AT395617B

AT395617B - Verfahren zur verringerung der wasserdampfdurchlaessigkeit von papier oder pappe

Info

Publication number: AT395617B
Application number: AT126790A
Authority: AT
Inventors: Walter Dr Ruef; Josef Dipl Ing Bachler
Original assignee: Patria Papier & Zellstoff
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1993-02-25
Also published as: ATA126790A

Description

5 AT 395 617 B 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Auftragsmediums, das im wesentlichen aus Polyvinylalkohol besteht, in einem Verfahren zur Verringerung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Papier, bei dem das Papier mit dem Auftragsmedium beschichtet wird. Es sind in der einschlägigen Literatur verschiedene Verfahren zur Behandlung von Papieren beschrieben, bei denen ein Auftragsmedium mit einem Polyvinylalkohol aufgebracht wird. Aus da DE-OS1910 331 ist ein Oberflächenschlichtmittel für Papiere bekannt, das als Hauptbestandteil einen Polyvinylalkohol enthält Durch die Verwendung eines modifizierten Polyvinylalkohols soll dabei eine erhöhte Oberflächenfestigkeit da so behandelten Papiere oreicht werden. Nach dem Auf bringen des Schlichtmittels werden die Papiere bei 100 °C getrocknet Aus der DE-AS 16 96172 ist ferner ein Verfahren zur Behandlung von Papierprodukten bekannt bei dem eine wäßrige Mischung aus Polyvinylalkohol und Borsäure auf das Päpia aufgebracht wird. Dadurch soll eine gute Oberflächenleimung erzielt werden. Am Rande wird erwähnt daß unter bestimmten Umständen die Wasserfestigkeit des behandelten Papiers erhöht werden kann. Nach dem Aufbringen der Mischung wird die Papierbahn fallweise getrocknet wobei jedoch stets Temperaturen unterhalb von 100 °C zur Anwendung kommen. Aus der US-A 3,223,579 ist ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Karton bekannt, bei dem Polyvinylalkohol eingesetzt wird,um dieOberflächenbeschaffenheitzuvabesson,insbesonders soll einemöglichst - weiße Oberfläche erreicht werden. Ferner ist aus der GB-A 572,741 ein Verfahren bekannt bei dem Polyvinylalkohol als Klebemittel eingesetzt wird. Stets ist der Fachmann auf dem Gebiet der Papierbeschichtung jedoch davon ausgegangen, daß ein mit einem Polyvinylalkohol beschichtetes Papier einen geringen Widerstand gegen das Durchdringen von Wasserdampf aufweist. Dies gehtz. B. aus der Produktbeschreibung von Mowiol hervor, einem handelsüblichen Polyvinylalkohol zur Behandlung von Papier. Diese Wasserdampfdurchlässigkeit stellt eine Beschränkung in da Vawendung von Polyvinylalkohol dar. In der US-A 3,532,534 wird ein Verfahren beschrieben, das die Herstellung eines wassofesten Papiers zum Ziel hat Dabei wird das mit Polyvinylalkohol beschichtete Papier mit einem sauren Reagens nachbehandelt Es wird in dieser Patentschrift ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Trocknung, die in diesem Verfahren vorgesehen ist bei Tempoaturen unterhalb von 212 °F, d. h. unterhalb von 100 °C, durchgeführt werden soll. Eine reduzierte Wasserdampfdurchlässigkeit ist in dieser Druckschrift nicht erwähnt Die nach diesem Verfahren hergestellten Papiere setzen Wasserdampf auch keinen nennenswerten Widerstand entgegen. Aufgabe da Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das es omöglicht ein wasserdampfundurchlässiges Papier herzustellen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß nach der Beschichtung eine thermische Nachbehandlung mit Temperaturen zwischen 120 und 170 °C, vorzugsweise zwischen 140 und 160 °C, durchgeführt wird. Überraschenderweise wurde nämlich herausgefunden, daß eine thermische Behandlung bei hoha Temperatur eine wassadampfdichte Oberflächenschicht ermöglicht Die thermische Behandlung kann in Gegenwart von Säurespuren, Formaldehyd oder Glyoxal bereits bei niedrigen Temperaturen ofolgen. Besonders vorteilhaft ist bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkten, daß der Auftrag frei von Halogenverbindungen ist und durch die Wasserlöslichkeit von Polyvinylalkohol voll recyclingfähig ist Das beschichtete Papia ist auch ohne Schadstoffemission verbrennbar und verrottbar. Die Herstellung des Auftrages und das Beschichtungsverfahren sind toxikologisch und ökologisch unbedenklich, da Polyvinylalkohol in wäßriga Lösung vawendet wird und keinerlei organische Lösungsmittel erforderlich sind. Entsprechend den Eigenschaften von Polyvinylalkohol ist die erfindungsgemäße Beschichtung öl- und fettdicht und beständig gegen eine Vielzahl organischer Lösungsmittel. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Papier ist ferner sehr gut bedruckbar, sehr gut vaklebbar und weist Wate für die Zugbrucharbeit auf, die um etwa 25 % höher liegen als die von unbeschichteten Papieren. Vorzugsweise weist der vowendete Polyvinylalkohol ein Molekulargewicht von mindestens 31000 und einen Polymoisationsgrad von mindestens 720 auf. Dadurch ist es möglich, die Beschichtung lebensmittelrechtlich unbedenklich zu machen und etwa die Zulassung nach BGA XXXVI zu erlangen. Es ist günstig, wenn das Auftragsmedium zwischen 20 % und 60 % Feststoffgehalt aufweist. Dadurch wird eurerseits die für den Auftrag erforderliche Viskosität hergestellt und andererseits da Energieaufwand bei da Herstellung in vertretbaren Grenzen gehalten. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Auftragsmedium Zusätze von mineralischenFüllstoffen,wieCalziumcarbonat, Glimmer,Kaolin, Aluminiumhydroxid,Aluminiumsilikat, Talkum oda Titanoxid enthält. Dadurch kann bei gleicher Schichtdicke eine überproportionale Wasserdampfdichtigkeit erreicht waden. -2- 55

Claims

AT 395 617 B Eine überproportionale Verbesserung der Wasserdampfdichtheit wird erreicht, wenn das Auftragsmedium in mehreren Schichten aufgetragen wird. Die Auftragsmenge wird dabei pro Arbeitsgang entsprechend reduziert Besonders wirksam sind Kombinationen ein· und mehrschichtiger Aufträge, wobei jeweils zum Polyvinylalkohol mineralischeFüllstoffe wieobenbeschrieben beigemischt werden. Eskannbeispielsweisebis zu 80 % Calciumcarbonat oder 70 % Aluminiumhydroxid beigemischt werden. Eine besonders gute Beständigkeit gegen Wasserdampf wird erreicht, wenn das Auftragsmedium ein Ethylen· Acrylsäurecopolymer enthält Besonders günstig ist es, warn das Auftragsmedium auf normalgeleimtes Papier in einer Dosierung von 2 bis 30 g/m^, vorzugsweise von 5bis 8 g/m^ aufgebracht wird. Auf diese Weise wird eineoptimaleBeschichtung erreicht Bei der Beschichtung von anderen Papiersorten ist die Auftragsmenge entsprechend anzupassen. Eine besonders ökonomische Beschichtung ist möglich, wenn vor dem Aufbringen des Polyvinylalkohol enthaltenden Auftragsmediums ein Vorstrich mit einem Füllstoff durchgeführt wird, der vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt wird, die Calziumcarbonat Glimmer, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat Talkum, Stärke, Latex und Titanoxid enthält Auf diese Weise kann die Menge des »forderlichen Polyvinylalkohols verringert werden. Unter diesen Umständen kann das Auftragsmedium auf das vorgestrichene Papier in ein» Dosierung von 2 bis 20 gfrcfi, vorzugsweise von S bis 10 g/m^ aufgebracht werden. Weiters kämen auf den Vorstrich ein oder mehrere Schichten eines Auftragsmediums aufgebracht werden, die aus Polyvinylalkohol, Glyoxal und gegebenenfalls mineralischen Füllstoffen zusammmengesetzt sind. Es wird dadurch ein besonders wasserdampfdichtes Papier erreicht wobei ein glyoxalfreier Unterstrich notwendig ist um die Schädigung des Papiers durch Versprödung zu verhindern. Eine weitere Verbesserung wird erreicht, wenn zusätzlich ein Deckstrich aufgebracht wird, der aus Glyoxal oder Freiharzdispersionsleim zusammengesetzt ist. Dabei soll der Deckstrich in Auftragsmengen von 1 bis 8 g/a?, vorzugsweise 2 bis S g/nfi aufgetragen werden. Ein solcher zusätzlicher Deckstrich auf einen mehrlagigen Strich mit Glyoxal oder Freiharz-Dispersionsleim in Auftragsmengen von 1 bis 8 g/m^ verringert die Wasserdampfdurchlässigkeit weiterhin bei gleichzeitig niedrigerer erforderlicher Aushärtungstemperatur. Weiters betrifft die Erfindung die Verwendung eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Papieres zur Herstellung der Innenlage von zweilagigen Säcken, deren Außenlage aus einem luftdurchlässigen, ab» wasserdichten Sackpapier besteht Somit ist ein solch» Sack dampfdicht, und spritzwasserfest bzw. spritzwasserbeständig. Beide Lagen des Papiers sind voll recyclierbar und damit wesentlich umweltfreudlicher als die derzeit hergestellten PE oder PVDC kaschierten Säcke. Die Außenlage verliert bei einem pH-Wert von 2,5 ihre Beständigkeit und ist in bekannten Pulpern unter Zugabe von Alaun leicht auflösbar. Die Innenlage ist unabhängig vom pH-Wert in Wasser auflösbar. PATENTANSPRÜCHE 1. Verwendung eines Auftragsmediums, das im wesentlichen aus Polyvinylalkohol besteht, in einem Verfahren zur Verring»ung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Papier, Pappe od. dgl., bei welchem Verfahren das Papier mit dem Auftragsmedium in einer Dosierung von 2 bis 30 g/m\ vorzugsweise von 5 bis 8 g/m^ beschichtet wird und eine thermische Nachbehandlung mit Temperaturen zwischen 120 und 170°, vorzugsweise zwischen 170 und 160° durchgeführt wird.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Polyvinylalkohol ein Molekulargewicht von mindestens 31000 und einen Polymerisationsgrad von mindestens 720 aufweist.
3. Verwendung nach einem d» Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium zwischen 20 % und 60 % Feststoffgehalt aufweist.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium in mehreren Schicht»! aufgetragen wird. AT 395 617 B
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium Zusätze von mineralischenFüllstoffen,wieCalciumcarbonat Glimmer, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat Talkum oder Titanoxid enthält.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium ein Ethylen- Acrylsäurecopolymer enthält.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des den Polyvinylalkohol enthaltenden Auftragsmediums ein V orstrich mit einem Füllstoff durchgeführt wird, der vorzugsweise 10 aus der Gruppe ausgewählt wird, die Calciumcarbonat, Glimmer, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat, Talkum und Titanoxid enthält.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorstrich ein oder mehrere Schichten eines Auftragsmediums aufgebracht werden, die aus Polyvinylalkohol, Dioxal, Formaldehyd, geringen Mengen an Säuren 15 und gegebenenfalls mineralischen Füllstoffen zusammengesetzt sind.
. 9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Deckstrich aufgebracht wird, der aus Glyoxal oder einer Freiharzdispersionsleimdispersion zusammengesetzt ist
10. Verwendung eines Papieres, zu dessen Herstellung ein Auftragsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet worden ist zur Herstellung der Innenlage von zweilagigen Säcken, deren Außenlage aus einem luftdurchlässigen, aber wasserdichten Sackpapier besteht 25 30 35 40 45 50 -4- 55