse er ikke vist på tegningen. De kon-vensjonelle sugekasser er angitt med henvisningstallet 17. Når den nettopp dannede, våte papirbane forlater wiren 16, føres den til pressene, hvor pressevalsene eller -sylindrene er betegnet med tallet 18, og filten som fører partiet frem, er betegnet med de respektive henvisningstall 19, 20 og 21. where the reference numeral 10 generally denotes a Fourdrinier machine, comprising an inlet box 11, a foam ruler 12, a breast roll 13, register rolls 14 and a gusset roll 15 around which the wire 16 is guided. A conventional dandy roller can be used if desired, but such a roller is not shown in the drawing. The conventional suction boxes are indicated by the reference number 17. When the newly formed, wet paper web leaves the wire 16, it is led to the presses, where the press rollers or cylinders are designated by the number 18, and the felt that advances the batch is designated by the respective reference numbers 19, 20 and 21.

Masse- eller papirbanen P, som opprinnelig avgitt The pulp or paper path P, as originally issued

fra innløpskassen 11 til wiren i nærheten av brystvalsen 13, består for det meste av vann, og vanninnholdet blir gradvis redusert ved drenering og deretter ved sugning til et nivå på omkring 80-^ i nærheten av guskevalsen 15. Etter at papirbanen forlater guskevalsen, blir det ført til et pressparti hvor press-valsene 18 samvirker til ytterligere å presse ut vann fra papirbanen for å redusere papirets vanninnhold videre og for ytterligere å øke den indre styrke av arket. Til slutt blir den delvis av-vannede bane ført til tørkesylindrene D som reduserer arkets from the inlet box 11 to the wire near the breast roll 13, consists mostly of water, and the water content is gradually reduced by drainage and then by suction to a level of about 80-^ near the gusset roll 15. After the paper web leaves the gusset roll, it led to a pressing section where the pressing rollers 18 cooperate to further squeeze out water from the paper web in order to further reduce the paper's water content and to further increase the internal strength of the sheet. Finally, the partially dewatered web is led to the drying cylinders D which reduce the sheet's

fuktighet ytterligere til det nivå som er ønsket i det ferdige produkt. moisture further to the level desired in the finished product.

Fig. 1 viser skjematisk en utførelsesform for oppfinnelsen, ved hvilken de elektrostatisk ladede harpikspartikler blir påført på den øvre eller filt-siden av papirbanen P før papirbanen-blir ført mellom det første par pressvalser 18. Som det ses av figuren, blir harpikspartiklene tilført som angitt med pilen 22, gjennom en fordelingskanal 23 og så gjennom rør 24 til fordelingshoder 25 som er plassert over overflaten av papiret p. En dosert mengde av finfordelt harpiks blir blåst inn, spredd ved hjelp av fordelingshodene -25, og partiklene blir elektrostatisk ladet for derved å danne en jevn sky av harpikspartikler i kammeret 26, hvilke harpikspartikler blir avsatt på papiret P som følge av deres elektrostatiske ladning, slik som beskrevet ovenfor. Fig. 1 schematically shows an embodiment of the invention, in which the electrostatically charged resin particles are applied to the upper or felt side of the paper web P before the paper web is passed between the first pair of press rollers 18. As can be seen from the figure, the resin particles are supplied as indicated by the arrow 22, through a distribution channel 23 and then through pipes 24 to distribution heads 25 which are placed above the surface of the paper p. A metered amount of finely divided resin is blown in, dispersed by means of the distribution heads -25, and the particles are electrostatically charged for thereby forming a uniform cloud of resin particles in the chamber 26, which resin particles are deposited on the paper P as a result of their electrostatic charge, as described above.

Anordningen for påføring av harpiks kan plasseres The device for applying resin can be placed

på forskjellige steder langs forløpet av Fourdrinier-wiren. Den .kan plasseres mellom eller i stedet for et av settene av pressvalser, eller den kan plasseres mellom den siste pressvalse og tørkepartiet. Likeledes kan anordningen vendes om og anvendes for elektrostatisk påføring av harpikspartikler på den nedre overflate eller wiresiden av papiret,.slik som angitt ved pilen 32. Oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelse på en papirmaskin av Fourdriniertypen, men er like fordelaktig på maskin av sylindertypen eller andre typer. at various points along the course of the Fourdrinier wire. It can be placed between or in place of one of the sets of press rolls, or it can be placed between the last press roll and the drying section. Likewise, the device can be turned over and used for the electrostatic application of resin particles to the lower surface or wire side of the paper, as indicated by arrow 32. The invention is not limited to use on a Fourdrinier-type paper machine, but is equally advantageous on a cylinder-type machine or other types.

På fig. 2 er det vist påføring av harpikspartikler In fig. 2 shows the application of resin particles

på begge sider av den våte papirbane p, mens denne beveges gjennom enten et vertikalt eller et horisontalt forløp som kan opptre når papirbanen beveger seg mellom nærliggende par av pressvalser. 18. Som illustrerende eksempel er det på den ene side av det i vertikal retning løpende, våte papir vist et fluidisert forråd eller bord 33 med elektrostatisk ladede harpikspartikler', hvor henvisningstallet 34 angir en sky av harpikspartikler som på elektrostatisk måte blir transportert ut av det fluidiserte forråd 33 og til berøring med wire-siden av det våte papir. En annen konstruksjon for påføring av harpikspartiklene ad elektrostatisk vei til det vertikalt førte papir er vist for påføring på filt-siden av papirhanen. Her er konstruksjonen skjematisk angitt i form av en skråttstilt plattform 35 som blir on both sides of the wet paper web p, while this is moved through either a vertical or a horizontal course which can occur when the paper web moves between adjacent pairs of press rollers. 18. As an illustrative example, on one side of the vertically running wet paper is shown a fluidized supply or table 33 of electrostatically charged resin particles', where the reference number 34 indicates a cloud of resin particles which are electrostatically transported out of it fluidized supply 33 and to contact with the wire side of the wet paper. Another construction for applying the resin particles electrostatically to the vertically guided paper is shown for application to the felt side of the paper tap. Here, the construction is shown schematically in the form of an inclined platform 35 which becomes

vibrert som angitt med den dobbelte pil 36, slik at en dosert mengde av partikler blir brakt til å falle jevnt inn til nærheten av papirbanen fra den nedre ende av plattformen 35, hvor den elektrostatiske ladning på partiklene danner.en sky 37 i hvilken harpikspartiklene blir ført elektrostatisk til berøring med det våte papir. vibrated as indicated by the double arrow 36, so that a metered quantity of particles is caused to fall uniformly to the vicinity of the paper web from the lower end of the platform 35, where the electrostatic charge on the particles forms a cloud 37 in which the resin particles are brought electrostatically into contact with the wet paper.

Som vist, kan elektrostatisk avsetning eller på-føring av harpikspartikler i doserte mengder fra en posisjon over eller under den våte materialbane bli oppnådd på forskjellige måter, idet anvendelsen av en skråttstilt flate som vibre-res for å mate frem harpiksen og opplades for å lade harpiksen, er mulig, hvilke konstruksjoner er vist i US patent 2 748 018. Anvendelsen av sprøytepistoler for å sende eller sprøyte doserte mengder av elektrostatisk ladede partikler er å foretrekke, hvilke apparater er kommersielt tilgjengelige og er beskrevet i en brosjyre, betegnet "Ransburg Electrostatic Po^A7der Coating", publisert i 1966. Disse konstruksjoner kan også anvendes til å påføre harpiksen på papiret når dette beveges gjennom et vertikalt jforløp, i hvilket tilfelle tilfør-selen av uladede partikler meget vel kunne føre til at ingenting i det hele tatt ble avsatt på papiret. Når ladningen påtrykkes, vil de elektrostatiske bevegelses-.eller overføringskrefter igjen styre strømningshas-tigheten og -mengden av materialet så vel som avsetningen av partiklene på papiret. i den foretrukne situasjon blir de partikler som sendes mot papiret eller bringes til å falle mot dette, oppladet, men uoppladede partikler kan også anvendes og opplades på veien mot papiret, hvilket kan utføres ved å føre dem gjennom et elektrostatisk felt. As shown, electrostatic deposition or application of metered amounts of resin particles from a position above or below the wet material web can be accomplished in various ways, using an inclined surface which is vibrated to feed the resin and charged to charge the resin, is possible, which constructions are shown in US patent 2,748,018. The use of spray guns to send or spray metered quantities of electrostatically charged particles is preferred, which devices are commercially available and are described in a brochure, designated "Ransburg Electrostatic Powder Coating", published in 1966. These constructions can also be used to apply the resin to the paper as it is moved through a vertical course, in which case the supply of uncharged particles could very well result in nothing being applied at all. deposited on the paper. When the charge is applied, the electrostatic movement or transfer forces will again control the flow rate and quantity of the material as well as the deposition of the particles on the paper. in the preferred situation, the particles sent towards the paper or caused to fall against it are charged, but uncharged particles can also be used and charged on their way to the paper, which can be done by passing them through an electrostatic field.

Påføringen av harpikspartikler i henhold til denne The application of resin particles according to this

oppfinnelse kan utføres på den ene eller begge sider av papiret, ved den foretrukne utførelse av denne oppfinnelse blir harpiksen påført på den øvre eller filt-siden av papirbanen, idet det skal bemerkes at wire-siden av papirbanen normalt er sterkcrs enn invention can be carried out on one or both sides of the paper, in the preferred embodiment of this invention the resin is applied to the upper or felt side of the paper web, it being noted that the wire side of the paper web is normally stronger than

filt-siden, slik at det undertiden er tilstrekkelig å modifisere og styrke bare filt-siden av papiret for å avstedkomme et tilfredsstillende produkt. på den annen side - og ved fremstilling av papir av finere kvaliteter - er det ofte ønskelig å påføre harpikspartiklene på begge sider av papirbanen, og dette kan <g>jøres.felt side, so that it is sometimes sufficient to modify and strengthen only the felt side of the paper to obtain a satisfactory product. on the other hand - and when producing paper of finer qualities - it is often desirable to apply the resin particles to both sides of the paper web, and this can <g>be done.

Ved utførelsen av denne oppfinnelse er fuktighetsinnholdet av papirbanen på det sted hvor harpikspartiklene på-føres, viktig for virkemåten i henhold til oppfinnelsen, men det samme er tilfelle med fuktighet/temperatur-balansen i tørke-partiet når fuktigheten blir fjernet. Mer spesielt kan et fuk-tighets innhold på fra 25 til 95 vektprosent vann eller mer anvendes, men det foretrekkes at banens fuktighetsinnhold på det tidspunkt da harpiksen blir påført, er i det minste omkring 45 vektprosent, fortrinnsvis over 60 vektprosent. Grunnen til dette er at ved fuktighetsinnhold på 45% eller mer er det større mulighet for de avsatte harpikspartikler til å oppsuge fuktighet for å gi de ønskede egenskaper, men dette varierer med den valgte harpiks, under hensyntagen til de temperaturer som brukes for tørking og de tiltenkte formål. Således kan det sted hvor påføringen av harpiks skjer, varieres-for å bidra til regulering av den grad av harpiksdispersjon som blir oppnådd. In carrying out this invention, the moisture content of the paper web at the place where the resin particles are applied is important for the operation according to the invention, but the same is the case with the moisture/temperature balance in the drying section when the moisture is removed. More specifically, a moisture content of from 25 to 95 percent by weight water or more may be used, but it is preferred that the moisture content of the web at the time the resin is applied is at least about 45 percent by weight, preferably above 60 percent by weight. The reason for this is that at a moisture content of 45% or more there is a greater opportunity for the deposited resin particles to absorb moisture to give the desired properties, but this varies with the resin chosen, taking into account the temperatures used for drying and the intended purpose. Thus, the place where the application of resin takes place can be varied to help regulate the degree of resin dispersion that is achieved.

Det er ønskelig å påpeke at påføringen av tørt pulver på en våt papirbane som fremstilles kontinuerlig ved anvendelse av mekanisk fordeling, har vært foreslått, men har ikke nådd kommersiell utvikling. For det første og som bemerket tidligere, må det papir som partiklene avsettes på, inneholde tilstrekkelig fuktighet til å gjøre det mulig for en utstrakt reaksjon å finne sted mellom pulveret og vannest, hvilket bevirker at de påførte partikler trenger gjennom papirbanen og blir jevnt fordelt i denne, eller -■ i ekstreme tilfelle - vil meget av det påførte pulver fullstendig dreneres gjennom papiret, slik at det går tapt med bakvannet. Videre er bare en mekanisk fordeling av tvilsom verdi, fordi papirbanen ved praktisk papirproduksjon beveges med høy hastighet., og. det finnes en betydelig luftturbulens ved overflaten av en slik hurtigløpende bane. Som følge av dette kan det oppstå alvorlige støvproblemer som resulterer i produkttap og andre vanskeligheter og risikomomenter. I tillegg til dette er dis-persjonseganskapene ved mekanisk tilført pulver slike at jevn påføring er praktisk umulig. It is desirable to point out that the application of dry powder to a wet paper web which is produced continuously using mechanical distribution has been proposed, but has not reached commercial development. First, and as noted earlier, the paper onto which the particles are deposited must contain sufficient moisture to enable an extensive reaction to take place between the powder and water, causing the deposited particles to penetrate the paper web and be evenly distributed in this, or -■ in extreme cases - much of the applied powder will be completely drained through the paper, so that it is lost with the backwater. Furthermore, only a mechanical distribution is of doubtful value, because in practical paper production the paper web is moved at high speed., and. there is considerable air turbulence at the surface of such a fast-moving track. As a result, serious dust problems can arise, resulting in product loss and other difficulties and risks. In addition to this, the dispersion properties of mechanically added powder are such that uniform application is practically impossible.

Den elektrostatiske kraft som anvendes ved denne oppfinnelse for påføring av tørre harpikspartikler på overflaten av en papirbane, blir ikke merkbart påvirket av turbulensen av luften nær wiren. Operasjonen er fri for støv, og tilnærmet all harpiks blir påført på banen. Dessuten vil de oppladede partikler som er under bevegelse mellom fordelingsutstyret og papirbanen, frastøte hverandre, slik at disse ikke har noen tendens til å The electrostatic force used in this invention to apply dry resin particles to the surface of a paper web is not appreciably affected by the turbulence of the air near the wire. The operation is free of dust, and almost all resin is applied to the pitch. In addition, the charged particles that are in motion between the distribution equipment and the paper web will repel each other, so that these have no tendency to

danne agglomerater eller klumper, og den resulterende sky av materiale er overordentlig jevn og avsettes på arkoverflaten på form agglomerates or clumps, and the resulting cloud of material is extremely uniform and deposited on the sheet surface of

meget jevn måte. very even way.

Når det våte papirbane passerer gjennom partikkel-påføringssonen, blir den utsatt for et elektrostatisk felt fra de oppladede fordelingshoder. Disse hoder opplades for å opp- As the wet paper web passes through the particle application zone, it is exposed to an electrostatic field from the charged distribution heads. These heads are charged to up-

rette et felt med en gjennomsnittlig potensialgradient på minst 2 og fortrinnsvis fra 2 til 4 kilovolt pr. cm avstand mellom fordelingshodene og overflaten av den effektivt jordede bane. direct a field with an average potential gradient of at least 2 and preferably from 2 to 4 kilovolts per cm distance between the distribution heads and the surface of the effectively earthed path.

Det skal bemerkes at papirbanen selv blir utsatt for det elektrostatiske felt som kan avstedkomme feltkonsentrasjonstilstander i nærheten av de fremstikkende overflatefibre, eller feltet kan medføre andre beslektede virkninger på den våte papirbane som kan bidra til det observerte fenomen at harpikspartiklene for- It should be noted that the paper web itself is exposed to the electrostatic field which may produce field concentration states in the vicinity of the protruding surface fibers, or the field may cause other related effects on the wet paper web which may contribute to the observed phenomenon that the resin particles for-

blir ved overflaten i forbindelse med papirfibrene i stedet for i hovedsaken å trenge inn i banen, slik det skulle ventes ved den høye fuktighetsmengde i papirbanen ved det punkt hvor harpiks-påføringen finner sted, og på grunn av den lille partikkelstør- remains at the surface in connection with the paper fibers instead of mainly penetrating into the web, as would be expected given the high amount of moisture in the paper web at the point where the resin application takes place, and due to the small particle size

relse av partiklene som kan bli påført. safety of the particles that may be applied.

De elektrostatisk ladede harpikspartikler blir tiltrukket mot den våte papiroverflaten, og denne tiltrekning er i stand til effektivt å overvinne den turbulens som frembringes av luften som beveger seg langs den hurtig fremførte bane. De avsatte partikler forblir på overflaten av papiret, og det antas at det skjer en selektiv avsetning av partikler på slike fibre som stikker opp over overflaten av arket. Dette er de fibre som har størst tendens til å bli revet ut■og fjernet av trykksverte-flaten under trykkeoperasjonen. Det antas at dette fenomen, som går ut på selektiv avsetning på kritiske eller særlig viktige partier av banen, bidrar til de uventede og markert forbedrede arkegenskaper som er resultatet av anvendelse av meget små meng- The electrostatically charged resin particles are attracted to the wet paper surface, and this attraction is able to effectively overcome the turbulence produced by the air moving along the rapidly advancing path. The deposited particles remain on the surface of the paper, and it is assumed that there is a selective deposition of particles on such fibers that protrude above the surface of the sheet. These are the fibers that have the greatest tendency to be torn out and removed from the printing ink surface during the printing operation. It is believed that this phenomenon, which consists of selective deposition on critical or particularly important parts of the web, contributes to the unexpected and markedly improved sheet properties that are the result of using very small amounts of

der elektrostatisk påført harpiks. where electrostatically applied resin.

Ved utførelse av denne oppfinnelse kan den mengde In carrying out this invention, the quantity can

harpiks som' påføres, varieres betydelig, mens det fremdeles oppnås fordeler i henhold til oppfinnelsen. Imidlertid blir resultatene optimale med de minste omkostninger ved å påføre en forholdsvis liten mengde harpiks, så som 0,1 g til 1,5 g harpiks resin applied is varied considerably while still obtaining advantages according to the invention. However, the results are optimal with the least cost by applying a relatively small amount of resin, such as 0.1 g to 1.5 g of resin

pr. m 2behandlet overflate. Mer generelt kan metoden ifølge denne oppfinnelse brukes til å påføre fra 0,1 til 10 g harpiks per m 2 treated surface. More generally, the method of this invention can be used to apply from 0.1 to 10 g of resin

2 2

pr. m overflate. per m surface.

Som det vil forstås, kan påføringen av harpikspartikler i henhold til denne oppfinnelse være ledsaget av samtidig påføring av andre partikkelformige materialer som kan blandes med harpikspartiklene og påføres sammen med disse. Disse andre partikkelformige materialer kan f.eks. være pigmenter og fyll-stoffer, så som leire og lignende mineralfyllstoffer. As will be understood, the application of resin particles according to this invention may be accompanied by the simultaneous application of other particulate materials which may be mixed with the resin particles and applied together with them. These other particulate materials can e.g. be pigments and fillers, such as clay and similar mineral fillers.

I henhold til et trekk ved denne oppfinnelse er det funnet at tilknytningen eller forbindelsen mellom de avsatte harpikspartikler og overflatefibrene på den våte papirbane blir forbedret ved anvendelse av partikler, som har en overflatedel eller et overflateparti som er mer ledende enn kjernen. Anvendelsen av harpikspartikler med en slik struktur som her angitt, er foretrukket, da slike partikler søker å bibeholde en ladning etter at de opprinnelig oppladede partikler -er blitt jordet. Den bibeholdte ladning er ofte av motsatt polaritet av den opprinnelig meddelte ladning, f.eks. er den opprinnelig meddelte ladning på harpikspartiklene fortrinnsvis negativ, og etter jording blir en positiv ladning bibeholdt. Da cellulose-papirfibre ofte er elektronegative, vil det være klart at det er foretrukket å ha en tilknytning av positivt ladede, faste, partikler til de elektronegative papirfibre ved overflaten av papiret. Når papirfibrene modifiseres med alun for å gjøre dem elektropositive, kan selvsagt en negativ ladning påtrykkes harpikspartiklene. According to a feature of this invention, it has been found that the attachment or connection between the deposited resin particles and the surface fibers of the wet paper web is improved by the use of particles, which have a surface part or a surface portion which is more conductive than the core. The use of resin particles with such a structure as indicated here is preferred, as such particles seek to retain a charge after the originally charged particles have been grounded. The retained charge is often of the opposite polarity to the originally imparted charge, e.g. the initially imparted charge on the resin particles is preferably negative, and after grounding a positive charge is retained. As cellulose paper fibers are often electronegative, it will be clear that it is preferred to have an attachment of positively charged solid particles to the electronegative paper fibers at the surface of the paper. When the paper fibers are modified with alum to make them electropositive, a negative charge can of course be impressed on the resin particles.

Anvendelsen av partikler med en struktur svarende til dette trekk ved oppfinnelsen for å avstedkomme et ledende overflateparti og et forholdsvis isolerende kjerneparti, kan oppnås på forskjellige måter. Som illustrasjon kan det nevnes at mange av de vannløselige harpikser som kan anvendes'ifølge oppfinnelsen, er carboxylharpikser ved hvilke evnen til forbindelse med eller tilknytning til vann skjer ved hjelp av saltdannelse med en base. For at den vandige fase av papirmassen kan anvendes uten pH-juste-ring, blir carboxylharpiksen på forhånd forbundet med en ikke-flyktig base, så som natrium- eller kaliumhydroxyd, eller med en langsomt flyktig base, så som et amin med høy molekylvekt, så som dodecylamin, for å danne en såpe som.kan reagere direkte med vannet. The use of particles with a structure corresponding to this feature of the invention to produce a conductive surface part and a relatively insulating core part can be achieved in different ways. By way of illustration, it may be mentioned that many of the water-soluble resins that can be used according to the invention are carboxyl resins in which the ability to connect with or connect to water occurs by means of salt formation with a base. In order for the aqueous phase of the pulp to be used without pH adjustment, the carboxyl resin is first combined with a non-volatile base, such as sodium or potassium hydroxide, or with a slowly volatile base, such as a high molecular weight amine, such as dodecylamine, to form a soap which can react directly with the water.

I forbindelse med dette trekk ved oppfinnelsen blir såpen In connection with this feature of the invention, the soap becomes

dannet ved overflaten av harpikspartiklene ved grundig sammen-blanding av harpikspartiklene med en liten mengde vann inneholdende basen og deretter fordampning av vannet for å tilveie- . bringe partikler som er mer ledende ved overflaten og som søker å bibeholde en ladning motsatt av den som ble påtrykket, etter jording. formed at the surface of the resin particles by thoroughly mixing the resin particles with a small amount of water containing the base and then evaporating the water to provide bringing particles which are more conductive at the surface and which seek to retain a charge opposite to that which was impressed, after grounding.

For å illustrere det foregående mer spesielt i forbindelse med partikler som ikke blir oppdelt ved tilknytning til vann, blir en oppløsningskopolymer av 95% etylakrylat og 5% akrylsyre i form av forstøvnings- eller sprøytetørkede partikler blandet med 50 vektprosent av en 2% vandig natriumhydroxyd, og luft blir blåst gjennom blandingen for å tørke denne, og etter-late kopolymerpartikler med en ledende overflate som er følsom for vann. To illustrate the foregoing more particularly in connection with particles which do not disintegrate upon association with water, a solution copolymer of 95% ethyl acrylate and 5% acrylic acid in the form of spray or spray dried particles is mixed with 50% by weight of a 2% aqueous sodium hydroxide, and air is blown through the mixture to dry it, leaving copolymer particles with a conductive surface sensitive to water.

Kolofonium, hydrogenert kolofonium. og partielle estere av kolofonium kan behandles på den måte som er angitt ovenfor og påføres på det våte papir, fortrinnsvis med alun forut tilknyttet papirfibrene i masseblandingen.. på denne måte blir aluminiumresinat dannet på den øvre overflate av papirbanen, og den normale tendens ved kolofoniumlim til forurensning eller tilstopning av filten er i det vesentlige eliminert. Dette er tilfelle selv når kolofoniumpartiklene påføres begge overflater av banen, da kolofoniumpartiklene har sterk tilbøyelighet til å forbli i berøring med overflatefibrene, og den tendens som dispergerte fragmenter av aluminiumresinat har til å forurense den omgivende filt, blir redusert ved den reduserte berøring med vannet og kolofoniumpartiklene, og den elektrostatiske adhesjon som kan frembringes mellom papirfibrene og kolofoniumpartiklene. Rosin, hydrogenated rosin. and partial esters of rosin may be treated in the manner indicated above and applied to the wet paper, preferably with alum previously associated with the paper fibers in the pulp mixture.. in this way aluminum resinate is formed on the upper surface of the paper web, and the normal tendency of rosin glue until contamination or clogging of the felt is essentially eliminated. This is the case even when the rosin particles are applied to both surfaces of the web, as the rosin particles have a strong tendency to remain in contact with the surface fibers and the tendency of dispersed fragments of aluminum resinate to contaminate the surrounding felt is reduced by the reduced contact with the water and the rosin particles, and the electrostatic adhesion that can be produced between the paper fibers and the rosin particles.

Når den våte papirbane føres gjennom partikkel-påføringssonen, blir den utsatt for et elektrostatisk felt fra de oppladede fordelingshoder. Disse hoder opplades for å opp-rette et felt med en gjennomsnittlig potensialgradient på i det minste 2 og fortrinnsvis fra 2 til 4 kilovolt pr. cm av av-standen mellom fordelingshodene og overflaten av den effektivt jordede bane. Det skal bemerkes at papirbanen selv blir utsatt for det elektrostatiske felt som kan avstedkomme feltkonsentrasjonstilstander i nærheten av de fremstikkende overflatefibre, eller feltet kan medføre andre beslektede virkninger på den våte papirbane, hvilket kan bidra til det observerte fenomen at harpikspartiklene forblir ved overflaten i forbindelse med papirfibrene i stedet for i hovedsaken å trenge inn.i banen, hvilket ville være å vente i betraktning av det høye fuktighetsinnhold av papirbanen på det sted hvor harpikspåføringen skjer, og i betraktning av den meget fine partikkelstørrelse av harpikspartiklene som påføres. As the wet paper web is passed through the particle application zone, it is exposed to an electrostatic field from the charged distribution heads. These heads are charged to create a field with an average potential gradient of at least 2 and preferably from 2 to 4 kilovolts per second. cm of the distance between the distribution heads and the surface of the effectively grounded path. It should be noted that the paper web itself is exposed to the electrostatic field which may produce field concentration states near the protruding surface fibers, or the field may cause other related effects on the wet paper web, which may contribute to the observed phenomenon of the resin particles remaining at the surface in association with the paper fibers instead of essentially penetrating the web, which would be expected in view of the high moisture content of the paper web at the location where the resin application occurs, and in view of the very fine particle size of the resin particles being applied.

Oppfinnelsen er illustrert ved hjelp av følgende eksempler. The invention is illustrated by means of the following examples.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

En eksperimentell papirmaskin av konvensjonell konstruksjon (i likhet med den som er vist på fig. 1) ble modifi-sert for å omfatte en heirpikspåføringssone ved anvendelse av utstyr som angitt med henvisningstallene 22, 23, 24, 25 og 26 An experimental paper machine of conventional construction (similar to that shown in Fig. 1) was modified to include a hairpin application zone using equipment indicated by reference numerals 22, 23, 24, 25 and 26.

på fig. 1, for å overføre og elektrostatisk avsette en finfordelt harpiks på den våte papirbane. Det ble brukt et enkelt elektrostatisk fordelingshode 25 med dette anbrakt i en avstand på omkring 25-30 cm over banen, men under kommersiell produksjon vil det bli produsert bredere baner, og det vil bli anvendt flere fordelingshoder, slik som vist på tegningen, for å påføre harpiksen over hele bredden av slike bredere baner. Den anvendte papirmasse har likhet med massen for konvensjonelt avispapir (70% tremasse - 30% sulfitt), og det ferdige ark veide 14,6 kg pr. ris (31 x 92 cm - 500 ark), (280 m<2>). on fig. 1, to transfer and electrostatically deposit a finely divided resin onto the wet paper web. A single electrostatic distribution head 25 was used with this placed at a distance of about 25-30 cm above the web, but during commercial production wider webs will be produced and more distribution heads will be used, as shown in the drawing, in order to apply the resin over the entire width of such wider webs. The pulp used is similar to the pulp for conventional newsprint (70% wood pulp - 30% sulphite), and the finished sheet weighed 14.6 kg per rice (31 x 92 cm - 500 sheets), (280 m<2>).

Papirmaskinen ble drevet med en hastighet av 23 m The paper machine was operated at a speed of 23 m

pr. min., og polyvinylalkoholpartikler (polyvinylacetat hydrolysert til 98,5%) ble påført på filtsiden av papiret ved anvendelse av en elektrisk ladning eller spenning på 65-76 kg volt på hodene, hvilken ladning blir påtrykket ved hjelp av den negative spenningskilde. Polyvinylalkoholpartiklene ble siktet for å fjerne partikler som var større enn 80 mesh. Utstyret for partikkel-påføringen ble plassert slik at polyvinylalkoholen ble påført den øvre overflate av arket på et sted mellom de siste presse-valser og den første tøirkesylinder, idet arkets fuktighet i dette område var omkring 65 %., Etter påføringen av polyvinylalkohol ble arket kontinuerlig tørket ved anvendelse av tørkesylindere per min., and polyvinyl alcohol particles (polyvinyl acetate hydrolyzed to 98.5%) were applied to the felt side of the paper by applying an electrical charge or voltage of 65-76 kg volts to the heads, which charge is applied by means of the negative voltage source. The polyvinyl alcohol particles were screened to remove particles larger than 80 mesh. The equipment for the particle application was positioned so that the polyvinyl alcohol was applied to the upper surface of the sheet at a location between the last press rollers and the first drying cylinder, the humidity of the sheet in this area being about 65%. After the application of polyvinyl alcohol, the sheet was continuously dried using drying cylinders

oppvarmet med damp av trykk 2,1 kg/cm <2>, og det tørkede ark ble kalandrert. Den påførte mengde av polyvinylalkohol var slik at den avsatte mengde var ekvivalent med 1% av papirfibrenes vekt, nemlig omkring 0,5 g/m 2 av overflaten. De ferdige ark hadde forhøyet overflatefasthet og overflatestyrke, sammenlig-net med det samme ark uten polyvinylalkohol, men evnen til å absorbere oljeholdige trykksverter, var i det vesentlige uend-ret. Bruk av 2% og 3% polyvinylalkohol førte til videre for-bedring av overflatefastheten og -styrken. heated with steam of pressure 2.1 kg/cm <2>, and the dried sheet was calendered. The amount of polyvinyl alcohol applied was such that the amount deposited was equivalent to 1% of the weight of the paper fibres, namely around 0.5 g/m 2 of the surface. The finished sheets had increased surface firmness and surface strength, compared to the same sheet without polyvinyl alcohol, but the ability to absorb oil-containing printing inks was essentially unchanged. Use of 2% and 3% polyvinyl alcohol led to further improvement of the surface firmness and strength.

I det vesentlige tilsvarende resultater ble oppnådd ved anvendelse av kommersielle polyvinylalkoholer fra Airco Chemical solgt under handelsbetegnelsene "Vinol 325", "Vinol 350" og "Vinol 125". Substantially similar results were obtained using commercial polyvinyl alcohols from Airco Chemical sold under the trade names "Vinol 325", "Vinol 350" and "Vinol 125".

EKSEMPEL 2. EXAMPLE 2.

Prosessen i henhold til eksempel 1 ble gjentatt, idet polyvinylalkoholpulveret ble påført med nivået eller verdien 1% eller med omkring 1,5 g/m". Under forskjellige deler av denne prøve ble det elektrostatiske påføringsutstyr plassert henholds-vis ved (1) den samme stilling som i eksempel 1, nemlig mellom den siste pressevalse og den første tørkesylinder hvor arkets fuktighet er omkring 65%, (2) umiddelbart foran guskvalsen, som vist på fig. 1, hvor arket inneholder omkring 83% fuktighet, (3) ytterligere lenger bak over papirmaskinens wire, hvor arkets fuktighet er omkring 94%. I hvert tilfelle var maskinens funksjon tilfredsstillende, og produktene sammenlignbare uansett plasse-ringen av påføringsutstyret. The process according to Example 1 was repeated, the polyvinyl alcohol powder being applied at the level or value of 1% or at about 1.5 g/m". During different parts of this test, the electrostatic application equipment was placed respectively at (1) the same position as in example 1, namely between the last press roller and the first drying cylinder where the moisture of the sheet is about 65%, (2) immediately in front of the gusset roller, as shown in Fig. 1, where the sheet contains about 83% moisture, (3) further further behind the paper machine's wire, where the sheet's humidity is about 94%. In each case, the machine's function was satisfactory, and the products were comparable regardless of the placement of the application equipment.

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

Prosessen i eksempel 1 ble gjentatt, men denne gang ble polyvinylalkoholen avsatt elektrostatisk på oversiden av arket ved hjelp av en enhet plassert over arket mellom den siste pressevalse og den første tørkesylinder, og dessuten ved under-siden av arket ved hjelp av en enhet plassert under arhet på det samme sted. Det oppsto ingen problemer med driften, og forbed-ring av overflatefastheten og -styrken ble observert på både den øvre og den nedre side av arkene. The process in Example 1 was repeated, but this time the polyvinyl alcohol was deposited electrostatically on the upper side of the sheet by means of a unit placed above the sheet between the last press roll and the first drying cylinder, and also on the underside of the sheet by means of a unit placed below arhet in the same place. No problems arose with the operation, and improvement in surface firmness and strength was observed on both the upper and lower sides of the sheets.

EKSEMPEL 4 EXAMPLE 4

Eksemplene 1-3 ble gjentatt ved anvendelse av finfordelte kopolymerpartikler (en sprøytetørket oppløsnings-kopolymer av 95 vektprosent etylakrylat og 5 vektprosent metakrylsyre reagert med en støchiometrisk mengde natriumhydroxyd forut for sprøytetørkingen). Partiklene ble ført gjennom en sikt med 80 mesh før anvendelse. Kopolymerpartiklene svellet og ble vedheftende for å binde overflatefibrene til papiret. Det kan brukes avkjøling for å redusere vedheft-ning av kopolymerpartiklene forut for anvendelsen. Overtrekning av kopolymerpartiklene ved å blande disse med 15 vektprosent av en 5 prosents natriumkarbonatoppløsning, økte fastholdelsen av partiklene på papirets overflate. Examples 1-3 were repeated using finely divided copolymer particles (a spray-dried solution copolymer of 95% by weight ethyl acrylate and 5% by weight methacrylic acid reacted with a stoichiometric amount of sodium hydroxide prior to spray drying). The particles were passed through an 80 mesh screen before use. The copolymer particles swelled and became adherent to bond the surface fibers to the paper. Cooling can be used to reduce adhesion of the copolymer particles prior to use. Coating the copolymer particles by mixing them with 15% by weight of a 5% sodium carbonate solution increased the retention of the particles on the paper surface.

EKSEMPEL 5 EXAMPLE 5

Eksemplene 1-3 ble gjentatt med bruk av papirmasse med 50% tremasse og 50%, sulfitt for å gi et ferdig ark med vekt 13 kg pr. ris for å danne et passende utgangsmateriale for papir av publikasjonskvalitet (publication grade paper). Ved drift av papirmaskinen som i eksempel 1 ble kolofoniumpartikler (siktet for å fjerne partikler større enn 80 mesh) påført som i eksempel 1, hvilket kolofonium hadde form av en såpe med et syretall fra 0 til 7 og inneholdende 1,4% fri alkali uttrykt som natrium-bicarbonat. Det endelige produkt ble betydelig forbedret i kvalitet av kolofoniet som reduserte vannabsorbsjonen og økte trykksverteholdeevnen (ink holdout capasity) av papiret. Kolofoniet viste seg å være mer virksomt enn i det tilfelle da den samme mengde kolofonium ble innblandet i papirmassen. Examples 1-3 were repeated using pulp with 50% wood pulp and 50% sulphite to give a finished sheet weighing 13 kg per rice to form a suitable starting material for publication grade paper. When operating the paper machine as in Example 1, rosin particles (sieved to remove particles larger than 80 mesh) were applied as in Example 1, which rosin was in the form of a soap having an acid number from 0 to 7 and containing 1.4% free alkali expressed as sodium bicarbonate. The final product was significantly improved in quality by the rosin which reduced water absorption and increased the ink holdout capacity of the paper. The rosin proved to be more effective than in the case when the same amount of rosin was mixed into the pulp.

Vasking av kolofoniet med 50 vektprosent av en 5% • natriurnearbonatoppløsning var nyttig til å oppnå forbedret oppløselighet og begrensning av kolofoniumlimet til overflate-området av papiret. Denne sistnevnte effekt ble også forbedret ved anvendelse av en positiv spenningskilde i stedet for den mer vanlige negative spenningskilde. Washing the rosin with 50% by weight of a 5% sodium urin carbonate solution was helpful in achieving improved solubility and confinement of the rosin glue to the surface area of the paper. This latter effect was also improved by using a positive voltage source instead of the more common negative voltage source.

I det vesentlige lignende resultater ble oppnådd ved anvendelse av kommersielle kolofonier solgt av Hercules Powder Co. under de følgende handalsbetegnelser: "Dry Pexol","Dry X Rosin Size", "Dry XXX Rosin Size" og "Dry Size 248". Substantially similar results were obtained using commercial rosins sold by Hercules Powder Co. under the following trade names: "Dry Pexol", "Dry X Rosin Size", "Dry XXX Rosin Size" and "Dry Size 248".

EKSEMPEL 6 EXAMPLE 6

Eksemplene 1-3 ble gjentatt ved bruk av en bleket kraftpapirmasse som gir et ferdig ark med vekt 16,2 kg pr. ris og' en polyvinylalkohol laget av polyvinylacetat hydroli^-sert til en grad av omkring 87%. Anvendelsen av polyvinylalkohol med en mindre grad av hydrolyse resulterte i større dispersjon av polyvinylalkoholen i overflateområdene av papiret, slik at motstanden mot vannabsorbsjon ble øket og det fremkom et utmerket utgangsmateriale for etterfølgende belegning og kalandrering under frem-stillingen av papir av meget høy trykkekvalitet. Examples 1-3 were repeated using a bleached kraft pulp which gives a finished sheet weighing 16.2 kg per rice and a polyvinyl alcohol made from polyvinyl acetate hydrolyzed to a degree of about 87%. The use of polyvinyl alcohol with a lesser degree of hydrolysis resulted in greater dispersion of the polyvinyl alcohol in the surface areas of the paper, so that the resistance to water absorption was increased and an excellent starting material was produced for subsequent coating and calendering during the production of paper of very high printing quality.

EKSEMPEL 7 EXAMPLE 7

Eksempel 6 ble gjentatt ved anvendelse av en løs-ningsmiddeloppløsning av kopolymer av 80 deler etylakrylat med 2 0 deler metakrylsyre i form av et sprøytetørket produkt som ble blandet med 30 vektprosent av en 5% natriumcarbonatoppløsning og så tørket for å gi rask overflateoppløselighet og fremstilling av et papir ved hvilket det påførte kopolymer var konsentrert Example 6 was repeated using a solvent solution of copolymer of 80 parts ethyl acrylate with 20 parts methacrylic acid in the form of a spray-dried product which was mixed with 30% by weight of a 5% sodium carbonate solution and then dried to give rapid surface solubility and preparation of a paper in which the applied copolymer was concentrated

i både dispergert og partikkellignende form nær overflaten som det ble avsatt på. in both dispersed and particle-like form near the surface on which it was deposited.

Claims

1. Process for the electrostatic coating of that cellulose sheet material with resins in powder form, characterized in that a wet fiber web in the wet part of a paper machine is advanced past a particle application zone, which zone is supplied with dry particles of a water-soluble resin that is electrostatically charged; for mutual repulsion, whereby the resin particles, as is known per se, are electrostatically attracted to and uniformly deposited on the wet web in the form of separate particles, after which the web is dewatered and paper formation takes place in a known manner.

2. Method according to claim 1, characterized in that resin particles are used which have a core part with reduced conductivity and are formed to include conductive surface parts.

3. Method according to claim 1, characterized in that a wet web containing at least 25 and preferably more than 45 percent by weight of water is used.

4. Method according to claim 2, characterized in that the resin particles are electrostatically charged with a negative charge to cause the particles to retain a positive residual charge after they have been grounded.

5. Method according to claim 1, characterized in that rosin particles are used as resin particles and that the fibrous cellulose sheet material in the wet web, which is known per se, is treated in advance with alum.

6. Method according to claim 1, characterized in that resin is used in the aforementioned particles which have acidic groups at the surface and that the resin particles have the form of a soap with a relatively non-volatile base.

7. Method according to claim 1, characterized in that the resin in the particles used is polyvinyl alcohol.