<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Papier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserdampfdichtem, gasdichtem, fettdich- tem, chemikalienbeständigem, elastischem, reissfestem und heisssiegelfähigem Papier durch Beschich- tung des Papiers mit Polyäthylen :
An preiswerte Verpackungsmaterialien, wie beschichtete Papiere, werden in der Technik ständig erhöhte Anforderungen gestellt, da derartige Materialien in der Technik und im Alltagzulmmer grosserem
Einsatz gelangen und hiebei auch für Zwecke verwendet werden, für die das Material hohen Beanspruchungen standhalten muss. Um den gestellten Anforderungen entsprechen zu können, wurden bereits verschiedene Verfahren entwickelt, einem Papier als Trägermaterial durch Beschichtung und Kaschierung die erforderlichen Eigenschaften zu verleihen.
So ist es bereits bekannt, Papier mit Metallfolien, vorzugsweise Alumihiumfolien, zu kaschieren, wobei das Papier zur Erhöhung der Qualität gegebenenfalls auch noch mit Beschichtungen aus Kunststoff, Wachs od. dgl. versehen wird. Metallfolien haben aber in jedem Fall den Nachteil, dass sie verhältnismässig brüchig sind und daher die für Verpackungsmaterialien, wie Tüten, Beutel u. dgl., dringend erwünschte Elastizität beeinträchtigen. Ausserdem sind Metallfolien verhältnismässig teuer und bedingen daher einen gerade für Verpackungsmaterialien unerwünscht hohen Preis. Man hat daher auch schon versucht, das gewünschte Ziel durch Beschichtung von Papier mit Kunststoffen oder mit Kombinationen von Kunststoffen und Wachs oder andern in Frage kommenden Materialien zu erreichen. Alle bekannten Verfahren lieferten jedoch nur unvollkommene Ergebnisse.
Während beispielsweise Polyvinylidenchlorid als Beschichtungsmaterial den Nachteil hoher Siegeltemperaturen hat, was die Verarbeitung damit beschichteter Papiere erschwert, gibt zwar eine Beschichtung von Papier mit Hochdruckpolyäthylen, das bisher als geeignetster Werkstoff galt, sehr gute Resultate, erfüllt jedoch in der Fettdichtigkeit und Gasdichtigkeit nicht restlos die heute gestellten sehr hohen Anforderungen. Ausserdem wird durch die vorstehend genannten bekannten Beschichtungsstoffe die Festigkeit des Materials nicht erhöht, entspricht also der nicht immer voll befriedigenden des als Trägermaterial dienenden Papiers.
Auch Kombinationen verschiedener Beschichtungsstoffe konnten diese Mängel nicht beheben. Auch Niederdruckpolyäthylen ergibt, mittels des Extruders auf Papier aufgebracht, kein Material, das die gestellten Anforderungen erfüllen würde.
Dasselbe trifft für Folien aus Polystyrol zu, die auf eine mit einer Dispersion eines Mischpolymerisates aus Styrol und Butadien imprägnierte bzw. beschichtete Papierbahn aufkaschiert wurden. Die Gasdurchlässigkeit, die Wasserdampfdichte und die Chemikalienbeständigkeit ist weitaus schlechter als bei den bekannten mit Polyäthylen beschichteten Verpackungsmaterialien.
Es wurde nun gefunden, dass es gelingt, die geschilderten Schwierigkeiten einwandfrei zu überwinden und die gestellte Aufgabe optimal zu lösen, also ein Material zu schaffen, das den verschiedenen von der Praxis gestellten Anforderungen gleichzeitig gerecht wird, wenn man Niederdruckpolyäthylen in Form biaxial gereckter Folien mit Hilfe einer mittels eines Extruders auf Papier aufgebrachten Schicht von Hochdruckpolyäthylen auf dem Papier befestigt. Während es bisher nur schwer möglich oder gar unmöglich erschien, biaxial gereckte Folien von Niederdruckpolyäthylen auf Papier zu befestigen, gelingt dies auf die geschilderte Weise einwandfrei, wodurch ein Erzeugnis erzielt wird, das in überraschender Weise sowohl wasserdampfdicht, gasdicht, fettdicht, chemikalienbeständig, elastisch und besonders reissfest als auch einwandfrei heisssiegelfähig ist.
Das neue, erfindungsgemäss hergestellte Material erfüllt
<Desc/Clms Page number 2>
daher erstmalig gleichzeitig alle die Eigenschaften, die die Praxis verlangt, und vor denen man bisher bei der Benutzung bekannter Verfahren bei dem Erzeugnis stets auf die eine oder andere oder gar mehrere verzichten musste.
Materialien der Art, wie sie erfindungsgemäss hergestellt werden, werden unter anderem vorzugsweise auch zur Erzeugung von Säcken, Beuteln, Tüten u. dgl. verwendet. In den meisten Fällen erfolgt hiebei die Herstellung der Schlauchnaht durch Verklebung, während der, fertige und gefüllte Behälter durch Heisssiegelung verschlossen wird. Die Schlauchbildung wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch erleichtert, dass die Niederdruckpolyäthylen-Folie etwas kleiner gehalten wird als die Papierbahn, so dass bei dem fertigen Material auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Niederdruckpolyäthylen-Folie ein mit Hochdruckpolyäthylen beschichteter Papierrand frei bleibt, der bei der Schlauchbildung zur Verklebung der Naht dienen kann.
Man kann auf ähnliche Weise auch mehrere Bahnen geringerer Breite gleichzeitig erzeugen, indem man auf eine breitere Papierbahn mehrere schmalere NiederdruckpolyäthylenFolien auflaufen und zwischen ihnen wie auch an ihren Seiten Streifen frei lässt, bei denen das Papier nur mit Hochdruckpolyäthylen beschichtet wird. Um eine besonders gute Heisssiegelfähigkeit des fertigen Materials zu gewährleisten, ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung besonders zweckmässig, wenn man auf die Niederdruckpolyäthylen-Folie noch eine Aussenschicht von Hochdruckpolyäthylen aufbringt.
Das Verfahren ist einer sehr weiten Anwendung fähig. Papiere und ähnliche Materialien verschiedenster Art können hiemit veredelt werden und erhalten dabei einerseits eine hervorragende Dichtigkeit gegen Gase, Wasserdampf und Fette sowie eine ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit und zugleich hiemit sehr gute mechanische Eigenschaften, nämlich sowohl grosse Elastizität als auch hohe mechanische Festigkeit. Überdies ist eine gute Heisssiegelfähigkeit gewährleistet.
Zur Aufbringung der Schichten sind beliebige Extruder mit Kaschierpresse und ähnliche Vorrichtungen geeignet. Um zu vermeiden, dass die Folie aus Niederdruckpolyäthylen ihre durch die biaxial Reckung erworbenen guten Eigenschaften ganz oder teilweise wieder einbüsst, wird zweckmässig dafür gesorgt, dass die Folie von ihrer Aufbringung auf das Papier vor dem Einfluss der Strahlungswärme des Extruders durch geeignete Abschirmung geschützt wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn man die Folie so um den Kühlzylinder des Extruders führt, dass sie diesen zu mindestens 900 umschlingt.
Die einzelnen Arbeitsbedingungen richten sich natürlich vor allem nach den Eigenschaften der verwendeten Materialien, Papier und Polyäthylen. Als besonders vorteilhaft zeigte es sich, wenn man für die Aufbringung der Zwischenschicht von Hochdruckpolyäthylen die Heizung der Extruderdüse auf etwa 270 bis 320 C, vorzugsweise auf 270-300OC, einstellt. Desgleichen erwies es sich für die Aufbringung einer Aussenschicht von Hochdruckpolyäthylen als besonders vorteilhaft, die Düsenheizung auf etwa 240 - 2800C einzustellen. Die sonst übliche Vorheizung vor der eigentlichen Kaschierzone kann hiebei entfallen.
Als besonders günstig haben sich Arbeitsgeschwindigkeiten von mindestens 40 m/min erwiesen, da hiebei die Niederdruckpolyäthylenbahn, wenn sie kalt mit der heissen Hochdruckpolyäthylenschicht zusammenge-
EMI2.1
ein. Von einer zweiten Abrollung kommend läuft die biaxial gereckte NdPE-Folie gleichfalls in die Kaschierpresse, u. zw. so, dass sie am Kühlzylinder anliegt und diesen zu 1/3 - 1/2 des Gesamtumfanges umschlingt, ehe sie in den Walzenspalt der Kaschierzone einläuft. Aus der Extruderdüse wird auf übliche Weise Polyäthylen zwischen Papier und NdPE-Folie ausgepresst. Mit zirka 20 g/m2 HdPE erhält man eine sehr gute Kaschierung. Die Düsentemperatur beträgt 270 - 3000C bei einer Laufgeschwindigkeit der Papierbahn von 60 bis 80 m pro Minute.
Die Bahn wird nach der Kaschierung wenn nötig beidseitig beschnitten und aufgerollt. b) Meist entspricht die Breite der NdPE-Folie etwa der Breite des fertigkaschierten Materials. In besonderen Fällen kann es, z. B. der Klebung wegen, erwünscht sein, dass das Papier an beiden oder an einer Seite einen nur mit HdPE beschichteten Randstreifen besitzt ; dann ist die Folie gegenüber dem Papier und der aus dem Extruder austretenden HdPE-Schicht entsprechend schmäler zu wählen.
Beispiel 2 : Ein kaschiertes Material nach Beispiel la wird mit Hilfe eines Extruders auf der Seite der NdPE-Folie mit einer weiteren Schicht HdPE versehen. Die Materialbahn läuft ohne Vorheizung mit einer Laufgeschwindigkeit von etwa 80 m pro Minute in die Kaschierpartie ein. Die Extruderdüse wird auf eine Temperatur von zirka 250 bis 2700C erhitzt. Man trägt in diesem Arbeitsgang zirka 15-20 glad HdPE auf. Die Bahn wird nach dem üblichen Beschnitt aufgerollt. (Bei höheren Laufgeschwindigkeiten erfolgt zweckmässig eine Vorheizung.)
<Desc / Clms Page number 1>
Process for making paper
The invention relates to a process for the production of water-vapor-tight, gas-tight, grease-tight, chemical-resistant, elastic, tear-resistant and heat-sealable paper by coating the paper with polyethylene:
In technology, the demands placed on inexpensive packaging materials, such as coated paper, are constantly increasing, since such materials are increasingly larger in technology and in everyday life
Use and are also used for purposes for which the material has to withstand high stresses. In order to be able to meet the requirements, various processes have already been developed to give a paper as a carrier material the required properties by coating and lamination.
It is already known to laminate paper with metal foils, preferably aluminum foils, the paper optionally also being provided with coatings of plastic, wax or the like to increase the quality. In any case, however, metal foils have the disadvantage that they are relatively brittle and therefore the need for packaging materials such as bags, pouches and the like. Like., affect urgently desired elasticity. In addition, metal foils are relatively expensive and therefore result in an undesirably high price, especially for packaging materials. Attempts have therefore already been made to achieve the desired goal by coating paper with plastics or with combinations of plastics and wax or other suitable materials. However, all known methods only gave imperfect results.
While polyvinylidene chloride, for example, has the disadvantage of high sealing temperatures as a coating material, which makes it difficult to process papers coated with it, coating paper with high-pressure polyethylene, which was previously considered the most suitable material, gives very good results, but does not completely meet today's standards in terms of grease and gas tightness made very high demands. In addition, the above-mentioned known coating materials do not increase the strength of the material, that is to say it corresponds to the not always fully satisfactory of the paper serving as the carrier material.
Even combinations of different coating materials could not remedy these deficiencies. Even low-pressure polyethylene, applied to paper by means of the extruder, does not produce a material that would meet the requirements.
The same applies to foils made of polystyrene which have been laminated onto a paper web impregnated or coated with a dispersion of a mixed polymer of styrene and butadiene. The gas permeability, the water vapor density and the chemical resistance are far worse than in the case of the known packaging materials coated with polyethylene.
It has now been found that it is possible to overcome the difficulties outlined properly and to solve the problem optimally, i.e. to create a material that simultaneously meets the various requirements imposed by practice when using low-pressure polyethylene in the form of biaxially stretched films With the aid of a layer of high pressure polyethylene applied to paper by means of an extruder, it is attached to the paper. While it previously seemed difficult or impossible to attach biaxially stretched films of low-pressure polyethylene to paper, this succeeds perfectly in the manner described, whereby a product is achieved that is surprisingly both water vapor-tight, gas-tight, grease-tight, chemical-resistant, elastic and is particularly tear-resistant and perfectly heat-sealable.
The new material produced according to the invention fulfills
<Desc / Clms Page number 2>
therefore, for the first time, all the properties that are required in practice, and before which one or the other or even several of the product had to be renounced when using known processes.
Materials of the type that are produced according to the invention are, inter alia, preferably also used for the production of sacks, bags, sacks and the like. Like. Used. In most cases the hose seam is made by gluing, while the finished and filled container is closed by heat sealing. In the process according to the invention, tube formation is facilitated by the fact that the low-pressure polyethylene film is kept slightly smaller than the paper web, so that in the finished material a high-pressure polyethylene-coated paper edge remains free on one side or on both sides of the low-pressure polyethylene film the tube formation can serve to glue the seam.
In a similar way, several webs of smaller width can be produced at the same time by running several narrower low-pressure polyethylene films onto a wider paper web and leaving strips between them and on their sides, in which the paper is only coated with high-pressure polyethylene. In order to ensure particularly good heat-sealing properties of the finished material, it is particularly expedient in a further embodiment of the invention if an outer layer of high-pressure polyethylene is also applied to the low-pressure polyethylene film.
The method is capable of very broad application. Papers and similar materials of various types can be refined with it and receive on the one hand excellent impermeability to gases, water vapor and grease as well as excellent chemical resistance and at the same time very good mechanical properties, namely both great elasticity and high mechanical strength. In addition, good heat sealability is guaranteed.
Any type of extruder with a laminating press and similar devices are suitable for applying the layers. In order to prevent the film made of low-pressure polyethylene from losing all or part of the good properties acquired through biaxial stretching, it is advisable to ensure that the film is protected from the influence of radiant heat from the extruder by suitable shielding when it is applied to the paper. It has proven to be particularly advantageous if the film is guided around the cooling cylinder of the extruder in such a way that it wraps around at least 900 mm.
The individual working conditions are of course mainly based on the properties of the materials used, paper and polyethylene. It has been found to be particularly advantageous if the heating of the extruder nozzle is set to about 270 to 320 ° C., preferably 270-300 ° C., for the application of the intermediate layer of high-pressure polyethylene. Likewise, when applying an outer layer of high-pressure polyethylene, it has been found to be particularly advantageous to set the nozzle heating to around 240 - 2800C. The usual preheating in front of the actual lamination zone can be omitted.
Working speeds of at least 40 m / min have proven to be particularly favorable, since the low-pressure polyethylene sheet, when combined cold with the hot high-pressure polyethylene layer,
EMI2.1
one. Coming from a second unwind, the biaxially stretched NdPE film also runs into the laminating press, u. so that it rests against the cooling cylinder and wraps around 1/3 - 1/2 of the total circumference before it runs into the roller gap of the laminating zone. From the extruder nozzle, polyethylene is pressed between paper and NdPE film in the usual way. With around 20 g / m2 HdPE you get a very good lamination. The nozzle temperature is 270 - 3000C with a running speed of the paper web of 60 to 80 m per minute.
After lamination, the web is trimmed on both sides and rolled up if necessary. b) Usually the width of the NdPE film corresponds approximately to the width of the finished laminated material. In special cases it can, for. B. because of the gluing, it may be desirable that the paper has an edge strip only coated with HdPE on both or on one side; then the film should be selected correspondingly narrower than the paper and the HdPE layer exiting the extruder.
Example 2: A laminated material according to Example 1a is provided with a further layer of HdPE on the side of the NdPE film with the aid of an extruder. The material web runs into the lamination section without preheating at a speed of around 80 m per minute. The extruder nozzle is heated to a temperature of approx. 250 to 2700C. In this step, about 15-20 glad HdPE is applied. The web is rolled up after the usual trimming. (At higher running speeds, it is advisable to preheat.)