DE949801C

DE949801C - Verfahren zur Herstellung von Papier aus mineralischen Fasern und Cellulosefasern

Info

Publication number: DE949801C
Application number: DES9769D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hermann Boesche
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1941-08-15
Filing date: 1941-08-15
Publication date: 1956-09-27

Description

Verfahren zur Herstellung von Papier aus mineralischen Fasern und Cellulosefasern Es ist bereits wiederholt der Vorschlag gemacht worden, für die Herstellung von Papier an Stelle organischer Fasern Schlackenwolle oder Glaswolle zu verwenden. Aus solchen Fasern hergestellte Papiere wären infolge der Unbrennbarkeit und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit dieser Stoffe für viele Zwecke, z. B. auch als elektrischer Isolierstoff, den üblichen Cellulosepapieren weit überlegen. Es ist aber bisher nicht gelungen, aus diesen Fasern ein Papier mit befriedigenden mechanischen Werten herzustellen, was auf die fehlende Quellbarkeit mineralischer Fasern zurückzuführen ist; die Papierblattbildung beruht nämlich nicht allein auf der Verfilzung, sondern die Quellung der Fasern hat hieran einen großen Anteil.
Es ist bereits bekannt, um die mechanischen Eigenschaften von Papieren aus mineralischen Faserstoffen zu verbessern, den mineralischen Fasern einen gewissen Anteil organischer Fasern oder aber Binde- und Klebmittel oder beides beizugeben. Werden nun die Beigabemengen hierbei gering gehalten, so ist eine ausreichende Erhöhung der mechanischen Werte nicht zu erreichen, durch größere Mengen der Beigabestoffe dagegen werden die Eigenschaften des Mineralfaserpapieres, die seine Überlegenheit gegenüber einem Cellulosepapier bedingen, wieder beeinträchtigt.
Es ist weiterhin auch bekannt, auf eine bereits gebildete, noch feuchte Papierbahn eine Schicht aus Mineralfasern aufzutragen, indem beispielsweise diese Fasern auf die Papierbahn aufgeblasen werden, und die Verbindung dieser beiden Schichten durch Pressen zu verbessern. Hierbei bildet aber die Papierbahn aus organischen Fasern den Hauptbestandteil des fertigen Gebildes. Die durch die Erfindung erstrebte Schaffung eines Papiers mit überwiegendem Anteil an mineralischen Fasern wird dadurch nicht erreicht.
Andererseits ist es bekannt, Papiere und Pappen, die beispielsweise zur Bekleidung von Dampfkesseln dienen sollen, gegen die Einwirkung der Wärme durch eine Asbestschicht zu schützen, die auf der Papiermaschine mit der Papierbahn vereinigt werden soll. Ein solches Papier ist nicht geeignet, die Ansprüche zu befriedigen, die man an ein Papier aus Schlacken-oder Glaswolle stellt, da einerseits Asbest selbst, wenn auch nicht in dem Maße wie Zellulosefasern, so doch bis zu einem gewissen Grade hygroskopisch ist und andererseits bei dem bekannten Papier die Cellulosefasern einen beträchtlichen Anteil ausmachen. Das bekannte Verfahren zur Herstellung dieser geschichteten Papiere aus Cellulose und Asbest ist noch nicht ohne weiteres geeignet, um ein Papier aus Schlacken-oder Glaswollefasern zu erzeugen, da die Papierblattbildung bei Schlacken- bzw. Glaswolle noch schwieriger ist als bei Asbest.
Die Erfindung besteht nun darin, daß bei der Herstellung von Papier aus mineralischen Fasern und Cellulosefasern durch Vereinigung je einer Bahn aus den beiden Faserarten miteinander aus einer Doppellangsiebmaschine eine Bahn aus schwach gemahlener Schlacken- oder Glaswolle mit einer dünneren Bahn aus schmierig gemahlenen Zellulosefasern vereinigt wird. Dadurch, daß die Cellulosefasern möglichst schmierig bis zu etwa 8o° SR gemahlen werden, wird erreicht, daß die Zellulosefaserschicht möglichst gering gehalten werden kann und trotzdem dem Papier eine genügende Festigkeit verleiht. Dies beruht im wesentlichen darauf, daß die schmierig gemahlenen Celluloseteilchen bei der Vereinigung der Bahn zum Teil zwischen die Fasern der Bahn aus Schlacken- oder Glaswolle eindringen und auf diese Weise eine innige Verleimung der beiden Bahnen bewirken. Dies kann auch noch dadurch unterstützt werden, daß den Schlacken- oder Glaswollefasern ganz geringe Mengen von Cellulosefasern beigegeben werden. Auf diese Weise gelingt es, ein Papier herzustellen, das sich durch gute mechanische Festigkeit bei hoher Geschmeidigkeit auszeichnet und beispielsweise auch in schmalen Streifen geschnitten einwandfrei bei der Kabelherstellung und bei der Bewicklung von sogenannten Dynamodrähten in Papierspinnern verarbeiten läßt und trotzdem einen sehr geringen Teil an Cellulosefasern enthält, so daß sich die durch die Schlacken- oder Glaswollefasern gegebenen Vorteile voll auswirken können. Gerade die Erzielung einer guten Geschmeidigkeit, wie sie durch das beschriebene Verfahren erreicht wird, ist für das Bewickeln und Aufspinnen von derartigen Papieren eine unerläßliche Anforderung, da das Papier z. B. bei Dynamodrähten mit nahezu rechteckigem Querschnitt über scharfe Kanten oder solche mit kleinem Krümmungsradius gewickelt wird. Diese Anwendungsgebiete für das Papier gemäß der Erfindung sind aber z. B. im Elektromaschinenbau, wo beträchtliche Wärmebeanspruchungen der Isolierstoffe vorliegen, von besonderem Interesse.
Ein solches Papier gemäß der Erfindung besitzt beispielsweise bei gleicher Festigkeit wesentlich geringere Zellulosefasermengen als ein Papier, das nach dem in der Einleitung erwähnten bekannten Verfahren aus einem Gemisch mineralischer und vegetabilischer Fasern erzeugt wurde.
Zweckmäßig ist es dabei, die Bahn aus mineralischen Fasern auf dem Untersieb und die Cellulosefaserbahn auf dem Obersieb zu fahren. Dadurch wird eine Beschädigung der mineralischen Faserbahn durch die Gautschwalze verhütet.
Für die Herstellung von Papieren für elektrotechnische Zwecke wird zweckmäßig ein mineralisches Fasergut gewählt, das möglichst wenig Elektrolyte an Wasser abgibt. Das Fasergut wird längere Zeit, nötigenfalls unter Erwärmung, mit weichem Wasser behandelt und sorgfältig ausgewaschen, um die in den Fasern enthaltenen löslichen Elektrolyte, die eine Verschlechterung der . dielektrischen Eigenschaften zur Folge haben, zu entfernen.
Die mineralischen Fasern werden anschließend in einem Holländer schwach gemahlen und in starker Verdünnung auf die Papiermaschine gebracht. Die zur Herstellung der dünnen Celluloseschicht bzw. Celluloseschichten dienenden Cellulosefasern werden dagegen zur Erzielung möglichst guter Festigkeitseigenschaften schmierig gemahlen.
Nachstehendes Ausführungsbeispiel diene als Erläuterung der Erfindung: In 6ooo 1 Wasser werden etwa Zoo kg sorgfältig gewaschene, im Halbzeugholländer angemahlene, darauf von Sand durch Schlämmen befreite Schlackenwolle eingetragen und sofort mit auf etwa 8o° SR gemahlenem Natroncellulosestoff (Sulfatzellstoff) vom Trockengehalt 5 °/o, auf oben angegebene Menge trocken gedacht etwa 15 kg Zusatz, versetzt.
Diese Mischung wird im Holländer während zo bis r5 Minuten unter leichtem Mahlen gemischt und dann mit viel Wasser verdünnt den Bütten zugeführt, von denen sie auf das Untersieb der Papiermaschine geleitet wird.
Daneben wird aus dem gleichen Stoff, wie er vorstehend als Zusatz für die Schlackenwollelage angegeben ist, also aus reinem Sulfatzellstoff mit 8o° SR Mahlungsgrad auf dem Obersieb der Maschine die Deckschicht hergestellt, die auf etwa 25 bis 30 g/m2 gehalten wird.

Bei Inbetriebsetzung der Maschine wird zunächst nur das Obersieb angefahren. Erst nach einwandfreiem Lauf der Celluloseschicht wird dann auch das Untersieb mit der Schlackenwollelage hinzugenommen. Durch entsprechende Einstellung des Untersiebes kann nun ein Papier von einer beliebigen Gesamtstärke, z. B. 0,2, 0,3 oder o,5 mm, hergestellt werden. Ausgeführte Versuche ergaben Papiere, deren Untersuchung folgende Eigenschaften zeitigten

i.

Gewicht, g/m2 Dicke, mm Berstdruck, kg/cm2 Asche, °/o

200 0,30 1,0 etwa 6o

Reißlänge, m Dehnung, °/o Doppelfalzungen Saughöhe

längs ..... 1568 i,72 441 pro Std. 130 mm

quer...... 719 1,84 16 pro Std. i2o mm

mittel .... 1143 1,78

2.

Gewicht, g/m2 Dicke, mm Berstdruck, kg/cm2 Asche, °/o

275 0,45 1,4 etwa 62

Reißlänge, m Dehnung, Doppelfalzungen Saughöhe

längs ... . . 1274 2,48 239 140 mm

quer ...... 735 2,08 21

mittel .... 1004 2,28

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Papiere können zu Bändern oder Streifen geschnitten als Bespinnungsmaterial, insbesondere als Ersatz für Glimmer- und Asbestisolierungen, z. B. auch Asbestpapier in weitem Umfang Verwendung finden.

Die Erfindung ist nicht auf die angeführten Beispiele beschränkt. Die Stärke der einzelnen Schichten kann hiervon ebenso abweichen wie der Mahlungsgrund und die übrigen einzelnen Verfahrensschritte. Unter Umständen kann, falls eine Dreifachlangsiebmaschine zur Verfügung steht, auch auf der Unterseite der Mineralfaserbahn noch eine dünne Cellulosefaser= bahn angeordnet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Papier aus mineralischen Fasern und Cellulosefasern durch Vereinigung einer Bahn aus jeder Faserart miteinander, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Doppellangsiebmaschine eine Bahn aus schwach gemahlener Schlacken- oder Glaswolle mit einer dünneren Bahn aus schmierig gemahlener Cellulose vereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlacken- oder Glaswolle ein -geringer Zusatz von schmierig gemahlener Cellulosefaser beigemengt wird. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 4 793, 73 o88, 257 853, 556 004, 583 162, 669 997; französische Patentschriften Nr. 615 287, 817 812; britische Patentschrift Nr. 483 769; schwedische Patentschrift Nr. 95 477; USA.-Patentschrift Nr. 2 217 005.