DE1256528B - Process for the production of paper and cardboard increased rigidity - Google Patents
Process for the production of paper and cardboard increased rigidityInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Papier und Karton erhöhter Steifigkeit Für verschiedene spezielle Zwecke werden Papiersorten benötigt, die besonderen Anforderungen standhalten müssen. Beispielsweise seien genannt Rohpapier für die Wellpappeneinlage, geprägte Papiere und Karton für Lochkarten. Von diesen Papiersorten werden neben den üblichen Festigkeitswerten besondere Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit und Flachstauchdruck verlangt. Die bisher gebräuchlichen Prüfverfahren für Papiere - Zugversuch mit Reißlänge und Dehnung, Berstwiderstand, Durchreißfestigkeit, Falzzahl - geben keine Hinweise auf die Eignung von Spezialpapieren für die besonderen Zwecke.Process for the production of paper and cardboard of increased rigidity For various special purposes, types of paper are required that have special requirements have to withstand. Examples are raw paper for the corrugated cardboard insert, embossed papers and cardboard for punch cards. Of these types of paper are next the usual strength values, special properties in terms of rigidity and flat upsetting pressure required. The test methods used up to now for papers - Tensile test with tear length and elongation, burst resistance, tear resistance, number of folds - do not give any indication of the suitability of special papers for special purposes.
Zur Herstellung derartiger Spezialpapiere hat man schon verschiedene Wege eingeschlagen. Beispielsweise hat man sich auf die Verwendung hochwertiger Faserstoffe, z. B. Halbzellstoff oder Strohstoff, beschränkt; die erzielten technischen Ergebnisse stehen in keinem günstigen Verhältnis zu den erforderlichen Mehrkosten. Auch die Intensivierung des Mahlgrades verlangt hohe Kosten und führt zudem zu technisch unbefriedigenden Ergebnissen. Andere Methoden, hinreichend geeignete Spezialpapiere zu erhalten, sind die Verwendung von Stärke- und Stärkeabbauprodukten, von Wasserglas oder von Torf als verfestigende Zusätze zum Faserstoff. Der wesentliche Nachteil dieser Methoden sind die auftretenden Abwasserschwierigkeiten.For the production of such special papers there are already different ones Taken paths. For example, one has to rely on the use of high quality Fibrous materials, e.g. B. semi-pulp or straw, limited; the achieved technical The results are not in a favorable relationship to the additional costs required. The intensification of the degree of grinding also requires high costs and also leads to technical unsatisfactory results. Other methods, sufficiently suitable special papers to obtain are the use of starch and starch degradation products, of water glass or of peat as a strengthening additive to the fiber. The main disadvantage of these methods are the wastewater difficulties that arise.
Aus der deutschen Patentschrift 331350 ist ein Verfahren zur Leimung von Papier mit Eiweißstoffen und synthetischen Gerbstoffen, wie Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukten, sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von Aluminiumsulfat bekannt. Die so erhältlichen geleimten Papiere weisen jedoch im feuchten Zustand keine ausreichende Festigkeit auf. Ebenso unbefriedigende Effekte erhält man nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 331349, nach welchem man Papier mit einem synthetischen Gerbstoff zusammen mit Aluminiumsulfat leimt.German Patent 331350 discloses a process for sizing paper with proteins and synthetic tanning agents, such as naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensation products, and optionally with the use of aluminum sulfate. However, the sized papers obtainable in this way do not have sufficient strength in the moist state. Equally unsatisfactory effects are obtained by the process of German Patent 331 349, according to which paper is glued with a synthetic tanning agent together with aluminum sulfate.
Ferner ist es bekannt, die Festigkeit von Papier durch Zusatz von Eiweißstoffen zusammen mit Aldehyden zu deren Härtung zu erhöhen (vgl. C a s e y, »Pule and PaperK 1I, 1960, S. 1161 bis 1162). Die hierdurch erzielbare Festigkeitsverbesserung wird jedoch ebenfalls nur geringen Ansprüchen gerecht.It is also known to increase the strength of paper by adding To increase protein substances together with aldehydes to harden them (cf.C a s e y, »Pule and PaperK 1I, 1960, pp. 1161 to 1162). The resulting improvement in strength however, it also only meets minor requirements.
Es wurde nun gefunden, daß man auf wirtschaftliche Weise und mit vorzüglichem technischem Erfolg Spezialpapiere mit eiweißhaltigen Stoffen und Aldehyden oder Aldehyd abgebenden Mitteln herstellen kann, wenn man dem Faserbrei vor oder nach dem Einmischen der eiweißhaltigen Stoffe und der Aldehydkomponente Aluminium-, Eisen(III)- oder Chrom(III)-Salze hinzufügt und zum Schluß die eiweißhaltigen Stoffe durch Zusatz eines Gerbstoffes in an sich bekannter Weise ausfällt.It has now been found that you can economically and with excellent technical success special papers with proteinaceous substances and aldehydes or Aldehyde-releasing agents can be produced by adding the pulp before or after mixing in the protein-containing substances and the aldehyde component aluminum, iron (III) or chromium (III) salts and finally the protein-containing substances by adding of a tanning agent precipitates in a manner known per se.
Bei dem neuen Verfahren ist es besonders zweckmäßig und daher zu bevorzugen, daß man die eiweißhaltigen Stoffe und Aldehyde oder Aldehyd abgebenden Mittel vor der Zugabe zum Faserbrei mischt und dadurch das Eiweiß anvernetzt. Als eiweißhaltige Stoffe kommen beispielsweise tierischer Leim, Glutinleim und mit Natronlauge und/oder Ammoniak aufgeschlossenes Kasein in Betracht. Im allgemeinen verwendet man bei dem neuen Verfahren ungefähr 0,5 bis 5 Gewichtsteile eiweißhaltigen Stoff (berechnet 100o/oig) für 100 Teile Fasersubstanz. Die Menge an Aldehyd oder Aldehyd abgebendem Mittel hängt im wesentlichen von dem Molekulargewicht dieser Komponente ab und wird in der Regel auf die Menge des eiweißhaltigen Stoffes bezogen. Von Formaldehyd werden beispielsweise ungefähr 2 bis 20 Gewichtsprozent, von Aldehyd abgebendem Mittel ungefähr 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf eiweißhaltigen Stoff (berechnet 100°/oig), verwendet. Zu Aldehyd abgebenden Mitteln zählen beispielsweise Methylolverbindungen des Harnstoffs, des Melamins und von ähnlichen Stoffen, wie Dicyandiamid, Äthylenharnstoff, Acetylendiharnstoff, Glyoxalmonourein, Propylenharnstoffe, Butandioldiurethan. Ganz allgemein kann man sagen, daß es sich bei diesen Verbindungen um die erste Kondensationsstufe aus Formaldehyd und NH-Gruppen enthaltenden Verbindungen handelt. Als Aldehyd kommt außer Formaldehyd und Acetaldehyd insbesondere Glyoxal in Betracht. Andere wasserlösliche Aldehyde sind ebenfalls geeignet.With the new method it is particularly useful and therefore preferable to that you have the protein-containing substances and aldehydes or aldehyde-releasing agents the addition to the pulp mixes and thereby cross-links the protein. As protein-containing Substances come for example animal glue, glowing glue and with caustic soda and / or Consider ammonia-digested casein. In general, one uses the new process approximately 0.5 to 5 parts by weight of protein-containing substance (calculated 100%) for 100 parts of fiber substance. The amount of aldehyde or aldehyde donating Medium depends essentially on the molecular weight of this component and will usually based on the amount of protein-containing substance. Be from formaldehyde for example about 2 to 20 weight percent, of aldehyde releasing agent about 10 to 50 percent by weight, based on protein-containing substance (calculated 100%) is used. Aldehyde-releasing agents include, for example, methylol compounds of urea, melamine and similar substances, such as dicyandiamide, ethylene urea, Acetylenediurea, glyoxalmonourein, propyleneureas, butanediol diurethane. Quite in general it can be said that these compounds represent the first condensation stage of formaldehyde and compounds containing NH groups. Comes as an aldehyde in addition to formaldehyde and acetaldehyde, glyoxal is particularly suitable. Other water soluble Aldehydes are also suitable.
Von der Aluminiumverbindung, die beispielsweise als Aluminiumsulfat oder Alaun angewendet werden kann, verwendet man zweckmäßigerweise solche Mengen, daß der pH-Wert des Faserbreis ungefähr 4,5 bis 5,5 vor Zugabe der übrigen Komponenten beträgt. An Stelle von Aluminiumsulfat oder Alaun kann beispielsweise auch Aluminiumchlorid, Aluminiumacetat, Eisen(III)-sulfat oder Kaliumchromsulfat verwendet werden.From the aluminum compound, for example as aluminum sulfate or alum can be used, it is expedient to use such Amounts, that the pH of the pulp is about 4.5 to 5.5 before adding the remaining components amounts to. Instead of aluminum sulfate or alum, for example, aluminum chloride, Aluminum acetate, ferric sulfate or potassium chromium sulfate can be used.
Als Gerbstoffe für: die Ausfällung der eiweißhaltigen Stoffe benutzt man beispielsweise Kondensationsprodukte aus Naphthälinsulfonsäure und Formaldehyd. Auf Basis dieser Stoffe unter Verwendung von Phenol und/oder Harnstoff hergestellte Kondensationsprodukte sind ebenfalls geeignet. An Stelle synthetischer Gerbstoffe könnn auch natürliche Gerbstoffe verwendet werden, z. B. Gallotannine, Catechine. Als allgemeine Richtlinie kann man Mengen von 15 bis 70 Gewichtsprozent der eiweißfällenden Komponente, bezogen auf eiweißhaltigen Stoff (berechnet 100%ig), nennen.Used as tanning agents for: the precipitation of proteinaceous substances for example, condensation products of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde. Manufactured on the basis of these substances using phenol and / or urea Condensation products are also suitable. Instead of synthetic tannins natural tanning agents can also be used, e.g. B. gallotannins, catechins. As a general guideline, amounts of 15 to 70 percent by weight of the protein precipitates can be used Name the component related to the protein-containing substance (calculated 100%).
Die angegebenen Mengen und Mengenverhältnisse sind als Richtlinien zu verstehen, von denen je nach Art der Komponente und dem gewünschten Effekt abgewichen werden kann. Die folgende Richtrezeptur ist daher keine bindende Vorschrift: 100 Teile Faserstoff, 1 Teil Kasein, 0,2 Teile eines Formaldehyd-Kondensationsprodukts der Naphthalinsulfonsäure, 0,4 Teile Aluminiumsulfat (- 18 aq).The specified quantities and proportions are intended as guidelines to understand, from which deviated depending on the type of component and the desired effect can be. The following guide formulation is therefore not a binding regulation: 100 Parts of fiber, 1 part of casein, 0.2 part of a formaldehyde condensation product of naphthalenesulfonic acid, 0.4 parts of aluminum sulfate (- 18 aq).
Von den genannten Komponenten können außer den einzelnen Verbindungen auch Gemische verwendet werden, beispielsweise Formaldehyd zusammen mit einem Methylolharnstoff oder Tannin zusammen mit einem Formaldehyd-Kondensationsprodukt der Naphthalinsulfonsäure oder verschiedeneLeimsorten.Of the components mentioned, apart from the individual compounds mixtures can also be used, for example formaldehyde together with a methylolurea or tannin together with a formaldehyde condensation product of naphthalenesulfonic acid or different types of glue.
Als Rohstoff kann man beliebige Fasersorten verwenden, z. B. gemischte Altpapierabfälle.Any type of fiber can be used as a raw material, e.g. B. mixed Waste paper.
Nach dem neuen Verfahren erhält man ein Papier, das sich durch seine Eigenschaften überraschend und vorteilhaft von Spezialpapieren unterscheidet, die auf übliche Weise erhalten worden sind.According to the new process, you get a paper that stands out through its Surprisingly and advantageously, it differs from specialty papers that have properties have been obtained in the usual way.
Eine vorteilhafte Ausführungsweise der Erfindung besteht darin, daß man eiweißhaltigen Stoff und Aldehyd oder Aldehyd abgebendes Mittel mischt, vorzugsweise bei Raumtemperatur oder wenig davon abweichender Temperatur. Durch diese Maßnahme wird der eiweißhaltige Stoff vernetzt, ein Vorgang, der auch als Härten bezeichnet werden kann. Die Mischung wird dann dem Faserbrei zugegeben, der bereits das Metallsalz enthalten kann, das sich aber auch nachher zugeben läßt. Es ist auch möglich, einen Teil des Metallsalzes vor und den Rest nach Zumischen des eiweißhaltigen Gemisches einzumischen. Als letzte Komponente folgt die eiweißfällende Verbindung. Es ist bei dem Verfahren dieser Erfindung zwar möglich, den eiweißhaltigen Stoff und den Aldehyd oder das Aldehyd abgebende Mittel gleichzeitig an getrenten Stellen oder zeitlich getrennt in die Bütte bzw. zum Faserbrei zu geben, jedoch erfordern diese Maßnahmen ein nahezu unwirtschaftlich hohes Maß an Sorgfalt und überwachung des Arbeitsprozesses. Auch führen diese Maßnahmen nicht zu so hohen Papierqualitäten, wie man sie durch Zumischen eines zuvor bereiteten Gemisches aus eiweißhaltigem Stoff und Aldehyd oder Aldehyd abspaltendem Mittel erhält.An advantageous embodiment of the invention is that protein-containing substance and aldehyde or aldehyde-releasing agent are mixed, preferably at room temperature or at a slightly different temperature. By this measure the protein-containing substance is cross-linked, a process also known as hardening can be. The mixture is then added to the pulp that already contains the metal salt can contain, but that can also be admitted afterwards. It is also possible to have one Part of the metal salt before and the rest after adding the protein-containing mixture to interfere. The last component is the protein-precipitating compound. It is Although possible in the method of this invention, the proteinaceous substance and the Aldehyde or the aldehyde-releasing agent at the same time in separate places or To be added to the vat or to the pulp at different times, but these require Measures an almost uneconomical high level of care and monitoring of the Work process. These measures also do not lead to such high paper qualities, how to get them by adding a previously prepared mixture of proteinaceous Substance and aldehyde or aldehyde-releasing agent receives.
Zu den verfahrenstechnischen Vorteilen der Erfindung gehört, daß die Trüb- und Feststoffe im Siebabwasser wesentlich vermindert werden. Da man den Eiweißstoff vollständig ausfällen kann, wird die Bildung von Schaum weitgehend vermieden. Beachtlich sind vor allem die vorteilhaften Folgen des neuen Verfahrens am Papier selbst. Ohne Störung des Produktionsablaufs kann man allgemeine Qualitätsverbesserungen und höhere Festigkeiten erzielen. Bemerkenswert ist die Steigerung der Steifigkeit und des Flachstauchdruckes des Papierblattes oder des Kartons.The procedural advantages of the invention include that the Turbidity and solids in the white wastewater are significantly reduced. Because you get the protein can completely precipitate, the formation of foam is largely avoided. Considerable are above all the beneficial effects of the new process on the paper itself. Without Disruption of the production process can lead to general quality improvements and higher Achieve strengths. The increase in rigidity and des Flat crush printing of paper sheet or cardboard.
Die Steifigkeit läßt sich in Zahlenwerten ausdrücken, wenn man die kritische Länge von Papierstreifen mit dem Gerät von C 1 a r k (d' A C 1 a r k, J., Paper Trade Journal 100, TS 169 [1935], und Tappi Standard Methode T 451 m-45) mißt. Unter der kritischen Länge versteht man die Länge eines Papierstreifens, bei der das eine, freie Ende gerade umschwenkt, wenn man das andere, eingespannte Ende um 90° dreht. Zwischen der kritischen Länge des Rohpapiers und seinem CMT-Wert (Flachstauchdruck) besteht ein linearer Zusammenhang, der nach Brecht-Berthold (Wochenblatt für Papier= fabrikation, Nr. 11/12, 1959) folgender Gleichung genügt: CMT-Wert (kg) _ -0,227 -I- 0,436 - krit. Länge (cm). Zur Definition des Flachstauchdruckes (CMT-Wert, Flat-Crush-Test) wurde von der Container Corporation of America um 1953 ein Gerät entwickelt, der Concoria-Medium-Fluter, mit dem sich aus schmalen Prüfstreifen des Rohpapiers Wellen herstellen lassen, die anschließend im Flachstauchdruckprüfer (Flat-Crash-Tester von der Firma Paper Testing Machines, New York) zusammengedrückt und so auf ihren Flachstauchdruck geprüft werden. Der ermittelte Wert hat allgemein die Bezeichnung CMT-Wert oder Flachstauchkraft und wird in Kilogramm angegeben. Bei einigen Geräten kann auch direkt der Flachstauchdruck in kg/cm2 abgelesen werden.The rigidity can be expressed in numerical values if the critical length of paper strips is measured with the device from C 1 ark (d 'A C 1 ark, J., Paper Trade Journal 100, TS 169 [1935], and Tappi Standard Method T 451 m-45). The critical length is the length of a paper strip at which one, free end swings around when the other, clamped end is rotated by 90 °. There is a linear relationship between the critical length of the base paper and its CMT value (flat compression) which, according to Brecht-Berthold (Wochenblatt für Papier = fabrication, No. 11/12, 1959), satisfies the following equation: CMT value (kg) _ -0.227 -I- 0.436 - critical length (cm). To define the flat crush test (CMT value, Flat Crush Test), a device was developed by the Container Corporation of America around 1953, the Concoria-Medium-Fluter, with which waves can be produced from narrow test strips of the base paper, which are then in Flat upsetting pressure testers (flat crash tester from Paper Testing Machines, New York) can be compressed and thus tested for their flat upsetting pressure. The determined value is generally called the CMT value or flat upsetting force and is given in kilograms. With some devices, the flat upsetting pressure can also be read off directly in kg / cm2.
Das Verfahren dieser Erfindung ergibt Papiere und Kartons mit einer Verbesserung des CMT-Wertes bis zu 45% (verglichen mit unbehandeltem Rohpapier). Im Gegensatz zu den nach bisher üblichen Verfahren erhaltenen Spezialpapieren, z. B. den Verfahren der eingangs erwähnten Schrifttumsstellen, fallen die Festigkeits- und Flachstauchdruckwerte der nach dem neuen Verfahren erzeugten Papiere auch bei erhöhter Luftfeuchtigkeit nicht oder nur geringfügig ab. Die erzielten Festigkeitswerte des erfindungsgemäß erhaltenen Materials erfahren eine weitere Verbesserung infolge der Nachkondensation beim Lagern.The process of this invention provides papers and boards with a Improvement of the CMT value up to 45% (compared to untreated base paper). In contrast to the special papers obtained by conventional methods, e.g. B. the method of the literature mentioned above, the strength and flat upsetting pressure values of the papers produced by the new process increased humidity not or only slightly. The strength values achieved the material obtained according to the invention experience a further improvement as a result post-condensation during storage.
Die in dem folgenden Ausführungsbeispiel angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.The parts and percentages given in the following exemplary embodiment relate to weight.
Beispiel Einer Faserstoffsuspension werden im Holländer oder in einer Mischbütte 5,0% Aluminiumsulfat (bezogen auf absolut trockenen Faserstoff) in wäßriger Lösung oder in Pulverform zugegeben. In einem Mischbehälter werden 3,0 % tierischem Leim (Festteile bezogen auf Faserstoff) in 20%iger wäßriger Lösung von 30 bis 40° C 1,5% eines Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes (Festteile ebenfalls auf atro Faserstoff bezogen) beigemischt und nach ungefähr 15 Minuten Rührzeit dem angesäuerten Faserstoff zudosiert. Nach ausreichender Durchmischung werden nun 1,5% eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd (Festteile bezogen auf Faserstoff) aus einer So/oigen wäßrigen Lösung als letzte Komponente zur Fällung des Tierleims der Stoffsuspension zugesetzt. Als Dosierstelle muß ein Ort zwischen Auflösepulver und Maschinenbütte mit einer ausreichenden Mischwirkung ausgewählt werden. Der weitere Fabrikationsablauf der Papierherstellung erfolgt in üblicher Weise.Example of a pulp suspension are in the Hollander or in a Mixing vat 5.0% aluminum sulfate (based on absolutely dry fiber) in aqueous Solution or powder added. In a mixing container, 3.0% animal Glue (solids based on fiber) in 20% aqueous solution from 30 to 40 ° C 1.5% of a urea-formaldehyde condensation product (solids also on atro fiber based) and after about 15 minutes stirring time the acidified Fiber added. After sufficient mixing, there is now 1.5% of a condensation product from naphthalenesulfonic acid and formaldehyde (solids based on fiber) one Such / oigen aqueous solution as the last component for the precipitation of the animal glue added to the pulp suspension. As a dosing point, a place must be between Dissolving powder and machine chest selected with a sufficient mixing effect will. The rest of the paper production process is carried out in the usual way Way.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB74826A DE1256528B (en) | 1963-12-27 | 1963-12-27 | Process for the production of paper and cardboard increased rigidity |
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| DEB74826A DE1256528B (en) | 1963-12-27 | 1963-12-27 | Process for the production of paper and cardboard increased rigidity |
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| DE1256528B true DE1256528B (en) | 1967-12-14 |
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ID=6978411
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEB74826A Pending DE1256528B (en) | 1963-12-27 | 1963-12-27 | Process for the production of paper and cardboard increased rigidity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1256528B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695950B1 (en) | 1999-08-17 | 2004-02-24 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Aldehyde modified cellulose pulp for the preparation of high strength paper products |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE331350C (en) * | 1914-03-31 | 1920-12-31 | Franz Hassler | Process for gluing paper with animal glue or protein substances |
| DE331549C (en) * | 1915-11-28 | 1921-01-08 | Franz Hassler | Process for paper sizing |
-
1963
- 1963-12-27 DE DEB74826A patent/DE1256528B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE331350C (en) * | 1914-03-31 | 1920-12-31 | Franz Hassler | Process for gluing paper with animal glue or protein substances |
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