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Verfahren zur Leimung von Papier.
Die Erfindung betrifft ein Papier, das im Holländer zugleich geleimt und gewachst wird und das die Eigenschaften des harzgeleimten Papiers mit den Eigenschaften des mit Wachs getränkten Papiers vereinigt. Die Erfindung betrifft ferner die für die Herstellung eines derartigen Papiers verwendete Wachsharzleimemulsion.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Papier, das undurchlässig für Wasser, Alkohol und andere Flüssigkeiten sein soll, anstatt mit einem Überzuge von Wachs oder ähnlichem Material dadurch herzustellen, dass man Wachs, 01, Fett o. dgl. dem zum Leimen des Papierstoffes benutzten Harzleim zusetzt. Es war aber bisher nicht möglich, mittels der nach den bekannten Verfahren hergestellten Leimbereitung ein Wachspapier oder ein IIalbwachspapier zu erhalten, da sich das Paraffin, Wachs, Öl, Fett o. dgl. in der Emulsion vom freien Harz trennt.
Der Zweck der Erfindung ist nun : i. eine permanente Emulsion von Harzseife herzustellen, die in fein verteiltem Zustande freies Harz und unverseifbares oder schwer verseifbares Wachs u. dgl. enthält, wobei das Wachs mehr als i% des Gewichtes des Harzes beträgt und sich nicht von dem Harz trennt.
2. mittels dieser Emulsion ein Papier im Holländer zu leimen und dann herzustellen, das einen guten Ersatz für das bekannte Wachspapier bietet.
Das gemäss der Erfindung hergestellte Papier ist weder so hart wie gewöhnliches harzgeleimtes Papier noch so weich wie gewöhnliches Wachspapier. Es kann weit billiger hergestellt werden als gewöhnliches Wachspapier und die Undurchlässigkeit des neuen Papiers kann durch Veränderung in der Zusammensetzung des Wachsharzleimzusatzes nach Belieben geregelt werden.
Gemäss der Erfindung wird der Harzwachsleim in der Weise hergestellt, dass der freies Harz enthaltenden Harzseife eine geeignete Menge Wachs zugesetzt und die Mischung bei geeigneter Temperatur durch Druck fein zerstäubt in eine geeignete Menge Wasser eingespritzt wird, um sich im Wasser zu emulsionieren.
Ausführungsbeispiel.
Die Harzseife wird in der gewöhnlichen Weise in einem offenen Behälter gekocht, und zwar in der Weise, dass auf 100 kg Harz 10 bis 12 kg Soda verwendet werden. Die Kochdauer beträgt 4 bis 5 Stunden, und gegen das Ende der Kochdauer wird der Harzseife das gewünschte Verhältnis von Wachs zugesetzt. Es werden z. B. 25 kg Wachs auf 100 kg Harz verwendet. Die Kochtemperatur zur Herstellung der Harzseife ist zoo".
Nachdem das Wachs der Harzseife gehörig einverleibt worden ist, hält man die Mischung in Rührung und überführt die dicke, heisse Harzseife in den Messbehälter in den gewünschten Mengen, vielleicht zwischen 50'und 150 kg Harz enthaltend. Nachdem diese Mengen in den Druckkessel eingebracht sind, wird dieser geschlossen zur Ansammlung des erforderlichen Druckes und die Erhitzung und Bewegung wird aufrecht erhalten. Die Bewegung der Masse erfolgt in der Hauptsache durch den Kochprozess, der durch den Dampf verursacht wird, welcher die Harzseife im Druckkessel durchströmt. Die Erhitzung und Bewegung wird aufrecht erhalten, bis der Druckkessel je nachdem zwischen 3 bis 7 Atmosphären inneren Druck hat.
Sobald der gewünschte Druck erreicht ist, wird das zur Zerstäubungsplatte (Feinsieb) führende Ventil
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geöffnet und die dicke Harzseife durch Expansion in dem Heisswasserrohr emulsioniert, um alsdann in den Emulsionskessel zu gelangen. Solange das Wachs in Mischung mit der dicken
Harzseife gehalten wird, muss es in der verdünnten Lösung vollständig emulsioniert sein. Die verdünnte Harzseife kommt im Emulsionskessel mit kaltem Wasser in Berührung, so dass die
Lösung verhältnismässig kühl von Anfang an hergestellt wird, um zu verhindern, dass Ausscheidung entsteht. Das Ausblasen aus dem Druckkessel und die Überführung in den Emulsionskessel beansprucht zwischen i bis 10 Minuten, je nachdem welcher Druck im Kessel verwendet wird und je nach der Grösse der Öffnungen in der Zerstäubungsplatte.
Das zugrunde liegende Prinzip ist, der Harzseife, welche freies Harz enthält, so viel Wachs einzuverleiben, wie sie in der gegebenen Konzentration halten kann, um alsdann, und bevor Aus- scheidungen stattfinden können, die dicke Harzseife in der beschriebenen Weise in kaltes Wasser überzuführen. Die Temperatur der Harzseife im Druckkessel ist etwas niedriger als die Dampf- temperatur des im Kessel obwaltenden Druckes.
Die Wachsharzleimemulsion wird dem Papierstoff im Holländer in bekannter Weise zugesetzt, wodurch ein Wachs-oder Halbwachspapier erzeugt wird, ohne dass es nötig wäre, das Papier nach dem gebräuchlichen Wachsverfahren zu behandeln. An Stelle einer unverseif- baren Substanz, wie Erdwachs, kann eine schwer verseifbare Substanz, wie Karnaubawachs, als Zusatz verwendet werden. Das zugesetzte Wachs verbindet sich mit dem freien Harz des
Harzleimes und bildet ein Produkt mit niedrigerem Schmelzpunkt als gewöhnliches Harz.
Das Leimen von Papier mit Harzleim, der unverseiftes Harz enthält, erfolgt zum Teil durch das Schmelzen des in den Papierfasern enthaltenen freien Harzes, infolge der Wärme der
Trockenzylinder. Es kommt vor, dass dieses Ergebnis darum nicht erreicht wird, weil die Wärme der Trockner nicht genügt, um das freie Harz zu'schmelzen. Dieser Nachteil wird durch den
Zusatz von Wachs vermieden, das sich mit dem im Harzleim gleichfalls fein verteilten Harz verbindet und der Harzseife einverleibt wird.. Es ist schwierig, diesen Wachsharzleim zu emul- sionieren, und die Temperatur muss so geregelt werden, dass die Wärme der verdünnten Lösung nicht höher ist als der Schmelzpunkt der Wachsharzverbindung.
Die Menge des Wachszusatzes hängt natürlich von dem gewünschten- Ergebnis und den
Eigenschaften des herzustellenden Papiers ab. Es hat sich herausgestellt, dass der Wachszusatz mehr als 15% des Gewichtes des Harzes betragen muss, um dem Papier die neuen, kennzeichnenden
Eigenschaften zu geben. Der Wachszusatz kann aber bis zu 50% des Gewichtes des Harzes betragen.
Die nach der Erfindung hergestellte Wachsharzleimemulsion leimt Papierstoff weit besser als Harzleim allein. Durch Veränderung der Mengen des emulsionierfähigen Wachszusatzes vom
Minimum bis zum Maximum hat man die Möglichkeit, Papiere herzustellen, deren Charakter zwischen harzgeleimtem Papier und Wachspapier liegt. Papier dieser Art eignet sich besser als gewöhnliches Wachspapier zur Herstellung von wasserdichten Flüssigkeitsbehältern, Verpackungen
Papiertrinkgefässen u. dgl. und bildet auch einen guten Ersatz für solches Papier, das zuerst harzgeleimt und dann mit geschmolzenem Wachs behandelt worden ist.
Mit der Wachsharzleimverbindung kann man auch Halbwachspapier herstellen, was mit den bekannten Verfahren nicht möglich ist. Die Oberfläche des mit Wachsharzleimlösung her- gestellten Papiers ist besser als die des mit dem gewöhnlichen Harzleim hergestellten Papiers, da beim Kalandrieren des letzteren die Leimung infolge der Brüchigkeit des Harzes oft leidet.
Die neue Leimung ist dagegen weit schmiegsamer und fügt sich der Form der Kalanderwalzen an.
Der Wachszusatz im Leim macht diesen ferner unempfindlicher gegen schädliche Einwirkungen der chemischen Rückstände und gibt mit Alaun u. dgl. einen besseren kolloidalen Niederschlag.
Es ist klar, dass nach der Erfindung weit weniger Wachs zur Herstellung des undurchlässigen
Papiers nötig ist, als wenn das in bekannter Weise zuerst harzgeleimte Papier mit Wachs getränkt oder bestrichen wird, in welchem Falle das Papier bis zu 15% seines Gewichtes an Wachs zunimmt.
Da dieser hohe Wachszusatz ebensoviel kostet oder noch teurer ist als das Papier selbst, ver- mindert die vorliegende Erfindung die Herstellungskosten des undurchlässigen Papiers ganz bedeutend.
Um ein undurchlässiges Papier herzustellen, das einen guten Ersatz für das gewöhnliche
Wachspapier bildet, genügt ein Wachsharzzusatz von 2 bis 3%. Die Analyse des in bekannter
Weise hergestellten Wachspapiers zeigt, dass die Menge des Wachses im Papier weit grösser ist als die Menge des Harzes, da das Harz höchstens 30lao des Papiergewichtes beträgt, das Wachs aber 10 bis 15%. Die Analyse des neuen undurchlässigen Papiers hat gezeigt, dass das Papier nur 2 bis 4% seines Gewichtes an Harz und Wachs zusammen enthält, wobei die Harzmenge grösser ist als die Wachsmenge.
Die physikalischen Eigenschaften dieses neuen Harzwachspapiers sind verschieden von denjenigen des gewöhnlichen Wachspapiers. Es ist stärker, hat grössere Reisslänge und ist widerstandsfähiger gegen Bruch bei gleichem Gewicht, da das gewöhnliche Wachspapier beim
Wachsen durch die hohe Temperatur leidet und brüchig wird. Die Masse, welche die Undurch- lässigkeit des Papiers hervorruft, ist in dem neuen Papier gleichmässiger verteilt als im gewöhn-
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lichen Wachspapier, das mehr Wachs auf der-Oberfläche als im Papier hat. Da weniger Wachs verbraucht wird und da nach der Erfindung bei der Herstellung die kostspieligste Behandlungsstufe ausfällt, kann ein dem gewöhnlichen Wachspapier gleichwertiges Papier mit wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden.
Das neue Harzwachspapier kann höhere Temperatur aushalten als das gewöhnliche Wachspapier, bei dem Wachs auf der Oberfläche liegt, weshalb es sich besser als dieses für die Verwendung mit heissen Flüssigkeiten benutzen lässt. Ein solches Papier ist nur dadurch herzustellen, dass die Fasern des Papierstoffes im Holländer gleichmässig mit dem Niederschlag einer Verbindung von Harz und Wachs in geeignetem, regelbarem Verhältnis überzogen werden, und solche Papiere, obgleich undurchlässig, sind dennoch fähig, Wachs aufzunehmen, wenn man sie einer Wachsung unterwirft.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Leimung von Papier, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierstoff im Holländer mit einer unter Druck in Wasser zerstäubten emulsionierten Verbindung von freies Harz enthaltender Harzseife und Wachs behandelt, wird in welcher das Wachs mehr als 15% des Gewichtes des Harzes beträgt.
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Process for sizing paper.
The invention relates to a paper which is simultaneously sized and waxed in the Hollander and which combines the properties of resin-sized paper with the properties of paper impregnated with wax. The invention also relates to the wax resin size emulsion used for the production of such a paper.
It has already been proposed to produce paper which should be impermeable to water, alcohol and other liquids, instead of having a coating of wax or similar material, by adding wax, oil, fat or the like to the resin size used to glue the paper stock clogs. Up to now, however, it has not been possible to obtain a wax paper or a semi-wax paper by means of the glue preparation produced according to the known method, since the paraffin, wax, oil, fat or the like separates from the free resin in the emulsion.
The purpose of the invention is now: i. to produce a permanent emulsion of resin soap, the finely divided state free resin and unsaponifiable or difficult to saponify wax u. The like. Contains, wherein the wax is more than i% of the weight of the resin and does not separate from the resin.
2. Using this emulsion to glue a paper in the Hollander and then to manufacture it, which is a good substitute for the well-known wax paper.
The paper produced according to the invention is neither as hard as ordinary resin-sized paper nor as soft as ordinary wax paper. It can be made far cheaper than ordinary wax paper and the impermeability of the new paper can be adjusted at will by changing the composition of the wax resin additive.
According to the invention, the resin wax glue is produced in such a way that a suitable amount of wax is added to the resin soap containing free resin and the mixture is finely atomized by pressure and injected into a suitable amount of water at a suitable temperature in order to emulsify in the water.
Embodiment.
The resin soap is boiled in the usual way in an open container, in such a way that 10 to 12 kg of soda are used for 100 kg of resin. The cooking time is 4 to 5 hours, and towards the end of the cooking time the desired ratio of wax is added to the resin soap. There are z. B. 25 kg of wax used on 100 kg of resin. The cooking temperature for making the resin soap is zoo ".
After the wax has been properly incorporated into the resin soap, the mixture is kept stirring and the thick, hot resin soap is transferred into the measuring container in the desired quantities, perhaps containing between 50 and 150 kg of resin. After these quantities have been introduced into the pressure vessel, it is closed to accumulate the required pressure and the heating and agitation are maintained. The movement of the mass takes place mainly through the cooking process, which is caused by the steam that flows through the resin soap in the pressure vessel. The heating and agitation is maintained until the pressure vessel has between 3 to 7 atmospheres of internal pressure, as the case may be.
As soon as the desired pressure is reached, the valve leading to the atomization plate (fine sieve) is activated
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opened and the thick resin soap emulsified by expansion in the hot water pipe in order to then get into the emulsion kettle. As long as the wax is mixed with the thick
Resin soap must be completely emulsified in the diluted solution. The diluted resin soap comes into contact with cold water in the emulsion kettle, so that the
Solution is prepared relatively cool from the start to prevent excretion from occurring. Blowing out of the pressure vessel and transferring it to the emulsion vessel takes between 1 and 10 minutes, depending on the pressure used in the vessel and the size of the openings in the atomization plate.
The underlying principle is to incorporate as much wax into the resin soap, which contains free resin, as it can hold in the given concentration, in order then, and before excretions can take place, to convert the thick resin soap into cold water in the manner described . The temperature of the resin soap in the pressure vessel is slightly lower than the steam temperature of the pressure prevailing in the vessel.
The wax resin size emulsion is added to the paper stock in the Hollander in a known manner, whereby a wax or semi-wax paper is produced without it being necessary to treat the paper by the customary waxing process. Instead of an unsaponifiable substance, such as earth wax, a substance that is difficult to hydrolyze, such as carnauba wax, can be used as an additive. The added wax combines with the free resin of the
Resin glue and forms a product with a lower melting point than ordinary resin.
Sizing paper with resin size, which contains unsaponified resin, is done in part by the melting of the free resin contained in the paper fibers, due to the heat of the
Drying cylinder. It happens that this result is not achieved because the heat of the dryer is not enough to melt the free resin. This disadvantage is caused by the
Avoid adding wax, which combines with the resin, which is also finely distributed in the resin glue, and is incorporated into the resin soap. It is difficult to emulsify this wax-resin glue, and the temperature must be controlled so that the heat of the diluted solution is not higher is than the melting point of the wax resin compound.
The amount of wax added depends of course on the desired result and the
Properties of the paper to be produced. It has been found that the addition of wax must be more than 15% of the weight of the resin in order to give the paper the new, characteristic
To give properties. However, the addition of wax can be up to 50% of the weight of the resin.
The wax resin size emulsion produced according to the invention sizes paper stock far better than resin size alone. By changing the amounts of emulsifiable wax additive from
Minimum to maximum one has the possibility of producing papers whose character lies somewhere between resin-sized paper and waxed paper. Paper of this type is more suitable than ordinary wax paper for the production of watertight liquid containers, packaging
Paper drinking vessels u. Like. And also makes a good substitute for paper that has first been resin-sized and then treated with molten wax.
The wax-resin glue compound can also be used to produce semi-wax paper, which is not possible with the known processes. The surface of the paper made with wax resin glue solution is better than that of the paper made with the usual resin glue, since when calendering the latter the sizing often suffers due to the brittleness of the resin.
The new glue, on the other hand, is far more pliable and adapts to the shape of the calender rollers.
The addition of wax in the glue also makes it less sensitive to the harmful effects of chemical residues and gives alum and the like. Like. A better colloidal precipitate.
It is clear that, according to the invention, far less wax is used to make the impermeable
Paper is necessary as if the first resin-sized paper is impregnated or coated with wax in a known manner, in which case the paper increases by up to 15% of its weight in wax.
Since this high addition of wax costs as much or is more expensive than the paper itself, the present invention reduces the manufacturing costs of the impermeable paper quite significantly.
To make an impermeable paper that is a good substitute for the ordinary
Wax paper forms, a wax resin addition of 2 to 3% is sufficient. The analysis of the well-known
Wax paper produced in this way shows that the amount of wax in the paper is far greater than the amount of resin, since the resin is at most 30% of the weight of the paper, but the wax is 10 to 15%. The analysis of the new impermeable paper has shown that the paper contains only 2 to 4% of its weight in resin and wax combined, the amount of resin being greater than the amount of wax.
The physical properties of this new resin wax paper are different from those of the ordinary wax paper. It is stronger, has a longer tear length and is more resistant to breakage for the same weight, as ordinary wax paper is used for
The wax suffers and becomes brittle due to the high temperature. The mass that causes the paper to be impermeable is more evenly distributed in the new paper than in the usual
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wax paper that has more wax on the surface than in the paper. Since less wax is consumed and since, according to the invention, the most costly treatment stage in the production is omitted, a paper equivalent to the usual wax paper can be produced at significantly lower costs.
The new resin wax paper can withstand higher temperatures than the ordinary wax paper, where wax lies on the surface, which is why it is better to use than this for use with hot liquids. Such a paper can only be produced in that the fibers of the paper stock in the Hollander are evenly coated with the deposit of a compound of resin and wax in a suitable, controllable ratio, and such papers, although impermeable, are nevertheless able to absorb wax if they are used subject to growth.
PATENT CLAIMS: I. Process for sizing paper, characterized in that the paper stock is treated in the Hollander with an emulsified compound of resin soap and wax containing free resin which is atomized under pressure in water, in which the wax is more than 15% of the weight of the Resin is.