DE2540069C2 - Transparentes Papier und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

zusammengesetzt ist.

2. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisatgemisch außerdem nicht-umgesetzten Polyvinylalkohol in Mengen von 23 Gewichtsprozent oder weniger enthält.

3. Transparentes Papier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisatgemisch außerdem ein Polymerisat des Acrylnitril in Mengen von 35 Gewichtsprozent oder weniger enthält.

4. Transparentes Papier nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril ein Pfropfcopolymerisat ist.

5. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohol in dem Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril im Bereich von 500 bis 3400 liegt.

6. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkoholgehalt des Copolymerisate aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril im Bereich von 20 bis 80 Gewichtsprozent liegt.

7. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Acrylnitrilgehalt des Copolymerisats aus Acrylnitril und Styrol im Bereich von 5 bis 45 Gewichtsprozent liegt.

8. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermasse im wesentlichen aus 10 bis 50 Gewichtsteilen synthetischem Papierstoff und 90 bis 50 Gewichtsteilen natürlichem Zellstoff besteht.

9. Transparentes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der natürliche Zellstoff Holzzellstoff ist.

10. Verfahren zur Herstellung des transparenten Papiers nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß es durch Pressen unter einem Druck im Bereich von 980 bis 4900 N/cm durchgeführt wird.

11. Verfahren zur Herstellung des transparenten Papiers nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Pressen unter einem Druck im Bereich von 1176 bis 3920 N/cm durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft verbessertes transparentes Papier aus einem Gemisch aus synthetischem und natürlichem Papierstoff.

Bisher hat man in der Praxis transparentes Papier aus natürlichem Zellstoff, wie Glassinpapier, verwendet. Dieses transparente Papier hat jedoch in Anbetracht der Verwendung von stark gemahlenem natürlichem Zellstoff bei seiner Herstellung verschiedene Nachteile in der praktischen Anwendung. Einer der größten Nachteile liegt darin, daß das herkömmliche transparente Papier sehr empfindlich gegen Feuchtigkeit oder Wasser ist und zur Dehnung, Kräuselung und Wellung neigt. Das herkömmliche transparente Papier eignet sich daher nicht zum Offsetdruck, bei dem mit Wasser befeuchtet wird, und auch nicht für die Weiterverarbeitung mit wässrigen Beschichtungsmittel^ Das herkömmliche transparente Papier hat auch noch weitere Nachteile, wie die Blasenbildung beim Erhitzen als Folge eines verhältnismäßig hohen Gleichgewichtsgehalts an Feuchtigkeit, und eine hohe Massendichte infolge einer starken Hydratisierung des Zellstoffs. Ferner ist es bei der Herstellung von solchem herkömmlichen transparenten Papier erforderlich. Zellstoff zu verwenden, der sich leicht mahlen läßt, und es werden spezielle Mahlbedingungen je nach der Bauart der Mahlvorrichtung benötigt, um eine möglichst starke Hydratisierung des Zellstoffs zu beschleunigen. Ferner führt das starke Mahlen zu einer Abnahme des Mahlgrades des Papierstoffs, wodurch wiederum die Geschwindigkeit der Papierherstellung beschränkt wird.

Die ]P-AS 35 608/1974 beschreibt ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von transparentem Papier, bei

ho dem Polyäthylenfasern oder Polypropylenfasern mit Hol/.zcllstoff zu einem Papierstoff gemischt werden und das daraus hergestellte Papier dann auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt der die Fasern bildenden Harze erhitzt und der Einwirkung von Druck ausgesetzt wird. Diese Poly-rt-olefinfasern haben über eine schlechte Dispergieibarkeit in Wasser, und daher ist es schwierig, ein Papier von gleichmäßiger Textur zu erhalten. Da das Verfahren ferner unter Erhitzen des Papiers unter Druck auf eine Temperatur über dem

b^r> Schmelzpunkt der die lasern bildenden Harze durchgeführt wird, ist die Transparenz der an dem Papier beteiligten Poly-,\-olefinfasern im Vergleich zu derjenigen der aus Naturzellstoff gewonnenen Fasern zu hoch, und infolgedessen ist es äußerst schwierig, einen Papierbogen von gleichmäßiger Transparenz zu erhalten. Das ΡοΙν-Λ-olefinfascrn enthaltende transparente Papier hat eine schlechte Affinität zu Wasser und läßt sich daher

kaum zum Offsetdruck und zur Weiterverarbeitung mil Hilfe von wäßrigen Überzugsniitteln verwenden, obwohl es eine bessere Raumbeständigkeil aufweist. Ferner neigt dieses Papier bei der Transparentmachungsbehandlung unter dem Einfluß von Wärme und Druck dazu, an der Heizwalze anzuhaften und eine Ansammlung von Poly-ft-olefinfasern auf der Walze zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues transparentes Papier zur Verfugung zu stellen, das die oben beschriebenen Nachteile des herkömmlichen transparenten Papiers nicht aufweist und dafür verschiedene Vorteile bietet, die bisher mit üblichen transparentem Papier noch nicht erzielt worden sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes transparentes Papier zur Verfügung zu stellen, das aus einem Gemisch aus synthetischem Papierstoff und natürlichem Zellstoff besteht wobei der synthetische Papierstoff seinerseits ein Gemisch aus einem Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril und einem Copolymerisat aus Acrylnitril und Styrol ist. Synthetischer Papierstoff, der im wesentlichen aus einem Copolymerisat aus Acrylnitril und Styrol besteht, ist ai; sich bekannt, und die Herstellung von Papier aus einem Gemisch aus einem solchen synthetischen Papierstoff mit natürlichem Zellstoff ist in der DE-PS 24 37 573 vorgeschlagen worden. Der Wert solcher Gemische aus synthetischem und natürlichem Papierstoff für die Herstellung von transparentem Papier ist jedoch bisher nicht erkannt worden.

Das transparente Papier gemäß der Erfindung wird hergestellt, indem man eine Fasermasse in Form eines Flächengebildes (Bogens) derart benetzt, daß sie einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 5 bis 40% aufweist, und den befeuchteten Bogen dann mit einer Presse bei einer Oberflächentemperatur von mindestens 13O⁰C preßt Die Fasermasse besteht aus

a) 6 bis 60 Gewichtsteilen auf Trockenbasis eines synthetischen Papierstoffs, nämlich eines Polymerisatgemisches das

zu 5 bis 40 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril, in dem die Polyvinylalkoholkomponente chemisch an die Acrylnitrilkomponente gebunden ist und der Gehalt an einpolymerisiertem Polyvinylalkohol 20 bis 80 Gewichtsprozent beträgt, und zu 60 bis 95 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Acrylnitril und Styrol mit einem Gehalt an einpolymerisierten Acrylnitrileinheiten von 5 bis 45 Gewichtsprozent besteht, und

b) 94 bis 95 Gewichtsteilen Naturzellstoff auf Trockenbasis.

Der im Sinne der Erfindung verwendete synthetische Papierstoff wird aus einem Polymerisatgemisch hergestellt, das zu 5 bis 40 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril (nachstehend als »PVA-AN-Copolymerisat« abgekürzt) und zu 60 bis 95 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Acrylnitril und Styrol (nachstehend als »AN-S-Copolymerisat« abgekürzt) besteht.

In dem PVA-AN-Copolymerisat sind Polyvinylakohol (nachstehend abgekürzt »PVA«), der den hydrophilen Bestandteil bildet, und Acrylnitril (nachstehend abgekürzt »AN«), das den hydrophoben Bestandteil bildet, chemisch aneinander gebunden, z. B. in Form eines Pfropfcopolymerisats oder in Form eines Blockcopolymerisats. Vorzugsweise ist das PVA-AN-Copolymerisat ein Pfropfcopolymerisat.

Gegebenenfalls kann das Polymerisatgemisch außerdem nichtumgeseizten PVA in Mengen von 23 Gewichtsprozent oder weniger und/oder ein Acrylnitrilpolymerisat in Mengen von 35 Gewichtsprozent oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des Polymerisatgemische*, enthalten.

Das erfindungsgemäß verwendete PVA-AN-Pfropfcopolymerisat kann durch heterogene wäßrige Polymerisation oder durch homogene Lösungspolymerisation hergestellt werden. Der mittlere Polymerisationsgrad des PVA kann im Bereich von 500 bis 3400 liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von 600 bis 1800. Der Verseifungsgrad des PVA beträgt vorzugsweise 60% oder mehr. Die Polymerisation von PVA mit AN zu einem Pfropfcopolymerisai kann durchgeführt werden, indem man den PVA in einem Polymerisationslösungsmittel, z. B. Dimethylsulfoxid, löst, in dieser Lösung 25 bis 500 Gewichtsprozent (bezogen auf die Menge des PVA) AN ψ, löst und dann in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, wie eines Persulfats, bei Raumtemperatur oder

S^ bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, wie 70"C oder darunter, polymerisiert. Das Endprodukt dieser

f,f Polymerisation kann ein PVA-AN-Pfropfcopolymerisat, nicht-umgesetzten PVA und Polyacrylnitril enthalten.

^ΪΤ Bei der Umsetzung zur Herstellung des PVA-AN-Copolymerisats können als Nebenprodukte eine geringe

Menge AN-Polymerisat, das nicht an den hydrophilen Bestandteil gebunden ist, und eines nicht-umgesetzten hydrophilen Bestandteils, der nicht an das AN gebunden ist. entstehen. Das Vorhandensein dieser Nebenproduk- ^₁ te in dem Polymerisatgemisch ist aber unschädlich, sofern nur das Gemisch das PVA-AN-Copolymerisat und das

s/f AN-S-Copolymerisat in den oben angegebenen Mengenverhältnissen enthält. Es ist daher nicht nötig, diese

t; Nebenprodukte aus dem Endprodukt der Polymerisation zu entfernen, um das PVA-AN-Pfropfcopolymerisat

viji zu erhalten. Wesentlich ist nur, daß das AN und das PVA chemisch aneinander gebunden sind und das Copoly-

ι^Λ merisat den oben angegebenen PVA-Gehalt hat, wodurch es ermöglicht wird, dem schließlich erhaltenen

\ ^ synthetischen Papierstoff ausgezeichnete hydrophile Eigenschaften, eine ausgezeichnete Diespergierbarkeit in

S ' Wasser und ein ausgezeichnetes Selbsthaftvermögen zu verleihen. Wenn das AN und das PVA in dem Gemisch

j nur einfach als Mischungsbestandteile vorliegen, ist es unmöglich, dem synthetischen Papierstoff solche Eigen- ω

" schäften zu verleihen.

Man kann auch nach einer anderen Polymerisationsmethode arbeiten, bei der AN zu einer wäßrigen PVA-Lösung zugesetzt und dann die Polymerisation durchgeführt wird. Das nach diesem Verfahren erhaltene PVA-AN-Pfropfcopolymerisat kann durch Wiederausfällcn und Abfiltrieren isoliert werden.

Der PVA-Gehalt des Pfropfcopolymerisats soll im Bereich von 20 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise von e>5 35 bis 65 Gewichtsprozent, liegen. Wenn der PVA-Gehalt weniger als 20 Gewichtsprozent beträgt, wird das Molekulargewicht des aufgepfropften Polyacrylnitril zu hoch, wodurch die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt und die Ausbildung der hydrophilen Eigenschaften des synthetischen Papierstoffs behindcri wird. Wenn andererseits

der PVA-Gehalt 80 Gewichtsprozent übersteigt, würde das PVA bei der Oberführung ier Fasern oder des Zellstoffs in eine wäßrige Aufschlämmung in das Wasser ausfließen, was zur Schaumbildung in der Aufschlämmung und damit zur Behinderung des Mahlvorganges und der Papierherstellung führen würde.

Die Verwendung eines PVA mit einem mittleren Polymerisationsgrad von weniger als 500 führt zur Abnahme der Wasserbeständigkeit des Papiers. Wenn andererseits der mittlere Polymerisationsgrad des PVA 3400 übersteigt, leiden die hydrophilen Eigenschaften der Fasern darunter, und die Fibrillierung läßt sich nicht so leicht durchführen, so daß man keinen synthetischen Papierstoff mit den gewünschten Eigenschaften erhält

Bei der Herstellung des PVA-AN-Copolymerisats kann man außer dem AN andere monomere Vinylverbindungen, die mit dem AN copolymerisierbar sind, wie z. B. Vinylacetat, Acrylsäuremethy.'ester, Siyrol und Vinylchlorid, in Mengen von weniger als 40 Molprozent einpolymerisieren.

Der ΛΝ-Gehalt des AN-S-Copolymerisats soll im Bereich von 5 bis 45 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 15 bis 40 Gewichtsprozent, liegen. Wenn dieser AN-Gehalt 45 Gewichtsprozent übersteigt, wird die Verträglichkeit des AN-S-Copolymerisats mit dem PVA-AN-Copolymerisat zu hoch, wodurch die Form oder die Eigenschaften der erstehenden Fibrillen beeinträchtigt werden. Wenn andererseits der AN-Gehalt weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt, wird die Löslichkeit des AN-S-Copolymerisats in einem Lösungsmittel (Dimethylsulfoxid) vermindert, und es läßt sich aus dem Copolymerisat keine verspinnbare konzentrierte Lösung herstellen, so daß man keinen gleichmäßigen synthetischen Papierstoff erhält.

Das AN-S-Copolymerisat kann nach herkömmlichen Methoden der regellosen Copolymerisation, z. B. durch heterogene wäßrige Polymerisation oder durch Polymerisation in Masse, hergestellt werden.

Das zur Herstellung des synthetischen Papierstoffs gemäß der Erfindung verwendete Polymerisatgemisch enthält 5 bis 40 Gewichtsprozent PVA-AN-Copolymerisat und 60 bis 95 Gewichtsprozent eines solchen AN-S-Copolymerisats. Wenn der Anteil des PVA-AN-Copolymerisats weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt, lassen sich die Fasern durch Vermählen schwer fibrillieren und haben nur einen geringen Grad an Hydrophilie. Wenn ein solcher synthetischer Papierstoff zur Papierherstellung mit Holzzellstoff gemischt wird, erhält man kein Papier mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften. Wenn andererseits der Anteil des PVA-AN-Pfropfcopolymerisats an dem Gemisch 40 Gewichtsprozent übersteigt, werden dadurch die Wasserbeständigkeit und die Raumbeständigkeit des Papiers gegen Feuchtigkeit herabgesetzt.

Es ist nicht wünschenswert, daß der Anteil des AN-S-Copolymerisats weniger als 60 Gewichtsprozent beträgt,

weil dann die ICoagulierbarkeit der Fasern im Fällbad vermindert wird. Das Polymerisatgem'isch zur Hersteilung des synthetischen Papierstoffs ist nicht auf diese beiden Copolymerisate beschränkt. Das Gemisch kann vielmehr auch noch nichtumgesetzten PVA und AN-Polymerisat, die als Nebenprodukte bei der Pfropfcopolymerisation entstehen, und ferner ein anderes Polymerisat des Acrylnitril enthalten.

Der größere Teil des nicht-umgesetzten PVA wird bei dem Verfahren der Faser- und Papierstoffherstellung in Form einer wäßrigen Aufschlämmung entfernt. Jedoch soll der Anteil des PVA in dem ursprünglich hergestellten Polymerisatgemisch 23 Gewichtsprozent nicht überschreiten. Wenn der Anteil an nicht-umgesetztem PVA mehr als 23 Gewichtsprozent beträgt, so führt dies zur Schaumbildung in der wäßrigen Aufschlämmung.

Der Anteil von AN-Polymerisat in dem Polymerisatgemisch soll 35 Gewichtsprozent nicht übersteigen. Wenn der AN-Polymerisatanteil mehl als 35 Gewichtsprozent beträgt, kommt es zu einer übermäßigen Fibrillierung.

Was den Zuatz eines AN-Polymerisats zu dem Polymerisaigemisch anbelangt, kann man ein gesondert hergestelltes lineares Polymerisat verwenden. Ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von etwa 20 000 bis 100 000 wird bevorzugt. Das Polymerisat kann Einheiten der oben angegebenen monomeren Vinylverbindungen, die zur Copolymerisation verwendet werden können, als Einheiten copolymerisierbarer Bestandteile in Mengen von nicht mehr als 40 Molprozent enthalten.

Zu den Verfahren der Herstellung des synthetischen Papierstoffs aus dem oben beschriebenen Polymerisatgemisch gehört das Vermählen von aus dem Gemisch hergestellten Fasern und eine Methode zur direkten Herstellung von Papierstoff aus dem Polymerisaigemisch.

Die Methoden zur Herstellung von Fasern umfassen das Entspannungsspinnen und das Emulsionsentspannungsspinnen, ferner die üblichen Spinnniethoden wie das Naßspinnen, das Trockenspinnen und das Phasentrennungsspinnen. Von diesen Methoden wird die Naßspinnmethode besonders bevorzugt. Eine weitere Erläuterung der Naßspinnmethode finde! sich nachstehend.

Das Gemisch aus dem PVA-AN-Copolymcrisat und dem AN-S-Copolymerisat wird in einem Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid. gelöst. Diese Lösung wird dann durch Naßverspinnen in herkömmlicher Weise in ein wäßriges Spinnbad, z. B. eine wäßrige Lösung von Dimethylsulfoxid, die maximal 80 Gewichtsprczent Dimethylsulfoxid enthält, zu einem unverstreektcn, wasserhaltigen Gelfaden verarbeitet. Der unverstreckte Faden kann in einem heißen Wasserbad oder in einer Wasserdampfatmosphärc verstreckt werden. Ferner können verstreckte Fäden einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um ihre Länge zu fixieren, oder sie können in heißem Wasser oder in Wasserdampf entspannt werden.

Das Verstreckungsverhältnis beträgt vorzugsweise mehr als 3.0; die Erfindung ist jedoch nicht aui' diesen Wert beschränkt. Die Verwendung von unverstreckten Fäden beeinträchtigt nicht die Ziele der Erfindung. Wenn man jedoch unverstreckte Fäden verwendet, muß man Sorgfalt auf ihre Handhabung verwenden, weil unverstreckte Fäden eine geringe Festigkeit aufweisen.

Bei der Wärmebehandlung zwecks Entspannung beträgt das Entspannungsverhältnis vorzugsweise mehr als 45%; dies soll jedoch den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Nach solchen Verfahren läßt sich leicht ein feiner Papierstoff mit einer guten Dispcrgierbarkcit herstellen. Wenn das Verstreckungsverhältnis nicht mehr bi als 3.0 beträgt, wird der einer solchen Wärmebehandlung ausgesetzte Faden beim Malverfahren eher zerschnitten als fibrillicrt. Wenn das Mahlen aber durchgeführt wird, ohne den Faden der Wärmebehandlung zu unterwerfen können die Z'ele der Erfindung auch schon bei einem Reckverhältnis von nicht mehr als 3,0 erreicht werden.

Wichtig ist es, daß das oben genannte l'asermaterial aus einem hydrophilen Bestandteil (dem PVA-Pfropfcopolymerisat) und einem hydrophoben Bestandteil (dem AN-S-Copolymerisat) besieht, und daß der hydrophile Bestandteil in dem hydrophoben Bestandteil dispergiert ist und in Form einer unabhängigen Phase in der Richtung der Faserachse vorliegt.

Ein solches Faserniaterial läßt sich leicht durch Mahlen fibrillieren, und dementsprechend kann man einen ϊ Papierstoff oder ein papierstoffähnliches Material mit ausgezeichneter Hydrophile und Dispergierbarkeit in Wasser und einem ausgezeichneten Sclbsthafivermögen erhalten.

Die Fäden werden dann zu Stapelfasern mit Längen von 1.0 bis 25 mm zerschnitten.

Statt vor dem Zerschneiden der oben beschriebenen Wärmebehandlung unterworfen zu werden, könne/, die Fasern auch einer Wärmebehandlung in heißem Wasser oder in einer Wasserdampfaimosphäre unterworfen werden. In diesem Falle ist es zweckmäßig, daß die Behandlungstemperatur im Bereich von 90 bis 120°Cund die Behandlungszeit im Bereich von 30 Sekunden bis 8 Minuten liegt; jedoch ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt.

Die nach dem obigen Verfahren erhaltenen Fasern lassen sich leicht nach der gleichen Methode des Mahlens fibrillieren, die gewöhnlich auf Holzzellstoff angewandt wird, und können zu einem Papierstoff von ausgezeichneter Dispergierbarkeit in Wasser verarbeitet werden.

Die oben beschriebenen Stapelfasern können in eine wäßrige Dispersion mit einer Konzentration von 1 bis 20 Gewichtsprozent übergeführt und in herkömmlichen Mahlvorrichtungen, wie Holländer, Kegelstoffmühlen, FPI-Mühlen und Kugelmühlen,der Mahlbehandlung unterworfen werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten synthetischen Fasern haben eine selbstbindungsfähige Mikrofibrillenstruktur. Die Papierstoffieilchen sind durch Mikrofibrillen miteinander verflochten. Jede dieser Fasern kann in ihrer kleinsten Abmessung einen Durchmesser von 0,01 bis 5 μιη, vorzugsweise von 0,05 bis 3,0 μπι haben. Die Länge der einzelnen Fasern kann mehr als das 5fache, vorzugsweise das 20fache, des mittleren Durchmessers betragen.

Der synthetische Papierstoff kann ausschließlich oder teilweise eine latente Mikrofibrillenstruktur aufweisen. Der Ausdruck »latente Mikrofibrillenstruktur« bezieht sich auf Fasermaterial, das selbst gemäß der Erfindung erhalten worden ist, oder auf Fasermaterial, das bei dem Mahlverfahren teilweise zerkleinert worden ist und in Form von Mikrofibrillen vorliegt. Die latente Mikrofibrillenstruklur ist ein Vorläufer, der sich bei ausreichendem Mahlen vollständig in Mikrofibrillen umwandlen läßt. Wenn das Mahlen mit herkömmlichen Mahlvorrichtungen zu einem solchen Ausmaß erfolgt, daß das gemahlene Fasermaterial sich zur Herstellung eines papierähnlichen Blattes eignet, hat der größere Teil des Papierstoffs Mikrofibrillenstruktur. Beim Mahlen können als Nebenprodukte pulverförmige, winzige Teilchen entstehen, die kleiner sind als die oben genannten Mikrofibrillen, diese sind jedoch für die Erfindung nicht wesentlich.

Wenn die kleinste Abmessung der obigen Mikrofibrillen nicht dem Erfordernis genügt, daß der Durchmesser mindestens 0,01 μπι und die Länge mehr als das 5fache des mittleren Durchmessers beträgt, wird die Verflechtung der Papierstoffteilchen beeinträchtigt, worunter die Festigkeit und das Gefüge des Papiers leiden.

Da der Papierstoff gemäß der Erfindung Mikrofibrillen und latente Mikrofibrillen enthält, läßt sich sein Mahlgrad nach Wunsch steuern, indem man die Mahlbedingungen abändert. Außerdem erhält man ein Papier von ausgezeichneter Naßfestigkeit ohne irgendwelche Zusätze, wie Bindemittel, da die Mikrofibrillen ein Selbsthaftvermögen aufweisen.

Die Struktur des erfindungsgemäß hergestellten synthetischen Papierstoffs kann durch einen Mahlgrad gekennzeichnet werden, der nach der japanischen Industrienorm JIS-P-8182 unter Verwendung der »Canadian Standard Freeness«-Prüfmaschine bestimmt wird. Der Mahlgrad des Papierstoffs gemäß der Erfindung soll im Bereich von 50 bis 600 cm^J, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 400 cm K liegen. Wenn der Mahlgrad weniger als 50 cm³ beträgt, wird die Reißfestigkeit des daraus entstehenden Papiers vermindert und die Papierherstellungsgeschwindigkeit so stark herabgesetzt, daß die Papierherstellung praktisch unmöglich wird. Wenn andererseits der Mahlgrad 600 cm³ überschreitet, verliert der Papierstoff seine Fähigkeit, sich zu Papier verarbeiten zu lassen, und man erhält kein Papier von gutem Gefüge, guter Oberflächengleichmäßigkeit und guten physikalischen Eigenschaften.

Das transparente Papier gemäß der Erfindung wird erhalten, indem man einen Bogen, der, auf Trockenbasis, 6 bis 60 Gewichtsteile des oben beschriebenen synthetischen Papierstoffs und 94 bis 40 Gewichtsteile natürlichen Papierstoff (Zeiistoif) enthält, einer Transparentmachungsbehandiung unter der Einwirkung von Feuchtigkeit, Wärme und Druck unterwirft.

Als natürlicher Papierstoff wird Holzzellstoff besonders bevorzugt; man kann jedoch auch Papierstoff verwenden, der aus Bastfasern oder tierischen Fasern hergestellt worden ist.

Wenn der Anteil des synthetischen Papierstoffs weniger als 6 Gewichisteile beträgt, genügt der daraus erhaltene Rohbogen nicht den Anforderungen der Praxis an Transparenz, Naßfestigkeit, Zugfestigkeit, Falzfestigkeit und Dimensionsbeständigkeit obwohl diese Eigenschaften des Rohbogens im Vergleich zu einem transparenten Rohpapier, das nur aus herkömmlichen natürlichem Zellstoff hergestellt ist verbessert sind. Wenn andererseits der Anteil des synthetischen Papierstoffs 60 Gewichtsteile überschreitet, wird die mechanische Festigkeit ungleichmäßig, insbesondere werden Reißfestigkeit und Falzfestigkeit vermindert. Vorzugsweise wird das Papier aus 10 bis 50 Gewichtsteilen synthetischem Papierstoff und 90 bis 50 Gewichtsteilen natürlichem Papierstoff hergestellt

Der synthetische und der natürliche Papierstoff werden in den oben genannten Mengenverhältnissen miteinander gemischt und nach dem herkömmlichen Naßverfahren in der Papiermaschine zu Papierbogen verarbeitet Bei der Papierherstellung können die üblichen Zusätze, wie Leimungsmittel, Fixiermittel, Trennmittel, antistatische Mittel, Füllstoffe und Farbstoffe, zugesetzt werden.

Bei dem Papierherstellungsverfahren können Stärke, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Natriumalgi-

nat, Lösungen oder Emulsionen von Kunstharzen oder herkömmliche Transparenlmachungsmittel mit der Tauchwalze, durch Imprägnieren oder durch Beschichten angewandt werden.

Das Flächengewicht des so erhaltenen Papiers kann im Bereich von 25 bis 200 g/m² gesteuert werden; die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, eine hohe Transparenz zu erzielen, ohne einen stark gemahlenen Papierstoff zu verwenden, wie er gewöhnlich zur Herstellung von transparentem Papier verwendet wird. Bisher war es erforderlich, einen stark gemahlenen Papierstoff mil einem CSF-Mahlgrad (Canadian Standard Freeness) von 50 bis 150 cm¹ zu verwenden, um das übliche transparente Papier herzustellen. Gemäß der Erfindung kann man jedoch mit in üblicher Weise oder nur schwach gemahlenem Papierstoff eine ausgezeichnete Transparenz erzielen. Daher können die durch die Verwendung von stark gemahlenem natürlichem Papierstoff bedingten Nachteile, wie eine Abnahme in der Geschwindigkeit der Papierherstellung, eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften, wie der Raumbesländigkeit, Reißfestigkeit und Falzfestigkeit, und die Bildung von Blasen, durch Anwendung der Erfindung vermieden werden.

Der so erhaltene Papierbogen wird dann transparent gemacht, indem man ihn bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 5 bis 40% anfeuchtet und dann durch eine Presse mil einer Oberflächentemperatur oberhalb 130^L'C schickt, wo Druck und Wärme zur Einwirkung gebracht werden. Der Feuchtigkeitsgehalt wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

c u.· i. ·. ui. Gewicht des in dem Bogen enthaltenen Wassers _inn

Feuchtigkeitsgehalt = ——— ■ X 100 Gewicht des wasserhaltigen Bogens

Wenn der Feuchtigkeitsgehalt weniger als 5% beträgt, läßt sich ein gleichmäßig transparenter Bogen nicht herstellen. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt mehr als 40% beträgt, wird die mechanische Festigkeit des Bogens vermindert, so daß er an der Druckwalze anhaftet und Schwierigkeiten, z. B. durch Bruch, macht. Zu den typischen Anfeuchtungsmethoden gehört ein Verfahren zum Beschichten mit Wasser mit Hilfe einer Beschichtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Besprühen mit Wasser sowie die sogenannte elektrostatische Anfeuchtungsmethode. Bei dem Anfeuchtungsverfahren können verschiedene Zusätze, wie Leimungsmittel, Trennmittel, antistatische Mittel, Farbstoffe und transparent machende Mittel, dem Wasser beigegeben werden.

Für die Druckbehandlung kann man geeignete Vorrichtungen, wie einen Superkalander und einen Maschinenkalander, ein Gerät mit zwei Walzen, die einen Spalt bilden, oder eine Heißpresse, verwenden.

Beim Transparentmachen mit solchen Vorrichtungen wird der Bogen mindestens einmal in einer Druckvorrichtung mit einer Oberflächentemperatur von 130⁰C oder mehr gepreßt, wodurch die gewünschte Transparenz des Bogtms erzielt wird. Da jedoch die synthetischen Polymeren, aus denen der synthetische Papierstoff besteht, sich bei etwa 250⁰C zersetzen, muß man sorgfältig darauf achten, daß die Temperatur des Bogens nicht über 250°C steigt. Der auf den Bogen ausgeübte Druck wird je nach der Dicke des Bogens, dem Mischungsverhältnis der beiden Papierstoffarten und den Befeuchtungsbedingungen nach Wunsch gesteuert. Gewöhnlich kann er im Bereich von etwa 980 bis 4900 N/cm, vorzugsweise von etwa 1176 bis 3920 N/cm liegen.

Das transparente Papier gemäß der Erfindung bietet verschiedene, nachstehend beschriebene Vorteile gegenüber herkömmlichem transparentem Papier, wie Glassinpapier oder aus Poly-^-olefinfasern und Holzzellstoff hergestelltem transparentem Papier.

Der oben beschriebene synthetische Papierstoff kann gleichmäßig in Form von Mikrofibrillen verteilt werden, die zahlreiche Mikrohohlräume aufweisen, und besitzt selbst hydrophile Reste. Daher wirkt das in dem Bogen enthaltene Wasser nicht nur für den natürlichen Papierstoff, sondern auch für den synthetischen Papierstoff als Weichmacher. Wenn der Bogen der Wärme- und Druckbehandlung unterworfen wird, entweicht das in ihm enthaltene Wasser zusammen mit der Luft, die die Mikrohohlräume ausfüllt, wodurch sich eine den Polymerisaten, aus denen der synthetische Papierstoff besteht, arteigene Klarheit entwickelt und das Papier eine ausgezeichnete Transparenz erlangt.

Der Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt (bei 20⁰C und 60% relativer Feuchte) des unbehandelten Papiers

gemäß der Erfindung variiert je nach dem Anteil des synthetischen Papierstoffs und beträgt z. B. 6%, wenn das

Papier aus 10 Gewichtsteilen synthetischem Papierstoff und 90 Gcwichtsteilen Naturzellstoff besteht, während

er nur 4% beträgt, wenn das Papier zu 60 Gewichtsprozent aus synthetischem und zu 40 Gewichtsprozent aus

natürlichem Papierstoff besteht. Wenn man die gewünschte Transparenz erzielen will, besteht eine solche

Beziehung zwischen dem Anteil des synthetischen Papierstoffs und dem Feuchtigkeitsgehalt, daß durch eine

Erhöhung des Anteils des synthetischen Papierstoffs der Feuchtigkeitsgehalt herabgesetzt wird. Wenn daher der Anteil des synthetischen Papierstoffs 60% beträgt, genügt es zur Erzielung der beabsichtigten Wirkung, daß der

Feuchtigkeitsgehalt mindestens 5% beträgt. Wenn der Anteil des synthetischen Papierstoffs 10% beträgt, beträgt der Feuchtigkeitsgehalt vorzugsweise mehr als 20%.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, bietet das transparente Papier gemäß der Erfindung die folgenden Vorteile:

(a) Es weist eine gleichmäßige und hohe Transparenz auf.

(b) Es hat ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, wie Zug- und Falzfestigkeit.

(c) Es hat eine ausgezeichnete Feuchtigkeits- oder Wasserbesländigkeit, wodurch Nachteile, wie Wellung, Dehnung und Kräuselung, vermieden werden.

(d) die Blasenbildung beim Erhitzen kann vermieden werden.

(e) Es eignet sich für verschiedene Verwendungszwecke, wie für den Offsetdruck sowie für die Weiterverarbeitung.
(0 Es bietet auch in der Herstellung verschiedene Vorteile, wie eine erhöhte Papierherstellungsgeschwindig-

keit, eine Verminderung der erforderlichen Mahlbehandlung und eine Vereinfachung der Transparentmachungsbehandlung.

Die Erfindung umfaßt nicht nur vollständig transparentes, sondern auch teilweise transparentes Papier.

Die Transparenz des Papiers kann je nach seinem Verwendungszweck gesteuert werden. Sie wird z. B. im allgemeinen auf mehr als 50% eingestellt, wenn das Papier als Vorlage für die Vervielfältigung dienen soll. Für Zeichenpapier oder Kurvenpapier wird die Transparen/ auf mehr als 60% eingestellt. Auf mehr als 80% wird die Transparenz eingestellt, wenn das Papier als Glassinpapier verwendet werden soll.

Die Transparenz wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

Transparenz = 100 — (Wert der Lichtunduichlässigkeit),

worin der Wert der Lichtundurchlässigkeil mit dem Hunter-Reflektometer nach der JlS-Prüfnorm P-8138 bestimmt wird.

In den folgenden Beispielen beziehen sich Pro/entwerte und Teile, falls nicht anderes angegeben ist, auf das Gewicht.

Beispiel 1

Ein PVA-AN-Pfropfcopolymerisat mit einem Verhältnis von PVA zu AN von 50 :50 wird durch Aufpropfen von AN auf PVA, der einen Polymerisationsgrad von 1400 aufweist, nach der üblichen Radikalkettenpolymerisationsmethode unter Verwendung eines Persulfatsalzes als Katalysator hergestellt.

Ein AN-S-Copolymerisat mit einem Verhältnis von AN zu Styrol von 24 :76 und einer Intrisic-Viskosität von 0,54 (bestimmt in Methyläthylketon bei 30⁰C) wird nach einem herkömmlichen Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt.

1 Gewichtsteil des PVA-AN-Pfropfcopolymerisats und 4 Gewichtsteile des AN-S-Copolymerisats werden in 15 Gewichtsteilen Dimethylsulfoxid (nachstehend als »DMSO« bezeichnet) zu einer 25prozetigen Spinnlösung »elöst.

Das Naßverspinnen diese Lösung erfolgt aus einer Spinndüse mit einem Durchmesser von 0,08 mm in ein Bad aus 45% Wasser und 55% DMSO₁ und man erhält einen endlosen Faden mit einem Titer von 7 den und einem PVA-Gehalt von 10%. Das Verstreckungsverhältnis beträgt 2. Dieser Faden wird zu Stapelfasern mit Längen von etwa 10 mm geschnitten, und die Fasern werden dann in einer Einscheiben-Stoffmühle bei einer Stoffkonzentration von 3% und einem Abstand von 50 μΐη zu einem synthetischem Papierstoff (A) vermählen, dessen CSF-Mahlgrad 200 cm³ beträgt. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen beträgt 8 μπι, der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,5 μΐη und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 50.

Gesondert davon werden gebleichter Laubholz-Kraftzellstoff (L) mit einem Mahlgrad von 480 cm³, gebleichter Nadelholzzellstoff (N) mit einem Mahlgrad von 350 cm·¹, stark gemahlener, gebleichter Nadelholz-Kraftzellstoff (N') mit einem Mahlgrad von 100 cm^J und stark gemahlener, gebleichter Laubholz-Kraftzellstoff (L') mit einem Mahlgrad von 120 cm³ hergestellt. Der obige synthetische Papierstoff (A) und die Zellstoffe (L), (N), (L') und (N') werden in den in Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen mit Hilfe einer von Hand betätigten Papiermaschine (mit einem Metalldrahtnetz mit einer Maschenweite von 177 μΐη), zu Papier verarbeitet.

Zu Vergleichszwecken werden ein gebleichter Nadelhoiz-Kraftzellstoff (N') mit einem Mahlgrad von 100 cm³ und ein gebleichter Laubholz-Kraftzellstoff (L') mit einem Mahlgrad von 120 cm³ mit dem obigen synthetischen Papierstoff (A) gemischt und unter den in Tabelle I angegebenen Bedingungen zu einem Papierbogen verarbeitet.

Die Feuchtigkeitsgehalte der so erhaltenen trockenen Bogen werden gemäß Tabelle I gesteuert, indem man auf die Bogen Wasser mit einem mit Draht umwickelten Beschichtungsstab aufträgt. Dann werden die Bogen der Transparentmachungsbehandlung unterworfen, indem sie insgesamt viermal unter Vertauschung der Unterseite mit der Oberseite eines jeden Bogens durch den Walzenspalt eines Zweiwalzenkalanders mit einer elastischen Walze und einer harten, verchromten Metallwalze (Oberflächentemperatur 150⁰C) unter einem linearen Druck von 1323 N/cm geschickt werden. Verschiedene Kennwerte der so erhaltenen transparenten Bogen sind in Tabelle ! angegeben. Die erfindungsgemäß erhaltenen transparenten Papierbogen übertreffer, das Vergleichspapaier an Eignung zur Papierherstellung, Transparenz, physikalischen Eigenschaften und Weiterverarbeitbarkeit. Das transparente Papier gemäß der Erfindung hat gut ausgewogene Eigenschaften.

'

Beispiel 2

Zwei Arten von Fäden mit PVA-Gehalten von 30% bzw. 10% werden nach der Spinnmethode des Beispiels 1 aus einer 25prozentigen Lösung eines Gemisches aus 1 Gewichtsteil PVA-A N-Copolymerisat, hergestellt durch Aufpfropfen von AN auf PVA mit einem Polymerisationsgrad von 1800 nach einer herkömmlichen Radikalket- ω tenpolymerisationsmethode unter Verwendung eines Persulfatsalzes als Katalysator bei einem Verhältnis von PVA zu AN von 80 :20, mit 1,67 bzw. 7 Gewichtsteilen eines AN-S-Copolymerisats mit einer Intrinsic-Viskosität von 0,65, bestimmt bei 30⁰C in Methyläthylketon, hergestellt nach einer herkömmlichen Suspensionspolymerisationsmethode mit einem Verhältnis von AN zu Styrol von 30 :70, in DMSO erhalten. Das Verstreckungsverhältnis beträgt 3,5, und die Fäden beider Arten haben einen Titer von 5 den. Die Fäden werden zu Stapelfasern mit Längen von etwa 3 mm zerschnitten und die Stapelfasern dann gemäß Beispiel 1 gemahlen, wobei man zwei Arten von synthetischem Papierstoff erhält. Der eine synthetische Papierstoff (B) hat einen PVA-Gehalt von 30% und einen Mahlgrad von 195 cm³, der andere synthetische Papierstoff (C) hat einen PVA-Gehalt von 10%

und einen Mahlgrad von 240 cm³.

Der mittlere Durchmesser der Fibrillen mit dem PVA-Gchalt von 30% beträgt 2 μιτι, der Mindestdurchmesser der einzelnen Fibrillen 0,2 μπι und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 90, während bei den Fibrillen mit dem PVA-Gehalt von 10% der mittlere Durchmesser 4 μιη der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,3 μιη und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 70 beträgt.

Gesondert davon werden ein gebleichter Nadelholz-Kraftzellstoff (N") mit einem Mahlgrad von 280 cm^J und ein gebleichter Laubholz-Kraftzellstoff (L") mit einem Mahlgrad von 450 cm^J hergestellt.

Unter den in Tabelle H angegebenen Bedingungen werden Papierbogen gemäß Beispiel 1 aus den oben angegebenen synthetischen Papierstoffen (B) und (C) und aus den Zellstoffen (N") und (L") hergestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt dieser Bogen wird gemäß Tabelle Il in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingestellt. Dann werden die Bogen bei einer Walzen-Oberflächentemperatur von 140°C und einem linearen Druck von 2156 N/cm insgesamt viermal durch den in Beispiel 1 beschriebenen Zweiwalzenkalander geschickt, wobei die Seiten (Oberseite und Unterseite) vertauscht werden. Die Eigenschaften des so erhaltenen transparenten Papiers ergeben sich aus Tabelle II.

Beispiel 3

Es werden zwei Arten von Fäden mit PVA-Gehalten von 7% bzw. 20% nach der in Beispiel 1 beschriebenen Naßspinnmethode hergestellt. Als Ausgangslösung dient eine 25pro/.entige Lösung eines Polymerisatgemisches in Dimethylsulfoxid. Das Polymerisatgemisch besteht aus 1 Teil eines PVA-AN-Pfropfcopolymerisats, hergestellt nach Aufpropfen von AN auf PVA mit einem Polymcrisalionsgrad von 1100 nach einer bekannten Radikalkettenpolymerisationsmethode unter Verwendung von Persulfatsalz als Katalysator bei einem Verhältnis von PVA zu AN von 60 :40, und 7,57 bzw. 2 Teilen eines AN-S-Copolymerisats mit einer Intrinsic-Viscosität von 0,65, bestimmt bei 30°C in Melhyläthylketon, hergestellt nach einem herkömmlichen Massenpolymerisationsverfahren mit einem Verhältnis von AN zu Styrol von 20 : 80.

Beide Arten von Fäden haben den gleichen Titcr von IOden. Die Fäden werden zu Stapelfasern mit Längen von etwa 5 mm zerschnitten und die Stapelfasern dann gemäß Beispiel 1 zu zwei Arten von synthetischem Papierstoff gemahlen. Der syntetische Papierstoff (D) mit dem PVA-Gehalt von 7% hat einen Mahlgrad von 230 cm³, während der andere synthetische Papierstoff (E) mit dem PVA-Gehalt von 20% einen Mahlgrad von 200 m³ hat. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen mit dem PVA-Gehalt von 7% beträgt 13 μπι, der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,8 μπι und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 45, während bei den Fibrillen mit dem PVA-Gehalt von 20% der mittlere Durchmesser 8 μΐη, der Mindestdurchmesser 0,5 μιη und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 55 betragen. Gesondert davon werden der oben beschriebene, gebleichte Nadelholz-Kraftzellstoff (N) und der gebleichte Laubholz-Kraftzellstoff (L) gemäß Beispiel 1 hergestellt. Die obigen synthetischen Papierstoffe (D) und (E) sowie die Zellstoffe (N) und (L) werden in den in Tabelle III angegebenen Mengenverhältnissen gemischt und in einer Versuchs-Langsiebmaschine mit einer Papierherstellungsgeschwindigkeit von 20 m/min zu trockenen Papierbogen verarbeitet.

Der Feuchtigkeitsgehalt dieser Bogen wird, wie in Tabelle IU angegeben, durch Beschichten mit Wasser mit Hilfe einer Versuchsbeschichtungsvorrichtung eingestellt. Dann werden die Bogen durch vier Walzenspalte eines Superkalanders geführt, der mit abwechselnden gekühlten Walzen mit einer höchsten Oberflächentemperatur von 160°C und baumwollgefüllten Walzen ausgestattet ist und auf das Papier einen linearen Druck von 2156 N/cm ausübt. Die Eigenschaften der so erhaltenen transparenten Papierbogen ergeben sich aus Tabelle 111.

Vergleichsbeispiel 3

Transparente Papierbogen werden gemäß Beispiel 1 bis 4 hergestellt, jedoch mit einem handelsüblichen Papierstoff, der anstelle des synthetischen Papierstoffs (A) der Beispiele I bis 4 einen im Handel erhältlichen Papierstoff aus Poly-A-olefinfasern enthält, und ohne Einregelung der Feuchtigkeit. Die Transparenz des so erhaltenen transparenten Papiers beträgt nur 60%. Außerdem macht sich eine beträchtliche makroskopische Ungleichmäßigkeit der Transparenz bemerkbar. Die nach den Beispielen 1 bis 4 und nach dem Vergleichsbeispiel erhaltenen Papierbogen werden auf ihre Bedruckbarkeit mit der Offsetpresse untersucht. Die transparenten Papierbogen gemäß Beispie! ! bis 4 zeigen ein gutes Druckfarbeaufnahmevermögen und liefern gute Ergebnisse beim Drucken. Im Gegensatz dazu zeigt das nach dem Vergleichsversuch erhaltene transparente Papier wegen seines schlechten Wasserabsorptionsvermögens ein schlechtes Aufnahmevermögen für Druckfarbe und weist mikroskopische weiße Flecke auf.

Beispiel 4

Ein Endlosfaden von 7 den mit einem PVA-Gehalt von 7% wird nach dem Spinnverfahren des Beispiels 1 aus einer 25prozentigen Lösung eines Polymerisatgemisches in DMSO hergestellt. Das Polymerisatgemisch besteht aus 1 Teil PVA-AN-Pfropfcopolymerisat, hergestellt durch Aufpfropfen von AN auf PVA mit einem Polymerisationsgrad von 2600 nach einer herkömmlichen Radikalkettenpolymerisationsmethode unter Verwendung von Persulfatsalz als Katalysator bei einem Verhältnis von PVA zu AN von 30 :70, und 3,29 Teilen AN-S-Copylmerisat mit einer Intrinsic-Viscosität von 0,54, bestimmt bei 30°C in Methyläthylketon, hergestellt nach einem b5 üblichen Suspensionspolymerisationsverfahrcn mit einem Verhältnis von AN zu Styrol von 24:76. Der so erhaltene Faden wird auf Stapellängen von etwa 10 mm geschnitten, und die Stapelfasern werden gemäß Bespiel 1 zu einem synthetischen Papierstoff (F) mit einem Mahlgrad von 280 cm³ gemahlen. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen beträgt 13 μιη, der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,8 μιη und das Verhältnis von

Länge zum mittleren Durchmesser etwa 45.

Der gebleichte Nadelholz-Kraftzellstoff (N) und der gebleichte Laubholz-Krafizellstoff (L) gemäß Beispiel 1 werden mit dem synthetischen Papierstoff (F) in den in Tabelle IV angegebenen Mengenverhältnissen gemischt. Der gemischte Papierstoff wird in einer Versuchs-Langsiebmaschine mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min zu zwei Papierbogen verarbeitet Die Feuchtigkeitsgehalte der trockenen Bogen werden auf die in Tabelle IV angegebenen Werte eingestellt, indem die Bogen mit Hilfe einer an die Versuchsbeschichtungsvorrichtung angeschlossenen Sprühbefeuchtungsvorrichtung mit einer 3prozenligen wäßrigen Lösung von Glycerin als Weichmacher besprüht werden. Dann werden die Bogen durch vier Walzenspalte eines Superkalanders geführt, der mit abwechselnden gekühlten Walzen, deren höchste Oberflächentemperatur 150° C beträgt, und baumwollgefülhen Walzen ausgestattet ist, die auf das Papier einen linearen Druck von höchstens 1960 N/cm ausüben. Die Eigenschaften der so erhaltenen transparenten Papierbogen ergeben sich aus Tabelle IV. Die nach Beispiel 4 hergestellten transparenten Papierbogen haben eine gute Kombination von ausgezeichneten Eigenschaften. Im Gegensatz dazu zeigt das nach dem Vergleichsversuch 4 hergestellte transparente Papier infolge seines schlechten Dehydratationsvermögens ein unerwünschtes Gefüge sowie infolge seiner schlechten Reiß- und Falzfestigkeit eine schlechte Verarbeitbarkeit im Superkalander. Außerdem zeigt dieses Papier ein schlechtes Aufnahmevermögen für Druckfarbe beim Offsetdruck. Ferner weist dieses transparente Papier Wellungen auf.

Beispiel 5

Ein Endlosfaden mit einem PVA-Gehalt von 28% wird durch Naßverspinnen einer 25prc2entigen Lösung eines Polymerisatgemisches in DMSO gemäß Beispiel 1 hergestellt. Das Polymerisatgemisch besteht aus 1 Teil eines Reaktionsproduktes, das durch Aufpfropfen von AN auf PVA mit einem Polymerisationsgrad von 1800 nach einem bekannten Radikalkettenpolymerisationsverfahren unter Verwendung von Persulfatsalz als Katalysator hergestellt worden ist und zu 74 Gewichtsprozent aus einem PVA-AN-Copolymerisat (75 : 25), zu 20 Gewichtsprozent aus nicht-umgesetztem PVA und zu 6 Gewichtsprozent aus homogenem Acrylnitrilpolymerisat besteht, und 1,7 Teilen eines AN-S-Copolymerisats (Intrinsic-Viscosität 0,71, bestimmt in Methyläthylketon bei 3O⁰C), hergestellt nach einer herkömmlichen Suspensionspolymerisationsmethode mit einem Verhältnis von AN zu Styrol zu 15 :85. Der so erhaltene Faden hat einen Titer von 7 den und wird zu Stapelfasern mit einer Länge von etwa 5 mm zerschnitten, die dann gemäß Beispiel 1 zu einem synthetischen Papierstoff (G) mit einem Mahlgrad von 240 cm³ gemahlen werden. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen beträgt 4 μιη, der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,3 μΐη und das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser etwa 70.

Gesondert da^on wird ein gebleichter Nadelholz-Kraftzellstoff (N'") mit einem Mahlgrad von 550 cm³ und ein gebleichter Laubholzzellstoff (L'") mit einem Mahlgrad von 620 cm¹ hergestellt. Der obige synthetische Papierstoff (G) und die Zellstoffe (N'") und (L'") werden gemischt und unter den in Tabelle V angegebenen Bedingungen zu Papierbogen verarbeitet. Als Kontrolle dient ein Bogen, der unter den in Tabelle V angegebenen Bedingungen nur aus den Naturzellstoffen (N'") und (L'") hergestellt worden ist.

Die Feuchtigkeitsgehalte der so erhaltenen Papierbogen werden, wie in Tabelle V angegeben, eingeregelt, indem die Bogen mit Hilfe eines mit Draht umwickelten Beschichtungsstabes auf einer Seite mit Hilfe einer 0,3prozentigen wäßrigen Lösung beschichtet werden, die Natriumchlorid als antistatisches Mittel enthält. Dann werden die Bogen viermal unter einem linearen Druck von 2058 N/cm durch einen Zweiwalzenkalander geführt, der eine elastische Walze und eine harte verchromte Metallwalze (Oberflächentemperatur 150°C) aufweist, wobei die beiden Seiten der Bogen vertauscht werden. Die so erhaltenen transparenten Papierbogen haben die in Tabelle V angegebenen Eigenschaften.

Die in diesem Beispiel erhaltenen transparenten Papierbogen sind demjenigen, der in dem Vergleichsbeispiel hergestellt worden ist, an Transparenz, physikalischen Eigenschaften und Weiterverarbeitbarkeit überlegen. Die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten transparenten Papierbogen übertreffen sogar diejenigen von Gassinpapier.

Beispiel 6

Ein Endlosfaden mit einem PVA-Gehalt von 10% wird durch Naßverspinnen einer 25prozentigen Lösung eines Polymerisatgemisches in DMSO nach Beispiel 1 hergestellt. Das Polymerisatgemisch besteht aus 1 Teil PVA-AN-Pfropfcopolymerisat, hergestellt durch Aufpfropfen von AN auf PVA mit einem Polymerisationsgrad von 800 nach einem herkömmlichen Radikalkettenpolymcrisaiionsverfahren unter Verwendung von Persulfatsalz als Katalysator bei einem Verhältnis von PVA zu AN von 40 :60, und 3 Teilen AN-S-Copolymerisat mit einer Intrinsic-Viscosität von 0,75, bestimmt in Methyläthylketon bei 30^aC, und einem Verhältnis von AN zu Styrol von 20 :80. hergestellt nach einem herkömmlichen Suspensionspolymerisationsverfahren. Das Verstrekkungsverhältnis beträgt 2,0.

Der Faden hat einen Titer von 10 den und wird zu Stapellängen von etwa 5 mm zerschnitten. Die Stapelfasern werden dann gemäß Beispiel 1 zu einem synthetischen Papierstoff (H) mit einem Mahlgrad von 260 cm³ gemah- bo len. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen beträgt 7 μιη, der Mindestdurchmesser einer Fibrille 0,5 μπι und das Verhältnis von Länge zu mittleren Durchmesser etwa 50.

Es werden der gleiche gebildete Nadelholz-Kraftzellstoff (N'") und der gleiche gebleichte Laubholz-Kraftzellstoff (L'") wie in Beispiel 5 hergestellt.

Der obige synthetische Papierstoff und die Zellstoffe (N'") und (L'") werden in den in Tabelle Vl angegebenen b5 Mischungsverhältnissen gemischt und in einer technischen Langsiebmaschine mit einem 1975 mm breiten Drahtnetztuch mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min zu drei Papierbogen verarbeitet.

Als Kontrolle wird ein Papierbogen in der oben beschriebenen Weise nur aus den Holzzellstoffen (N'") und

(L'") hergestellt.

Die Feuchtigkeitsgehalte der Papierbogen werden gemäß Tabelle Vf eingestellt, indem man die Bogen mit einem im Handel erhältlichen Stabauftragegerät mit einer 0,2prozentigen wäßrigen Lösung beschichtet, die eine handelsübliche Wachsemulsion als Trennmittel enthält Dann wird jeder Bogen durch 16 Walzenspalte eines Superkalanders geführ:, der mit abwechselnden gekühlten Waken mit einer höchsten Oberflächentemperatur vcn 160°C und baumwollgefüllten Walzen ausgestattet ist, die einen linearen Druck von höchstens 3920 N/cm ausüben. Die Eigenschaften des so erhaltenen transparenten Papiers ergeben sich aus Tabelle VI.

Die transparenten Papierbogen dieses Beispiels zeigen eine ausgezeichnete Transparenz und Kombination von Eigenschaften mit zunehmendem Gehalt an synthetischem Papierstoff, selbst wenn der Feuchtigkeitsgehalt verhältnismäßig gering ist. Im Gegensatz dazu hat der nur aus Natu.-zellstoff hergestellte Vergleichsbogen eine unzureichende Transparenz, obwohl er auf einen hohen Feuchtigkeitsgehalt gebracht worden ist

Tabelle 1

Papierherstellung	Harzleim	Talkum1),	Oxidierte	Dehydrati-	Textur	Flächen
Papierstoff		%	Stürkelcim-	sierungs-		gewicht
zusammen			schicht2),	geschwin-		des Papiers,
setzung auf			g/m2	digkeit3),		g/m2
Trockenbasis				sec/101

A:N:L

Vergleich

1-1	O:30 :70	Vergleich	80 :20 :0	nein	0	0
1-2	5:50 :45	1-3	A :N' :L'	nein	0	1.2
3eispiel 1-1	7,5 : 50 :42,5		0 : 80 : 20	nein	0	1,2
1-2	10:50:40	1-4	(Fortsetzung)	nein	0	1.2
1-3	25 :30 : 45	Tabelle 1	ja	6.0	0
1-4	30:30:40	nein	0	0
1-5	30 :30 :40	ja	5.8	0
1-6	30 : 30 :40	nein	0	1.0
1-7	60 :40 : 0	nein	0	0
nein	0	0
nein	0	0

3,0 3.1

3.2 3.3 4,2 4,1 4,8 4,5 6,2

16,5

35.2

gut	60
gut	30
gut	40
gut	30
gut	40
gut	60
gut	60
gut	60
gut	80
nicht	60
SOgUt

schlecht 60

Eigenschaften des transparenten Papiers Feuchtigkeit·«- Massen- Trans

gehalt.

dichte, g/cm'

parenz⁴),

Liifldurchliissigkcit⁵), see/100 cm^J

Reißlänge⁶), km

Reißfaktor⁷)

Vergleich

1-1	30.3	.10	39,1	150	7,63	54
1-2	28,5	,08	51,2	170	7,31	50
ispiel 1-1	22,5	.07	63.4	780	7,34	48
1-2	31,6	,08	66,1	1 230	7,42	48
1-3	24,3	,09	79,8	3 480	7,16	44
1-4	18,1	.01	75.6	27 500	7,72	43
1-5	20,5	.07	75.3	24 000	6,85	47
1-6	17.2	1.05	77.9	35 000	7,23	42
1-7	9.8	3.98	71.3	30 600	8,01	39
;rgleich 1-3	8,3	0,96	70,8	50 800	7,32	15
1-4	25.4	1.18	68,9	16 000	8,17	40

10

Tabelle I (Fortsetzung)

Eigenschaften des transparenten Papiers

Falzfestig- Reißlänge¹*) Ausdehnung¹")

keit⁸) nach Wieder- in Wasser

MIT benetzung. %

km

Aussehen

OffsetbedrucUbarkcit	Kräuselung	benannahme	nicht
Druckfar	gut	SOgUt
	nicht
gut	SOgUt
	gut
gut	gut
gut	gut
gut	gut
gut	gut
gut	gut
gut	gut
gut

Vergleich	380
1-1	410
1-2
Beispiel	420
1-1	450
1-2	2450
1-3	2700
1-4	3100
1-5	5600
1-6	2500
1-7
Vergleich	500
1-3	8500
1-4

0,54
0,71

0,89
0,91

1,95
2,45
2,16
1,98
2,75

3,02
0,74

1,93 1,68

1,51 1,03 0,65 0,38 0,21 0,48 0,11

0,09 2,58

nicht gut nicht gut

gut gut gut gut gut gut gut

gut

uneben,
Blasen, rauh

nicht

sogut

gut

gut
schlecht

Anmerkungen:

1) Talkum als Füllstoff, %:

Aschegehalt des trockenen Papiers, bestimmt nach der japanischen Industrienorm JlS P-8128.

2) Oxidierte Stärkeleimschicht:

Flächengewicht der Schicht in g/cm² auf Trockenbasis.

3) Dehydralisierungsgeschwindigkeit:

Für die Dehydratisierung von iOI Papiersloffdispersion auf einem Mctalldrahlnelz (Maschenweite 177 μΐη) einer von Hand betriebenen Papiermaschine mit einer Breite von 20 cm und einer Länge von 25 cm erforderliche Zeit.

4) Transparenz, % =

100— Lichtundurchlässigkeitswert, bestimmt mit dem Hunter-Reflektomcter(llSP-8138).

5) Luftdurchlässigkeit mit dem Hochdruck-Densometer nach Gurlcy (ASTM-Prüfnorm D 726-58. Methode B) bestimmt.

6) Reißlänge, bestimmt gemäß JIS P-8113.

7) Reißfaktor, bestimmt gemäß )1S P-8116. ⁴⁰

8) Falzfestigkeit, bestimmt nach MIT gemäß JlS P-8115.

9) Reißlänge, km =

Zugfestigkeit des wiederbenetzten Papiers, km

Flächengewicht (g/m²) auf Trockenbasis x Papierbreite

x 1000

worin die Zugfestigkeit des wiederbenel/.len Papiers gemäß )1S P-81 Jb bestimmt, das Flächengewicht auf Trockenbasis gemäß JIS P-8111 angegeben wird und die Papierbreite 15 mm beträgt, wie es in | IS P-8135 definiert ist.
10) Die Ausdehnung in Wasser wird mit einem Fenchel-Expansionsiriesser nach 5 Minuten langem Eintauchen des Bogens in Wasser von 20°C bestimmt.

Die Anmerkungen gelten auch für die Tabellen Il bis Vl. Tabelle II

Papierherstellung	Harzleim	Talkum,	Oxidierte	Dehydrati
Papierstoff-		%	Stärkeleim	sierungs-
zusamnien-			schicht,	geschwin-
setzung auf			g/m2	digkeit,
Trockenbasis				sec/101

Textur

Flächengewicht
des Papiers,
g/m²

Beispiel

2-2
Vergleich

B : N" : L"
30:55:15

C : N" : L"
30:55:15

B:C:N'7L"
0:55 : 45

nein

ja

ja

5,!
0

5.1

1,0

6,5

6,7

4,8

gut

gut

gut

40
40

40

Tabelle II (Fortsetzung)

Eigenschaften des transparenten Papiers

Feuchligkeits- Massen- Trans- Luftdurchgehalt, dichte. parenz. lässigkeil. % g/;m^s % sec/IOOcm³

Reißlänge. Reißfaktor

km

Beispiel

2-1	17,8
2-2	16,5
Vergleich
2	20,5
Tabelle II (Fortsetzung)

1,05 1,04

1.12

80,8 78,5

51,0 7200
9200

1200

8,30 7,62

7,92

43 44

49

Eigenschaften des transparenten Papiers

Falzfestigkeil Reißlänge Ausdehnung Aussehen

nach Wiedcr-

benet/.ung.

km

in Wasser. Offsetbedruckbarkeit

Druckfar- Kräuselung

benannahme

Beispiel

2-1
2-2

Vergleich
2

Tabelle III

3400
2700

1200

1,4 2,1

0,9

0,95 0,26

2,05 gut
gut

nicht
sogut

gut gut

gut

gut gut

nicht sogut

Papierherstellung

Papierstoffzusammen-
sctzung auf
Trockenbasis

Harzleim

Talkum. Oxidierte
Stärkeleimschichl,
g/m'

Textur

Flächengewicht des Papiers, g/m²

Beispiel

3-1
3-2

D:N :L
25 : 50 : 25
E:N :L
25 : 50 : 25

ja ja

0 0 gut gut

40 40

Tabelle 111 (Fortsetzung)

Eigenschaften des transparenten l'apiers

Fcuchtigkcits- Massen- Trans-

gehalt, dichte. parenz.

dichte. g/cm'

l.uftdurch-

liissigkcii,

sec/IOOcm'

Reißlänge,

km

Länge/Breite

Reißfaktor Länge/Breite

Beispiel

3-1
3-2

24,0
16,0

1,13 1,15

72,0

74,1

7,51/6,03 7,82/6,25

42/45 41/43

Tabelle III (Fortsetzung)

	Eigenschaften des transparenten Papiers	Ausdehnung Aussehen	Dehydrati-	Offselbediuckbarkeit	Textur	Kräuselung
	Kciülängc nach	in Wasser,	sierungs-	Druckfarben
	Wiederbenetzung,	Breite	geschwin-	annahme
	km		digkeit
	Länge/Breite				gut
Beispiel		0.46 gut		gut	gut
3-1	2,0/1,5	0,53 gut	gut
3-2	2,4/1,8
Tabelle IV				Flächen-
	Papierherstellung	Talkum, Oxidierte	gewicht
	Papierstoff- Har/Ieim	% Stärkelcim-	des Papiers,
	zusammen	schicht.	g/m2
	setzung auf	g/m2
	Trockenbasis

F:N :L

Beispiel

4-1	8 : 20:72	ja	6,2	1.5	gut	gut	50
4-2	15:20:65	ja	6,4	1.5	gut	gut	50
Vergleich
4	80 :20 : 0	ja	6,1	1.5	schlecht	schuppig	50

Anmerkung: Dehydratisierung auf dem Drahtnetz der Versuchs- Langsiebmaschine. Tabelle IV (Fortsetzung)

	Eigenschaften des transparenten Papiers	Massen dichte, g/cm'	Trans parenz. %	Reißlänge nach wieder benetzung, km Länge/Breite	Luftdurch lässigkeil, see/100 cm'	Reißlänge, km Länge/Breite	Reißfaktor Länge/Breite
	Feuchtigkeits gehalt, %
Beispiel		1,12	64,2	15 000	6,83/5.12	38/31
4-1	22	1,08	67.8	18 300	7.04/5.54	37/32
4-2	22
Vergleich		1,09	75,3	20 400	7.54/5,38	19/16
4	22
Tabelle IV (Fortsetzung)	Eigenschaften des transparenten Papiers
	Falzfestigkeit. Lange/Breite	Ausdehnung Aussehen in Wasser. % (Breite)		Offsetbedruckbarkeit Druckfarben- Kräuselung annähme

Beispiel

4-1	390/195
4-2	480/310
Vergleich
4	100/51

0,82/0.57 1,41/0,92

2,73/1,54

1,54 1,37

0,64

gut gut

Wellung

gut
gut

nicht
sogut

gut gut

gut

13

Tabelle V

Papierherstellung

Harzlcim Talkum. Oxidierte

Massen-

Dehydrali-

piers

Reißlänge

Ausdehnung

geschwin-

Dchydrali-

geschwin-

Textur

Flächen

nicht

U

Papiersloff-

"/ο

dichte.

Stärkeleim- sicrungs-

Trans-

nach Wieder-

in Wasser.

digkeit

Stärkeleim- sicrungs-

digkcit.

gewicht

SOgUt

Ei

/usammcn-

g/eni'

schicht.

paten/.

benetzung.

"/,I

schicht.

scc/101

des Papiers.

sel/.ung auf

g/m-'

km

g/m2

g/m2

gut

1

Trockenbasis

1.05

1,9

gut

I

G : N'" : L'"

55.1

0.61

1.62

Vergleich

nein nein

1.12

2.1

3,5

gut

30

I*

5

0:70 : 30

1.14

82,4

3,8

Flächen

:■'■'!

Beispiel

nein nein

2.0

86,9

1,15

1.10

gut

30

gewicht

I

5-1

20:70: 10

nein nein

1.9

1.42

0.99

gut

30

des Papiers,

v'.' %

5-2

30 : 70 : 0

Eigenschaften des transparenten Papiers

l.ufldurch-

g/m2

I

Tabelle V (Fortsetzung)

Eigenschaften des transparenten Pa

Falzfestigkeit

liissigkeit.

Ä

Feuchtigkeits

Hai/leim Talkum. Oxidierte

sec/100 cm1

Reißlänge.

Kcißfiikior

gehalt.

%

km

k

%

210

ψ

Vergleich

25

850

1450

7.32

54,1

5

6500

χ.

Beispiel

25

8,10

48,2

5-1

25

1020

8,15

45,3

5-2

Tabelle V (Fortsetzung)

1300

Aussehen

h

Papierherstellung

Offsctbedruckbarkeit

Papierstoff-

Druckfarben- Kräuselung

Zusammen

annähme

setzung auf

gut

3

Vergleich

Trocken basis

5

gut

Jt

gut

1L

Beispiel

gut

( a* ι

5-1

gut

S

5-2

gut

I

Tabelle Vl

Textur

Vergleich

b Beispiel

b-1 b-2 b-3

0 :40 :60

15:40:45 JO:40 : 30 b0:40 : 0

nein

nein nein nein

5.2

5.5
5.6

5.4

1.8

1.8 1.8 1.8

gut

150

gut	150
gut	150
gut	150

14

Tabelle VI (Forlsetzung)

Kigcnsehaftendes transparenten Papiers

l'euchtigkcits- Massen- Trans

parenz.

42,1

66,5 68,2 74,5

	gehalt, "/(I	dichte g/cm'
Vergleich
6	28	1,05
Beispiel
6-1 6-2 6-3	22 18 12	1,12 1,16 1.08

l.iiftdurchlüssigkeii, see/1 (K) cm'

RciUUingc.

km

Lange/Breite

6.51/4.32

b.98/5,42
6.85/5,59
7,52/5.83

Reißfaktor
Länge/Breite

45.1/39.3

43,2/28,5
41,3/37,4
37,5/34,1 ₁₅

Tabeiie Vi (Fortsetzung)

Eigenschaften des transparenten Papiers Falzfestigkeit, Reißlänge Ausdehnung Länge/Breite nach Wieder- in Wasser,

benetzung, km %

Länge/Breite Aussehen Offsetbedruckbarkeit

Druckfarben- Kräuselung
annähme

Vergleich
6

Beispiel

820/560

2040/1750
2130/1810
2060/1540

0,62/0,42

1,02/0,73 1,35/0,97 1,67/1,02

1,84

1.35 1,21 0,78 schlechte
Transparenz

gut
gut
gut

gut

gut
gut
gut

gut

gut
gut
gut

15

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Transparentes Papier, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Befeuchten einer Fasermasse in Form eines Flächengebildes bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 40% und anschließendes Pressen des befeuchteten Flacher, gebildes mit einer Preßvorrichtung bei einer Pressenoberflächentemperatur von mindestens 130⁰C hergestellt worden ist, wobei die Fasermasse auf Trockenbasis aus

a) 6 bis 60 Gewichtsteilen synthetischem Papierstoff, hergestellt aus einem Polymerisatgemisch, welches zu 5 bis 40 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Polyvinylalkohol und Acrylnitril, in dem der

ίο Polyvinylalkohol chemisch an das Acrylnitril gebunden ist, und in dem der Gehalt an einpolymerisiertem

Polyvinylalkohol 20 bis 80 Gewichtsprozent beträgt, und

zu 60 bis 95 Gewichtsprozent aus einem Copolymerisat aus Acrylnitril und Styrol mit einem Acrylnitrilgehalt von 5 bis 45 Gewichtsprozent besteht, und

b) 94 bis 40 Gewichtsteilen natürlichem Zellstoff