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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Harzseifenlösungen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zur Herstellung verdünnter Lösungen von Harzseife, die unverseiftes Harz in Lösung enthalten und bezweckt, Mittel zu schaffen, um sehr schwache Lösungen von Harzseife herzustellen, bei denen das unverseifte Harz in Lösung bleibt.
Beim Gebrauch vom Harzseifen zum Leimen von Papier, wobei das aufgelöste Harz mittels Tonerdesulfat koaguliert wird, erfolgen die chemischen Reaktionen immer in verdünnter Lösung. Wenn die Harzseife nicht verdünnt ist, ehe sie in Berührung mit der Papiermasse gelangt, erfolgt die Verdünnung dann so, dass die endgültige Reaktion immer zwischen schwachen Lösungen eintritt.
Um eine vollständige Reaktion in der koagulierten Masse zu erreichen, die sich bildet, wenn Tonerdesulfat mit der Harzseife in Berührung kommt, ist es wünschenswert, dass die in der Seife vorhandene Sodamenge so. klein wie möglich ist. Wenn indessen eine Harzseife
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so bleibt ein Teil des unverseiften Harzes in Lösung in der Seife wobei letztere als Lösungsmittel wirkt.
Man kann also eine klare Lösung von Harzseife haben, in der eine ungefähr gleiche Gewichtsmenge von unverseiftem Harz vorhanden ist. Wenn diese Lösung in konzentrierterer Form, z. B. bei 40% Wassergehalt, klar und durchscheinend ist, so wird sie weniger durchscheinend beim fortschreitenden Auflösen, bis sich das darin enthaltene unverseifte Harz gänzlich von der Seifenlösung ausscheidet. Es ergibt sich daher in der praktischen Anwendung, dass während eine Harzseife mit 40 oder o / Wasser ihr eigenes Harzgewicht vollständig auflösen kann, sie, wenn man die Lösung in bekannter Weise verdünnt, so dass sie nur io"/o feste Bestandteile und 90% Wasser enthält, nur etwa halb so viel unverseiftes Harz in klarer Lösung enthalten kann.
Verdünnt man die Lösung weiter bis auf 2% feste Bestandteile, so beträgt die Menge des in vollkommener Lösung verbleibenden, unverseiften Harzes nicht mehr als 10 oder i/o. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zu schaffen, nach welchem eine Harzseife vollkommen zu einer verbrauchsfähigen, schwachen und klaren Lösung verdünnt werden kann, welche trotzdem das ursprünglich darin enthaltene, unverseifte Harz in Lösung enthält.
Es hat sich herausgestellt, das die Ursache des Niederschlages von gelöstem Harz aus der Lösung darin begründet ist, dass das Lösen zu langsam vor sich geht. Zur Veranschaulichung dieser Tatsache wird bemerkt, dass, wenn ein Stück harte Harzseife, in welchem gelöstes Harz enthalten ist, in kaltes Wasser gelegt wird, das unverseifte Harz verbleibt, und als Schaum um das Seifenstück erscheint. Es hat sich ferner herausgestellt, dass dieses unverseifte Harz gleichfalls gelöst werden kann, und zwar in vollkommener Weise, wenn der Seife Gelegenheit zur augenblicklichen Lösung gegeben wird. Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, muss die Lösung im Augenblick der Berührung vor sich gehen, und ausserdem bei geeigneter Temperatur erfolgen.
Man erreicht dieses Resultat und erhält eine augenblickliche Lösung, wenn der Papierleim durch Druck in innige Berührung mit heissem Wasser gezwungen wird. Um diese innige Berührung zu erzielen, wird der heisse
Papierleim fein zerteilt, so dass er seine möglichst grosse Oberfläche darbietet, und es wird dadurch eine unmittelbare Berührung der Oberflächen mit gleichzeitiger Auflösung erreicht. Der heisse
Leim wird zu diesem Zweck durch entsprechende, feine Öffnungen, etwa in Form von ganz dünnen Schichten oder feinen Strahlen, in heisses Wasser gepresst.
In der Zeichung ist eine, gleichfalls einen Teil der Erfindung bildende Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens beispielsweise verschaulicht. So stellt Fig. I eine Ausführungs- form der Vorrichtung, Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform und Fig. 3 eine Ansicht des Feinsiebes in vergrösserten Massstabe dar,
In Fig. i bezeichnet 5 ein geschlossenes Gefäss zur Aufnahme von konzentriertem
Harzleim, der zweckmässig aus einem darüber angebrachten Messbehälter 6 zugeführt wird.
Der Leim wird dann bis zu entsprechender Temperatur mittels Dampf o. dgl. erhitzt, der durch das Rohr 7 zugeführt wird, während durch das Rohr 8 ein Flüssigkeitsdrtlck zu- geleitet wird, um die Seife unter Druck zu halten. Die erhitzte Seife wird dann in gewünschter
Menge durch ein Rohr 9 abgezogen, in dem ein Feinsieb 10 angeordnet ist, das Schlitze oder andere entsprechend geformte, enge Öffnungen besitzt, um die Seife in sehr dünne
Schichten oder Strahlen zu zerlegen, so dass sie eine möglichst grosse Oberfläche im Verhältnis zur Masse aufweist. Diese fein verteilte Seife wird ein in Heisswasserrohr 11 gespritzt, das
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mit dem Rohr 9 einen Winkel von mehr als 900 bildet, so dass die Richtung der Seife und des heissen Wassers mehr oder minder einander entgegengesetzt sind.
Hierdurch wird eine sehr innige Vermischung beider erzielt und die Seife tritt im Augenblick der Berührung mit dem Wasser in Lösung über. Die Lösung fliesst dann durch das Rohr 12 in den Lösungsbehälter 13. Das Rohr 12 ist zweckmässig rechtwinklig zum Rohr 9 angeordnet, während es mit dem-Rohr 11 einen Winkel von mehr als 900 bildet (siehe Fig. i). In das Rohr 9 führt ausserdem noch ein Rohr M, durch das Wasser zum Reinigen des Feinsiebes 10 zugeführt werden kann. Das Heisswasserrohr 11 und das Rohr 12 für die Lösung sind mit Einlassrohren 15 bzw. 16 für kaltes Wasser und mit Thermometern 17 versehen, so dass die Wassertemperatur genau eingestellt werden kann. Der Durchfluss durch alle Rohre wird mittels Ventilen 18 geregelt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Mass-und Druckbehälter für die Seife ebenso angeordnet wie bei der ersten Ausführungsform. Die Seife fliesst aus dem Druckbehälter durch das Rohr 9 das unmittelbar in den Behälter 13 für die Lösung führt. Dieses Rohr ist möglichst nahe am Behälter 13 mit einem Feinsieb 10 a ausgestattet.
Entsprechend dem Rohre 14 der ersten Ausführungsform ist auch hier ein Rohr 14 a für Reinigungszwecke vorgesehen. In dem Behälter für. die Lösung kann ein Rührorgan 19 vorgesehen werden, um die Lösung im Behälter in Bewegung zu halten und den bereits gelösten Leim weiterer Einwirkung zu entziehen, so dass nur reines Wasser oder eine schwache Lösung in Berührung mit den zuströmenden Seifenteilen kommt.
Die in Fig. i veranschaulichte Ausführungsform hat offensichtlich viele Vorteile gegen- über-der zuletzt beschriebenen, da die Seifenmasse und das Wasser in ungefähr entgegengesetzter Richtung fliessen, schliesslich aber gezwungen sind, dieselbe Richtung einzunehmen, wodurch eine gründliche und augenblickliche Mischung beider erfolgt, so dass der Leim in Lösung übergeht. Der Fluss des Wassers und des Leims kann so geregelt werden, dass zu jeder Zeit eine bestimmte Menge Leim in Berührung mit der geeigneten Menge von frischem Wasser gebracht wird, die zur Herstellung der gewünschten Lösung nötig ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, wo sich das Wasser im Behälter 13 befindet und die Seifenmasse in diesen hineingedrückt wird, wird der Vorgang allmählich langsamer und deshalb auch unvollkommener, da in dem Masse, wie das Wasser die Seife aufnimmt, . eine bestimmte Menge der Lösung die lösende Kraft etwa im gleichen Verhältnis verliert, wie sie Seife aufnimmt. Dies wird durch entsprechende Geschwindigkeitseinstellung der Rührvorrichtung 19 ausgeglichen. Nach Herstellung der Lösung kann das Wasser weiter abgekühlt werden, um Stabilität der Lösung zu erreichen, indem man etwa kaltes Wasser durch das Rohr 16 oder unmittelbar in den Lösungsbehälter zuführt. Das augenblickliche Mischen bzw.
Auflösen des fein verteilten-Leims im Wasser gibt die Möglichkeit, einen mit Wasser verdünnten Papierleim zu schaffen, ohne Niederschlag von unverseiftem Harz, so dass eine klare Lösung, die nur 2% feste Bestandteile enthält, erzielt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Herstellung schwacher Lösung von Harzseife, die freies Harz, enthalten dadurch gekennzeichnet, dass die Harzseife in einem geschlossenen Behälter erhitzt wird und dann mittels auf das Behälterinnere ausgeübten Druckes durch enge Öffnungen hindurch in feinzerteilter Form in ein wässeriges Medium gezwungen wird.