DE1010370B

DE1010370B - Verfahren zur Herstellung eines ueberzogenen Papiers

Info

Publication number: DE1010370B
Application number: DEW17443A
Authority: DE
Inventors: Robert Thompson Hart
Original assignee: Warren SD Co
Current assignee: Warren SD Co
Priority date: 1955-09-06
Filing date: 1955-09-06
Publication date: 1957-06-13

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von überzogenem Papier mit hohem Oberflächenglanz oder ebener, flacher, glatter Oberfläche oder mit beiden.

Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung solchen Papiers wird eine sich bewegende Papierbahn mit einem üblichen Überzug, welcher hydrophile, quellbare Klebemittel enthält, versehen. Die sich bewegende Bahn aus überzogenem Papier wird dann getrocknet und kann kalandert werden. Die getrocknete überzogene Oberfläche der sich bewegenden Papierbahn wird dann mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung benetzt und unverzüglich in klebende Berührung gegen eine erhitzte, hochpolierte Oberfläche, wie z. B. die Oberfläche einer hochglanzpolierten, chromplättierten zylindrischen Trommel, gepreßt und während der Berührung mit dieser getrocknet. Wenn die befeuchtete überzogene Oberfläche auf die Trommeloberfläche aufgebracht wird, haftet sie an der Trommeloberfläche an, und nachdem der Überzug getrocknet ist, wird er leicht aus der Berührung mit der Trommeloberfläche entfernt.

Eine bevorzugte Art von hydrophilem, quellbarem Klebemittel zur Verwendung bei dem erwähnten Verfahren besteht aus hydrophilen, quellbaren Proteinen, z. B. Kasein. Wenn Kasein verwendet wird, wird es zuerst wasserlöslich gemacht oder durch Behandlung mit einer Alkaliverbindung, wie z. B. Xatriumhydroxyd oder Ammoniak, unter Bildung wasserlöslicher Mono- oder Polyammonium- oder -alkali-Kaseinate gespalten, welche dann in wäßriger Lösung auf das Papier als ein Bestandteil der Überzugszusammenstellung aufgebracht werden.

Es ist auch bekannt, Papier mit einer wäßrigen Lösung eines gerbfähigen Proteins zu tränken und bei einem p_H-Wert von 9,0 bis 9,8 mit Formaldehyd zu härten.

Es wurde gefunden, daß bei solchen Verfahren, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten, der p_H-Wert der zu überziehenden Oberfläche, wenn in klebende Berührung mit der Trommel gepreßt, zwischen 7,3 und etwa 9,0 sein sollte. Wenn der p_H-Wert höher als 9,0 ist, wird die überzogene Oberfläche an der polierten Trommeloberfläche nach dem Trocknen ankleben, so daß das Papier nicht ohne Reißen oder Beschädigen der überzogenen Fläche abkommen wird, wenn nicht erhebliche Mengen von Ablösungsmitteln, wie z. B. gewisse Seifen oder öle, verwendet werden, in welchem Falle ein zufriedenstellender Glanz wegen der durch die Seifen oder Öle hervorgerufenen Fleckenbildung nicht erhalten wird. Wenn der p_H-Wert niedriger ist als etwa 7,3, wird die überzogene Oberfläche nicht an der Trommeloberfläche Verfahren zur Herstellung
eines überzogenen Papiers

Anmelder:

S. D. Warren Company, Boston,
Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. rer. nat. F. Vollmer, Patentanwalt,
Hamburg-Wandsbek, Schloßstr. 2-6

RoberL Thompson Hart, Gorham, Me. (V. St. A.)
ist als Erfinder genannt worden

mit genügender Festigkeit anhaften, um zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern.

Der P₁₁-Wert der überzogenen Fläche beim Pressen gegen die Trommeloberfläche hängt von der Menge der in der überzogenen Oberfläche zu diesem Zeitpunkt anwesenden Alkalimetallverbindungen oder Ammoniak und dem p_H-Wert der wäßrigen Benetzungsflüssigkeit ab.

Bei der Verwendung von Alkalimetallverbindungen oder Ammoniak schwankt die Qualität des fertigen Produktes erheblich bei leichten Veränderungen in den Arbeitsbedingungen, wodurch es sehr schwierig gemacht wird, das Verfahren in zufriedenstellender Weise unter technischen Bedingungen zu überwachen.

Alkaliverbindungen sind von so hoher Basizität, daß leichte Veränderungen in den Arbeitsbedingungen oder den Mengen solcher Alkaliverbindungen, was beides sehr schwierig während des technischen Betriebes zu vermeiden ist, leicht den p_H-Wert der überzogenen Oberfläche über 9,0 ansteigen lassen mit dem Ergebnis, daß die überzogene Oberfläche an der Trommeloberfläche nach dem Trocknen anklebt.

Ammoniak ist so flüchtig, daß sich ein großer, ursprünglich zum Spalten des Kaseins verwendeter Teil aus dem Überzug während des Trocknens verflüchtigt, so daß der p_H-Wert der überzogenen Oberfläche im Zeitpunkt des Befeuchtens und Anpressens gegen die Trommeloberfläche unter etwa 7,3 ist und daher diese Fläche nicht an der TiOmmelfläche mit

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genügender Festigkeit und Gleichförmigkeit ankleben wird, um ein zufriedenstellendes Produkt zu ergeben. Obwohl der p_H-Wert und damit der Grad des Anhaftens durch den Zusatz von Ammoniak zu der zur Benetzung der Oberfläche verwendeten wäßrigen Flüssigkeit vergrößert werden kann, schwankt der Grad der Zunahme in weitem Umfange während des technischen Betriebes infolge geringer unkontrollierbarer Veränderungen in den Arbeitsbedingungen,

anschließende Ablösung zu erhalten, ein Ablösungsmittel, wie z. B. Seife und Öl, in der wäßrigen Flüssigkeit zusammen mit dem Ammoniak zu benutzen.

Ferner ist die schließlich fertiggestellte überzogene Oberfläche nicht widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb, wenn sie von der Trommeloberfläche entfernt ist. Unter widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb

widerstandsfähigen überzogenen Oberfläche von der Trommeloberfläche während des Betriebes unter technischen Bedingungen erreicht wird, ohne daß Seifen oder öle mit den sie begleitenden Nachteilen verwendet werden.

Gegenstand. der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von überzogenem Papier, bei dem der Überzug ein hydrophiles, quellbares Protein enthält und nach Befeuchtung mit einer wäßrigen Flüssigkeit welche die Flüchtigkeit des Ammoniaks beeinflussen. io gegen eine glatte, hochpolierte erhitzte Oberfläche ge-Vielfach ist es notwendig, um eine zufriedenstellende preßt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in

der wäßrigen Überzugszusammenstellung und/oder in Mischung mit der wäßrigen Flüssigkeit ein wasserlösliches Amin mit einem Siedepunkt über etwa 150° und eine basische Ionisationskonstante (Kj,) zwischen 1O^-3 und 10~⁷, vorzugsweise zwischen 1O^-4 und 10~^G, angewendet wird. Eine genügende Menge eines solchen Amins wird entweder verwendet, um das Kasein zu spalten und/oder um in Mischung mit der

wird verstanden, daß der Überzug nicht von der über- 20 wäßrigen Flüssigkeit den p_H-Wert der fertigen überzogenen Oberfläche beim Reiben mit einem nassen zogenen Oberfläche zwischen etwa 7,3 und etwa 9,0, Finger entfernt wird. Wenn man nun der Befeuch- vorzugsweise zwischen etwa 7,5 und 8,0, aufrechttungsflüssigkeit zwecks Durchführung einer Reaktion zuerhalten.

mit dem Kasein der überzogenen Oberfläche Form- Der Oberflächen-p_H-Wert wird dadurch gemessen,

aldehyd beimischen würde, um es unlöslich und damit 25 daß drei Tropfen destillierten Wassers auf die Obergegen feuchten Abrieb widerstandsfähig zu machen, fläche des Überzugs ' aufgebracht und unmittelbar würde die Formaldehyd-Kasein-Reaktion unter den danach ein Tropfen Indikatorlösung zugegeben wird. Arbeitsbedingungen, die die Verwendung von Am- Die Mischung wird dann leicht gerührt und die sich moniak in der Mischung mit der wäßrigen Flüssigkeit ergebende Farbe mit Vergleichstafeln für den bemit sich bringt, so langsam verlaufen, daß selbst bei 30 sonderen angewendeten Indikator verglichen. Anwendung beträchtlicher Formaldehydmengen viele Nach einer weiteren Ausbildungsform der Erfin-

Stunden notwendig sind, bevor die fertige Oberfläche dung bringt man die befeuchtete überzogene Obergegenüber dem feuchten Abrieb ausreichend unlöslich fläche mit geeigneten, weiter unten beschriebenen geworden ist. Mengen an Formaldehyd zusammen, bevor die Ober-

Selbst wenn Oberflächen-p_H-Werte zwischen 7,3 35 fläche an die besagte Trommel gepreßt wird. Vor- und 9,0 aufrechterhalten werden, ist es vielfach not- zugsweise wird das Formaldehyd mit dem wäßrigen wendig, ein Ablösungsmittel in der wäßrigen Flüssig- Mittel vermischt.

keit anzuwenden, um eine ständig zufriedenstellende Eine mögliche Erklärung dafür, daß fortlaufend

Ablösung während des technischen Betriebes zu er- ausgezeichnete Ablösung einer gehärteten Oberfläche halten. Die einzigen bisher bekannten Ablösungsmittel 40 durch die Verwendung der Amine gemäß der Erfinsind gewisse Arten von Seifen und Ölen. Jedoch ist es dung in der Art und Menge, wie angegeben, erreicht

wird, besteht darin, daß Bedingungen auf der überzogenen Oberfläche während der fertigstellenden Behandlung bestehen, welche verhältnismäßig schnelle

geringe Überschüsse zu vermeiden, welche Flecken- 45 Reaktionsgeschwindigkeiten zwischen dem Formbildung auf der überzogenen Fläche verursachen. aldehyd und dem wasserlöslichen Kasein-Klebemittel

in der überzogenen Oberfläche unter Bildung unlöslicher Kaseinprodukte zustande bringen. Diese verhältnismäßig schnellen Reaktionsgeschwindigkeiten verur-

durch kleine Abweichungen unter unkontrollierbaren 50 sachen das Auftreten einer ausreichenden Reaktion Arbeitsbedingungen beeinträchtigt wird. während der kurzen Zeit zwischen der anfänglichen

Ein zweites Ziel der Erfindung ist die Schaffung Aufbringung der Flüssigkeit und der Entfernung der eines neuen Verfahrens, um eine fortlaufend aus- überzogenen Oberfläche von der Trommel. Es wird gezeichnete Ablösung während des Betriebes unter eine unlösliche,, gegen feuchten Abrieb widerstandstechnischen Bedingungen ohne Verwendung von 55 fähige, überzogene Oberfläche erzeugt, welche leicht Seifen und ölen mit den sie begleitenden Nachteilen aus der Berührung mit der Trommeloberfläche und zu erzielen.

Ein drittes Ziel der Erfindung liegt darin, die überzogene Oberfläche widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb durch die gleichen Mittel zu machen, welche gleichzeitig die obenerwähnte Ablösung bewirken, so daß die überzogene Oberfläche widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb ist, wenn sie aus der Berührung mit der Trommeloberfläche entfernt wird.

Ein viertes Ziel der Erfindung ist die Schaffung 65 anderen für die Zwecke der Erfindung geeigneten eines Verfahrens, nach dem die Qualität des fertigen Alkanolaminen sind gemischte Isopropanolamine, Produktes nicht abhängt von leichten, unkontrollier- Diäthanolamin, Triäthanolamin, N-äthylalthanolamin baren Veränderungen in den Arbeitsbedingungen, und beliebige andere wasserlösliche Alkylalkanol- und nach dem gleichzeitig eine fortlaufend ausge- amine mit dem geeigneten Siedepunkt und basischem zeichnete Ablösung einer gegen feuchten Abrieb 70 Charakter, Beispiele von Polyalkylenpolyaminen sind

bei Verwendung von Seifen und ölen sehr schwierig, die zur Ablösung während des technischen Betriebes erforderlichen Mengen genau einzuregeln und dabei

Eins der Ziele der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der obigen Art, wobei die Qualität des fertigen Produktes nicht in einem großen Ausmaß

ohne Verwendung irgendwelcher Ablösungsmittel, wie Öl oder Seife, abgelöst wird. Dies dürfte eine völlig neue Art der Erzielung des Ablösens darstellen.

Besondere wasserlösliche Amine, welche als sehr geeignet zur Verwendung gemäß der Erfindung gefunden wurden, gehören zur Gruppe der Alkanolamine und Polyalkylenpolyamine und deren Gemische. Monoaethanolamin wird bevorzugt. Beispiele von

Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, N-Hydroxyäthylpropylendiamin, Tetraäthylenpentamin und beliebige andere wasserlösliche Alkyl- und Hydroxylalkylalkylene und Polyalkylenpolyamine mit dem geeigneten Siedepunkt und basischem Charakter.

Andere für die Zwecke der Erfindung geeignete Amine sind Trimethylbenzylammoniumhydroxyd, Morpholin und Tetraäthanolammoniumhydroxyd.

Vorzugsweise sind die Amine der Erfindung geruch- und farblos; dies ist aber nicht wesentlich.

Die Zeichnung erläutert eine besondere Äusführungsform der bevorzugten Art einer Vorrichtung, wie sie zur Ausführung der Verfahren nach der Erfindung geeignet ist.

Nach der Zeichnung ist 5 eine Speisewalze für den Papiervorrat, 6 eine übliche Luftmesserüberziehungseinheit, 7 ein Trockner, 8 ein Kalander, 9 eine sich drehende Trommel mit einer glatten, hochpolierten, spiegelartigen, verchromten Oberfläche und mit einem nicht gezeigten Mittel zum Erwärmen dieser Oberfläche. 10 ist eine Anpreßwalze (vorzugsweise mit einer nachgiebigen Oberfläche aus Gummi oder Filz), 14 eine Quelle einer wäßrigen Flüssigkeit, z. B. eine Reihe von Sprühdüsen, um die wäßrige Flüssigkeit auf die Oberfläche der Trommel 9 über ihre ganze Länge aufzusprühen, von wo diese Flüssigkeit in den Knick fließt, welcher zwischen der die Anpreßwalze 10 verlassenden und mit der Trommel 9 in Berührung kommenden Papierbahn gebildet wird, um ein Flüssigkeitsbad 13 in diesem Knick zu bilden. 15 sind Abnahmewalzen zur Entfernung des Papiers von der Oberfläche der Trommel 9, 11 ist eine Aufwickelwalze und 12 die Papierbahn. Die Oberfläche der Anpreßwalze 10 wird gegen die Oberfläche der Trommel 9 durch beliebige bekannte Mittel, z. B. eine nicht dargestellte Feder, gedrückt.

Die Bewegung des Papiers durch die Vorrichtung von der Speisewalze 5 bis zur Aufwickelwalze 11 ist durch Pfeile angegeben.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsart für die Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Überzugszusammenstellung gebildet, deren einer Bestandteil ein Produkt ist, welches durch Vermischen eines hydrophilen quellbaren Proteins, z. B. Kasein, mit Wasser und einer der obenerwähnten wasserlöslichen Amine erhalten wird. Genügende Mengen an organischer Verbindung werden angewendet, um das Kasein wasserlöslich zu machen und ebenso den p_H-Wert der Uberzugszusammenstellung zwischen etwa 7,3 und 9, vorzugsweise zwischen etwa 8,0 und 9,0, zu halten.

Diese Überzugszusammenstellung wird dann auf eine sich bewegende Papierbahn durch eine Luftmesserüberziehungseinheit 6 oder durch eine beliebige andere Einrichtung zum Aufbringen eines Überzuges auf eine sich bewegende Papierbahn gebracht und anschließend bei seinem Durchgang durch einen Trockner 7 oder eine beliebige andere Art von Trockner getrocknet. Die getrocknete und überzogene Oberfläche kann dann noch kalandert werden. Vorzugsweise wird bei der Ausführung der Erfindung die trockene, Überzogene Oberfläche bei dem Durchgang durch einen Kalander 8 kalandert. Die harte, trockene, kalanderte, überzogene Oberfläche wird dann einer fertigstellenden Oberflächenbehandlung unterworfen, wobei sie durch eine Druckwalze 10 durch ein Bad einer wäßrigen Flüssigkeit 13 in den Knick geleitet wird, welches zwischen den Oberflächen der Druckwalze 10 und der Trommel 9 gebildet ist. Die wäßrige Flüssigkeit enthält eine Menge an Formaldehyd, die noch später angegeben wird. Die Oberfläche des Überzugs wird auf seinem Durchgang durch das Bad wäßriger Flüssigkeit 13 in dem Knick befeuchtet. Die Oberfläche der Trommel 9 wird auch von dem Bad wäßriger Flüssigkeit 13 in dem Knick befeuchtet. Die nasse Oberfläche des Überzugs wird dann unverzüglich durch die Druckwalze 10 gegen die nasse Oberfläche der Trommel 9 gepreßt, mit welcher sie in Berührung gehalten wird, während die Flüssigkeit durch Verdampfung entfernt wird, und dann wird sie selbst entfernt. Die Oberfläche der Trommel 9 ist nicht nur feucht durch das Hindurchziehen der befeuchteten überzogenen Oberfläche durch das Bad 13, unmittelbar bevor sie gegen die Trommel gedrückt wird, sondern auch durch den gegen sie aus der Quelle 14 gerichteten Flüssigkeitsstrom.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Kasein mit Ammoniak allein oder mit Ammoniak und wasserlöslichen Aminen gespalten, und die wasserlöslichen Amine werden in der wäßrigen Befeuchtungsflüssigkeit in ausreichenden Mengen gelöst, um ein richtiges Anhaften der überzogenen Oberfläche an der fertigstellenden Trommel zu gewährleisten, wenn sie dagegen gepreßt wird, und um den Oberflächen-p_H-Wert des schließlich erhaltenen überzogenen Endproduktes zwischen etwa 7,3 und 9,0 zu halten.

Bei jedem der obigen Verfahren kann gewünschtenfalls Seife oder öl an Stelle des Formaldehyds genommen werden, um Ablösung zu ergeben.

Die geeigneten Mengen an Formaldehyd zur Herstellung von stets hochglänzenden, unlöslichen, gegen feuchten Abrieb widerstandsfähigen, überzogenen Oberflächen schwanken gemäß den besonderen angewendeten Arbeitsbedingungen, wie z.B. Temperatur der Trommel, Geschwindigkeit der Papierbahn, der Menge an Kasein in dem Überzug und dem besonderen Oberflächen-p_H-Wert des Überzugs. Bei jeder besonderen Arbeitsbedingung sollte eine Menge von Aldehyd angewendet werden, welche ausreichend ist, um stetig eine saubere Trennung des getrockneten Überzugs von der Trommeloberfläche zu bewirken, die aber unzureichend ist, um das Ankleben der befeuchteten überzogenen Oberfläche an der Trommeloberfläche zu verhindern, wenn sie in Berührung mit dieser gepreßt wird. Obwohl es schwierig ist, die quantitativ richtigen Mengen von Formaldehyd anzugeben, weil sie so erheblich von den besonderen Arbeitsbedingungen in der Fabrikationsanlage abhängen, kann der Arbeiter während des Betriebes die richtigen Mengen an zuzusetzendem Formaldehyd leicht dadurch bestimmen, daß er das von der fertigstellenden Oberfläche entfernte Papier beobachtet. Wenn er während des Betriebes den Beginn einer ungeeigneten Ablösung beobachtet, muß mehr Formaldehyd zugesetzt werden. Wenn er andererseits beobachtet, daß der Glanz des fertigen Papiers zu gering ist, so bedeutet dies ein Anhaften der befeuchteten überzogenen Oberfläche an der Trommeloberfläche. Dann muß die Konzentration an Formaldehyd in der Badlösung verringert werden.

Der Arbeiter kann aber auch die geeigneten Mengen an zu verwendendem Formaldehyd dadurch bestimmen, daß er die Papieroberfläche mit einem feuchten Finger reibt, um ihre Widerstandsfähigkeit gegen feuchten Abrieb festzustellen. Ist sie nicht genügend widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb, dann muß mehr Formaldehyd zugesetzt werden. Üblicherweise schwanken die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Mengen an Formaldehyd (37%iges technisches Formalin) von etwa ¹Za⁰/* bis etwa 5%>, vorzugsweise

von etwa V2% bis etwa 2% (Gewichtsprozent) der wäßrigen Befeuchtungslösung. Diese Grenzen sind jedoch nicht genau, und die Erfindung soll nicht hierdurch beschränkt werden, da, wie oben angegeben, die geeigneten Fornialdehydmengen erheblich gemäß den Arbeitsbedingungen schwanken.

Die geeigneten Mengen an wasserlöslichen Aminen schwanken ebenfalls entsprechend den besonderen Arbeitsbedingungen.

Es ist bevorzugte Praxis, die gesamte Menge des wasserlöslichen Amins in der wäßrigen Überzugszusammenstellung anzuwenden, ohne etwas davon zu der wäßrigen Flüssigkeit hinzuzufügen. In solchem Falle wird es vorgezogen, genügende Mengen an wasserlöslichen Aminen anzuwenden, um sowohl das Kasein zu lösen als auch den p_H-Wert der Uberzugszusammenstellung zwischen etwa 7,5 und 10 oder den pjj-Wert der fertigen überzogenen Oberfläche bei seiner Entfernung von der fertigstellenden Oberfläche zwischen etwa 7,3 und 9,0 zu halten. Gewünschtenfalls kann jedoch das Kasein mit Ammoniak und/oder dem wasserlöslichen Amin gelöst und genügend wasserlösliches Amin zu der wäßrigen Überzugszusammenstellung zugesetzt werden, um den richtigen p_H-Wert aufrechtzuerhalten.

Wird das Amin nach bevorzugter Praxis benutzt als einziges Kaseinlösungsmittel, dann hängt die notwendige Menge zum Auflösen des Kaseins sowohl vom Molekulargewicht dieser Verbindung als auch von der Anzahl der basischen im Molekül vorhandenen Stickstoffgruppen ab. Allgemein gesprochen wird die erforderliche Menge für die Kaseinlösungszwecke von etwa 5 bis 20% vom Gewicht des Kaseins betragen.

Wird das Amin mit der wäßrigen Flüssigkeit zugesetzt, dann wird die Menge so geregelt, daß der Oberflächen-p_H-Wert der fertigen überzogenen Oberfläche dauernd zwischen 7,3 und 9,0 gehalten wird. In solchen Fällen, in denen Formaldehyd in der wäßrigen Lösung verwendet wird, sollten die Mengen an Amin und die Mengen an Formaldehyd entsprechend der augenscheinlichen Beobachtung des Arbeiters — wie oben erwähnt — abgestimmt werden, um richtigen p_H-Wert, Ablösung und Glanz aufrechtzuerhalten.

Gemäß der Erfindung können Oberflächentemperaturen von etwa 71 bis 99° benutzt werden. Temperaturen von etwa 77 bis 93° sind geeigneter, und Temperaturen von etwa 80 bis 88° werden bevorzugt. Es muß jedoch dafür gesorgt werden, daß sich keine Dampfblasen oder -bläschen unmittelbar an dem Knick bilden, da solche Blasen die Berührung der überzogenen Oberfläche mit der Trommel unterbrechen und an solchen Stellen in wirksamer Weise die Bildung der gewünschten glänzenden Oberfläche verhindern können. Nichtsdestoweniger ist es möglich, höhere Temperaturen für die Trocknung anzuwenden, vorausgesetzt, daß die Oberfläche der Trommel gut unterhalb Dampftemperatur an der Stelle unmittelbar vor dem Knick gekühlt wird, an welchem das überzogene Papier mit der Trommel 9 in Berührung kommt.

Die normale Arbeitspapiergeschwindigkeit gemäß der Erfindung liegt im Bereich von etwa 24 bis 75 m pro Minute. Die Geschwindigkeit hängt teilweise von dem Durchmesser der benutzten Trommel ab.

Ob Formaldehyd verwendet wird oder nicht, die Verwendung stickstoffhaltiger Verbindungen gemäß der Erfindung führt zu einem Verfahren, bei dem die Qualität des fertigen Produktes nicht in irgendeinem größeren Ausmaß durch leichte Abweichungen in unkontrollierbaren Arbeitsbedingungen beeinträchtigt wird.

Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte fertig überzogene Papier hat eine Drucktreue, welche die von jedem bisher bekannten kalanderten überzogenen Papier hoher Qualität übertrifft, so z. B. No. 1 glanzüberzogenen Druckpapieren des Handels.

Die Spiegelglanzwerte von Papieren gemäß der Erfindung können durch ein Scott-Aminco-Goniophotometer gemessen werden. Bei der Durchführung der Prüfungen wird das Muster durch einen Lichtstrahl erleuchtet, welcher einen Winkel von 70° von der Senkrechten zu der Musteroberfläche bildet. Das reflektierte Licht wird auch in einem Winkel von 70° zur Senkrechten zu der Papieroberfläche, aber auf der entgegengesetzten Seite der Senkrechten gemessen, so daß, wenn die Beleuchtung bei plus 70° wäre, das reflektierte Licht bei minus 70° zur Senkrechten sein würde. Das reflektierte Licht wird durch eine Linse und dann durch eine im Brennpunktabstand von der Linse angebrachte Schlitzöffnung geleitet. Der Schlitz liegt in einem Winkel von 1° 38' in der Ebene des Lichtstrahls und in einem Winkel von 5° 2' quer zu der Ebene des Strahls, wobei sich die Winkel von dem optischen Mittelpunkt der Linse erstrecken. Die so für den Spiegelglanz erhaltenen Zahlenangaben sind in Prozenten von einer hochpolierten, flachrückigen Standardglasplatte reflektierten Lichts.

Messungen, die auf die beschriebene Art an in üblicher Weise kalanderten, überzogenen, gegenwärtig als Nr. 1 Qualität verkauften Glanzdruckpapieren durchgeführt werden, liefern üblicherweise Spiegelglanzwerte zwischen 10 und 15. Besonders starkes Überkalandern kann Papiere mit Spiegelglanzwerten von etwa 20 liefern. Soweit bekannt, besitzen kalanderte, überzogene Papiere niemals einen Spiegelglanz in der Höhe von 25. Demgegenüber besitzt das Produkt der Erfindung dauernd bei kontinuierlichem Betrieb einen Spiegelglanz, gemessen wie beschrieben, von mindestens 30 und vorzugsweise von etwa 35 oder darüber. Die meisten Muster weisen in stetiger Weise einen Spiegelglanz zwischen 35 und 60 auf, und häufig werden Spiegelglanzwerte über 60 erreicht.

Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung schwanken die geeigneten Mengen an wäßriger Flüssigkeit, welche gebraucht werden sollten, je nach der besonderen Art der Überzüge und anaeren Arbeitsbedingungen. Wechselnde Mengen von etwa 13 bis 45 Liter, vorzugsweise 18 bis 32 Liter, pro 93 m² zu überziehende Oberfläche können angewendet werden, aber die Erfindung ist nicht auf solche Mengen beschränkt.

Wird die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung benutzt, dann wird bevorzugt, die wäßrige Flüssigkeit zum Knick mit einer solchen Fließgeschwindigkeit zu speisen, daß ein Bad von etwa 2,5 bis 5 cm Tiefe in dem Knick zwischen dem Papier und der fertigstellenden Trommel aufrechterhalten wird, wobei der Überlauf zu dem Abfluß an jedem Ende des Knicks fließt.

Obwohl die Erfindung am geeignetsten zur Verwendung mit einem Kaseinklebemittel ist, ist sie auch mit anderen Proteinklebemiteln anwendbar, welche mit einem Alkali aufzulösen sind.

Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar zur Benutzung mit mineralischen Überzügen, welche auf das Papier in Form wäßriger Zusammenstellungen aufgebracht werden, die Klebemittel, wie z. B. Kasein oder Soyaprotein, und mineralische Pigmente, wie

ζ. Β. Ton, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Talkum, Titandioxyd, Ultramarin od. dgl., enthalten. Ein Teil des Klebemittels kann durch eine andere bekannte klebende Verbindung, z. B. synthetische Elastomere, Leim, Stärke, Polyvinylalkohol usw., ersetzt werden. Ein Beispiel eines geeigneten Elastomers ist synthetischer Kautschuklatex. Jedoch ist die Erfindung auch mit anderen Arten normalerweise auf Papier aufgebrachter Überzüge einschließlich solcher Überzüge anwendbar, welche nur wasserquellbare Proteine, z. B. Kasein, enthalten. Solch letztere Überzüge werden gewöhnlich auf Papier aufgebracht, welches schon mit einem ersten Überzug versehen ist.

Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf und umfaßt Verfahren, bei denen die überzogene ODerfläche aus der Berührung mit der hochpolierten Oberfläche entfernt wird, und zwar vor oder nach dem völligen Beenden des Trocknens und mit oder ohne Benutzung eines öl- und/oder Seifenfilms über der Trommeloberfläche.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf und umfaßt Verfahren, bei denen der frischaufgebrachte Überzug, während er noch feucht ist, und vor dem völligen Trocknen gegen eine hochpolierte Oberfläche gepreßt wird einschließlich solcher Verfahren, bei denen ein feuchter Überzug auf die Papierbahn in dem Knick aufgebracht wird, welcher durch die hochpolierte Oberfläche und die von der Druckwalze getragene Papierbahn gebildet wird. Bei solchen Verfahren, außer bei Verfahren, bei welchen der Überzug in dem Knick aufgebracht wird, kann eine Befeuchtungsstufe vorhanden sein, die abhängig ist von dem Grad der Feuchtigkeit des Überzugs, wenn er gegen die fertigstellende Oberfläche gepreßt wird.

Wird die Überzugszusammensetzung vor der fertigstellenden Behandlung auf die Papierbahn aufgetragen und der frisch aufgebrachte Überzug darauf in noch feuchtem Zustand gegen die fertigstellende Oberfläche gepreßt, gleichgültig ob eine Befeuchtungsstufe eingeschlossen ist oder nicht, kann Formaldehyd- dampf oder -lösung mit der frisch aufgebrachten, überzogenen Oberfläche in Berührung gebracht werden, unmittelbar bevor sie gegen die fertigstellende Oberfläche gepreßt wird, um die Erreichung der richtigen Ablösung und einer unlöslich gemachten, gegen feuchten Abrieb widerstandsfähigen fertigen, überzogenen Oberfläche zu unterstützen. Wird jedoch der Überzug in dem Knick aufgebracht, ist dies nicht durchführbar, und es müssen dann andere Mittel zum Unlöslichmachen der überzogenen Oberfläche angewendet werden.

kalanderte Oberfläche wurde dann mittels einer Walze gegen eine erwärmte, polierte Trommel gepreßt, wobei der Knick zwischen der Trommel und der überzogenen Papieroberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 3 cm mit einer wäßrigen Lösung von Formaldehyd mit einem Gehalt von etwa 0,35 % wasserfreiem Formaldehyd gefüllt gehalten wurde. Die Fließgeschwindigkeit der Formaldehydlösung zu dem Knick war etwa 20 Liter pro 93 m² überzogener Papieroberfläche bei mindestens 90% Überfließen zum Ablauf. Die Trommeltemperatur wurde auf etwa 82° gehalten, und die Arbeitsgeschwindigkeit betrug etwa 30 m pro Minute. Das Ablösen des getrockneten, überzogenen Papiers von der Trommeloberfläche war während, des Betriebs fortlaufend ausgezeichnet. Das erhaltene Produkt hatte in stetiger Weise eine gleichförmige ansprechende Oberfläche, welche eine Spiegelglanzablösung an dem Goniophotometer von 50 aufwies. Die Oberfläche war in befriedigender Weise widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb und gab beim Drucken beste Ergebnisse in bezug auf Treue.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Abänderung durchgeführt, daß das Kasein in Ammoniakwasser statt in Monoäthanolamin gelöst und daß nach der sonstigen Fertigstellung der Überzugszusammenstellung 0,7 kg Monoäthanolamin zum Gemisch zugesetzt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse waren von denen des Beispiels 1 nicht unterscheidbar.

Beispiel 3

Eine andere Überzugszusammenstellung wurde gleich der von Beispiel 2 hergestellt mit der Abänderung, daß das gesamte Monoäthanolamin aus der Zusammenstellung fortgelassen wurde. Das Papier wurde damit überzogen, getrocknet und kalandert. Die überkalanderte Oberfläche wurde gegen eine erhitzte, chromplattierte Trommel gepreßt, während der Knick zwischen der Trommel und dem überzogenen Papier mit einer wäßrigen Flüssigkeit mit einem Gehalt von 0,25% Monoäthanolamin und 0,5% Formaldehyd überflutet wurde. Das erhaltene Produkt löste sich leicht von der Trommel mit einer tadellosen Oberfläche von hohem Glanz ab und war in zufriedenstellender Weise widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb.

Beispiel 4 Beispiel 1

20 kg Kasein wurden mit 100 kg Wasser bei 71° Minuten lang gerührt. Dann wurde 1 kg Monoäthanolamin zugegeben und das Rühren fortgesetzt, bis das Kasein gelöst war. Das gelöste Kasein wurde hierauf gründlich mit 60 kg einer wäßrigen Tondispersion, 40 kg Calciumcarbonat und 1 kg sulfonierten! Rindertalg, ¹Ia kg Tributylphosphat und ausreichend Wasser vermischt, um den Gehalt an festen Stoffen auf 40% zu bringen. Der p_H-Wert dieser Überzugszusammenstellung betrug etwa 8,6. Diese Zusammensetzung wurde dann mittels eines üblichen Luftmesserüberziehers auf eine Seite einer geeigneten Papiergrundlage in Mengen von 2¹At kg pro 93 m² aufgebracht und das so überzogene Papier dann getrocknet und kalandert. Der Oberflächen-p_H-Wert des kalanderten, überzogenen Papiers war etwa 8. Die Beispiel 3 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß der Knick zwischen der überzogenen Oberfläche und der chromplattierten Trommel mit einer wäßrigen Flüssigkeit mit einem Gehalt von 0,25 %■ Monoäthanolamin und 0,20% Monoäthanolammoniumstearat überflutet wurde. Das fertige Produkt war nicht widerstandsfähig gegen feuchten Abrieb, war aber in anderer Weise nicht von dem des Beispiels 3 zu unterscheiden.

Beispiel 5

Eine Papiergrundlage von etwa 40,5 kg pro Ries wurde aus einer Papiermasse hergestellt, welche zusätzlich zu den Fasern vorgelatinierte Stärke, lösliche Farbstoffe und calcinierte Soda enthielt. Auf jede Seite der trockenen, so hergestellten Bahn wurde eine Oberflächenfüllung auf der Papiermaschine in Mengen

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Claims

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von 540 g Trockengewicht pro 93 m² folgender Zu- gegen eine« und »Halten des Überzugs in Berührung sammenstellung aufgetragen: mit einer polierten Oberfläche, erhitzten Oberfläche, -p_on etwa 680 kg ^er Oberfläche der fertigstellenden Walze«, wie sie in konvertierte Stärke'■'.', '.'.'.'. „ 204 kg der Beschreibung oder den Patentansprüchen vernichtöliger Farbstoff 2,49 kg 5 wendet werden, schließen die Berührung mit einer

Fungicide · 0 9 kg ^{oder das An}P^ressen gegen eine solche Oberfläche ein,

Wasser, um "den" Gehalt an festen Stoffen ^^ekhe ,^einen „^Film \™. eine Schicht der wäßrigen

auf etwa 21 Gewichtsprozent zu bringen. Flüssigkeit tragt welche zu dem Knick an der Preß-

und fertigstellenden Walze zugeführt wird.

Diese Grundlage wurde dann auf dem Kalander der io Obwohl versucht wurde, die Theorie der Erfindung

Papiermaschine kalandert. zu erklären, ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf

Zu dieser oberflächengefüllten Grundlage wurde eine solche Theorie zu beschränken, dann auf beiden Seiten auf einer Überzugsmaschine
die folgende Überzugszusammenstellung mit einem
p_H-Wert von etwa 8,2 und in Mengen von 1,845kg 15

Trockengewicht pro 93 m² pro Seite aufgebracht: 1. Verfahren zur Herstellung eines überzogenen

Ton (Trockenbasis) 27,2 kg Papiers mit ebener Oberfläche, bei dem der Über-

Calciumcarbonat ' 181 kg ^zu§ ^e^ⁿ hydrophiles quellbares Protein enthält und

Kasein (Trockenbasis)," 'aufgelöst ' ^nach Befeuchtung mit einer wäßrigen Flüssigkeit

Tn Monoäthanolamin 8,85 kg ^{30 ohne eme rela}*^lve Bewegung gegen eine glatte

nichtöliger Farbstoff (Trocken- hochpolierte erhitzte Oberflache gepreßt wird,

k_as-_sN 0,09 kg dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug des

Tributylphosphat .............. Q,21 kg Papiers eine solche^ Menge eines wasserlöslichen

Amins mit einem Siedepunkt über etwa 150° und

Das Papier wurde dann getrocknet und auf einem 35 einer basischen Ionisationskonstante zwischen

Kalander mit einem Druck von etwa 820 kg pro etwa 10-³ bis etwa 10-⁷ enthält, die ausreicht, um

2,54 linearen cm am Bodenknick kalandert. den p^-Wert des fertigen Überzuges bei seiner

Das Papier wurde dann durch eine fertigstellende Entfernung von der Oberfläche zwischen etwa

Maschine gleich der in den Zeichnungen dargestellten 7,3 bis etwa 9,0 zu halten.

mit einer hochpolierten Trommel 9 geschickt, gegen 30 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennwelche das Papier durch die Druckwalze 10 an den zeichnet, daß einer der Bestandteile der Überzugs-Knick gepreßt wurde, von welchem das Papier durch masse aus einem Produkt besteht, daß durch die Zuführung einer wäßrigen Knicklösung befeuchtet Mischung eines in Wasser quellbaren, klebenden wurde, die Formaldehyd als einzigen Bestandteil ent- Proteins und eines wasserlöslichen Amins der behielt. Die Knicklösung enthielt etwa 27 g Formalde- 35 sagten Art entsteht, daß eine solche Überzugshyd (Trockenbasis) auf etwa 4,5 Liter Wasser. Die masse auf eine Papierbahn aufgetragen und das Trommel wurde auf 82 bis 90° gehalten und lief mit erhaltene überzogene Papier getrocknet wird, einer Geschwindigkeit von etwa 30 m pro Minute. worauf die Oberfläche des getrockneten Über-Die Knicklösung wurde in stetiger Weise mit einer zuges durch Berührung mit einer wäßrigen Geschwindigkeit von 66 Litern pro Ries Papier zu- 40 Flüssigkeit befeuchtet und unmittelbar angeführt und hatte einen p_H-Wert von etwa 6,7. schließend die befeuchtete Oberfläche gegen eine

Die erhaltenen Ergebnisse waren nicht von denen hochpolierte Oberfläche gepreßt wird,

des Beispiels 1 unterscheidbar. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

Obwohl aus Kostengründen und allgemeiner gekennzeichnet, daß als Protein Kasein und als

Zweckmäßigkeit Monoäthanolamin das bevorzugte 45 Amin ein solches aus der Gruppe der Alkanol-

Amin für die Zwecke der Erfindung ist, können sehr amine oder Polyalkylenpolyamine verwendet wird,

ähnliche Ergebnisse erzielt werden, wenn man sie in 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

jedem der vorhergehenden Beispiele durch ein äqui- dadurch gekennzeichnet, daß das Amin Mono-

valentes Gewicht von anderen Aminen ersetzt, die äthanolamin ist.

oben als brauchbar erwähnt sind. 50 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, Es wird angenommen, daß sich bei der Ausführung dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des des bevorzugten Verfahrens der Erfindung auf der Überzuges in an sich bekannter Weise mit Form-Oberfläche der fertigstellenden Trommel 9 ein dünner aldehyd in Berührung gebracht wird, bevor sie in Film bzw. eine dünne Schicht wäßriger Flüssigkeit Berührung mit der hochpolierten Oberfläche gebildet, wenn das überzogene Papier durch den Knick 55 preßt wird.

an der Druckwalzenoberfläche 10 und der fertig- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, stellenden Trommeloberfläche hindurchgeht. Daher dadurch gekennzeichnet, daß das Formaldehyd mit wird angenommen, daß die befeuchtete Oberfläche des der wäßrigen Flüssigkeit in einer solchen Menge Überzugs nach dem Durchgang durch das Bad der vermischt wird, daß einerseits wohl eine saubere wäßrigen Flüssigkeit im Knick gegen einen dünnen 60 Ablösung des getrockneten Überzuges von der Film bzw. Schicht wäßriger Flüssigkeit auf der. Oberfläche gewährleistet, andererseits jedoch ein Trommeloberfläche gepreßt wird. Da das Papier sich Ankleben der feuchten Oberfläche des Überzuges mit der heißen Trommelfläche dreht, wird Wasser an dieser hochpolierten Oberfläche verhindert wird, sowohl aus der besagten wäßrigen Flüssigkeit des wenn sie in Berührung mit derselben gepreßt wird. Films als auch der befeuchteten, überzogenen Ober- 65 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, fläche verdampft und geht als Dampf durch das dadurch gekennzeichnet, daß das Amin der wäß-Papier hindurch. Die Ausdrücke »Halten der Ober- rigen Flüssigkeit zugegeben wird, fläche des Überzuges in Berührung mit einer«, »An- 8. Verfahren zur Herstellung eines hochpressen einer überzogenen Oberfläche gegen eine«, glänzenden Überzugpapiers nach einem der An- »Anpressen der feuchten, überzogenen Oberfläche 70 sprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwen-

dung einer wäßrigen Überzugszusammensetzung mit einem p_H-Wert von 7 bis 10, einem Gehalt an Mineralfüllern, Kasein (gelöst in Monoäthanolamin), Tributylphosphat und Wasser.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralfüller Ton und Calciumcarbonat ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das überzogene Papier überkalandriert wird, bevor seine Oberfläche befeuchtet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 877 696.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen