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Grammaturen über 200 g/m2 als Karton gelten.
Die Herstellung von Karton auf Rundsiebmaschinen erfolgt in der Weise, dass mehrere Lagen von Papier im nassen Zustand aufeinandergegautscht werden, um zu stärkeren Kartonprodukten zu kommen. Prinzipiell besteht Karton daher aus mehreren Lagen dünnerer Papierschichten, wodurch sich eine Vielfalt von Kartonqualitäten erzielen lässt, beispielsweise indem man für Decke bzw. Rückseite eine andere Stoffzusammensetzung wählt als für die Einlage. Häufig wird als Rohstoff für die Decke bzw. Rückseite Natronzellstoff verwendet, während für die Einlage Altpapier dient.
Für viele Zwecke werden für bestimmte Papier- bzw. Kartonqualitäten gewisse Eigenschaften, wie Feuchtigkeitsunempfindlichkeit, Steifigkeit, Vergilbungsfreiheit und hohes Volumen gefordert. So muss z. B.
Xeroxpapier eine erhöhte Steifigkeit und geringe Vergilbung aufweisen, während z. B. bei bestimmten Kartonsorten für die Lebensmittelverpackung oft erhöhtes Volumen, grosse Steifigkeit und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit gefordert werden. Auch Fluting stellt ein hochwertiges Papier dar, welches bei der Herstellung
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Fluting-Papier wird derzeit aus Halbzellstoff mit einem Mahlungsgrad von zirka 45 bis 55 Schopper-Riegler hergestellt. Halbzellstoff ist jedoch relativ teuer. Deshalb wird in manchen Fällen bis zu 30% Altpapier mitverwendet. Es ist auch bekannt, dass durch Besprühen der fertigen Papierbahn mit stärkehaltigen Produkten,
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B.wobei jedoch nur geringfügige Erhöhungen erreicht werden.
Für den CMT3o-Wert ist die Steifigkeit der Faser von entscheidender Bedeutung. Es können jedoch für Fluting nur solche Zusatzstoffe Verwendung finden, die bei der Herstellung von Wellpappe zu keinen Ablagerungen auf den Riffelwalzen führen. Aus diesem Grunde sind die Zusatzstoffe auf stärkehaltige Produkte beschränkt geblieben.
Die Feuchtigkeitsunempfindlichkeit bzw. die Nassreissfestigkeit wird nach heute üblichen Verfahren durch Zusatz von Leimstoffen bzw. Kunstharzen, wie beispielsweise Harnstoff- oder Melaminharzen erreicht. Hiebei ist zu beachten, dass die Wirkung dieser Zusätze oft erst nach einer bestimmten Zeit der Lagerung voll zur Geltung kommt. Sehr häufig werden auch Paraffinemulsionen als Streichmasse zur Herstellung von wasserabweisenden Papier- bzw. Kartonqualitäten verwendet. Diesen Verfahren haftet der Nachteil an, dass die so hergestellten Produkte keine erhöhte Steifigkeit aufweisen. Bei Verwendung von Paraffinemulsion tritt sogar eine Verringerung der Steifigkeit ein. Die Erhöhung der Steifigkeit wird im allgemeinen durch die Zugabe von Kunstharzen allein nicht erreicht. Auch durch Bestreichen mit Stärkelösung z.
B. in einer Leimpresse können keine befriedigenden Qualitäten erzielt werden, da hiefür ein Stärkeauftrag von zirka 10 g/m2 notwendig wäre, was weder bei einem Maschinenstrich noch in einer externen Streichanlage erzielt werden kann. üblicherweise werden Aufträge von zirka 2 bis 3 g/m2 erzielt. Für eine ausreichende Erhöhung der Steifigkeit müssten die Papiere 4 bis 5mal gestrichen werden, was jedoch unwirtschaftlich und zu aufwendig wäre.
Unsere Versuche haben ergeben, dass durch Zusatz von Kieselsäure bzw. ihren Verbindungen, Thixotropierungsmitteln und Kunstharzen, Kunststoffen, gegebenenfalls in dispergierter Form, unter bestimmten Bedingungen Papiere bzw. Kartone hergestellt werden können, die bei wesentlich niedrigerer Grammatur die gleiche Steifigkeit und ausserdem höhere Nassfestigkeit aufweisen als die bekannten. Bei Fluting gelingt es nach dem erfindungsgemässen Verfahren, ausgezeichnete CMT3o-Werte zu erzielen, so dass der Anteil an Altpapier im Fluting wesentlich gesteigert werden kann. Die erhöhte Verwendung von Altpapier bringt ganz ausserordentliche Vorteile mit sich. So sind bekanntlich Investitionen zur Kapazitätserhöhung von Papiermaschinen wesentlich billiger als solche für die Zellstoffabrikation.
Selbstverständlich bringt das erfindungsgemässe Verfahren auch eine starke Verminderung der Rohstoffkosten mit sich und bewirkt darüberhinaus einen qualitativen Ausgleich der unterschiedlichen Altpapiersorten. Weiters bewirkt die Abwendung von der Zellstoffkocherei eine Ausschaltung umweltverschmutzender Faktoren bzw. eine weitgehende Lösung des Abwasserproblems, welches im wesentlichen darin besteht, dass bei Anwendung des herkömmlichen Semichemical-Fluting-Verfahrens Lignin-Sulfonsäuren mit dem Halbzellstoff in den Papierbrei und damit in das Abwasser gelangen. Diese Verunreinigung kann nicht mehr auftreten, wenn der Halbzellstoff durch andere Rohstoffe, z. B. Altpapier, ersetzt wird.
Es wurde gefunden, dass man Papier bzw. einen Karton mit verbesserter Nassfestigkeit und/oder Steifigkeit und/oder erhöhtem Volumen bzw. ein Fluting mit höherem CMT3o-Wert erhält, wenn man dem Papierrohstoff
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vor dem Mahlen, das heisst vor oder während des Aufschlagen, Wasserglas, ein oder mehrere Thixotropierungsmittel und Kunstharze, Kunststoffe, einzeln oder zu mehreren, gegebenenfalls in dispergierter Form, zusetzt und nach dem Mahlen eine Säure und gegebenenfalls ein Metallsalz, insbesondere ein saures Salz zufügt, gut durchmischt und die Pulpe in an sich bekannter Weise zu Papier, Fluting bzw. Karton verarbeitet. Als Säuren kann man sowohl anorganische als auch organische Säuren einsetzen, wie z. B.
Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Maleinsäure, Sulfonsäure einzeln oder zu mehreren, wobei man im allgemeinen der Schwefelsäure den Vorzug geben wird. Als Thixotropierungsmittel haben sich stärkehaltige Produkte wie Mais-, Reis-, Kartoffelstärke, Carboxymethylzellulose, Algesine, Algenmehl, Pflanzengummi wie z. B. Traganth oder Mannogalactane, weiters Bentonit und Vulkanschlacke einzeln oder in Mischung bewährt. Natürlich wird man sowohl die Säuren als auch die Thixotropierungsmittel vor der jeweiligen Zugabe mit Wasser auf eine gut zu handhabende Konzentration verdünnen bzw. solche Lösungen herstellen.
Zusätzlich zu den Säuren kann man auch Metallsalze, insbesondere saure Salze, wie Metallverbindungen des Aluminiums mit Schwefelsäure, beispielsweise Alaun, ferner Zinkchlorid, Kupfersulfat einzeln oder zu mehreren in die Pulpe einbringen. Bevorzugt werden Zugaben von Thixotropierungsmitteln in Mengen von 0, 05 bis 5%, von Wasserglas in Mengen von 0, 5 bis 15%.
Als Kunstharz haben sich besonders Produkte aus Harnstoffformaldehyd, Phenolformaldehyd und Melaminformaldehyd, einzeln oder zu mehreren, bewährt. Die Kunstharze können als Lösung oder Dispersion zugegeben werden. Zur Erhöhung des Berstdruckes und der Reisslänge haben sich Latexdispersionen wie z. B.
Acrylbutadienlatex, carboxylierte wie auch styrolisierte Latices, einzeln oder zu mehreren, gegebenenfalls in Mischung mit andern Kunstharzen, besonders gut bewährt. Bevorzugt werden Zugaben in Mengen von 0, 1 bis 15%.
Der einzuhaltende PH-Wert soll zwischen 2, 5 und 7, 5, vorzugsweise zwischen 3, 5 und 5, 5 liegen. pH-Werte von 4, 0 bis 5, 5 haben sich bei Fluting ausgezeichnet bewährt, insbesondere im Zusammenhang mit Mannogalactanen bzw. Traganth und Wasserglas. Der Zelluloseanteil wird in die Pulpe als Natronzellstoff, gebleicht oder ungebleicht, Aststoff, Altpapier, Halbzellstoff, Sulfitzellstoff, einzeln oder in Mischung eingebracht. Bei Fluting gestattet es das erfindungsgemässe Verfahren, nicht nur aus Halbzellstoff, sondern auch aus Altpapier, Wellpappeabfällen, Kaufhausabfällen, Verpackungsabfällen, gemischten Abfällen und Aststoff Fluting-Papiere von bester Qualität herzustellen. Natürlich kann man auch Gemische dieser Stoffe miteinander und/oder mit Halbzellstoff als Rohstoffe einsetzen.
Der Vermahlungsgrad kann niedrig gehalten werden und liegt zwischen 20 Schopper-Riegler (SR) und 50 SR, vorzugsweise zwischen 30 und 45 SR, insbesondere zwischen 35 und 45 SR.
Bei der Herstellung von Karton hat sich die Zugabe von Holzschliff, Holzpulver oder Holzmehl zum Papierbrei als vorteilhaft erwiesen, da dadurch die Voluminösität wesentlich verbessert werden kann. Auch bei Papieren, die nicht frei von Vergilbung sein müssen, d. h. bei holzhaltigen Papieren, ist der Zusatz von Holzpulver oder Holzmehl als teilweiser Ersatz von Holzschliff möglich. Dabei erzielt man Papiere, deren Reissfestigkeit nur geringfügig hinter den üblichen Reissfestigkeiten zurückbleibt, daher für viele Zwecke vollkommen ausreichend sind, und den grossen Vorteil besitzen, wesentlich billiger zu sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass man dem aus dem Zelluloseanteil und gegebenenfalls in der Papiertechnologie üblichen Leimstoffen bzw. Füllstoffen bestehenden Papierrohstoff vor dem Mahlen Wasserglas, beispielsweise Natronwasserglas und/oder Kaliwasserglas, ein oder mehrere Thixotropierungsmittel und Kunstharze einzeln oder zu mehreren, gegebenenfalls in dispergierter Form und gegebenenfalls als Gemisch zusetzt, worauf die Mischung gemahlen, mit einer Säure, vorzugsweise einer Mineralsäure und gegebenenfalls einer Metallverbindung insbesondere einem sauren Salz versetzt, gut durchmischt und die Pulpe in an sich bekannter Weise zu Papier oder Fluting oder Karton verarbeitet wird.
Das so erhaltene Papier oder Fluting bzw. der Karton enthält somit neben den Zelluloseanteilen und gegebenenfalls in der Papiertechnologie üblichen Leimstoffen bzw. Füllstoffen Kieselsäureverbindungen, die auch mehr oder weniger in den Fasern eingelagert sein können. Thixotropierungsmittel und Kunstharze sowie gegebenenfalls Metallverbindungen insbesondere von Aluminium, Zink, Kupfer, Titan, Barium, Calcium, Magnesium, Eisen, Kobalt und gegebenenfalls Holzspäne bzw. Holzmehl.
Vorzugsweise verwendet man als Thixotropierungsmittel Carboxymethylzellulose, Pflanzengummi wie Mannogalactane bzw. Traganth. Es haben sich jedoch auch stärkeartige Produkte wie Kartoffel-, Reis- oder Maisstärke bewährt. Besonders vorteilhaft zeigte sich die Verwendung von Pflanzengummi und stärkeartigen Produkten im Verhältnis 1 : 1. Es können aber auch Algesine, Algenmehl, Vulkanschlacke, Bentonite eingesetzt werden, bzw. Gemische der angeführten Thixotropierungsmittel.
Als Kieselsäureverbindungen haben sich insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas bzw. Mischungen davon bewährt.
Als Kunstharze haben sich Harnstoff-Formaldehydaddukte, Phenol-Formaldehydaddukte, Melamin-Formaldehydaddukte, Latexdispersionen wie Styrolbutadienlatex, Acrylatharze, einzeln oder zu mehreren bewährt.
Wesentlich für das erfindungsgemässe Verfahren ist, dass der Papierrohstoff vor dem Mahlen innig mit den Kieselsäureverbindungen, Thixotropierungsmitteln und Kunstharzen gemischt wird, worauf nach dem Mahlen mit
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einer Säure vorzugsweise einer Mineralsäure und gegebenenfalls einer Metallverbindung insbesondere einem sauren Salz wie z. B. Alaun, Aluminiumsulfat, koaguliert bzw. angesäuert wird und damit der Papierrohstoff auf einen pH-Wert von 2, 5 bis 7, 5, vorzugsweise 3, 5 bis 5, 5, insbesondere 4 bis 5, 5 gebracht wird.
Für die Herstellung von voluminösem Karton haben sich weiters Holzspäne bzw. Holzmehl als Füllstoff besonders bewährt. Selbstverständlich müssen die Holzspäne vor dem Mahlen dem Papierrohstoff zugeführt werden, um einen homogenen Stoff zu gewährleisten.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders gut für die Herstellung von Xeroxpapier, wobei es auf erhöhte Steifigkeit und Vergilbungsfreiheit ankommt. In diesem Fall wird man daher keine holzhaltigen Rohstoffe verwenden, sondern gebleichten Natron- bzw. Sulfitzellstoff. Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Xeroxpapier zeigte bei einer Reduzierung der Grammatur von 80 auf 60 g/m2 eine ausreichende Steifigkeit und konnte mit Vorteil verwendet werden. Ebenso zeigte der nach diesem Verfahren hergestellte Karton besonders gute Verwendbarkeit im Verpackungssektor. So konnten Schachteln hergestellt werden, die bei einer um 20% niedrigeren Grammatur die gleiche Stapelfestigkeit hatten. Beispielsweise wurde für eine bestimmte Type von Schachteln ein 1400 g-Karton eingesetzt.
Dieser schwere Karton konnte durch einen 1100 g-Karton, der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt war, ersetzt werden, ohne dass die Festigkeit der Schachteln geringer war.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich mit Vorteil für holzhältige Papiere einsetzen. Der Zusatz von Holzmehl zum Papierrohstoff an Stelle von Holzschliff führt zwar, wie bereits erwähnt, zu einer kleinen Verringerung der Festigkeit und der mechanischen Eigenschaften, doch lässt sich dieser Nachteil zum grössten Teil durch den Zusatz von Kieselsäureverbindungen, Thixotropierungsmitteln und Kunstharzen nach dem erfindungsgemässen Verfahren kompensieren, so dass man sehr billige Papiere herstellen kann, die trotzdem den geforderten Ansprüchen gerecht werden. Dies kann man daraus ersehen, dass beispielsweise der Papierrohstoff Holzschliff etwa das Fünffache von Holzpulver kostet, welches beispielsweise als Abfallprodukt beim Schleifen von Spanplatten abfällt.
Das erfindungsgemässe Verfahren bringt also nicht nur wirtschaftliche Vorteile durch Kostenverringerung, sondern verwertet auch mit Erfolg einen bisher als Abfall anfallenden Stoff in technisch vorteilhafter Weise, was im Hinblick auf die steigende Umweltverschmutzung durch Industrieabfälle sehr erwünscht ist. Ausserdem bewährt sich das Holzmehl ausgezeichnet als Retentionsmittel, wodurch man Zusatzstoffe, die ansonsten in das Abwasser gehen, im Papier bildet und auf diese Weise auch an Zusatzstoffen sparen kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll durch nachstehende Beispiele näher erläutert werden, ohne es darauf zu beschränken.
Beispiel l : In einem Pulper wurden 360 kg gebleichter Sulfitzellstoff aufgeschlagen und in eine Stoffbütte gepumpt. Die Stoffkonzentration betrug etwa 4%. Weiters wurden in die gleiche Stoffbütte 280 kg gebleichter Holzschliff und 160 kg gebleichtes Holzpulver zugegeben und gut durchgemischt. Der Holzschliff wurde im gleichen Betrieb durch Zerschleifen von Holz hergestellt, anschliessend über Reinigungsaggregate gereinigt und mit einer Konsistenz von etwa 4% in die Bütte gepumpt. Das Holzpulver wurde direkt in die Stoffbütte eingestreut. Zu diesem Papierrohstoff in der Stoffbütte wurden 2% Hydrosulfit zur Bleichung zugegeben und noch 1 h bei 40 C gerührt.
Während des Aufschlagen im Pulper wurden 15 kg Harnstoffleim 66% zig, 75 kg Natronwasserglas (34%ig) und 15 kg Harzleim (40%ig) und als Füllstoff 150 kg Kaolin zugegeben.
In der Stoffbütte wurde der Papierrohstoff gut durchgemischt und anschliessend auf 45 Schopper-Riegler gemahlen und mit Schwefelsäure auf PH 4, 5 angesäuert. Der so hergestellte Papierrohstoff wurde dann in an sich bekannter Weise auf einer Papiermaschine zu Papierbahnen verarbeitet. Das so hergestellte Papier hatte eine Grammatur von 67 g/m2 und wurde in der Maschine gestrichen. Hiefür wurde ein Kunstharzstrich verwendet, wobei 20 g/m2 aufgetragen wurden, um eine einwandfreie Deckung und Bedruckbarkeit zu erreichen. Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Papier war von sehr guter Qualität. Der Weissgrad betrug 74 bis 75, die Reisslänge betrug längs 5340 m und quer 3090 m, was einer Verbesserung von etwa 10% gegenüber der konventionellen Qualität entspricht.
Beispiel 2 : Es wurden 4 t Papierrohstoff, bestehend aus 70% Wellpappeabfall und 30% Aststoff in einem Pulper aufgeschlagen, wobei dem Papierrohstoff nach dem Aufschlagen 100 kg Harnstoffleim (66%ig), der zur Herstellung von Spanplatten verwendet wird, zugegeben wurden. Anschliessend wurden 80 kg Maisstärke in 1000 1 Wasser bei 80 C aufgelöst und ebenfalls dem Papierrohstoff im Pulper unter starker Rührung zugegeben. Nachdem alle Komponenten mit dem Papierrohstoff gut durchmischt waren, wurden 200 1 Natronwasserglas mit einem Feststoffgehalt von 34% dem Papierrohstoff unter starker Rührung zugegeben. Anschliessend wurde dieser Rohstoff in die Mischbütte gepumpt, wo eine weitere Durchmischung 1/2 h lang erfolgte.
Von der Mischbütte weg wurde der Rohstoff über Refiner auf 45 Schopper-Riegler gemahlen und in die Maschinenbütte gepumpt. Die Faserstoffkonzentration in der Maschinenbütte betrug 3, 6%. Anschliessend wurde mit 100 1 Schwefelsäure
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Der CMT3o-Wert betrug 2, 8. Dieses Flutingpapier zeigte auch gleichzeitig eine erhöhte Wasserfestigkeit, die etwa einem Cobb6o-Wert von 50 g Wasser/100 cm entsprach.
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Weights of over 200 g / m2 are considered cardboard.
The production of cardboard on cylinder mold machines takes place in such a way that several layers of paper are squeezed onto one another in the wet state in order to produce stronger cardboard products. In principle, cardboard therefore consists of several layers of thinner paper layers, whereby a variety of cardboard qualities can be achieved, for example by choosing a different material composition for the top or back than for the insert. Often, soda cellulose is used as the raw material for the top or back, while waste paper is used for the insert.
For many purposes, certain properties such as insensitivity to moisture, rigidity, freedom from yellowing and high volume are required for certain paper or cardboard qualities. So z. B.
Xerox paper have an increased stiffness and low yellowing, while z. B. with certain types of cardboard for food packaging often increased volume, great rigidity and insensitivity to moisture are required. Fluting is also a high-quality paper that is used during manufacture
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Fluting paper is currently made from semi-cellulose with a freeness of around 45 to 55 Schopper-Riegler. However, semi-pulp is relatively expensive. This is why in some cases up to 30% waste paper is also used. It is also known that by spraying the finished paper web with starchy products,
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B. where, however, only slight increases are achieved.
The stiffness of the fiber is of decisive importance for the CMT3o value. However, only those additives can be used for fluting which do not lead to any deposits on the corrugated rollers in the manufacture of corrugated cardboard. For this reason, the additives have remained limited to products containing starch.
The insensitivity to moisture or the wet tensile strength is achieved by the addition of glues or synthetic resins, such as urea or melamine resins, using methods customary today. It should be noted that the effects of these additives often only come into their own after a certain period of storage. Paraffin emulsions are also very often used as a coating slip for the production of water-repellent paper or cardboard qualities. These processes have the disadvantage that the products produced in this way do not have any increased rigidity. When using paraffin emulsion, there is even a reduction in rigidity. The increase in rigidity is generally not achieved by adding synthetic resins alone. Also by coating with starch solution z.
Satisfactory qualities cannot be achieved, for example in a size press, as this would require an application of about 10 g / m2 of starch, which cannot be achieved either with a machine coating or in an external coating system. Usually, jobs of around 2 to 3 g / m2 are achieved. For a sufficient increase in rigidity, the papers would have to be coated 4 to 5 times, which, however, would be uneconomical and too expensive.
Our tests have shown that by adding silica or its compounds, thixotropic agents and synthetic resins, plastics, possibly in dispersed form, under certain conditions paper or cardboard can be produced that have the same rigidity and also higher wet strength with a significantly lower grammage than the known. In the case of fluting, the method according to the invention succeeds in achieving excellent CMT3o values, so that the proportion of waste paper in the fluting can be increased significantly. The increased use of waste paper brings extraordinary advantages. It is well known that investments to increase the capacity of paper machines are much cheaper than those for pulp production.
Of course, the method according to the invention also brings about a strong reduction in raw material costs and, moreover, brings about a qualitative balance between the different types of waste paper. Furthermore, turning away from the pulp boiler eliminates environmentally polluting factors and provides a far-reaching solution to the wastewater problem, which essentially consists in the fact that when using the conventional semichemical fluting process, lignin sulfonic acids with the pulp get into the paper pulp and thus into the wastewater . This contamination can no longer occur if the semi-pulp is replaced by other raw materials, e.g. B. waste paper is replaced.
It has been found that paper or cardboard with improved wet strength and / or rigidity and / or increased volume or fluting with a higher CMT3o value is obtained when the paper raw material is used
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before grinding, i.e. before or during whipping, water glass, one or more thixotropic agents and synthetic resins, plastics, individually or in groups, optionally in dispersed form, are added and, after grinding, an acid and optionally a metal salt, especially an acidic salt, are added , well mixed and the pulp processed in a known manner to paper, fluting or cardboard. The acids can be both inorganic and organic acids, such as. B.
Hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, formic acid, maleic acid, sulfonic acid, individually or in groups, preference being given in general to sulfuric acid. As a thixotropic agent, starchy products such as corn, rice, potato starch, carboxymethyl cellulose, algesins, algae flour, vegetable gum such. B. tragacanth or mannogalactans, furthermore bentonite and volcanic slag individually or in a mixture. Of course, both the acids and the thixotropic agents will be diluted with water to an easily manageable concentration or such solutions will be prepared before the addition.
In addition to the acids, it is also possible to introduce metal salts, in particular acid salts, such as metal compounds of aluminum with sulfuric acid, for example alum, and also zinc chloride, copper sulfate, individually or in groups, into the pulp. Additions of thixotropic agents in amounts of 0.05 to 5% and of waterglass in amounts of 0.5 to 15% are preferred.
Products made from urea formaldehyde, phenol formaldehyde and melamine formaldehyde, individually or in groups, have proven particularly useful as synthetic resins. The synthetic resins can be added as a solution or dispersion. To increase the bursting pressure and the tear length, latex dispersions such. B.
Acrylic butadiene latex, carboxylated as well as styrenated latices, individually or in groups, optionally mixed with other synthetic resins, have proven particularly effective. Additions in amounts of 0.1 to 15% are preferred.
The pH value to be maintained should be between 2.5 and 7.5, preferably between 3.5 and 5.5. pH values of 4.0 to 5.5 have proven to be excellent for fluting, especially in connection with mannogalactans or tragacanth and water glass. The cellulose content is incorporated into the pulp as soda cellulose, bleached or unbleached, asthma, waste paper, semi-cellulose, sulfite cellulose, individually or in a mixture. In the case of fluting, the method according to the invention allows top quality fluting papers to be produced not only from semi-cellulose, but also from waste paper, corrugated cardboard waste, department store waste, packaging waste, mixed waste and asthma. Of course, mixtures of these substances with one another and / or with semi-cellulose can also be used as raw materials.
The degree of grinding can be kept low and is between 20 Schopper-Riegler (SR) and 50 SR, preferably between 30 and 45 SR, in particular between 35 and 45 SR.
In the production of cardboard, the addition of wood pulp, wood powder or wood flour to the paper pulp has proven to be advantageous, as this can significantly improve the volume. Even with papers that do not have to be free from yellowing, i. H. In the case of wood-containing papers, it is possible to add wood powder or wood flour as a partial substitute for wood pulp. This produces papers whose tensile strength is only slightly below the usual tensile strengths, which is why they are perfectly adequate for many purposes and have the great advantage of being significantly cheaper.
The process according to the invention is therefore characterized in that the paper raw material consisting of the cellulose content and optionally the sizes or fillers customary in paper technology, before grinding, water glass, for example sodium water glass and / or potassium water glass, one or more thixotropic agents and synthetic resins individually or in groups, optionally added in dispersed form and optionally as a mixture, whereupon the mixture is ground, mixed with an acid, preferably a mineral acid and optionally a metal compound, in particular an acidic salt, thoroughly mixed and the pulp is processed into paper or fluting or cardboard in a manner known per se.
The paper or fluting or cardboard obtained in this way thus contains, in addition to the cellulose fractions and, if appropriate, glues or fillers customary in paper technology, silica compounds which can also be incorporated to a greater or lesser extent in the fibers. Thixotropic agents and synthetic resins and, if appropriate, metal compounds, in particular of aluminum, zinc, copper, titanium, barium, calcium, magnesium, iron, cobalt and, if appropriate, wood chips or wood flour.
The preferred thixotropic agent used is carboxymethyl cellulose, vegetable gum such as mannogalactans or tragacanth. However, starch-like products such as potato, rice or corn starch have also proven themselves. The use of vegetable gum and starch-like products in a ratio of 1: 1 has been found to be particularly advantageous. However, algesins, algae flour, volcanic slag, bentonites or mixtures of the thixotropic agents mentioned can also be used.
In particular, soda waterglass, potassium waterglass or mixtures thereof have proven useful as silica compounds.
Urea-formaldehyde adducts, phenol-formaldehyde adducts, melamine-formaldehyde adducts, latex dispersions such as styrene-butadiene latex, acrylate resins, individually or in groups, have proven useful as synthetic resins.
It is essential for the process according to the invention that the paper raw material is intimately mixed with the silicic acid compounds, thixotropic agents and synthetic resins before grinding, and then mixed with it after grinding
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an acid, preferably a mineral acid and optionally a metal compound, in particular an acid salt such as. B. alum, aluminum sulfate, is coagulated or acidified and thus the paper raw material is brought to a pH of 2.5 to 7.5, preferably 3.5 to 5.5, in particular 4 to 5.5.
Wood chips and wood flour have also proven particularly useful as fillers for the production of bulky cardboard. Of course, the wood chips have to be added to the paper raw material before grinding in order to ensure a homogeneous stock.
The method according to the invention is particularly suitable for the production of Xerox paper, where increased rigidity and freedom from yellowing are important. In this case, therefore, no wood-containing raw materials will be used, but bleached soda or sulphite pulp. The Xerox paper produced by the method according to the invention showed sufficient rigidity with a reduction in grammage from 80 to 60 g / m 2 and could be used with advantage. The cardboard produced by this process was also particularly useful in the packaging sector. In this way, boxes could be produced that had the same stacking strength with a 20% lower grammage. For example, a 1400 g carton was used for a certain type of box.
This heavy cardboard could be replaced by a 1100 g cardboard, which was produced according to the method according to the invention, without the strength of the boxes being reduced.
The method according to the invention can be used with advantage for wood-containing papers. The addition of wood flour to the paper raw material instead of wood pulp leads, as already mentioned, to a small reduction in strength and mechanical properties, but this disadvantage can for the most part be compensated by the addition of silica compounds, thixotropic agents and synthetic resins according to the process according to the invention so that you can produce very cheap papers that still meet the requirements. This can be seen from the fact that wood pulp, for example, costs about five times as much as wood powder, which is a waste product when sanding chipboard, for example.
The process according to the invention therefore not only brings economic advantages by reducing costs, but also successfully utilizes a substance that was previously produced as waste in a technically advantageous manner, which is very desirable in view of the increasing environmental pollution from industrial waste. In addition, the wood flour has proven to be an excellent retention aid, which means that additives that would otherwise go into the wastewater are formed in the paper and in this way you can save on additives.
The process according to the invention is to be explained in more detail by the following examples, without being restricted thereto.
Example 1: 360 kg of bleached sulfite pulp were whipped in a pulper and pumped into a pulp chest. The substance concentration was about 4%. Furthermore, 280 kg of bleached wood pulp and 160 kg of bleached wood powder were added to the same pulp box and mixed thoroughly. The wood pulp was produced in the same company by grinding wood, then cleaned using cleaning units and pumped into the vat with a consistency of around 4%. The wood powder was sprinkled directly into the cloth chest. 2% hydrosulfite was added to this paper raw material in the stock chest for bleaching and the mixture was stirred at 40 ° C. for a further 1 h.
During the whipping in the pulper, 15 kg of urea glue 66%, 75 kg sodium waterglass (34%) and 15 kg resin glue (40%) and 150 kg kaolin as filler were added.
In the stock chest, the paper raw material was mixed thoroughly and then ground to 45 Schopper-Riegler and acidified to pH 4.5 with sulfuric acid. The paper raw material produced in this way was then processed into paper webs in a manner known per se on a paper machine. The paper produced in this way had a grammage of 67 g / m2 and was coated in the machine. A synthetic resin coating was used for this, with 20 g / m2 applied in order to achieve perfect coverage and printability. The paper produced by the process according to the invention was of very good quality. The degree of whiteness was 74 to 75, the length of the tear was 5340 m along and 3090 m across, which corresponds to an improvement of about 10% compared to conventional quality.
Example 2: 4 tons of paper raw material, consisting of 70% corrugated cardboard waste and 30% branch material, were whipped in a pulper, 100 kg of urea glue (66%), which is used for the production of chipboard, being added to the paper raw material after whipping. Then 80 kg of corn starch were dissolved in 1000 l of water at 80 C and also added to the paper raw material in the pulper with vigorous stirring. After all the components had been thoroughly mixed with the paper raw material, 200 1 sodium waterglass with a solids content of 34% were added to the paper raw material with vigorous stirring. This raw material was then pumped into the mixing vat, where it was further mixed for 1/2 hour.
From the mixing vat, the raw material was ground to 45 Schopper-Riegler refiners and pumped into the machine vat. The fiber concentration in the machine chest was 3.6%. This was followed by 100 l of sulfuric acid
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The CMT3o value was 2.8. This fluting paper also showed increased water resistance at the same time, which corresponded approximately to a Cobb6o value of 50 g water / 100 cm.