Mehrschichtiges Papiererzeugnis und Verfahren zur Herstellung desselben. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein dehnbar elastisches mehrschichtiges Pa piererzeugnis, welches zum Beispiel als Ver packungsmaterial verwendbar ist.
Das Papiererzeugnis besteht aus wenig stens zwei Schichten von Papier mit einer elastischen, wasserbeständigen Zwischen schicht, die beidseitig mit den anliegenden Papierschichten fest vereinigt ist, und zwar ist wenigstens die eine der Papierschichten in der Flächenrichtung dehnbar.
Die elastische Zwischenschicht kann da durch hergestellt werden, dass die Papier schichten mittels eines Klebemittels mitein ander vereinigt werden, welches beim Er härten bezw. Eintrocknen eine elastische Haut zurücklä.sst. Geeignete Klebemittel sind beispielsweise solche, die natürlichen oder synthetischen Kautschuk, Guttapercha oder ähnliche Substanzen enthalten.
Die als Latex bezw. Lategkompositionen bezeichneten wässerigen Dispersionen von Kautschuk und dergleichen haben sich dabei als zweckmässig bewährt.
Je nach der Art der verwendeten Papier sorten und der erwünschten Dicke und Art der elastischen Zwischenschicht bezw. Zwi schenschichten können mehr oder weniger konzentrierte Dispersionen verwendet werden bezw. solche, die grössere oder geringere Men gen von Zusätzen bezw. Füllstoffen enthal ten. Gekreppte oder gekräuselte Papiere jeder Art sind als Material für die Herstellung des Papiererzeugnisses nach der Erfindung besonders geeignet.
Vorzugsweise werden solche Papiersorten (wie zum Beispiel Kraft papier) verwendet, die verhältnismässig dicht sind, so dass Kautschukteilchen einer aufge tragenen Lategschicht nicht imstande sind, durch das Papier zu dringen, sondern voll ständig an der Oberfläche bezw. in den äu ssern Schichten des Papiers haften bleiben.
Wird gekrepptes oder gekräuseltes Pa pier verwendet, so ist wesentlich, dass es auch im fertigen Papiererzeugnis seinen Charakter (als gekrepptes bezw. gekräuseltes Papier) mindestens teilweise beibehält, weil die Güte solcher Papiererzeugnisse nicht zu letzt hierauf beruht. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, die einzelnen (mit Klebe mittel überzogenen) Papierschichten mitein ander zu vereinigen, ehe das Papier so weit erweicht worden ist, dass eine Aufhebung der Kreppung respektive Kräuselung statt gefunden hat.
Sämtliche Papierschichten des Erzeugnis ses können aus gekrepptem Papier bestehen. Aber es kann auch für einzelne Schichten desselben glattes Papier verwendet werden. In diesem letzteren Falle sind die Erzeug nisse nicht unmittelbar elastisch streckbar (in der Flächenrichtung des Papiers). Diese Streckbarkeit kommt in diesem Falle erst dann in vollem Umfang zur Geltung, wenn zum Beispiel infolge Überbeanspruchung die glatte Papierschicht zum Bersten gebracht worden ist.
Papiererzeugnisse mit dieser Eigenschaft können für viele Verwendungszwecke, bei spielsweise für die Herstellung von Papier säcken für Zement, Chemikalien und der gleichen, für Fussbodenbeläge, Wandbeklei dungen usw. von Vorteil sein.
Je nach der Art der verwendeten Papier sorten, des Leimes und der Anzahl von Pa pierschichten, sowie der Art des Herstel lungsverfahrens eignen sich die Erzeugnisse für Verwendungen der verschiedensten Art, z. B. als Ersatz für Metall, Holz und Pappe, für Verpackungszwecke (Papiersäcke), als Wandbekleidungen, Fussbodenbeläge, als Isolierungsmaterial etc. Es ist einleuchtend, dass es zuweilen von Vorteil sein kann (zum Beispiel in bezug auf Weichheit und sonstige Eigenschaften des fertigen Produktes) Pa pierschichten von untereinander verschiede nen Grammgewichten pro Flächeneinheit, Elastizitäten und andern zu verwenden.
Es mag auch zuweilen vorteilhaft sein, das Klebemittel nur auf die eine von zwei zu vereinigenden Papierschichten aufzutragen, (zum Beispiel mittels geeigneter Auftrags rollen), was eine Änderung der Spannung im Papier ermöglicht, indem die das Klebemittel aufnehmende Papierschicht eine grössere Menge des Wassers aufnehmen und deshalb eine grössere Erweiterung als die andere Pa pierschicht erleiden wird.
Es mag zuweilen erwünscht sein, eine voll ständig dichte zusammenhängende Schicht des elastischen Klebemittels vorzusehen, um das Papiererzeugnis gegen die Einwirkung von Wasser und feuchter Luft vollständig zu isolieren. Für andere Zwecke ist dies wie derum nicht nötig. Oft genügt es, wenn < die Klebemittelmenge ausreicht, die Papier schichten gleichmässig miteinander zu verbin den, so dass die Papierschichten bei den beim Gebrauch auftretenden Beanspruchungen nicht voneinander getrennt werden.
Für gewisse Verwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, zur Verbindung der Papier schichten eine oder mehrere dicke Klebe mittelschichten zu verwenden, um die mecha nische Stärke des Materials zu erhöhen, wäh rend für andere Zwecke eine poröse Klebe mittelschicht wünschenswert ist, um inner halb gewisser Grenzen eine Luftzirkulation zu ermöglichen. Für gewisse Waren, zum Bei spiel Rohtabak, ist ein Verpackungsmaterial dieser Art erforderlich, gleichzeitig soll es aber die eingepackte Ware gegen Staub und Schmutz schützen. Ein Verpackungsmaterial dieser Art kann gemäss der Erfindung zum Beispiel auf die nachstehend angegebenen Arten erzeugt werden.
A. Durch besondere Behandlung des Klebemittels, so dass in demselben kleine Klumpen gebildet werden (das heisst durch eine unvollständige Koagulation). Die Lateg- komposition kann zur Flockung (unvollen dete Koagulation weniger Teilchen) bezw. zur Bildung von Agglomeraten und Zu sammenlaufen mehrerer Teilchen zu verhält nismässig grossen Klumpen führen. Derartige koagulierte Teilchen werden beim Zusammen pressen zwischen den Papierschichten (mit tels Walzen und dergleichen) eine zu sammenhängende Schicht bilden, deren Ma schen aber so gross sind, dass die Luft leicht passieren kann.
Diese Maschen können aber nicht so gross sein, dass die mechanische Stärke des Materials erheblich vermindert wird.
Eine Flockung kann: durch Zusatz von Füllstoffen erreicht werden, welche eine Ionisation der Kautschukteilchen herbei führen. Eine Agglomeration kann erreicht werden, wenn man die Menge der Stabilisie rungsmittel einer Latexkomposition unter das Minimum vermindert, welches erforder lich ist, um eine vollständig dispergierte Emulsion zu erhalten. Dies erreicht man am einfachsten bei einem mittels Ammoniak präservierten Latex in der Weise, dass man durch Umrühren des Klebemittels mit oder ohne Erwärmung unter Durchblasen von 7-luft usw. ein teilweises Entweichen von Ammoniak bewirkt.
B. Durch ungleichförmiges Auftragen des Klebemittels, zum Beispiel durch An wendung einer Auftragswalze mit unebener, zum Beispiel mit Löchern, Rillen und der gleichen versehener Oberfläche.
C. Durch Perforieren einer oder mehre rer der Einzelschichten von Papier vorher, wahrend oder nach dem Auftragen des Klebe mittels. Meistens wird man in diesem Falle die Aussenschicht des Verpackungsmaterials nicht perforieren. Es wird dann das Klebe mittel nicht auf die äussere Papierschicht, sondern auf die perforierte Schicht aufgetra gen. Die Löcher können so gross sein, da.ss sie beim Auftragen des Klebemittels nicht ge füllt und zugestopft werden.
Es kann weiter zuweilen erwünscht sein, dass sämtliche Papierschichten des Erzeug nisses die gleiche Dehnbarkeit aufweisen. Dies kann durch Regelung des Zuges in den Papierbahnen mittels Bremsen und derglei chen erreicht werden. Dagegen mag es bis weilen erforderlich sein, dass eine einzelne Schicht (zum Beispiel eine Aussenschicht) eine möglichst ebene Oberfläche hat, un ter anderem wenn dieselbe später gum miert ("gum tape") oder auf andere Gegen stände aufgeklebt werden soll (bei Tapeten und andern Wandbekleidungen, Isolations materialien und andern). Man kann in solchen Fällen ein ganz glattes Papier verwenden.
Aber dies hat eine sehr geringe Dehnbarkeit, und es ist deshalb häufig vorteilhafter, ein gekrepptes (bezw. gekräuseltes) Papier zu verwenden, welches aber beim Zusammen kleben praktisch vollständig ausgestreckt wird. Diese Aussenschicht des Papiererzeug nisses wird dann eine ebene Oberfläche er halten und lässt sich leicht gummieren und mit andern Gegenständen zusammenkleben. <I>Beispiele:</I> la. Zwei Schichten von gekrepptem Pa pier werden zwischen umlaufenden Walzen zusammengeklebt, nachdem die beiden Bah nen auf benachbarten Seiten mit einer Klebestoffschicht versehen worden sind. Das Auftragen des Klebemittels geschieht in der Weise, dass die Papierbahnen über Walzen passieren, welche in Behältern mit Latex leim umlaufen.
Die Entfernung zwischen Leimwalzen und Druckwalzen ist so kurz und die Ge schwindigkeit der Papierbahn ist so gross, dass die Papierbahnen vor dem Zusammen kleben nicht soviel Wasser aufnehmen kön nen, dass hierdurch ein Werfen der Papier bahn oder ein Ausglätten der Kreppung be wirkt wird.
1u. Zwei Papierschichten werden wie im Beispiel Ja zusammengeklebt, mit dem Unter schied, dass das Klebemittel nur auf die eine Papierbahn aufgetragen wird.
2. Drei Schichten von Kreppapier werden auf die Weise zusammengeklebt, dass der Leim auf die beiden äussern Papierbahnen aufgetragen wird, während die Zwischen- schiebt trocken mit den beiden Aussenschich ten verbunden wird.
3. Ein.aus drei Schichten von gekrepp- tem Papier bestehendes Papiererzeugnis wird dadurch hergestellt, dass eine Schicht durch ein Leimband geführt und zwischen die zwei andern Schichten ohne Leim gepresst wird.
4. Drei Papierbahnen werden zusammen geklebt, indem alle vier gegeneinanderzu- le.genden :Seiten der Papierbahnen vor dein Zusammenpressen mit Leim überzogen wer den.
5. Vier Schichten Papier werden wie im Beispiel 4 angegeben zusammengeklebt.
6. Ein vierschichtiges Papiererzeugnis wird dadurch hergestellt, dass zunächst ein dreischichtiges Erzeugnis gemäss Beispiel 3 hergestellt wird, wonach eine vierte Papier bahn mit diesem Erzeugnis zusammengeklebt wird. Die zusammenzuklebenden Seiten der Bahnen werden beide mit Leim überzogen.
7. Ein dreischichtiges Papiererzeugnis wird nach Beispiel $ hergestellt. Während des Zusammenklebens wird aber die eine Aussenschicht .so weit gestreckt, dass die Elastizität derselben von 30 bis auf 7 vermindert wird, während die beiden übrigen Schichten ihre ursprüngliche Elastizität von 30 % behalten.
B. Ein dreischichtiges Papiererzeugnis wird nach Beispiel 4 hergestellt, aber unter Verwendung von glattem Papier für die eine Aussenschicht.
9. Auf eine Pappebahn wird eine Schicht von gekrepptem Papier ,geklebt. Das Klebe mittel wird auf die P'appebahn aufgetragen, während das Kreppapier trocken auf die Pappe gepresst wird.
10. Eine glatte Papierschicht wird auf eine Schicht von gekrepptem Papier gepresst, indem die beiden Bahnen im voraus mit Klebemittel überzogen worden sind.
11. Duplexpapier wird nach Beispiel 1b hergestelllt, aber es wird hier ein flockendes Klebemittel verwendet, so dass die gebildete Leimschicht regelmässig grosse Lücken er hält, durch welche die Luft zirkulieren kann.
12. Triplexpapier wird gemäss Beispiel 2 hergestellt. Die für das Auftragen des Klebe mittels dienenden Walzen haben aber hier regelmässige Vertiefungen, so dass die auf getragene Leimschicht regelmässige Löcher aufweist, durch welche die Luft dringen kann.
13. Triplexpapier wird gemäss Beispiel 2 hergestellt. Die mittlere Schicht wird aber hier perforiert und durch das Klebemittel- bad geführt. Die Löcher sind so gross und be- sitzen einen so grossen gegenseitigen Abstand, dass die Löcher beim Zusammenkleben vom Klebemittel nicht ausgefüllt werden.
Die nach einem dieser Verfahren her gestellten Produkte können zum Beispiel an Stelle von Leinwand zur Herstellung von Säcken benutzt werden. Bei Säcken, welche gegen die Einwirkung von Wasser, Luft und Wasserdampf widerstandsfähig sein müssen, ist das Material von besonderer Bedeutung. Durch die Anwendung geeigneter Klebe mittelkompositionen kann ein Papiermaterial erhalten werden, welches auch gegenüber Chemikalien verschiedener Art widerstands fähig ist:. Ausserdem kann das Papiermaterial unter Umständen zur Verpackung von flüs sigen oder halbflüssigen Substanzen wie Asphalt, Pech, Teer, Fett und dergleichen benutzt werden und kann derart behandelt werden, dass es Temperaturen bis 200 C oder ungefähr die Verkohlungstemperatur von Papier verträgt.
Duplex- oder Triplexpapier, hergestellt nach Verfahrensbeispiel 11 bis 13, bietet, als Isoliermaterial verwendet, erhebliche Vor teile. Infolge seiner Porosität und der vielen innern, dicht geschlossenen Poren, die mit Luft gefüllt sind, ist es vorzüglich wärme isolierend und deshalb als Isolationsmaterial im Baugewerbe vorzüglich geeignet. Ther- mosdüten und Thermossäcke für Aufbewah rung und Versand von Nahrungsmitteln, Arzneien usw. aus solchem Material herge stellt, bieten grosse Vorteile.
Als Ersatz für Teertuch, als Zelttuch und als Unterlage in Zelten und dergleichen und zu Schutzdecken ,jeder Art für die Armee, für Touristen usw. ist das Material ebenfalls gut geeignet. Ein für elektrische Isolations zwecke geeignetes Material gemäss der Er findung besitzt zweckmässig verhältnismässig dicke Klebemittelschichten, welche vorzugs weise Füllstoffe, inne zum Beispiel Öle, ent halten, die an sich isolierende Eigenschaften haben.
Multi-layer paper product and method for making the same. The present invention is a stretchable, elastic, multilayer paper product which can be used, for example, as a packaging material.
The paper product consists of at least two layers of paper with an elastic, water-resistant intermediate layer which is firmly united on both sides with the adjacent paper layers, namely at least one of the paper layers is stretchable in the surface direction.
The elastic intermediate layer can be produced by the fact that the paper layers are united with one another by means of an adhesive, which respectively harden when it. Drying leaves an elastic skin. Suitable adhesives are, for example, those which contain natural or synthetic rubber, gutta-percha or similar substances.
The as latex respectively. Aqueous dispersions of rubber and the like, referred to as late compositions, have proven to be useful.
Depending on the type of paper used and the desired thickness and type of elastic intermediate layer BEZW. Intermediate layers, more or less concentrated dispersions can be used respectively. those, the larger or smaller amounts of additives respectively. Fillers contain th. Creped or crimped papers of all kinds are particularly suitable as a material for the manufacture of the paper product according to the invention.
Preferably, those types of paper (such as Kraft paper) are used that are relatively dense, so that rubber particles of an applied late layer are not able to penetrate through the paper, but completely bezw on the surface. stick to the outer layers of the paper.
If creped or crimped paper is used, it is essential that it at least partially retains its character (as creped or crimped paper) in the finished paper product, because the quality of such paper products is not ultimately based on this. To achieve this, it is necessary to unite the individual layers of paper (coated with adhesive) before the paper has been softened to such an extent that the creping or curling has taken place.
All paper layers of the product can consist of creped paper. But it can also be used for individual layers of the same smooth paper. In this latter case, the products are not immediately elastically stretchable (in the face direction of the paper). In this case, this extensibility only comes into its own if, for example, the smooth paper layer has burst due to excessive stress.
Paper products with this property can be used for many purposes, for example for the production of paper bags for cement, chemicals and the like, for floor coverings, wall claddings, etc. are advantageous.
Depending on the type of paper used, the glue and the number of layers of paper, as well as the type of manufacturing process, the products are suitable for a wide variety of uses, e.g. B. as a substitute for metal, wood and cardboard, for packaging purposes (paper bags), as wall coverings, floor coverings, as insulation material, etc. It is evident that it can sometimes be advantageous (for example in terms of softness and other properties of the finished product ) To use paper layers of different gram weights per unit area, elasticities and others.
It may also sometimes be advantageous to apply the adhesive only to one of the two paper layers to be joined (for example by means of a suitable application roller), which enables the tension in the paper to be changed, as the paper layer absorbing the adhesive absorbs a larger amount of the water and therefore will suffer a greater expansion than the other layer of paper.
It may at times be desirable to provide a fully dense, continuous layer of the resilient adhesive to completely isolate the paper product from exposure to water and humid air. Again, this is not necessary for other purposes. It is often sufficient if the amount of adhesive is sufficient to evenly connect the paper layers to one another so that the paper layers are not separated from one another under the stresses that arise during use.
For certain uses, it may be advantageous to use one or more thick adhesive middle layers to connect the paper layers in order to increase the mechanical strength of the material, while for other purposes a porous adhesive middle layer is desirable, within certain limits Allow air circulation. For certain goods, for example raw tobacco, a packaging material of this type is required, but at the same time it should protect the packaged goods against dust and dirt. A packaging material of this type can be produced according to the invention, for example in the following ways.
A. By treating the adhesive in a special way so that small lumps are formed in it (i.e. by incomplete coagulation). The late composition can lead to flocculation (incomplete coagulation of a few particles) or. lead to the formation of agglomerates and convergence of several particles to relatively large lumps. Such coagulated particles will form a coherent layer when pressed together between the paper layers (by means of rollers and the like), but their meshes are so large that the air can easily pass through.
However, these meshes cannot be so large that the mechanical strength of the material is considerably reduced.
Flocculation can: be achieved by adding fillers, which cause the rubber particles to ionize. Agglomeration can be achieved if the amount of stabilizing agents in a latex composition is reduced below the minimum required to obtain a fully dispersed emulsion. The easiest way to achieve this is with a latex preserved by means of ammonia in such a way that, by stirring the adhesive with or without heating, while blowing air through it, etc., a partial escape of ammonia is caused.
B. By non-uniform application of the adhesive, for example by using an application roller with an uneven surface, for example with holes, grooves and the same surface.
C. By perforating one or more of the individual layers of paper before, during or after the adhesive is applied. In this case, the outer layer of the packaging material will usually not be perforated. The adhesive is then not applied to the outer paper layer, but to the perforated layer. The holes can be so large that they are not filled and clogged when the adhesive is applied.
It may also be desirable at times that all of the paper layers of the product have the same extensibility. This can be achieved by regulating the tension in the paper webs using brakes and the like. On the other hand, it may sometimes be necessary for a single layer (for example an outer layer) to have a surface that is as flat as possible, among other things if it is later to be gummed ("gum tape") or stuck to other objects (for wallpapers and other wall coverings, insulation materials and others). In such cases a very smooth paper can be used.
But this has very little extensibility, and it is therefore often more advantageous to use a creped (or crimped) paper, which, however, is practically completely stretched out when glued together. This outer layer of the paper product will then keep a flat surface and can be easily rubberized and glued together with other objects. <I> Examples: </I> la. Two layers of creped paper are glued together between rotating rollers after the two webs have been provided with a layer of adhesive on adjacent sides. The adhesive is applied in such a way that the paper webs pass over rollers that run in containers with latex glue.
The distance between glue rollers and pressure rollers is so short and the speed of the paper web is so great that the paper webs cannot absorb so much water before they stick together that this causes the paper web to be thrown or the creping to be smoothed out.
1u. Two layers of paper are glued together as in the example Yes, with the difference that the adhesive is only applied to one paper web.
2. Three layers of crepe paper are glued together in such a way that the glue is applied to the two outer paper webs, while the intermediate sheet is dryly connected to the two outer layers.
3. A paper product consisting of three layers of creped paper is produced in that one layer is passed through a band of glue and pressed between the two other layers without glue.
4. Three paper webs are glued together by covering all four sides of the paper webs with glue before pressing them together.
5. Four layers of paper are glued together as indicated in Example 4.
6. A four-layer paper product is produced by first producing a three-layer product according to Example 3, after which a fourth paper web is glued together with this product. The sides of the sheets to be glued together are both coated with glue.
7. A three-layer paper product is produced according to Example $. During the gluing together, however, one outer layer is stretched so far that the elasticity of the same is reduced from 30 to 7, while the other two layers retain their original elasticity of 30%.
B. A three-layer paper product is made according to Example 4, but using smooth paper for the one outer layer.
9. A layer of creped paper is glued onto a cardboard web. The adhesive is applied to the cardboard sheet while the crepe paper is pressed dry onto the cardboard.
10. A smooth paper layer is pressed onto a layer of creped paper by coating the two sheets with adhesive beforehand.
11. Duplex paper is produced according to Example 1b, but a flaky adhesive is used here, so that the layer of glue that is formed regularly holds large gaps through which the air can circulate.
12. Triplex paper is produced according to Example 2. The rollers used for applying the adhesive have regular depressions, so that the layer of glue applied has regular holes through which the air can penetrate.
13. Triplex paper is produced according to Example 2. The middle layer, however, is perforated here and passed through the adhesive bath. The holes are so large and have such a large mutual distance that the holes are not filled by the adhesive when they are glued together.
The products made by one of these processes can be used, for example, instead of canvas to make sacks. The material is of particular importance for bags, which have to be resistant to the effects of water, air and water vapor. By using suitable adhesive compositions, a paper material can be obtained which is also resistant to chemicals of various types. In addition, the paper material can be used for packaging liquid or semi-liquid substances such as asphalt, pitch, tar, fat and the like and can be treated in such a way that it can withstand temperatures of up to 200 C or about the charring temperature of paper.
Duplex or triplex paper, produced according to process example 11 to 13, offers, used as an insulating material, considerable advantages. Due to its porosity and the many inner, tightly closed pores that are filled with air, it is excellent heat insulating and therefore ideally suited as an insulation material in the construction industry. Thermos bags and bags for storing and shipping food, medicines, etc. made of such a material offer great advantages.
The material is also well suited as a substitute for tar cloth, as a tent cloth and as a base in tents and the like and for protective blankets of all kinds for the army, for tourists etc. A material according to the invention suitable for electrical insulation purposes has expediently relatively thick layers of adhesive which preferably contain fillers, for example oils, which have insulating properties.