DE1546325A1

DE1546325A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier

Info

Publication number: DE1546325A1
Application number: DE19631546325
Authority: DE
Inventors: Rush James A; Holt Sherwood G
Original assignee: Consolidated Papers Inc
Current assignee: NewPage Wisconsin System Inc
Priority date: 1962-08-23
Filing date: 1963-08-23
Publication date: 1970-04-30
Also published as: BE636532A; GB1047955A; NL297070A; FR1370915A; US3288632A

Description

Consolidated Papers, Inc·, Wisconsin Rapias, Wisconsin,

V. St. A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von überzogenem Papier mit verbesserten Eigenschaften sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Erfindungsgemäß ist die Herstellung eines überzogenen Papiers möglich, das sich besser bedrucken läßt und zur Verwendung entweder als Etikettiasr- und einseitig bedrucktes Packpapier aier als beidseitig bedrucktes Buchpapier geeignet ist , ^^=™=.-™^.

Die verbesserte Bedruckbarkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein überzogenes Papier mit hohem Glanz und besserer Glattheit, regelbarem Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe und regelbarer Undurchsichtigkeit und besserer Fähigkeit als bei üblichem überkalandertem Papier gleicher Undurchsichtigkeit hergestellt wird. Das er-

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findungsgemäße Verfahren gestattet Überzüge mit geringerem Gewicht sowie ein geringeres Gewicht des Grundansatzes für die Papierunterlage und ein Drucken mit höherer Geschwindigkeit.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Be» druckbarkeit, das darin besteht, daß man auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn eine Anzahl, gesonderter Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse, die in Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, aufträgt, wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogsi auf Pigment - in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden Überzug und in der Hauptsache aus eine wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht«

Die Erfindung betrifft feiner ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbarkeit, das dadurch gekennaeichnet ist, daß man eine frisch geformte Papierbahn in noch feuchtem Zustand durch Berührung mit einer erMtzten, sich drehenden Oberfläche glättet, daß man sodann auf diese geglättete Oberfläche eine Anzahl gesonderter Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse aufbringt, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, und d aß man jede Überzugsschicht vor Aufbringung der nachfolgenden Schicht gesondert wischt und nivelliert, wobei der Klebstoff in dem letzten überzug - bezogen auf Pigment - in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden überzug

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und in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht, ,

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbarkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf eine geglättete Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn zwei gesonderte Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse aufträgt, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, und daß man jeden_x Überzug nach seiner Aufbringung und ifiveliierung gesondert in der Wärme trocknet, wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogen auf Pigment in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden Überzug und in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht*

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbarkeit, das dadurch gekennze lehnet ist, daß man auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn zwei gesonderte Schichten einer wäßrigen Überzugsmasse aufträgt, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, und daß man jede Überzugsschicht vor der Aufbringung der nächsten Schicht gesondert wischt und nivelliert, ,wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug - bezogen auf Pigment - in größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden Überzug und wobei das Bindemittel beider Überzüge in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines

synthetischen Polymerisats besteht. *

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Gegenstand der Erfindung ist feiner eine Vorrichtung zum Überziehen von Papier, die durch Vorrichtungen zum Glätten einer Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden, frisch gebildeten, nicht überzogenen Papierbahn, eine Anzahl beweglicher Rake1-BeSchichtungsvorrichtungen zum aufeinanderfolgenden Aufbringen von Papierüberzugsmassen auf die geglättete Oberfläche der Papierbahn und zum Nivellieren dieser Überzüge nach ihrer Aufbringung in noch feuchtem Zustand sowie durch Vorrichtungen zum Wärmetrocknen der überzogenen Bahn im Anschluß an jede bewegliche Rakel-Beschichtungsvorrichtung gekennzeichnet ist.

Erfindungsgemäß erfolgen auf der nicht überzogenen Papierbahn mindestens zwei gesonderte, aufeinanderfolgende Aufbringungen einer wäßrigen Überzugsmasse, jeweils gefolgt durch ein Glätten und Nivellieren auf der gleichen Seite, wie durch ^MRakel^ll-Beschichtungsvorrichtungen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäß zu überziehende nicht-überzogene Papier dadurch gekennzeichnet, daß es eine "gebügelte" Oberfläche aufweist, d.h. es ist in noch feuchtem Zustand mit Hilfe einer erhitzten.Walze geglättet worden, um herausragende Fasern auf einer oaer beiden Oberflächen der Bahn zu nivellieren bzw, niederzulegen. In dieser Weise kann die Oberfläche der Papierbahn so vorgeglättet sein, daß 95 % seiner Oberflächenunregelmäßigkeiten (Erhöhungen und Vertie-

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fungen) eine Höhe bzw. Tiefe von nicht mehr als etwa 15-20 /ti aufweisen. Eine solche Oberflächenvorbehandlung kann durch eine oder mehrere Vorrichtungen vorgenommen werden.

Das Glätten der nicht-überzogenen Papierbahn und Nivellieren der Fasern kann z.B. mit Hilfe eines "Yankee"-Trοckenzylinders erfolgen, wobei es sich im allgemeinen um eine polierte, mit Wasserdampf beheizte Trommel von etwa 3,66 m Durchmesser handelt. Beim Trocknen nach diesem Verfahren wird eine frisch gebildete, selbsttragende Bahn mit etwa 70 % Feuchtigkeitsgehalt in der Form, wie sie von der Siebpartie kommt, oder nachdem sie auf einer üblichen Papiertrocknungsvorrichtung bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30 - 50 % teilweise getrocknet worden ist, gegen den polierten Yankee-Trockenzylinder gepreßt, auf diesem bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 4-8 % getrocknet und in einem Zustand abgenommen, der als "maschinenglatt" bezeichnet wird, d.h. die Oberfläche ist hochpoliert und die Fasern sind niedergelegt. Ein Beispiel eines solchen Yankee-Trockenzylinders wird in den USA-Patentschriften 2 216 143 und .2 313 497 gezeigt.

Bei einem nicht ganz gleichwertigen Alternativverfahren kann dieser Effekt dadurch erzielt und können die gegenüberliegenden Seiten der Bahn geglättet und die gaaern nivelliert werden, indem eine frisch gebildete Papierbahn mit Hilfe zweier Yankee-Trockenzylinder getrocknet wird. So

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wird z.B. eine frisch, gebildete Bahn mit einem !Feuchtigkeitsgehalt von 65 - 75 % zunächst auf einer Seite mit Hilfe .eines Yankee-Trockenzylinders bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 - 35 % und sodann auf der anderen Seite in Berührung mit einem zweiten Yankee-Trockenzylinder, wie z.B. in der USA-Patentschrift 3 079 700 beschrieben, bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 4 - 8 % getrocknet. Während die Oberfläche der Bahn, die die zweite Trockenwalze verläßt, bei dem Verfahren dieser Patentschrift mit hohem Glanz maschinengeglättet wird, verliert das Papier nach dem Verlassen des ersten Yahkee-Trockenzylinders etwas von seiner hohen Politur, bleibt jedoch noch genügend "gebügelt¹¹, d.h_o die Fasern bleiben geglättet um nivelliert.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Vorglätten dadurch erzielt werden, daß man die frisch gebildete, aber noch nicht vollständig getrocknete papierbahn der Einwirkung eines "Glanzkalanders" bzw. einer "Heißpresse¹¹ unterwirft.

Eines der Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens und der verwendeten Überzugsmassen besteht darin, daß das fertige Produkt - wenn überhaupt - nur wenig überkalanüert zu werden braucht. Erfindungsgemäß wird ein Papier erhalten, das nach wenig oder ohne UberkalanxLern z.B. für den Rotogravüre-Druck mit bis zu 150-zeiligem Easter und mit Geschwindigkeiten von z.B. 305 m/Minute sowie mit fIa-

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chen Ätzungen* verwendet werden kann, wobei obendrein getreue Reproduktionen bei minimalem Verbrauch an Dr ucker far be erhalten werden. Ein- Grund für die verbesserte Bedruckbarkeit des überzogenen Papiers der Erfindung ist die Tatsache,daß das überzogene Papier noch über eine "Polsterwirkung" verfügt , die während des Überkalani erns gewöhnlich verlorengeht.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, maschinenglattes Papier durch Rake!beschichtung mit einem einzigen Überzug zu versehen, vgl, USA-Patentschrift 2 796 878. Die erhaltene überzogene Oberfläche weist jedoch dellen- bzw«, narbenartige Unregelmäßigkeiten auf und besitzt nicht das ausgezeichnete Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe und die ausgezeichnete Bedruckbarkeit, wie sie bei erfindungsgemäß hergestelltem Papier vorliegen.

Die bisherigen Versuche, die dellen- bzw. narbenartigen Oberflächenunregelmäßigkeiten durch Abänderungen des Verfahrens der USA-Patentschrift 2 796 878 sowohl in bezug auf die verwendete Herstellungsvorrichtung als auch in bezug auf die Rezeptur auszuschalten, waren sämtlich ohne Erfolg. Dagegen werden die Karben bzw,,Dellen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Verwendung eines zweiten 'Rakelbeschichters od.dgl. und unter Verwendung eines Überzuges, bei dem das Mengenverhältnis von Klebstoff zu Pigment

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größer ist als bei dem ersten Grundierungsüberzug und bei dem der größere Gewichtsanteil des Bindemittels aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht, zufriedenstellend überdeckt. Die für den Decküberzug verwendete Überzugsmasse ist weiterhin durch ihre freifließenden Eigenschaften gekennzeichnet, was dazu beiträgt, daß in dem Grundierüberzug vorhandene Risse, Dellen usw₀ währendder Aufbringung des Decküberzuges gefüllt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung von drei völlig verschiedenen Papiertypen geeignet, und zwar zur Herstellung von Etikettier- oder Einwickelpapier,

das &khk1c in seinem Grundgewicht von 40,7 bis 73,2 g/m variiert und einseitig zu bedrucken ist, ion beidseitig zu bedruckendem Zeitschriften- oder Buchp'apiern mit einem Gewicht von 48,7 - 61,8 g/m und von beidseitig zu bedruckenden schweren Kunstdruck- oder Buchpapieren mit einem Gewicht

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von 81,2 - 162,5 g/m· . Bei jedem dieser Papiertypen werden definierte Qualitätsanforderungen gestellt, die sich mit· Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in ausgezeichneter Weise erfüllen lassen.

Z.B. ist es bei der Herstellung von "Etikettier- oder einseitig zu bedruckendem Einwickelpapier erforderlich, ein Papier herzustellen, das sowohl äußerst glatt ist als auch ein hohes Aushaltevermögen gegenüber Druckerfarbe hat, damit die aus ihm hergestellten Etiketten und Einwickelpapiere

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mit hohen Geschwindigkeiten (305 m/Minute oder darüber) und mit den flachen Ätzungen gedruckt werden können, wie sie bei den gegenwärtig zur Herstellung der Rotogravüre-Druckplatten verwendeten feinen Rastern vorliegen· Das erfindungsgemäß hergestellte Papier ist für derartige Zwecke äußerst gut geeignet, was auf die extreme Glattheit und daa regelbare Aas· haltevermögen gegenüber der Druckerfarbe zurückzuführen ist, die durch die Verwendung der synthetischen Polymerisatdispersionen bei der Rezeptur der erfündungsgemäß benutzten Deküberzugsmassen erzielt werden.

Zeitschriften oder Buchpapier mit geringem Gewicht hingegen müssen bei zufriedenstellender Bedruckbarkeit in höchstem Maße undurchsichtig sein. Auch diese Anforderungen lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in ausgezeichneter Weise erfüllen, denn bei entsprechender Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Papier mit hoher Glattheit, hohem Aushaltevermögen gegenüber Druckerfarbe und angemessenem Glanz erhalten, wobei nur wenig oder gar nicht überkalanctert zu werden braucht. Als Ergebnis wird der beim tjberkalanaern auftretende Verlust an Undurchsichtigkeit entweder vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt, so daß das fertige papier merklich undurchsichtiger ist als übliche Papiere gleicher Bedruckbarkeit·

Kunstdruck- oder Buchpapiere mit hohem Gewicht hingegen haben oft den Nachteil, da+ß benachbarte Flächen

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die Druckerfarbe in unterschiedlichem Maße absorbieren. Diese ungleiche Absorption der Druckerfarbe wird als "variables Absorpxionsvermögen gegenüber Druckerfarbe" bezeichnet. Das Ausmaß des variablen Absorptionsvermögens gegenüber Druckerfarbe wird in bedeutendem Maße durch das Ausmaß des Überkalanderns bestimmt, das zur Erzielung des benötigten Glanzes und der benötigten Glätte erforderlich ist. Je stärker überkalandert worden ist (d.h. je größer der Druck war, je mehr Wasserdampf zur Plastifizierung des Überzuges benötigt wurde und je größer die Zahl der erforderlichen Quetschwalzen war), desto ausgesprochener ist das unerwünschte variable Absorptionsvermögen gegenüber Druckerfarbe _o Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet bei Erzielung einer guten Glätte und eines guten Glanzes eine Verringerung dieses variablen Absorptionsvermögens gegenüber der Druckerfarbe, da das Überkalandern fast ganz bzw. ganz entbehrlich wird· Weiterhin kann das Ausmaß des AushalteVermögens gegenüber der Druckerfarbe je nach Wunsch durch die Einverleibung verschiedener wäßriger Dispersionen von synthetischen Polymerisaten in den Dei- bzw«, Versiegelungsüberzug variiert werden.

In jedem Falle sind es daher die erfindungsgemäß erzielbare extreme Glattheit und das regelbare Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe, die zur Lösung der spezifischen Herstellungsprobleme verwendet worden sind, doch sind diese Vorteile jeweils auf etwas andere Weise ausgenutzt

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worden. Mit anderen Worten: bei Etikettierpapieren werden die Papier qualitätsprobleme erfindungsgemäß durch erhöhte Glätte und erhöhtes Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe direkt gelöst, während bei den leichten und schweren Kunstdruckpapieren die bisher vorliegenden Herstellungsprobleme der zu geringen Undurchsichtigkeit und des variablen Absorptionsvermögens gegenüber der Druckerfarbe vollständig oder teilweise indirekt gelöst werden konnten, indem sich erfindungsgemäß ein Papier mit guter Bedruckbarkeit und regelbarem Aushaltevermögen gegenüber der Druckfarbe nach einem Verfahren herstellen läßt, bei dem nur geringfügig überkalandert zu werden braucht.

Es ist zwar an sich bekannt, Papier in dem Zustand, wie es die üblichen Papiertrocknungsvorrichtungen verläßt, mit aufeinanderfolgenden Überzügen zu versehen, wie z.Bo nach der USA-Patentschrift 2 949 382, wobei das Papier zunächst mit Hilfe einer Walzenbeschichtungsvorriohtung ,(imprint roll type coater) überzogen wird, worauf mit Hilfe einer Beschichtungsvorrichtung mit beweglichem Rakelmesser eine Überzugsmasse mit einem verhältnismäßig niedrigen Klebstoffgehalt aufgetragen wird, um die beim Überziehen mit der Walzenbeschichtungsvorrichtung entstandenen Unebenheiten auszugleichen. Nach diesem Verfahren läßt sich jedoch kein Papier mit ausgezeichneter Bedruckbarkeit, Glattheit und den anderen erfindungsgemäß erzielten Eigenschaften,

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herstellen.

Die erfindungsgemäß angewendete Rakelbeschichtung erfolgt mit Hilfe von Überzugsvorrichtungen, bei denen zur Nivellierung der feuchten Ablagerung der Überzugsmasse ein Sakelmesser verwendet wird und bei denen das Rakelmesser nach oben oaer nach unten entweder dicht neben der Vorrichtung zur Aufbringung des Überzuges oder in regelbarem Abstand von dieser entfernt angeordnet ist.

Ein Typ eines RakeIbeschichters besteht Z₀B. aus einem Trog, der in einem biegsamen Metallrakelmesser endet, das gegen die um eine federnde Walze und durch ein in dem Trog befindliches Bad aus der Überzugsmasse laufende Papierbahn gehalten wird, wie z.B. in der obengenannten USA-patentschrift 2 949 382 gezeigt wird.

Bei einem anderen Typ erfolgt die Aufbringung der Überzugsmasse auf die sich bewegende Papierbahn mit Hilfe einer Walze, auf die die Überzugsmasse indirekt oaer direkt aufgebracht und von-der sie dann auf die Papierbahn überführt wird, wonach die überschüssige feuchte Überzugsmasse in bestimmter Entfernung von diesem Punkt mit Hilfe eines biegsamen Rakelmessers entfernt wird, vgl. z»B. die obengenannte USA-Patentschrift 2 796 878.

pig. 1 erläutert schematisch eine Anordnung für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

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Pig. 2 erläutert schematisch eine andere Vorrichtung zur Durchführung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig, 3 erläutert schematisch einen Vorriehtungsbestandteil, der sowohl für die Vorrichtung nach Fig.1 als auch für die Vorrichtung nach Fig. 2 in Frage kommt.

Fig. 4 erläutert schematJs ch eine abgeänderte Anordnung einer als "Glanzkalander¹· bekannten Vorrichtung zum Glätten einer Seite der frisch gebildeten Papierbahn vor dem tiberziehen.

Fig. 5 erläutert eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 4 zum Glätten beider Seiten der Papierbahn.

Fig. 6 erläutert schematisch eine weitere modifizierte Anordnung einer als "Heißpresse" bekannten Vorrichtung zum Glätten beider Seiten einer frisch gebildeten Papierbahn vor dem ÜberzieiE h.

Pig. 1 erläutert schematisch eine Anordnung einer Vorrichtung zum Trocknen einer frisch gebildeten nassen Papierbahn auf einem Yankee-Trockenzylinder und zum doppelten Überziehen der papierbahn auf der Siebseite des Papiers mit Hilfe von RakeIbeschiehtungsvorrichtungen, unter weiterer Erläuterung von Vorrichtungen , mit denen gegebenenfalls die Rückseite bzw· Filzseite der Papierbahn überzogen werden kann, die in diesem Falle nicht maschinengeglättet worden ist. Im einzelnen wird in der Fig. 1 mit der Ziffer 10

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eine frisch gebildete feuchte Papierbahn nach dem Verlassen der Siebpartie der Papiermaschine bezeichnet, die sich entweder im normalen Zustand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 65 - 75 % oder in einem teilweise getrockneten Zustand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von z.B. 30 - 50 % befindet, weil sie über mehrere übliche (nicht gezeigte) Walzentrockner gelaufen ist.

Die feuchte Papierbahn wird dann mit Hilfe einer Druckwalze 10 auf den großen, polierten, mit Wasserdampf beheizten Yankee-!Trockenzylinder 12 überführt und auf diesem Über den größten Teil seiner Oberfläche befördert, bis sie über die Walze 13 abgezogen wird« Zu diesem Zeitpunkt ist der Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 4■ - 8 % verringert worden. Dieses Abziehen läßt sich in bequemer Weise mit Hilfe der Walzen des Glättwerks 14 erreichen, die gewöhnlich über die unterste Walze des Glättwerks angetrieben werden·

Obgleich die Bahn 10 in der Zeichnung dreimal zwischen jeweils zwei Walzen des Glättwerks 14 hindurchgeführt wird, kann dieses Glättwerk durch ein einziges Paar von Klemmwalzen (nicht gezeigt) zum Abzieheis, der Papierbahn von dem Trockenzylinder 12 ersetzt werden*

Die Oberfläche der feuchten Bahn 10, die in innige Berührung mit der hochglänzenden und erhitzten Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 12 gebracht wird, nimmt eine glänzende bzw. "gebügelte¹¹ Beschaffenheit an, die im allgemeinen mit dem Ausdruck "maschinenglatt*¹ belegt wird und dadurch

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gekennzeichnet ist, daß die Fasern auf der geglätteten Oberfläche bis zu. einem solchai Grade geglättet, niedergelegt bzw. heißgepreßt worden sind, daß nicht mehr als 5 % der; Oberflächenunregelmäßigkeiten der Papierbahn eine Höhe bzw· Tiefe toon mehr als etwa 15 bis 20/U aufweisen. Ein Vorteil einer derart glatten Oberfläche besteht darin, daß geringere Mengen Überzugsmasse ausreichen, um die Oberfläche der Bahn zu bedecken. Diese Verringerung im Überzugsgewicht ma©ht die Herstellung beträchtlich leichtetei? Papiere möglich, während bei Papieren mit höherem Gewicht die gute Bedruckbarkeit erhalten bleibt.

Die auf einer Seite maschinenglatte Papierbahn 10 kann sodann aufgerollt und erst später dem erfindungsgemäßen Überzugsirerfahren unterworfen werden_β Vorzugsweise wird jedoch das Überziehen auf der gleichen Maschine durchgeführt, d.h. die Papierherstellung und das Überziehen erfolgen in einem kontinuierlichenVerfahren mit den bei der Papierherstellung üblichen Geschwindigkeiten. So wird die Papierbahn 10τ wie in Figo 1 weiter erläutert - nach dem Verlassen des Glättwerks 14 auf der Filz- bzw. ungeglätteten Seite mit Hilfe der gezeigten, im Abstand angeordneten Rakelbeschichtungsvorrichtung überzogen. Der Zweck dieser Maßnahme ist, die Papierbahn undurchsichtiger und dichter zu machen. Dieses Auffüllen der Bahn von der Rückseite her erhöht außerdem die Bedruckbarkeit der Bahn und vermindert die Menge

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des auf der maschinenglatten Seite erforderlichen Überzuges. Weiterhin trägt das Überziehen der herausragenden Fasern auf der Rück- bzw. Filzsefte dazu bei, die erforderliche Wachsmenge auf ein Minimum herabzusetzen, wenn die überzogene Bahn zur Herstellung von Einwickelpapier für Nahrungsmittel gemacht werden soll«

So läuft die Bahn 10 -.wie in der Zeichnung gezeigt - um eine Vielzahl von Walzen 15» 16, 17 und 18, wonach die Filzseite der Bahn 10 mit der Oberfläche der Auftragwalze 19 in Berührung kommt, die sich in einem Bad der Überzugsmasse 20 in dem Trog 21 dreht.

Diese Auftragwalze 19 wird vorzugsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Motors mit variabler Geschwindigkeit mit etwa 70 % der Papiergeschwindigkeit angetrieben. Nachdem die Rückseite (Filzseite) der Bahn überzogen worden ist, wird die Bahn um die federnde, d.h. mit Kautschuk bedeckte Walze 22 geführt, wo mit Hilfe eines biegsamen Ragelmessers 23 die überschüssige Überzugsmasse von der Bahn entfernt wird. Die überschüssige Überzugsmasse wird in dem Trog 24 @ssammelt und erneut verwendet, vorzugsweise nachdem Fasern und andre grobe Teilchen mit Hilfe eines Siebes entfernt worden sind. Weiterhin sind nicht gezeigte Vorrichtungen zum Einjustieren des Winkels und Druckes des Rakelmessers 23 in bezug auf die Walze 22 oder gegebenenfalls zum weiteren Reinigen des Rakelmessers vorgesehen. Die nunmehr auf ihrer Filzseite mit Hilfe der aus der Auftragwalze 19 und dem Rakelmesser 23 bestehen-

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den Rakelbeschichtungsvorrichtung überzogene Papierbahn 10 wird sodann getrocknet, indem sie mit ihrer Siebseite über die Trockentrommel 25, 25 geführt wird, wobei sich gleichzeitig die Wanderungsrichtung der Papierbahn umkehrt.

Bei dieser Ausführungsform ist die Filzseite der Papierbahn nach dem Maschinenglätten mit einer Rakelbeschichtungsvorrichtung überzogen worden. Das Aufbringen der Überzugsmasse für die Rückseite kann aber gemäß einer anderen Ausführungsform auch mit Hilfe einer Walzenbeschichtungs-• vorrichtung erfolgen, während die Papierbahn noch auf dem Yankee-Trockenzylinder 12 getrocknet wird, wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausfuhrungsform wird zwischen den sich entgegengesetzt drehenden Förderwalzen 34» 34 ein Vorrat derÜberzugsmasse 33 gehalten und von hier durch die Walze 35 auf die Walze % übertragen, die eine federnde Oberfläche aufweisen kann. Danach wird die Überzugsmasse in Form eines vorgebildeten Filmes direkt auf die Rück- bzw. Filisseite der Bahn 10 überführt, während diese um den Yankee-Trocgenzylinder 12 wandert, und auf diesem durch Entfernung des wäßrigen Trägeranteils der'Überzugsmasse zusammen mit dem Rest der in der Bahn 10 enthaltenen Feuchtigkeit getrocknet.

Die überzugsmasse 33 kann vom üblichen, fßr Walzembeschichtungsvörrichtungen verwendeten Typ sein und ein Mineralpigment und ein Bindemittel in einem wäßrigen Träger mit einem Feststoffgehalt von etwa 40- 60 % aufweisen.

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Die nächste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß auf die machinenglatte Sü>seite der Bahn 10 ein Grundierüberzug aufgebracht wird_o Das Papier wird nach dem Verlassen der Walze 26 mit der Auftragwalze 27 in Berührung gebracht, die aus einem Trog 29 eine Überzugsmasse 28 aufnimmt und auf die Siebseite der Bahn 10 aufträgt,, Bei dieser überzugsmasse 28 kann es sich um die gleiche oder um eine andere Zusammensetzung wie bei der Masse 20 handeln. Nachdem die maschinenglatte Oberfläche der Bahn überzogen worden ist, wandert die Bahn 10 um die federnde Walze 30, wo der überschüssige Anteil der Überzugsmasse 28 mit Hilfe eines biegsamen Rakels 31 entfernt wird,, Die Auftragwalze 27 und das Rakel 31 bilden zusammen eine Rakelbeschichtungsvorrichtung, die der oben beschriebenen Anordnung aus der Auftragwalze 19 und dem Rakel 23 ähnlich ist.

Die nunmehr auf beiden Seiten überzogene Papierbahn 10 wandert nun zwischen den in Abstand voneinander gehaltenen Trocknungsvorrichtungen 32, 32 hindurch, wobei es sich um Bretter mit Infrarotlampen oder Luftdüsen handeln kann, wodurch der auf der Siebseite der Bahn befindliche feuchte Überzug zu einer haltfesten Masse verschmilzt.

Nach dem Verlassen des Trockenzylinders 37, der unmittelbar auf die Rakelbeschichtungsanlage folgt, wo der Grundierüberzug auf die Maschinenglatte Seite der Bahn aufgebracht wird, wird die Bahn u® die Walze 38 gezogen und ihre

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maschinenglatte Seite erneut in Berührung mit einer Auftragwalze 39 gebracht, die aus einem Trog 41 eine Decküberzugsmasse 40 aufnimmt und auf der grundierten Oberfläche der Bahn ablagert. Die Überzugsmasse 40 ist - wie oben bereits beschrieben - durch ihre freifließende Eigenschaft und ihren hohen Sehalt (30 - 100 %, bezogen auf Pigment) an einer wäßrigen Emulsion eines synthetischen Polymerisats gekennzeichnet. Der Überschuß der mit Hilfe der Walze 39 aufgebrachten Überzugsmasse 40 wird mit Hilfe, des beweglichen Rakelmessers42entfernt, das gegen die Bahn wirkt, während diese um die mit einer federnden Oberfläche versehene Walze 43 geführt wird. Dieses letzte bzw. Decküberzug auf der maschinenglatten Oberfläche wird sodann getrocknet, was z.B. durch Hindurchschicken der Bahn 10 durch Trocknungsvorrichtungen 44, 44 und Herumführan um die Trockentrommel 45 geschehen kann, worauf die Bahn in fertig getrockneter Form, wobei die Poly- · merisatteilchen mit den Pigmentteilchen in dem Decküberzug verschmolzen sind, auf die Haspel 46 aufgewickelt wird.

Das auf diese Weise hergestellte Papier ist auf der einen Seite, auf der es maschinengeglättet und durch Rake!beschichtung doppelt überzogen worden ist, ausgezeichnet bedruckbar. Ein derartiges Papier läßt sich in ausgezeichneter Weise zur Herstellung von Etiketten, die nur auf einer Seite bedruckt werden, oder von nur einseitig zu bedruckendem Einwickelpapier verwenden, wobei hier unter

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"Einwickelpapier" sowohl Papier zum Umwick&n bzw. Umkleben von Pappbehältern als auch Papier zum direkten Einwickeln von Waren, wie Z₀B. von Nahrungsmitteln, verstanden wird.

Die bereits oben gebannte Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen doppelter Überzüge auf beide Seiten einer Papierbahn, die als Buchpapier, d.U. als überzogenes Papier, das beidseitig zu bedrucken ist, verwendet werden soll und vor der Aufbringung dieser Überzüge "gebügelt" worden ist, d.h. durch Trocknen der frisch gebildeten feuchten Bahn nach dem Verlassen der Siebpartie durch Herumführen um zwei große Yankee-Trockenzylinder nach dem in der obengenannten USA-Patentschrift 3 079 700 beschriebenen Verfahren sind seine Oberflächen geglättet und die Fasern zur Bahnoberfläche praktisch parallel gelegt worden,. In diesem Fall wird die von der Siebpartie der Papiermaschine kommende Papierbahn 50 ohne Vortrocknen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 65 - 75 % mit Hilfe der Walze 52 mit der erhitzten, polierten Oberfläche des Yahkee-Trockenzylinders 51 in Berührung gebracht und auf dieser bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 - 35 % getrocknet. In diesem Zustand wird die Bahn 50 mit Hilfe der Ziehwalzen 53, 53 von dem Trokkenzylinder 51 abgezogen und sodann mit Hilfe der Walze 55 mit dem zweiten Yankee-Trockenzylinder 54 in Berührung gebracht. Auf diese Weise wird die gegenüberliegende Seite der frisch gebildeten, teilweise getrockneten Bahn durch Trocknen

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in - Berührung mit der polierten Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 54 maschinengeglättete Die erhaltene Bahn wird sodann über die Walze 55 von djem Trockenzylinder 54 abgezogen, was dadurch bewirkt wird, daß die Bahn durch eines oder mehrere Walzenpaare eines Glättwerks 56 geführt wird, das dem oben beschriebeim Glättwerk 14 ähnelt«,

Die Papierbahn kann dann nach dem "Verlassen der Yankee-Trockenzylinder 51 und 54» die dazu dienen, die beiden Seiten der Bahn zu glätten und zunivellieren bzw. "maschinenglatt" zu machen, in wirksamer Weise überzogen werden, und zwar nach dem Verfahren, wie es für die maschinenglatte Oberfläche der Bahn 10 beschrieben worden ist. So wird die Bahn 50 nach dem Verlassen des Glättwerks 56 und dem Durchlaufen einer Vielzahl von Walzen, wie z«B. 57» 58, 59 und 60, mit der Auftragwalze 61 in Berührung gebracht, mit deren Hilfe aus einem Trog 63 die Grundierüberzugsmasse 62 aufgetragen wird, während die Bahn um die Walze 64 läuft. Während des Herumwanderns der überzogenen iBahn 50 um die Walze 64 wird der Überschüssige Anteil der Überzugsmasse mit Hilfe eines umgekehrten, biegsamen Rakelmessers aitfernt. Auf diese Weise liegt eine Rakelbeschicliungsanordnung aus einer Auftragwalz e 61 und einem beweglichen bzw« folgenden Rakelmesser 65 vor, die den in Fig· 1 gezeigten Anordnungen aus Auftragwalzen und Rakeln 19, 23; 27, 31; und 39, 42 ähnelt, Die auf einer Oberfläche mit einem GrundierÜber-

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zug versehene Bahn 50 wird sodann um ein Paar Trockenzylinder 66, 66 gezogen und sodann um die Walze 67 herumgeführt, um die gegenüberliegende Seite der Bahn mit einer Auftragwalze 68 in Berührung zu bringen, die sich in einer Überzugsmasse 69 dre-ftit, die der Überzugsmasse 62 gleichen kann, da es sich in beiden Fällen um Grundierüberzugsmassen handelt. Kurz nach dem Aufbringen der Überzugsmasse 69 und während sich die Bahn noch in Berührung mit der Walze 71 befindet, wird die überschüssige Überzugsmasse mit Hilfe des biegsamen Rakelmessers 72 entfernt und der zurückbleibende Überzug geglättet. Es handelt sich hier um eine weitere Rakelbeschichtungsanordnung, die den oben bereits beschriebenen ähnelt. Die Bahn 50, die nunmehr auf beiden Seiten Grundierüberzüge aufweist, wird sodann zwischen den gegenüberliegenden Trockeavorrichtungen 73, 73 hindurchgeführt, bei denen es sich um ähnliche Vorrichtungen wie bei den oben beschriebenen Trockenanlagen 32, 32 und 44» 44 handeln kann.

Die Bahn wandert sodann um die Trockentrommel 74 herum» wo sich ihre Wanderungsrichtung umkehrt, damit sie nach dem Durchlaufen einer Viekzahl von Walzen, wie z.B. 75, 76 und 77, auf der zuerst Überzogenen Seite mit einem zweiten oder Decküberzug versehen werden kann, was dadurch geschieht, daß sie gegen eine Auftragwalze 78 geführt wird, die aus einem Trog 80 die Decküberzugsmasse aufnimmt, während die Bahn um die federnde Walze 81 herumläuft, wo über-

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schüssige Überzugsmasse mit Hilfe eines biegsamen Rakelmessers 82 entfernt' wird. Die Bahn wandert sodann um ein Paar Trockentrommeln 83, 83 und wird sodann mit der Auftragwalze 85 in Berührung gebracht, die eine Schicht einer Decküberzugsmasse 110 aufbringt, bei der es sich um die gleiche Mässem wie bei der Decküberzugsmasse 79 handeln kann. Kurz danach berührt die Bahn die federnde Walze 87, wo überschüssige Decküberzugsmasse 110 mit Hilfe des Rakelmessers 88 entfernt wird. Der auf der Bahn verbleibende Rest wird sodann teilweise getrocknet, indem die Bahn 50 zwischen den Trockenanlagen 89, hindurchgeführt wird, und durch Herumführen um die Trockentrommel 90 wird der glatte Decküberzug schließlich fertig getrocknet, worauf die Bahn auf die Haspel 91 aufgerollt wird. Fig.' 3 erläutert einen abgeänderten, jedoch wohlbekannten Rakelbeschichter, der anstelle eines oder sämtlicher oben beschriebener Rakelbeschichter verwendet werden kann. So erläutert die Fig. 3 eine Bahn 10', bei der es sich um die Bahnen 10 oder 50 handeln kann, wie sie um eine federnde Walze 92 und durch ein Bad mit Überzugsmasse 20' gezogen wird, die die gleiche Zusammensetzung wie die bei den obigen Anordnungen verwendeten Grundier- oder Decküberzugsmassen oder sogar die gleiche Zusammansetzung wie die auf die Rückseite der Bahn in Fig. 1 aufgebrachte Überzugsmasse haben kann. Ein Bad dieser Überzugsmasse 20' wird mit der Papierbahn 10', während sie um die Walze 92 läuft, mit Hilfe eines

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Troges in Berührung gebracht, der durch den Rakelhalter 93 und das biegsame Rakelmesser 94 gebildet wird, das die Überzugsmasse 20' glättet und einebnet, wenn die Bahn 10' das Bad verläßt.

Für den erfindungsgemäßen Zweck ist es möglich, anstelle des einzelnen Yahkee-Trockenzylinders 12 bzw. des Paares von Yankee-Trockenzylindern 51 und 54 andere Vorrichtungen zum "Bügeln" der Papierbahn zu verwenden, um ihre Oberfläche zu glätten und die Fasern mit der Bahnoberfläche praktisch parallel zu legen, Z.B. kann die Papierbahn der Einwirkung eines einseitigen Glanzkalanders unterworfen werden, wie in Fig. 4 gezeigt wird.

Diese Vorrichtung, der Glanzkalander, besteht aus einer chromplattierten, mit Wasserdampf beheizten Walze 96 mit großem Durchmesser, der eine mit Kautschuk oder Kunststoff bedeckte Quetsch- bzw. Klemmwalze 97 gegenübersteht. Der erfolgreiche Betrieb dieser Vorrichtung ist davon abhängig, daß eine verhältnismäßig trockene Bahn 95 (5 - 25 % Feuchtigkeit) durch den durch die beiden Walzen gebildeten Walzenspalt geführt wird, während die beiden Walzen mit einem Druck von 17,8 -71»5 kg/cm zusammengepreßt werden. Dadurch wird ein Bügeln bzw. Glätten der Oberfläche der Bahn bewirkt, das für das erfindungsgemäße Verfahren recht brauchbar ist. Gegebenenfalls kann die Bahn vor dem Überziehen dann noch zwischaen den Trockenvorrichtungen 98 hindurchgeführt werden.

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Weiterhin kann der Glanzkalander zum Polieren bzw. Vorglätten beider Seiten der Bahn verwendet werden, wie in Fig. 5 erläutert wird, wo die Bahn 95' zwischen zwei Glanzkalandern 96, 97 und 99, 100 hindurchgezogen wird, um die gegenüberliegenden Seiten zu glätten, worauf die Bahn noch gegebenenfalls durch Vorrichtungen 98 getrocknet werden kann.

Wie oben bereits erwähnt, kann anstelle des Glanzkalanders auch eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden, die als "Heißpresse" bezeichnet wird und die zur Behandlung einer Bahn mit einem verhältnismäßig hohen Feuchtigkeitsgehalt von 35 - 50 % verwendet werden kann«. Die Wirkung der Heißpresse ist derjenigen eines üblichen Yankee-Trockenzylinders etwas analog; es wird zwar nur ein. geringer Trockeneffekt erzielt, doch erhält die Bahn eine polierte Oberfläche, die für das erfindungsgemäße Verfahren ausgezeichnet geeignet ist. Ganz allgemein werden eine oder mehrere Heißpressen auf mittlerem Wege in der ea?sten Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet, so daß eine verhältnismäßig feuchte Bahn vorgeglättet werden kann, wie durch Fig. 6 erläutert wird« Hier wandert die Bahn 101 (25 - 50 % Feuchtigkeitsgehalt) um die federnde Walze 102, die sie gegen die polierte, mit Wasserdampf beheizte Trockenwalze 103 preßt, wo die Feuchtigkeit durch Umlaufen der Trockenwalze 103 und Einwirkung eines Trockners mit hoher Geschwindigkeit 105 auf die Bahn

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101 entfernt wird. Im Anschluß hieran wird die Bahn 101 um die Walze 104 gezogen und durch, den Walzenspalt zwischen der federnden Preßwalze 106 und der polierten !Drockenwalze 107 geführt, wo ihre andere Seite geglättet und weitere Feuchtigkeit entfernt wird, ehe die Bahn auf einen üblichen Trokkenzylinder 108 gelangt.

Einer der größten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das in üblicher Weise als letzte Stufe bei der Herstellung überzogenen Druckpapiers durchgeführte Überkalandern ganz oder fast ganz entbehrlich wird* Dadurch wird ein beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil erzielt, da das gesondert von der Papiermaschine erfolgende Überkalandern in vielen Fällen nicht mehr notwendig ist, sondern erfindungsgemäß die Herstellung eines überzogenen Papiers von den Rohmaterialien bis zum fertigen, verkäuflich» Produkt in lediglich einem Herstellungsgang möglich ist· Es liegt auf der Hand, daß die erfindungsgemäße Papierherstellung aus diesen Gründen zwangsläufig billiger sein muß als nach den bekannten Verfahren.

In der bisherigen Beschreibung wurde nun von der Verwendung von Rakelmesaerbischiehtungsvorrichtungen zur Aufbringung der erfindungsgemäß erforderlichen glatten Grundier- und Decküberzüge gesprochen· Dies soll natürlich nicht bedeuten, daß andere Beschichtungsvorrichtungen unter Verwendung von Rakeln mit Stäben oder kleinen Walzen an den Baden der Rakeln oder Glättwalzen, die mit der Bahn nach

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Aufbringung des Überzuges in Schmierberührung treten, um die auf die Bahn aufgebrachte Überzugsmasse zu glätten, ausgeschlossen sind.

Die in jedem Falle verwendeten Überzugsmassen enthalten in erster Linie ein Mineralpigment, wie z.B. einen Papierbeschichtungston, gefälltes Calciumcarbonat, Titandioxyd u.dgl. oder Gemische solcher Stoffe, Stoffe wie Titandioxyd sind besonders brauchbar, wenn eine erhöhte Undurchsichtigkeit gewünscht wird* Zusätzlich werden in Kombination mit diesen Pigmenten Mittel zur Verhinderung des Ausflockens des Tons oder Mineral-Dispergiermittel wie Tetranatriumpyrophosphat, Hatriumhexametaphosphat u.dglX verwendet.

Weiterhin werden Bindemittel verwendet, wie z.B. mit Enzymen vorbehandelte oder oxydierte Stärken, Dextrine, Gasein und andere Proteine, wie Zein aus Mais und Sojabohnen-OC-Protein, oder Gemische dieser Stoffe. Andere Bindemittel, die entweder allein oder in Kombination mit den obengenannten verwendet werden können, sind wasserlösliche harzartige Substanzen wie Carboxymethylcellulose und polyvinylalkohol, Besonders wünschenswert sind wäßrige Dispersionen von thermoplastischen Polymerisaten, die oftmals unter dem Sammelbegriff "Latices" zusammengefaßt werden und aus wäßrigen Dispersionen von synthetisch». Homo- und Mischpolymerisaten bestehen, hier allgemein mit "Polymerisate" bezeichnet.

Der Peststoffgehalt der verwendeten Überzugsmassen

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kann etwa 20 - 65 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von etwa 40 - 60 Gew.-%. Die Bindemittelfeststoffe machen in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck oder dem Ort der Aufbringung etwa 10 - 100 Gew.-% des Mineralpigments aus. Wenn z.B. ein Überzug auf die Rückseite einer Bahn aufgebracht werden soll, die wie in Fig. 1 nur auf ei ner Seite maschinenglatt ist, und wenn die überzugsmasse mit Hilfe einer Walzenbeschichtungsvorrichtung aufgebracht werden soll, kann die Überzugsmasse 33 etwas thixotrop sein und im wesentlichen aus 100 Teilen Papierbeschichtungston und 10-30 Teilen einer Stärke, wie mit Enzymen vorbehandelter Stärke, zusammen mit einer geringen Menge Ammoniumstearat und Tetranatriumpyrophosphat und einer solchen Menge Wasser, daß ein Peststoffgehalt von etwa 50 % vorliegt, bestehen. Wenn andererseits diese Rück- bzw. Filzseite mit Hilfe einer Rakelbeschichtungsvffirrichtung überzogen werden soll, wie es in den Fig. 1 und 3 gezeigt wird, kann die verwendete überzugsmasse-10 - 25 Gew. % - bezogen auf das Pigment - eines Latex als Bindemittel enthalten. Die gleichen Überzugsmassen lassen sich auch in geeigneter Weise für den Grundierüberzug verwenden, der in Fig. 1 auf der RakeIbθschichtungsstation II auf die Siebseite bzw. raaschinenglatte Seite der Bahn aufgebracht wird.

Die Verwendung wäßriger Dispersionen von thermoplastischen synthetischen Polymerisaten als Bindemittelbe-

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staMteil ist wünschenswert, wenn Rake lbe schicht ungs vorrichtungen verwendet werden» da sie Überzugsmassen mit guten Fließeigenschaften erlauben, die von großen Mengen entweder thixotroper oder dilataner Anteile frei sind. Wenn Stärken oder Proteine als Bindemittel verwendet werden, ist nämlich die Erzielung guter Fließeigenschaften bei erforderlichem bzw. gewünschtem Feststoffgehalt oftmals recht schwierig.

Die erfindungsgemäß auf die polierte oder maschinenglatte Oberfläche der Papierbahnen aufzubringenden Grundierüberzugsmassen enthalten vorzugsweise etwas Polymerisat-Bindemittel, und es hat sich als wünschenswert erwiesen» etwa 10 - 25 % solcher thermoplastischer polymerer Substanzen, bezogen auf das Gewicht des Mineralpigments, zu verwenden. Ein solcher Überzug kann beispielsweise aus 34 Teilen Titandioxyd, 20 Teilen Caleiumcarbonat und 46 Teilen Überzugston zusammen mit 14 Teilen eines Acrylharzlatex, 2 Teilen Zein und einer geringen Menge von Pigment-Dispergiermitteln und Ammoniak als Konservierungsmittel für das Acrylharz-Bindemittel bestehen. Weiterhin wird gewöhnlich Wasser zugesetzt, so daß der Feststoffgehalt zum Schluß etwa 6o - 64 % beträgt.

Eine weitere und viel wirtschaftlichere überzugsmasse für den auf die maschinenglatte Seite aufzubringenden Grundiei'überzug kann aus 100 Teilen Papierbeschichtungston, 16 Teilen mit Enzymen umgewandelter Stärke und genügend Was-

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ser, daßder Peststoffgehait der Masse zum Schluß etwa 52 % beträgt, hergestellt werden·

Eine weitere Grundierüberzugsmasse, die auf die glänzende bzw, glatte Oberfläche der Bahn aufgebracht werden kann, ist wie folgt:

Qewichtsteile

Papierbeschichtungston 575

TiO₂ ("Titanox RA-50") ·. 400

Gefälltes Calciumcarbonat ("Pureeal 0") 225 50 #ige ^MCarbowax^l!-Iösung (Polyäthylen-

glykol-Schmiermittel) . 48

15 %ige Proteinlösung (Sojabohnen-->C —

Protein) 160

Ammoniaklösung von 26-28° Beaume*,

50 % 50 mit Wasser verdünnt 40

46 %ige wäßrige Dispersion eines Polyvinylacetat -Acryl-Mis chpolymerisatharsB s (»National-Resin 25-1103") 352

"Quadrofos¹» (Natriumtetraphosphat) 1 "Calgon" (Natriumhexametaphosphat) 2,5

Die voratehencle Masse, die einen Gehalt an trokkenen Peststoffen von 1415 Gewichtsteilen aufweist, wird mit weiterem Wasser verdünnt, um einen Peststoffgehait von 61 % zu erzielen. Der Gehalt an Polyvinylacetat-Acryl-MischpοIymerieat betrug 13»5 %$ während der Proteingehalt 2 Gew.-% bezogen auf den Mineralpigmentgehalt - betrug.

Die vorstehende Grundierüberzugsmasse wird am

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beaten mit Hilfe von RakeIbeschichtun^vorrichtungen in

ρ
Mengen von 4,87 bis etwa 13 g/m aufgetragen, da bei we-

■ 2
niger als 4,87 g/m die Beschichtung ungenügend ist, während

bei Mengen oberhalb von etwa 9,75 g/m in zunehmendem Maße Schlierehbildung und andere Betriebsschwierigkeiten auftreten. Das Grundgewicht der Papierbahn kann nicht viel weni-

2
ger als etwa 32,5 g/m betragen, doch besteht anscheinend keine begründete obere Grenze.

Die Überzugsmasse für den Deck- bzw. Versiegelungsüberzug enthält erfindungsgemäß vorzugsweise - wenn überhaupt - nur wenig Stärke oder Protein als Bindemittel. Anstattdessen werden vorzugsweise wäßrige Dispersionen von synthetischen thermoplastischen Polymerisaten, wie sie oben beschrieben worden sind, verwendet. Der Grund dafür ist der, daß die großen hydrophoben Polymerisatteilchen dazu neigen, auf der Oberfläche des Grundierüberzuges zu verbleiben und daß unter Verwendung derartiger Stoffe als Bindemittel-Hauptbestandteil hergestellte Überzugsmassen gute freifließende Eigenschaften aufweisen, was zur Auffüllung von Rissen bzw. Spalten in dem Grundierüberzug beitragt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt weiterhin der Gehalt an thermoplastischen Polymerisat-Bindemittel indem ' Decküberzug innerhalb des Bereichs von etwa 30 - 100 %, bezogen auf das Gewicht des Pigmentes in der Masse, w.ofeei der

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Gesamtfeststoffgehalt etwa 20 - 65 % betragen sollte und wobei die Überzugsmasse bei einem Peststoffgehalt von 40 % bei 25° C eine Brookfiel-Viskosität von 15 - 50 cP bei 20 Umdrehungen pro Minute aufweist.

Dieser Decküberzug wird verwendet, um Unebenheiten in der Oberfläche der überzogenen Papiere auszugleichen und ein Papier zu erhalten, das nicht nur eine bessere, sondern auch eine gleichmäßigere Qualität aufweist. Bei dem erfindungs· gemäßen Verfahren betragen die Mengen an aufgebrachtem Deck-

2 2

überzug etwa 0,81 g/m bis maximal 4,87 g/m , wobei mit 1,62 -

ρ
2,44 g/m höchst zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden,

Mit Mengen von weniger als 0,81 g/m läßt sich eine zufriedenstellende Beschichtung und Auffüllung der Unregelmäßigkeiten in den Grundierüberzug nicht erreichen. Bei Mengen von

2
mehr als 4,87 g/m spielen die Kosten eine Rolle, und da mit höheren Mengen keine merkliche Qualitätsverbesserung erzielt

e 2

2
wird, wurde mit 4,87 g/m eine willkürliche obere Grenze gesetzt, obwohl an sich auch Mengen von mehr als 4,87 g/m aufgetragen werden können.

Die Viskosität dieser Decktiberzugsmässen ist außerdem in wünschenswerter Weise niedrig und hängt zum ieil von dem Gesamtfeststoffjgehalt äb„ Bei der Aufbringung eines Überzuges von 1,62 g/m z.B, sollte die Überzugsmasse einen Peststoffgehalt von etwa 40 % und eine Brobkfield-Viskosi-

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tät von 25 cP bei 25° C und 20 Umdrehungen pro Minute auf-

· weisen. Bei Aufbringung eines Deciüberzuges von 4,87 g/m hat die Überzugsmasse in geeigneter Weise einen Peststoffgehalt von etwa 60 % und eine Brookfield-Viskosität von etwa 3000 cP bei 25° C und 20 Umdrehungen pro Minute.

Eine geeignete Decküberzugsmasse ist wie folgt:

Gewichtsteile

Titandioxyd 240

Papierbeschiehtungston 560

Dispergiermittel 5

Ammoniak, verdünnt mit

12 Gewichtsteilen Wasser 12

»Rhoplex B-60-A" (46
wäßrige Dispersion bzw·
Emulsion eines Acrylmischpolymerisatharzes räch
USA-Patentschrift 2 795 564) 1305 Die Masse, die einen Gehalt an trockenen Feststoffen von HOO Gewichtsteilen aufweist, wurde mit weiterem Wasser vermischt, um einen Feststoffgehalt von 41 % zu erzielen. Der Anteil des Polymerisat-Bindemittels, bezogen auf den Gehalt an Mineralpigment, betrug 75 %·

Sin weiteres Beispiel einer gegen Dämpfe dichtenden Decküberzugsmasse 1st eine ^solche aus TOO Teilen Papierbeachichtungston und 50 Teilen eines VinyliaenchloridrVinylT chlorid-Mischpolymerisats sowie soviel Wasser, daß eine Feststoff konzentration von 30 % vorliegt.

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Andere brauchbare wäßrige Dispersionen von synthetischen thermoplastischen Polymerisat-Bindemitteln sind solche von Mischpolymerisaten aus Styrol und Butadien sowie Butadien und Acrylnitril, Polybutadien, Polyäthylen, Polyvinylbutyral, Polychloropren, von Acrylnitril-Vinylacetat-Mischpolymerisaten, von TTinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisaten u.dgl. thermoplastische Dispersionen von Kautschuk- und Harzteilchen, die beim Trocknen verschmelzen bzw. verfließen und wegen ihrer großen Teilchengröße und hydrophroben Natur auf der Oberfläche der Papierbahn verbleiben, d.h. nicht eindringen. Beispiele solcher Harze sind die Acrylatharze, bei denen es sich um thermoplastische Polymerisate bzw. Mischpolymerisate der Acrylsäure, der Methacrylsäure, von Estern dieser Säuren oder von Acrylnitril handelt. Überzugsmassen, die eines der obengenannten Polymerisat-Bindemittel enthalten, haben die Fähigkeit, bei Aufbringung mit einer Rakel- oder einer gleichwertigen Beschickungsvorrichtung, die in einer mit einem Grundierüberzug versehenen Papierbahn vorhandenen Risse bzw. Spalten und sonstigen Unebenheiten aufzufüllen und auszuglätten. Als Ergebnis wird ein Papier erhalten, das durch Glanz, besseres Aushaltevermögen gegenüber der Druckerfarbe und erhöhte Glattheit gekennzeichnet ist,sd daß für die Sheffield-XHattheit übereinstimmend Werte von 10 bis 15 {Wert 0 = perfekt) abgelesen werden.

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^: ■" - 35 -

Eine weitere Bewertung der Glattheit und verbesserten Bedruckbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Papiere erfolgte auf Grund der Beobachtung der Zahl und Größe der Dellen bzw. Farben in dem überzogenen Papier bei.25.*-facher Vergrößerung. Unter Zugrundelegung einer Werteskala von 90 bis 100 wurden bei dieser Prüfung an den nach der USA-Patentschrift 2 746 878 hergestellten Papieren Werte von 96 festgestellt. Nach dem erfindungsgemäßen' Verfahren wurden dagegen übereinstimmend Werte von 98 bis 99 erzielt, so daß dieses Papier mit hohen Geschwindigkeiten mit den flachen Ätzungen gedruckt werden konnte, wie sie durch eine Rasterfeinheit von 150 Zeilen/2,54 cm bedingt sind. Papiere mit derartigen Eigenschaften können durch Aufbringung eines Grun-

2
dierüberzuges von 4,87 g/m und eines Decküberzuges von 1,62

2
g/m erhalten werden.

Bei der Herstellung eines typischen, gegenwärtig im technischen Maßstab hergestellten Papiers wird von einem einseitig maschinenglatten Papier ausgegangen, das nach dem in Verbindung'mit Fig. 1 beschriebenen Verfahren überzogen wird. Die Papierunterlage hat ein Gewicht von 45»5 g/m . Auf die Rückseite bzw. Eilzseite wird entweder mit Hill e von Walzenbeschichtungsvorrieh^ungen oder mit Hilfe von Rakelbeschichtungsvorrichtungen ein Überzug von 3,25 - 4,07 g/m aufgebracht, während auf der maschinenglatten Siebseite nach dem doppelten Rakelbeschichtungsverfahren ein Überzug von

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insgesamt 6,92 - 7,32 g/m aufgebracht wird.

Obgleich im vorhergehenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, können in bezug auf die Einzelheiten Abänderungen vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herateilung eines Papiers mit besserer Glattheit und Bedruckbar Ice it, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn eine Anzahl gesonderter Schiclaten einer wäßrigen Überzugsmasse, die ein Mineralpigment und einen Klebstoff aufweist, aufträgt, wobei der Klebstoff in dem letzten Überzug * bezogen auf Pigment in. größerem Gewichtsanteil vorliegt als bei dem vorhergehenden überzug und in der Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht·

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die papierbahn zwei gesonderte Schichten der Überzugsmasse aufgebracht werden·

3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht des Überzuges gesondert gewischt und nivelliert wird, ehe der nächste Überzug aufgebrachtwird,

4. Verfahren nach Anspruch 1 * 3, dadurch gekennzeichnet ₉ daß man eine frisch gebildete papierbahn In noch feuchtem Zustand durch Berührung mit einer erhitzten» sich drehenden Oberfläche glättet, daß man auf die geglättete Oberfläche die Anzahl gesonderter Schichten der überzugsmasse aufträgt und daß man jede Überzugsschicht vor

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Aufbringung des nächsten Überzuges wischt und nivelliert.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet» daß jeder Überzugsschicht vor Aufbringung des nächsten Überzuges mit Hilfe einer beweglichen RaktlbeschichtungBvorrichtung gewischt und nivelliert wird.

6» Verfahren nach Anspruch 1 - 5_t dadurch gekennzeichnet, daß jede Überzugsschicht vor Aufbringung des nächsten. Überzuges gewischt und nivelliert wird und daß jeder Überzug nach der Nivellierung gesondert getrocknet wird·

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Überzug nach der Aufbringung und Hivellierung gesondert in der Wärme getrocknet wird*

8» Verfahren nach Anspruch 1 -7» dadurch gekennzeichnet» daß man auf eine geglättete Oberfläche einer sich vorwärts bewegenden trockenen Papierbahn zwei gesonderte Schichten der wäßrigen überzugsmasse aufträgt und jeden überzug nach der Aufbringung und nivellierung gesondert in der Wärme trocknet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der geglätteten Oberfläche um einema· achinengeglättete Oberfläche handelt.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man auf beide Seiten einer beidseitig raaichinenglatten, sich vorwärts bewegenden troekenrn papierbahn zwei gesonderte Schichten der wäßrigen Überzugsmasse

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aufbringt»

11. Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in jedem Überzug in dar Hauptsache aus einer wäßrigen Dispersion eines synthetischen Polymerisats besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Polymerisatmaterial in dem ersten Über .-tig etwa 10 - 25 Gew.-% des Pigmentes und in dem zweiten überzug etwa 30 - 100 Gew.-fS des Pigment es ausmacht.

'13· Verfahren nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse auf ein Papier aufgebracht wird, bei dem etwa 95 ?o der Oberflächeiiunregelmäßigkeiten eine Höhe bzw. Tiefe von nicht mehr als etwa 15 20/tt aufweisen.

14. Papier, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren von Anspruch 1 .·» 15 hergestellt worden ist.

15· Vorrichtung zzm Überziehen von Papier, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Glätten einer Oberfläche einer aich vorwärts bewegenden, frisch gebildeten, nicht-überzogenen Papierbahn, eine Anzahl beweglicher Rakelbeschichtuiigsvorrichtungen zum aufeinanderfolgenden Aufbring,en einer Papierüberzugsmasse auf diese geglättete Bahnoberfläche und zur nivellierung dieser Überzüge nach der Aufbringung in noch feuchtem Zustand, und Vorrichtungen zum
Trocknen der Überzogenen Bahn in der Wärme im Anschluß an ^Je* de bewegliche Rakelb BChlchtun^BVorrichtung.

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