DE1160293B - Integrated, compacted, stretchable paper with high resistance to splitting and process for its manufacture - Google Patents
Integrated, compacted, stretchable paper with high resistance to splitting and process for its manufactureInfo
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Description
Imgrägniertes, verdichtetes, dehnbares Papier mit hohem Aufspaltwiderstand und Verfahren zu seiner Herstellung Zur Herstellung von Haftklebebändern, Sandpapier, Kunstleder od. dgl. werden imprägnierte Papierunterlagen benötigt, die einen hohen Aufsp-altwiderstand und gute Einreißfeestigkeit mit Biegsamkeit und ausreichendem Dehnungsvermögen vereinen. Sie besitzen den für druckempfindliche Haftklebebänder erforderlichen Aufspaltwiderstand, wenn sich die aus diesen Papierunterlagen hergestellten und zu einer Rolle aufgewickelten Haftklebebänder wieder abziehen lassen, ohne daß das Papier unter der Wirkung der Adhäsion einer Rollenlage an der darüberliegenden Lage beschädigt oder aufgespalten wird. Aufspaltwiderstand und Einreißfestigkeit der Papiere lassen sich unter weitgehender Erhaltung der Biegsamkeit des Rohpapiers verbessern, wenn man dieses mit dehnfähigem, gummiartigen Stoffen imprägniert. Diese Imprägniermittel binden die Fasern und verfestigen und verdichten dadurch das Rohpapier. Es wurde schon früh erkannt, daß die Wahl des Imprägniermittels und vor allem des Rohpapiers die Eigenschaften brauchbarer Papierunterlagen für Haftklebebänder entscheidend bestimmen. Die Fachwelt war sich darin einig, daß das Rohpapier für die Herstellung dieser imprägnierten Papierunterlagen hochporös, sehr absorptionsfähig bzw. saugfähig sein mußte, eine geringe Dichte haben und sich in seiner Struktur dem Fließpapier nähern sollte. Bei der Herstellung derartiger Rohpapiere und ihrer Behandlung vor bzw. während der Imprägnierung mußten alle Maßnahmen ausgeschlossen werden, die die genannten Eigenschaften wesentlich verändern, weil sich das auf die mit der Imprägnierung erhaltenen Produkte in höchstem Maße nachteilig auswirkt.Impregnated, compressed, stretchable paper with high splitting resistance and process for its production For the production of pressure-sensitive adhesive tapes, sandpaper, Synthetic leather or the like. Impregnated paper supports are required that have a high Splitting resistance and good tear resistance with flexibility and sufficient Unite extensibility. They have that for pressure-sensitive adhesive tapes required splitting resistance, if these are made from these paper documents and let the pressure-sensitive adhesive tapes wound into a roll peel off again without the paper under the effect of the adhesion of a roll layer to the overlying one Damaged or split. Splitting resistance and tear resistance of the papers can be largely preserved while maintaining the flexibility of the base paper improve if you impregnate it with elastic, rubber-like materials. These Impregnating agents bind the fibers and thereby strengthen and compact the raw paper. It was recognized early on that the choice of the impregnating agent and, above all, the Base paper, the properties of usable paper substrates for pressure-sensitive adhesive tapes are decisive determine. The experts agreed that the raw paper for production these impregnated paper documents are highly porous, very absorbent or absorbent had to be, have a low density and the structure of the blotting paper should approach. In the manufacture of such base papers and their treatment or during the impregnation all measures had to be excluded that the properties mentioned change significantly because that affects those with the Impregnation of the products obtained is extremely detrimental.
Beim Imprägnieren derartiger Rohpapiere mit weichen und dehnbaren polymeren Stoffen wird die Dehnbarkeit jedoch nur geringfügig verbessert, und sie reicht bei diesen glatten imprägnierten Papierunterlagen für viele Verwendungszwecke nicht aus, und das Papier reißt ein. Um den Klebestreifen für solche Fälle das erforderliche Dehnungsvermögen zu verleihen, wird die Papierunterlage üblicherweise gekreppt. Durch das Kreppen wird zwar eine erhöhte Dehnung und auch eine gewisse Verbesserung der Saugfähigkeit erreicht, dafür haben gekreppte Papierunterlagen für Haftklebebänder einige ausgesprochene Nachteile: Sie sind wesentlich dicker als die glatten Papiere, und infolgedessen dringt bei ihrer Verwendung zum Abdecken gestrichener Flächen die Farbe in die Hohlräume unter das Band, sammelt sich an den Kanten an, und es lassen sich keine sauberen und glatten Begrenzungslinien erhalten. Durch die rauhe Oberfläche der gekreppten Haftklebebänder kam es außerdem wiederholt zu Verletzungen an den Händen der Arbeiter bei der Verwendung dieser Haftklebebänder.When impregnating such base papers with soft and stretchable polymeric fabrics, however, the stretchability is only slightly improved, and they With these smooth, impregnated paper supports, it is sufficient for many purposes will not go out and the paper will tear. To get the adhesive tape necessary for such cases To impart stretchability, the paper backing is usually creped. Creping increases stretching and also a certain improvement the absorbency achieved, but creped paper backing for pressure-sensitive adhesive tapes some distinct disadvantages: they are much thicker than the smooth papers, and consequently penetrates when used to cover painted surfaces the paint in the voids under the tape, collects on the edges, and it no clean and smooth boundary lines can be obtained. Through the rough In addition, there were repeated injuries to the surface of the creped pressure-sensitive adhesive tapes on the hands of workers when using these pressure-sensitive adhesive tapes.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, imprägnierte Papierunterlagen zu verwenden, die in der Weise erhalten wurden, daß ein gekrepptes Papier trocken kalandriert und anschließend in der üblichen Weise imprägniert wurde. Durch das trockene Kalandrieren sollen die Spitzen der Kreppfalten flachger walzt werden, damit sich das Papier dann nicht mehr so rauh anfühlt und glatter aussieht. Hierbei wird lediglich die makroskopische Struktur des Krepppapiers geändert, nicht aber das innere Gefüge der Papierbahn. Die so behandelten Papiere unterschieden sich hinsichtlich ihrer Dichte und Porosität nicht von den zur Herstellung imprägnierter Papierunterlagen üblicherweise verwendeten Rohpapieren. Die mit dem Glätten der Oberfläche verbundenen Vorteile werden durch den Nachteil erkauft, daß die nach dem Kreppen trocken kalandrierten und dann imprägnierten Papiere als Folge des Kalandrierens wesentlich geschwächt sind und geringere Zugfestigkeits- und Streckwerte besitzen als nicht kalandriertes imprägniertes Kreppapier.To avoid these disadvantages, it is known to use impregnated paper substrates to use which have been obtained in such a way that a creped paper dry was calendered and then impregnated in the usual way. By the dry calendering, the tips of the crepe folds should be rolled flat, so that the paper no longer feels so rough and looks smoother. Here only the macroscopic structure of the crepe paper is changed, but not the inner structure of the paper web. The papers treated in this way differed in terms of their density and porosity not different from those used for the manufacture of impregnated Paper documents commonly used base papers. The one with smoothing the Surface related advantages are bought by the disadvantage that the after papers dry calendered after creping and then impregnated as a result of calendering are significantly weakened and have lower tensile strength and elongation values as non-calendered impregnated crepe paper.
Gegenstand der Erfindung ist ein imprägniertes, verdichtetes, dehnbares Papier mit hohem Aufspaltwiderstand, dessen Fasern im Innern parallel zu den ebenen Oberflächen des Papiers zusammengepreßt, verzerrt, in sich verankert und durch ein gleichmäßig verteiltes polymeres Faserbindemittel verbunden sind.The invention relates to an impregnated, compressed, stretchable Paper with high resistance to splitting, the fibers of which inside are parallel to the flat ones Surfaces of the paper compressed, distorted, anchored in itself and through a evenly distributed polymeric fiber binder are connected.
Dieses imprägnierte dehnbare Papier, das sich hervorragend als Unterlage
für normal klebrige und
druckempfindliche Klebstreifen eignet, läßt
sich dadurch herstellen, daß man ein im wesentlichen aus Zellulosefasern bestehendes
Rohpapier in feuchtem Zustand unter erheblichem Druck und ohne es zu kreppen bei
einer Temperatur von etwa 100° C in an sich bekannter Weise um 5 bis 4011/o verdichtet,
das verdichtete Papier mit einer Lösung oder Dispersion eines dehnbaren, polymeren
Faserbindemittels imprägniert und das Lösungsmittel durch Trocknen entfernt. Bei
diesem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Papiers wird also zunächst
in an sich bekannter Weise ein Papier dadurch verdichtet, daß .es in feuchtem Zustand
in der Laufrichtung parallel zur Oberfläche zusammengeschoben wird. Der gleichzeitig
senkrecht auf die Oberfläche der Bahn ausgeübte Druck verhindert hierbei ein Kreppen,
so daß die Oberflächen im wesentlichen eben bleiben und die Papierbahn lediglich
krompressiv verkürzt bzw. gestaucht wird. Dadurch erhöht sich die Dichte des so
behandelten und anschließend getrockneten Papiers gegenüber jener Papierbahn, aus
der es hergestellt wurde. Mit dem Ausdruck »verdichtet« ist im Sinne der vorliegenden
Erfindung stets diese Verringerung der Oberfläche des Papiers gemeint, bei der sich
die innere Struktur des Papiers grundlegend ändert, weil die Fasern zum Teil aus
ihren früher vorhandenen Bindungen gelöst, parallel zu den Oberflächen des Papiers
zusammengepreßt, verzerrt und in sich verankert werden. Mit der Verdichtung war
das Rohpapier Maßnahmen unterworfen worden, die nach der bisherigen Kenntnis der
Fachwelt die Eigenschaften des Papiers in einer Weise verändern, die es zur Herstellung
imprägnierter Papierunterlagen für Haftklebebänder u. dgl. völlig ungeeignet erscheinen
ließen. Die Dichten liegen mit etwa 640 bis 910 g/1 vollständig außerhalb und weit
oberhalb des Bereichs von 256 bis 545 g%1 für die bisher üblichen. imprägnierfähigen
Papiere oder die gekreppten und anschließend trocken kalandrierten Papiere mit 320
bis 510 g/1. Das bekannte Verdichtungsverfahren hat ferner eine entschiedene Verringerung
der Porosität der damit erhaltenen Papiere zu Folge. Die hohe Adsorptionsfähigkeit
wurde aber bisher als eine der wichtigsten Eigenschaften der imprägnierfähigen Roh,
papiere zur Herstellung imprägnierter Papierunterlagen für Haftklebebänder od. dgl.
angehen. Aus der nachfolgenden Tabelle 1 ist ersichtlich, daß durch das Verdichtungsverfahren
nach der deutschen Patentschrift 1003 564 die Porosität eines gegebenen Papiers
verringert, durch Kreppen und Kalandrieren nach der britischen Patentschrift 643
413 jedoch beachtlich erhöht wird.
Darüber hinaus sind in der deutschen Patentschrift 1003564
weder Angaben über den Aufspaltwiderstand nicht imprägnierter verdichteter Papiere
zu finden, noch wird eine Erhöhung der Festigkeit als Folge des Verdichtens beschrieben.
Aus der britischen Patentschrift 643 413 ergibt sich eine Verminderung der Festigkeit
durch das Kalandrieren. Es ist daher überraschend, daß durch die Kombination von
Verdichtung und Imprägnierung Papiere mit besonders hohem Aufspaltwiderstand erhalten
werden. Da auch die übrigen Eigenschaften, wie gezeigt wurde, im krassen Gegensatz
zu den Eigenschaften standen, die bisher als wesentliche Voraussetzungen für ein
imprägnierfähiges Papier angesehen wurden, war für den Fachmann in keiner Weise
vorauszusehen, daß er durch Imprägnieren eines in an sich bekannter Weise verdichteten
Papiers mit einer Lösung oder Dispersion eines dehnbaren, polymeren Faserbindemittels
und anschließendes Trocknen imprägnierte Papiere mit erhöhtem Aufspaltwiderstand
und anderen überlegenen Eigenschaften erhalten würde.
Die Verbesserung
des Aufspaltwiderstandes eines imprägnierten, verdichteten Papiers, verglichen mit
einem imprägnierten. Kreppapier einerseits und einem erst kalandrierten und dann
imprägnierten Krepppapier andererseits, wird aus der nachfolgenden Tabelle 2 besonders
deutlich.
Probe 4 ist das gleiche Papier wie Probe 1, jedoch gemäß der Erfindung verdichtet und anschließend mit dem gleichen Imprägniermittel wie Probe 2 imprägniert.Sample 4 is the same paper as Sample 1, but according to the invention compacted and then impregnated with the same impregnation agent as sample 2.
Die Werte in der vorstehenden Tabelle veranschaulichen, daß durch Kalandrieren gemäß der britischen Patentschrift 643 413 der Aufspaltwiderstand des imprägnierten Papiers um 37 % sinkt, während durch die Verdichtung der Aufspaltwiderstand des imprägnierten Papiers um 73 % steigt.The values in the table above illustrate that through Calendering according to British patent specification 643 413 is the splitting resistance of the impregnated paper is reduced by 37%, while the compression reduces the splitting resistance of the impregnated paper increases by 73%.
Die erfindungsgemäßen neuen imprägnierten Papiere werden vorzugsweise durch unmittelbare Verbindung der Papierfabrikation mit der Verdichtung selbst hergestellt, indem man das Rohpapier mit der wäßrigen Latex-Emulsion sättigt und dann das feuchte, imprägnierte Papier unter erheblichem Druck und ohne es zu kreppen bei einer Temperatur von etwa 100° C in an sich bekannter Weise um etwa 5 bis 40% verdichtet und das imprägnierte, verdichtete Papier trocknet. Bei diesem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Papiere befindet sich das elastische Bindemittel bereits in der Papierbahn, wenn diese der Verdichtung unterzogen wird. Es ist überraschend, daß sich ein solches imprägniertes Papier überhaupt verdichten läßt. Der Raum zwischen den Fasern ist dann nämlich nicht nur von Wasser ausgefüllt, das bei der Verdichtung über den beheizten Walzen verdampfen kann und so zu Leerstellen führt, die von den verzerrten und zusammengedrückten Fasern ausgefüllt werden können, sondern auch von dem nicht verdampfbaren Bindemittel, von dem man höchstens erwarten konnte:, daß es die Fasern bereits in ihrer ursprünglichen Lage festhält. Tatsächlich sind aber die in Gegenwart des dehnbaren polymeren Bindemittels verdichteten Papiere in Bezug auf Dehnung und Aufspaltwiderstand sogar den erst verdichteten und dann imprägnierten erfindungsgemäßen Papieren überlegen.The novel impregnated papers of the present invention are preferred produced by direct connection between paper production and compression itself, by saturating the base paper with the aqueous latex emulsion and then the moist, impregnated paper under considerable pressure and without creping it at a temperature from about 100 ° C in a known manner compressed by about 5 to 40% and that impregnated, compacted paper dries. In this method of manufacture the elastic binder is already in the papers according to the invention the paper web when it is subjected to compaction. It is surprising that such an impregnated paper can be compressed at all. The space between The fibers are then not only filled with water during compression can evaporate over the heated rollers and so leads to voids that are from the distorted and compressed fibers can be filled in, but also of the non-evaporable binder, from which one could only expect :, that it holds the fibers in their original position. Actually are but the papers compacted in the presence of the extensible polymeric binder in terms of elongation and splitting resistance, even the first compressed and then impregnated papers according to the invention are superior.
Allen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Papiere gemeinsam ist eine erhebliche und unerwartete Erhöhung des Aufspaltwiderstandes, die zum Teil durch einen synergistischen Effekt bedingt ist. Es zeigt sich nämlich, daß unabhängig von der verwendeten Menge des Papierbindemittels der Aufspaltwiderstand einer imprägnierten und verdichteten Bahn wesentlich größer ist als die Summe der Aufspaltwiderstände von einer in gleicher Weise verdichteten, aber nicht imprägnierten und einer im gleichen Maße imprägnierten, aber nicht verdichteten Bahn. Der außerordentlich hohe Aufspaltwiderstand der erfindungsgemäßen Papiere ermöglicht nach einer Beschichtung mit einer druckempfindlichen Klebschicht die Herstellung von Haftklebebändern, die sich rasch von einer Rolle abziehen lassen, ohne sich zu spalten und die sich bei ihrer Anwendung durch eine bisher nicht gekannte Dehnbarkeit auszeichnen.Common to all processes for producing the papers according to the invention is a significant and unexpected increase in splitting resistance, in part is due to a synergistic effect. It turns out to be independent on the amount of paper binder used, the resistance to splitting of an impregnated and compacted web is significantly greater than the sum of the splitting resistances of one compacted but not impregnated in the same way and one im same dimensions impregnated but not compacted sheet. The extraordinarily high one Splitting resistance of the papers according to the invention is made possible after coating with a pressure-sensitive adhesive layer the production of pressure-sensitive adhesive tapes that can be quickly removed from a roll without splitting and with their application are characterized by a previously unknown elasticity.
Während die bekannten Unterlagen von Haftklebebändern einen Zusatz des elastischen Faserbindemittels in einer Menge von 80 bis 100 Gewichtsprozent an imprägnierenden Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des Rohpapiers, erforderten, genügen in den neuen Papieren zur Erzielung der gleichen Eigenschaften bereits 30 Gewichtsprozent und weniger. Eine geringfügige Erhöhung der Menge der elastischen Faserbindemittel bewirkt dann bereits eine wesentliche Verbesserung des vorgegebenenAufspaltwiderstandes. Während bisher die imprägnierfähigen Rohpapiere sehr sorgfältig ausgesucht werden mußten und entsprechend teuer waren, können für das erfindungsgemäße Verfahren billige Papiere, wie gewöhnliches Trockenkreppapier, verwendet werden.While the known documents of pressure-sensitive adhesive tapes have an additive of the elastic fiber binder in an amount of 80 to 100 percent by weight of impregnating solids, based on the weight of the base paper, In the new papers, 30 are sufficient to achieve the same properties Weight percent and less. A slight increase in the amount of elastic Fiber binder then already brings about a significant improvement in the given splitting resistance. While so far the impregnable base papers have been selected very carefully had to and were correspondingly expensive, can be cheap for the process according to the invention Papers such as ordinary dry crepe paper can be used.
Auch bezüglich der übrigen Rohstoffe ist eine wesentlich größere Auswahl gegeben. Das gilt in gleicher Weise für das Fasermaterial wie für die Imprägniermittel. Selbst für die Herstellung der erfindungsgemäßen hochwertigen Papiere können dem Papier- Brei billige kurze Hartholzfasern beigemischt werden, und es können billigere und härtere Papierbindemittel, wie nicht plastifizierte Polyvinylacetatpolymere oder -Mischpolymere, verwendet werden, die sogar wegen ihrer größeren Zugfestigkeit gewisse Vorteile haben. An Stelle der bisher ausschließlich benutzten Lösungen der Imprägniermittel in einem organischen Lösungsmittel werden bevorzugt wäßrige Lösungen und Emulsionen verwendet, wie z. B. Latex-Emulsionen, und das mit optimalen Ergebnissen.There is also a much larger selection with regard to the other raw materials given. This applies in the same way to the fiber material as it does to the impregnating agent. Even for the production of the high quality papers according to the invention can the paper Pulp cheap short hardwood fibers are mixed, and cheaper and harder paper binders such as unplasticized polyvinyl acetate polymers can be used or copolymers, may be used, even because of their greater tensile strength have certain advantages. Instead of the solutions of the Impregnating agents in an organic solvent are preferably aqueous solutions and emulsions used, such as. B. latex emulsions, and with optimal results.
Das Verfahren zur Herstellung des neuen imprägnierten, dehnbaren Papiers mit hohem Aufspaltwiderstand sei nachstehend an Hand der Figuren näher erläutert, die schematisch an sich bekannte Vorrichtungen zum Verdichten bzw. Trocknen wiedergeben, für die im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein Schutz begehrt wird.The process for making the new impregnated, stretchable paper with high splitting resistance is explained in more detail below with reference to the figures, which show schematically known devices for compacting or drying, for which no protection is sought within the scope of the present invention.
Fig. 1 ist ein schematischer Seitenriß einer einfachen Vorrichtung zur Verdichtung; Fig. 2 ist ein schematischer Seitenriß einer in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 anzuwendenden Vorrichtung.Figure 1 is a schematic side elevation of a simple device for compression; Fig. 2 is a schematic side elevation of one in conjunction with the device according to FIG. 1 to be used.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus den Walzen 10, 11, 12 und einer erwärmten Antriebswalze 13 sowie einem dicken Riemen 15 mit einer zusammenziehbaren Oberflächenschicht, vorzugsweise aus Gummi mit ausreichender Durometerhärte, damit die Papierbahn nicht gekreppt wird. Der Riemen kann aus Natur- oder Kunstkautschuk bestehen. Eine relativ nicht dehnbare Schicht ist mit einer leicht dehnbaren und zusammenziehbaren Oberflächenschicht aus einem Material mit glatter zusammenziehbarer Oberfläche ausreichender Härte und Dehnbarkeit belegt. Die Walzen 10 und 13 sind einstellbar zu- und voneinander beweglich, damit der Riemen 15 in den Walzenmund zwischen den Walzen 10 und 13 eingezogen wird. Walze 12 ist genügend weit von Walze 13 entfernt, so daß der Riemen eine kurze gerade Strecke von Walze 13 zu Walze 12 durchläuft. Läuft der Riemen von Walze 10 auf Walze 13. so wird seine auf Walze 10 konvex gebogene äußere Oberfläche auf Walze 13 konkav gebogen und dabei verkürzt. Wenn ein mit einem Imprägniermittel auf Wasserbasis imprägniertes Papier zwischen dem Riemen und der Walze 13 an die Stelle kommt, an der die Verkürzung der Riemenoberfläche erfolgt, dann ist der Reibungskontakt mit der zusammengezogenen Oberfläche des Riemens so stark, daß die Riemenoberfläche die Papierbahn parallel zu seinen Oberflächen verdichtet. Die Walze 13 muß ein sorgfältig geglätteter Zylinder mit glatter Oberfläche sein. Die Walze wird erwärmt, nicht nur um die Papierbahn teilweise zu trocknen, sondern auch um den Reibungskoeffizienten zwischen Trommel und feuchter Bahn zu verringern und das in der Papierbahn vorhandene Wasser zu erwärmen und damit eine Erweichung und eine erhöhte Biegsamkeit der Fasern herbeizuführen. Der auf diese Weise erzielte Wasservertust in der Papierbahn läßt Hohlräume zwischen den Fasern entstehen und ermöglicht eine weitere Verdichtung der Fasern im Papier. Der Reibungskoeffizient zwischen dem feuchten Papierband und der erhitzten Walze 13 wird am wirksamsten bei einer Trommeltemperatur von etwa 100° C verringert. Der Reibungskoeffizient der Oberfläche der Walze 13 ist relativ niedrig, verglichen mit dem Reibungskoeffizienten der Oberfläche des Riemens 15, so daß das Papier unter der Kontraktionswirkung der Riemenoberfläche dieser Kontraktion folgen und auf der Walzenoberfläche gleiten wird.The device of Fig. 1 consists of the rollers 10, 11, 12 and a heated drive roller 13 and a thick belt 15 with a contractible one Surface layer, preferably made of rubber with sufficient durometer hardness, with it the paper web is not creped. The strap can be made of natural or synthetic rubber exist. A relatively inextensible layer is with a slightly stretchable and contractible surface layer made of a material with smooth contractible Surface of sufficient hardness and elasticity covered. The rollers 10 and 13 are adjustable to and from each other movable so that the belt 15 in the roll mouth is drawn in between the rollers 10 and 13. Roller 12 is sufficiently far from roller 13 removed so that the belt a short straight distance from roller 13 to roller 12 passes through. If the belt runs from roller 10 to roller 13, it is on roller 10 convex curved outer surface on roller 13 curved concavely and thereby shortened. If a paper impregnated with a water-based impregnant is between the belt and the roller 13 comes to the point at which the shortening of the belt surface occurs then frictional contact is with the contracted surface of the belt so strong that the belt surface makes the paper web parallel to its surfaces condensed. The roller 13 must be a carefully smoothed cylinder with a smooth surface be. The roller is heated, not only to partially dry the paper web, but also to increase the coefficient of friction between the drum and the damp web reduce and heat the water present in the paper web and thus a To bring about softening and increased flexibility of the fibers. The one on this Wise water loss in the paper web leaves voids between the fibers arise and enables a further compression of the fibers in the paper. The coefficient of friction between the wet paper tape and the heated roller 13 will be most effective reduced at a drum temperature of about 100 ° C. The coefficient of friction the surface of the roller 13 is relatively low compared to the coefficient of friction the surface of the belt 15, so that the paper under the contraction effect of the Belt surface follow this contraction and slide on the roller surface will.
üblicherweise wird ein mit Wasser weichgemachtes Vlies behandelt, zuweilen macht das. Wasser aber auch nur einen geringen Prozentsatz des Gewichtes des zu behandelnden Vlieses aus. Der Wassergehalt hängt sowohl von der Art des Rohpapiers als auch von dem beabsichtigten Verwendungszweck ab. Je dichter das unbehandelte Papier ist, desto größer muß im allgemeinen der Wassergehalt beim Verdichten sein, damit das fertige imprägnierte Papier wieder Festigkeit hat. Ein glattes Papier mit verhältnismäßig dichter Struktur wird deshalb am vorteilhaftesten mit einem Wassergehalt behandelt, der so hoch ist, wie es die Vorrichtung und das Verfahren zulassen, d. h. der der maximalen Menge entspricht, die das Papier unter den Kompressionsbedingungen festhält. Offenere Papiere, beispielsweise offenes saugfähiges Kraftpapier, werden vorteilhafter mit einem Wassergehalt behandelt, wie er bei den Papierprüfungen normalerweise vorgeschrieben ist, nämlich 50% relative Feuchtigkeit bei 22° C oder der sogar etwas darunter liegt. Eine Behandlung unter verschärften Verfahrensbedingungen mit wenig weichmachendem Wasser führt im allgemeinen zu einer höheren Dehnung durch Verdichtung in Längsrichtung und bei gewöhnlichen Verfahrensbedingungen zu einem höheren Grad der Vereinigung und inneren Festigkeit des behandelten Papiers.Usually a water-softened fleece is treated, Sometimes it does. But water is only a small percentage of the weight of the nonwoven to be treated. The water content depends on both the type of base paper as well as the intended use. The denser the untreated Paper is, the greater the water content must generally be during compression, so that the finished impregnated paper has strength again. A smooth paper with a relatively dense structure is therefore most advantageous with a Treated water content which is as high as the device and the method allow, d. H. which corresponds to the maximum amount that the paper under the compression conditions holds on. More open papers, such as open absorbent kraft paper, will be more advantageously treated with a water content, as it is normally used in the paper tests is prescribed, namely 50% relative humidity at 22 ° C or even something is below. A treatment under aggravated procedural conditions with little Softening water generally leads to a higher elongation through compaction lengthways and under ordinary process conditions to a greater degree the union and internal strength of the treated paper.
Während der Verdichtung des Papiers in oder quer zur Laufrichtung wird die Spannung im Gummiriemen genügend hoch gehalten, so daß der Druck zwischen dem Gummiriemen 14 und der Walze 13 bei der gewählten Härte der Riemenoberfläche ein Kreppen des Papiers verhindert und seine Oberflächen eben und parallel gehalten. werden und bei der Verdichtung des Papiers die einzelnen Fasern, die im allgemeinen quer oder längs zur Papierbahn oder in Richtung der Verkürzung liegen, unter Druck innerhalb der Papierbahn längs oder quer verzerrt werden.During the compression of the paper in or across the direction of travel the tension in the rubber belt is kept high enough so that the pressure between the rubber belt 14 and the roller 13 with the selected hardness of the belt surface prevents creping of the paper and its surfaces are kept flat and parallel. and when the paper is compacted, the individual fibers in general lying across or lengthways to the paper web or in the direction of shortening, under pressure be distorted lengthways or crossways within the paper web.
Gummi wird als Material für die sich zusammenziehende Oberfläche, z. B. für den Riemen 15, bevorzugt verwendet, da er starken Zug und schweren Druck quer zur Oberfläche aushält und damit die Möglichkeit bietet, eine relativ große und wirksame Kontraktion dieser Oberfläche herbeizuführen, ohne daß das Papier gekreppt wird. Gummi wird auch wegen seiner fortlaufend glatten Oberfläche bevorzugt und weil er das Papier unter Friktion erfaßt, so daß es in Quer- oder Längsrichtung verdichtet werden kann, während starker Druck zwischen dem Riemen und der Walze 13 ein Kreppen verhindert. In der dargestellten Vorrichtung ist es vorteilhaft, den Gummi mit einem wenig dehnbaren Material, wie starkem Segeltuch oder Schichten aus festem Cord, zu verstärken, damit die notwendige hohe Spannung des Riemens aufrechterhalten bleibt und sich die Oberfläche des Riemens gleichmäßig beim Laufen über die Walze 10 und die erhitzte Antriebswalze 13 ausdehnt oder zusammenzieht.Rubber is used as the material for the contracting surface, z. B. for the belt 15, preferably used because it is strong pull and heavy pressure withstands across the surface and thus offers the possibility of a relatively large and to induce effective contraction of this surface without the paper being creped will. Rubber is also preferred because of its continuously smooth surface and because it grips the paper under friction, so that it is in the transverse or longitudinal direction can be compacted while applying strong pressure between the belt and the roller 13 prevents creping. In the device shown, it is advantageous the rubber with a little stretchable material, such as thick canvas or layers made of strong cord, to be reinforced so that the necessary high tension of the belt is maintained remains and the surface of the belt is even when running over the roller 10 and the heated drive roller 13 expands or contracts.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 kann in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet werden, um ein Trocknen der Papierbahn zu erleichtern. Wie dargestellt, läuft ein feuchtigkeitsdurchlässiger Riemen 21 über die Einlaufwalze 21 a und von dieser über und um die erhitzte Trommel 20, dabei die Papierbahn gegen die Trommel drückend. Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert. Soweit nichts anderes angegeben, sind alle Teile Gewichtsteile.The device according to FIG. 2 can be used in conjunction with the device according to FIG. 1 can be used to facilitate drying of the paper web. As shown, a moisture-permeable belt 21 runs over the infeed roller 21 a and from this over and around the heated drum 20, while the paper web against pressing the drum. The invention is illustrated in the examples below explained. Unless otherwise specified, all parts are parts by weight.
Beispiel 1 Ein auf einer Zylindermaschine hergestelltes Papier aus Seilfasern mit einem Rohgewicht von 8,2k- (480 Bogen von 61 - 91,4 cm) wird in einer Laboratoriumsausführung der oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Vorrichtung auf 65 % seiner Ausgangslänge verdichtet.Example 1 A paper made on a cylinder machine from rope fibers with a raw weight of 8.2k- (480 sheets of 61-91.4 cm) is compressed to 65% of its original length in a laboratory version of the device described above and shown in the figures.
Eine nicht behandelte Probe des gleichen Papiers hat folgende Eigenschaften:
Prüfungen an dem behandelten Papier und einer Kontrollprobe, zu 100
Gewichtsprozent mit Feststoffen der obigen Latexmischung gesättigt, ergaben folgende
Ergebnisse:
Die physikalischen Eigenschaften des verdichteten Papiers sind folgende: MD-Zugfestigkeit . . . . . . . . . . 178,5 kg/m Gurley-Dichte . . . . . . . . . . . . . . 52 Sekunden Die physikalischen Eigenschaften des bis zu 80% seines Rohgewichts mit der im Beispiel 1 beschriebenen Latexmischung gesättigten verdichteten Papiers sind folgende: MD-Zugfestigkeit . . . . . . . . . . 401,6 kg/m MD-Dehnung . . . . . . . . . . . . . . 14,8% Aufspaltwiderstand . . . . . . . . . 992,25 g Der Aufspaltwiderstand der Kontrollprobe beträgt infolge der schlechten Imprägnierung nur 567 g. Beispiel 3 Gekrepptes Kraftpapier mit einem Ausgangsgewicht von 12,24 kg hat folgende Eigenschaften: Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 169,6 kg/m Dehnung .................. 10% Dieses Papier wird in nassem und trockenem Zustand in Längsrichtung in einer Laboratoriumsvorrichtung der beschriebenen Art behandelt.The physical properties of the compressed paper are as follows: MD tensile strength. . . . . . . . . . 178.5 kg / m Gurley density. . . . . . . . . . . . . . 52 seconds The physical properties of up to 80% of its raw weight compressed paper saturated with the latex mixture described in Example 1 are as follows: MD tensile strength. . . . . . . . . . 401.6 kg / m MD stretch. . . . . . . . . . . . . . 14.8% splitting resistance. . . . . . . . . 992.25 g The splitting resistance of the control sample is only 567 g due to poor impregnation. example 3 Creped Kraft paper with an initial weight of 12.24 kg has the following properties: Tensile strenght . . . . . . . . . . . . . . . 169.6 kg / m elongation .................. 10% This paper is wet and dry lengthways in a Treated laboratory device of the type described.
Die physikalischen Eigenschaften des behandelten Papiers sind folgende:
Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 182 kg/m Dehnung ..................
10% Das behandelte Papier und eine Kontrollprobe werden bis zu 100 % des Fasergewichts
mit trockenem Feststoff der synthetischen gummiartigen Latexmischung des Beispiels
1 imprägniert. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Beide Proben sowie eine Kontrollprobe werden mit einer wäßrigen kolloiden Dispersion mit 35 % Gesamtfeststoff imprägniert, deren dispergierte Phase folgende Bestandteile enthält: 75 Gewichtsteile eines Mischpolymeren von Butadien und Acrylnitril (75 Teile Butadien und 25 Teile Acrylnitril, in Gegenwart von fettsaurer Seife auf eine Mooney-Viskosität von 40 polymerisiert), 25 Gewichtsteile eines Mischpolymeren von Butadien und Styrol, die durch Emulsionspolymerisation auf eine Mooney-Viskosität von 35 gebracht wurde, 2 Teile Phenolharz zum Härten.Both samples and a control sample are colloidal with an aqueous solution Dispersion impregnated with 35% total solids, the dispersed phase of which follows Components contains: 75 parts by weight of a copolymer of butadiene and acrylonitrile (75 parts of butadiene and 25 parts of acrylonitrile, in the presence of fatty acid soap polymerized a Mooney viscosity of 40), 25 parts by weight of a copolymer of butadiene and styrene emulsion polymerized to a Mooney viscosity of 35, 2 parts of phenolic resin was brought to cure.
Die imprägnierten Proben werden anschließend getrocknet und in einem
Luftumlaufofen 1 Minute auf 193° C erwärmt. Mit den verdichteten Proben und der
Kontrollprobe werden. folgende Ergebnisse erhalten:
Das erhaltene verfestigte Papier hat einen unerwartet hohen Aufspaltwiderstand für die geringe Imprägniermittelmenge, die es enthält. Es ist außergewöhnlich anschmiegsam, sehr elastisch und geschmeidig, flach, sehr einreißfest und zugfest und hat verschiedene andere Eigenschaften, auf Grund derer es sich besonders als Träger für druckempfindliche Abdeckklebstreifen sowie für andere Zwecke eignet. Bei der hier beschriebenen, nur etwa 25o/oigen Imprägnierung werden große Kosteneinsparungen erzielt und dennoch hervorragende Ergebnisse erhalten.The solidified paper obtained has an unexpectedly high resistance to splitting for the small amount of impregnant it contains. It is extremely cuddly, very elastic and supple, flat, very tear-resistant and tensile and has different other properties that make it particularly suitable as a support for pressure-sensitive Masking tape as well as suitable for other purposes. With the one described here, only about 25% impregnation, great cost savings are achieved and yet get excellent results.
Für Vergleichszwecke wird eine Vergleichsprobe in genau der gleichen Weise wie die vorstehende erfindungsgemäße Probe hergestellt, wobei jedoch die Imprägnierung weggelassen wird. Die Zugfestigkeit, Einreißfestigkeit, Reißdehnung in Längs- und Querrichtung, der Aufspaltwiderstand, das Flächengewicht und die Luftdurchlässigkeit sind in Tabelle 3 für die ursprüngliche Ausgangsbahn, die Vergleichsprobe, die imprägnierte Ausgangsbahn und das imprägnierte und verdichtete Papier gemäß der Erfindung, bezeichnet als »verdichtetes, imprägniertes Papier«, unter »Kreppapier F-61« genannt.For comparison purposes, a comparison sample is made in exactly the same way Manufactured like the above inventive sample, but with the impregnation is omitted. The tensile strength, tear resistance, elongation at break in longitudinal and Cross direction, splitting resistance, weight per unit area and air permeability are in Table 3 for the original starting web, the comparative sample that impregnated Starting web and the impregnated and compacted paper according to the invention as »compressed, impregnated paper«, referred to under »crepe paper F-61«.
Die gleiche Papierbahn, die jedoch in diesem Falle nicht gekreppt ist, wird in der gleichen Weise wie das gekreppte Papier behandelt. Erhalten wird ein imprägniertes, verfestigtes Papier gemäß der Erfindung, das unerwartet hohen Aufspaltwiderstand, hohe Anschmiegsamkeit, Elastizität und Dehnung in der gleichen Größenordnung wie das gekreppte Material; jedoch eine höhere Zugfestigkeit, geringere Einreißfestigkeit und geringere Luftdurchlässigkeit oder Porosität hat. Die Werte für diese imprägnierte und verdichtete flache Bahn und die nicht imprägnierte verdichtete Vergleichsprobe sind in Tabelle 1 unter »F-61 flach« genannt.The same paper web, but not creped in this case is treated in the same way as the creped paper. Is received an impregnated, consolidated paper according to the invention, the unexpectedly high Splitting resistance, high conformability, elasticity and elongation in the same The order of magnitude of the creped material; however, higher tensile strength, lower Has tear resistance and lower air permeability or porosity. The values for this impregnated and densified flat sheet and the non-impregnated densified Comparative samples are named in Table 1 under "F-61 flat".
Die Werte der Zugfestigkeit und der prozentualen Dehnung in Tabelle 3 wurden durch Prüfung der Papiere gemäß dem ASTM-Test D-1000 ermittelt. Bei den Dehnungswerten handelt es sich um die Reißdehnung, wie bereits erwähnt. Die Einreißfestigkeit wird nach einem modifizierten Finch-Test ermittelt, wie er bei den Herstellern von Papier-Abdeckklebstreifen üblich geworden ist. Der Aufspaliwiderstand wird gemessen, indem Proben hergestellt und geprüft werden, wie es von Dunlap in »Some Factors Affecting Ply Adhesion in Latex Saturated Papers«, veröffentlicht in »Tappi«, Vol. 40, Heft 8, August 1957, S. 677, beschrieben ist. Das Flächengewicht ist in Kilogramm pro 267,56 m2 ausgedrückt. Die Luftdurchlässigkeit ist in Sekunden ausgedrückt und stellt die Zeit in Sekunden dar, die 400 cms Luft brauchen, um durch eine Papierbahn zu treten, die in einen Luftdurchlässigkeitsprüfer nach Gurley, Modell 4110, eingespannt ist, wobei die Bedingungen gemäß Tappi-Spezifikation T-460, M-49, eingestellt sind.The values of the tensile strength and the percentage elongation in table 3 were determined by testing the papers according to ASTM test D-1000. Both Elongation values are the elongation at break, as already mentioned. The tear resistance is determined according to a modified Finch test, as used by the manufacturers of Paper masking tape has become common. The splitting resistance is measured by making and testing samples as described by Dunlap in Some Factors Affecting Ply Adhesion in Latex Saturated Papers ", published in" Tappi ", Vol. 40, No. 8, August 1957, p. 677. The weight per unit area is in kilograms expressed per 267.56 m2. The air permeability is expressed in seconds and represents the time in seconds it takes 400 cms of air to pass through a paper web clamped into a Gurley Air Permeability Tester, Model 4110 with the conditions set according to Tappi specification T-460, M-49.
Der Aufspaltwiderstand der aus dem flachen und gekreppten Ausgangspapier hergestellten imprägnierten, verdichteten Papiere ist im Vergleich zum Aufspaltwiderstand beispielsweise der imprägnierten, nicht verdichteten Ausgangspapiere unerwartet hoch. Der Aufspaltwiderstand der Vergleichsprobe, d. h. des verdichteten, jedoch nicht imprägnierten Ausgangspapiers ist ebenfalls höher als der Wert für das nicht imprägnierte Ausgangspapier. Dies ist an sich überraschend, da die bisherigen Ansichten und Erfahrungen lehren, daß die Verdichtung der Bahn, wenn sie überhaupt etwas bewirkt, den Aufspaltwiderstand schwächen kann. Der erhöhte Aufspaltwiderstand der erfindungsgemäßen Papiere ist somit überraschend.The splitting resistance of the flat and creped starting paper produced impregnated, compressed papers is compared to the splitting resistance For example, the impregnated, non-compacted starting papers unexpectedly high. The splitting resistance of the comparative sample, i.e. H. of condensed, however non-impregnated base paper is also higher than the value for that not impregnated starting paper. This in itself is surprising given the previous views and experience teaches that the compaction of the railway, if it does anything at all, can weaken the splitting resistance. The increased splitting resistance of the invention Papers is therefore surprising.
Selbst wenn man annimmt, daß es nicht überraschend sei, wenn der erhöhte
Aufspaltwiderstand eines bestimmten imprägnierten, verdichteten Papiers gemäß der
Erfindung der Summe von a) dem Aufspaitwiderstand des imprägnierten, nicht verdichteten
Papiers und b) dem auf die Verdichtung allein zurückzuführenden Steigerungsbetrag
des Aufspaltwiderstandes, d. h. dem Unterschied zwischen dem Aufspaltwiderstand
der verdichteten Vergleichsprobe und des nicht imprägnierten Papiers
entspräche,
so ist der Aufspaltwiderstand von imprägnierten, verdichteten Papieren gemäß der
Erfindung trotzdem unerwartet, weil er ganz erheblich über die obengenannte Summe
hinausgeht und daher eindeutig ein synergistischer Effekt vorliegt-
Die vorstehend genannten beiden Proben werden dann unter den folizenden Bedingungen verdichtet. Anpreßwalze Klemmdruck . . . . . . . . . . etwa 41 kg/cm Breite Durchmesser . . . . . . . . . . 15,2 cm Gummiband Dicke . . . . . . . . . . . . . . . . 31,75 mm Härte . . . . . . . . . . . . . . . . Durometer-Härte 55 Spannung . . . . . . . . . . . . etwa 21,4 kg/cm Beheizte Walze Durchmesser . . . . . . . . . . 58,4 cm Umfangsgeschwindigkeit 8,14 m/Sek. Oberflächentemperatur 121° C Während der beiden Behandlungen wurde der Dampf in der Dampfkammer abgestellt, um mögliche Unterschiede in der prozentualen Feuchtigkeitsaufnahme auszuschalten. Mit anderen Warten, die beiden Proben (K und L) werden während des Verdichtens nur durch die Feuchtigkeitsmenge weichgemacht, die sie während der Lagerung für 2 bis 3 Wochen bei Raumtemperatur und der herrschenden Luftfeuchtigkeit aufgenommen haben. Nach der Verdichtung wird das Imprägniermittel in der Papierprobe »L« auf die in Beispiel 5 beschriebene Weise ausgehärtet.The above two samples are then among the foliage ends Condensed conditions. Pressure roller clamping pressure. . . . . . . . . . about 41 kg / cm Width diameter. . . . . . . . . . 15.2 cm elastic band thickness. . . . . . . . . . . . . . . . 31.75 mm hardness. . . . . . . . . . . . . . . . Durometer hardness 55 Tension . . . . . . . . . . . . about 21.4 kg / cm heated roller diameter. . . . . . . . . . 58.4 cm circumferential speed 8.14 m / sec. Surface temperature 121 ° C During the two treatments, the steam in the steam chamber was turned off, to eliminate possible differences in the percentage of moisture absorption. With another wait, the two samples (K and L) are only being compressed during the compression process softened by the amount of moisture they hold for 2 to during storage 3 weeks at room temperature and the prevailing humidity. After compaction, the impregnating agent in the paper sample "L" is applied to the in Example 5 cured manner described.
Mit der imprägnierten Probe »L« wird eine erheblich stärkere Verdichtung
erzielt als mit der nicht imprägnierten Probe »K«, wie aus der folgenden Tabelle
4 ersichtlich ist, in der die Zahlen unter D, B, C, V, 1 und O die Oberflächengeschwindigkeiten
der Walze und des Bandes sowie die Papiergeschwindigkeit an den angegebenen Stellen
bedeuten.
Die Verbesserung des Verdichtungswirkungsgrades, der mit der imprägnierten Bahn erzielt wird, läßt sich theoretisch dadurch erklären, daß das Bindemittel in der Bahn eine Greifwirkung auf die Oberfläche des zusammenziehbaren Gummibandes ausübt, wodurch der Reibungswiderstand der Bahn gegen eine Bewegung relativ zur Bandoberfläche erhöht wird. Ohne Rücksicht darauf, ob diese Erklärung richtig ist oder nicht, ergibt normalerweise die Verdichtung eines imprägnierten Papiers unter bestimmten Bedingungen in jeder bestimmten Apparatur einen wesentlich höheren Verdichtungsgrad und einen höheren Verdichtungswirkungsgrad als die Verarbeitung eines nicht imprägnierten, aber im übrigen identischen Papiers in der gleichen Apparatur unter den gleichen Arbeitsbedin gungen.The improvement in the compression efficiency achieved with the impregnated Web is achieved can be theoretically explained by the fact that the binder in the web has a gripping effect on the surface of the contractible elastic exerts, whereby the frictional resistance of the web against movement relative to the Belt surface is increased. Regardless of whether this explanation is correct or not, usually results in the compaction of an impregnated paper under under certain conditions in any particular apparatus a significantly higher degree of compression and a higher compaction efficiency than processing a non-impregnated, but otherwise identical paper in the same apparatus under the same Working conditions.
Trotz des billigen Ausgangsmaterials und der verhältnismäßig geringen Bindemittelmenge hat das erhaltene erfindungsgemäße imprägnierte und verdichtete Papier einen beachtlich verbesserten Aufspaltwiderstand. Es ist äußerst elastisch und geschmeidig sowie anschmiegsam, so daß es sich besonders als Träger für Abdeckstreifen eignet.Despite the cheap raw material and the relatively small The amount of binder obtained has been impregnated and compacted according to the invention Paper has a considerably improved resistance to splitting. It's extremely elastic and supple and supple, so that it is particularly suitable as a carrier for cover strips suitable.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED28510A DE1160293B (en) | 1956-11-23 | 1958-07-12 | Integrated, compacted, stretchable paper with high resistance to splitting and process for its manufacture |
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---|---|---|---|
US62414456A | 1956-11-23 | 1956-11-23 | |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1160293B (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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