CH499682A

CH499682A - Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten mit gestrichener, heissiegelbarer und bedruckbarer Oberfläche

Info

Publication number: CH499682A
Application number: CH270969A
Authority: CH
Inventors: Steg Rudolf; Rudolf Dipl Chem Peters
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-02-21
Publication date: 1970-11-30
Also published as: AT304256B; DE1935481C3; SU406371A3; DE1935481A1; DE1935481B2; DK125659B; GB1234880A; FR2012895A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten mit gestrichener, heissiegelbarer und bedruckbarer Oberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten mit gestnchener, heissiegelbarer und bedruckbarer Oberfläche.

Aus dem Hauptpatent Nr. 490 567 ist es bekannt, dass man heissiegelbare und bedruckbare Oberflächen in einem Arbeitsgang dadurch herstellen kann, dass man eine Streichmasse aufbringt, die ein Pigment-Binder-Verhältnis von 3,4 bis 1,8:1 aufweist und deren Bindemittel aus einer wässerigen Dispersion, enthaltend einen thermoplastischen Kunststoff mit einer Teilchengrösse von 0,2 bis 3 u in Mengen von 50 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf den trockenen Gesamtbinder, besteht, wobei der thermoplastische Kunststoff eine Reissdehnung von mindestens 3000/0 und eine Heissiegeltemperatur von 70 bis 1600 C besitzt.

Es wurde nun gefunden, dass die Heissiegeleigenschaften auch dann gegeben sind, wenn man mit einem Pigment-Binder-Verhältnis von 0,8 bis 1,8 und 3,4 bis 4,0: 1 arbeitet. Vorzugsweise liegt das Pigment-Binder-Verhältnis bei etwa 1-2,5: 1, d. h. auf 100 Gewichtsteile Pigment werden 40-100 Gewichtsteile Binder angewandt. Als Binder kommt eine Dispersion zur Anwendung, die zweckmässig neben natürlichen Bindemitteln, wie Kasein und Stärke bzw. Stärkeprodukte, einen überwiegenden Anteil eines thermoplastischen Kunststoffes enthält. Der Anteil an thermoplastischem Kunststoff liegt bei über 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise bei 65 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf den trockenen Gesamtbinder. (Summe natürliches Bindemittel und thermoplastischer Kunststoff).

Die Teilchengrösse der in der wässerigen Suspension enthaltenen Kunststoffanteile liegt zwischen 0,2 bis 3 ,u.

Als thermoplastische Kunststoffe werden solche verwendet, die eine Reissdehnung von über 300 0/o, vorzugsweise von 400 bis 900 o/o besitzen. Die Heissiegeltemperatur liegt zwischen 70 bis 160"C. Wichtig dabei ist, dass der Bereich zwischen Erweichung und Wiedererstarrung möglichst klein ist und die Wiedererstarrung bei möglichst hoher Temperatur einsetzt, um ein Schmieren zu verhindern.

Kunststoffe der genannten Spezifizierung können durch Co- und Terpolymerisation in Dispersion der folgenden Monomeren erhalten werden: Vinylchlorid, Vinylester, Vinyläther, Acrylsäure und -ester, Methacrylsäure und -ester, Maleinsäure und -ester, Fumarsäure und -ester, Isobutylen, Äthylen usw. Vorzugsweise wird eine Dispersion, bestehend aus 5 bis 40 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 40 bis 80 Gewichtsprozent eines Vinylesters mit 1 bis 18 C-Atomen im Säurerest und 5 bis 25 Gewichtsprozent Äthylen verwendet.

Die natürlichen Bindemittel, wie Kasein, Stärke und Stärkeprodukte, werden in bekannter Weise in wasserlösliche Form gebracht und zusammen mit der Kunststoffdispersion als Gesamtbinder angewandt.

Als Pigmente für die Streichmasse werden die bekannten Füllstoffe, wie Kaolin, Talkum, Asbestine, Gipse, Blanc fixe (Bariumsulfat), Magnesit, Kreide, Titandioxid, Calciumsilikat, Kieselgur usw. verwendet.

Die Streichmasse kann ferner eingefärbt werden.

Als Faserprodukte werden hauptsächlich zellulosehaltige Materialien, wie Papier, Pappe und Karton, angewandt, wobei die Faserrohstoffe verschiedenster Art sein können, z. B. Holz, Stroh, Hadern usw.

Die Menge aufzubringende Streichmasse hängt stark von der Porosität und dem Leimungsgrad der Faserprodukte ab. Vorteilhaft werden etwa 15-25 g Streichmasse, berechnet auf Trockengewicht, pro Quadratmeter aufgetragen.

Nach dem Verfahren der Erfindung können Papiere, Pappen und Kartons mit bedruckbarer und heissiegelbarer Oberfläche in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Diese Produkte können untereinander heissversiegelt werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf diese heissiegelbare Oberfläche andere Materialien, wie Kunststoffolien, aufzuschweissen. So können sog. Blister- oder Skinpackungen durch einfache Verschweissung hergestellt werden. Zum Verschweissen eignen sich die bekannten Methoden, wie Heissiegel-, Hochfrequenz- und Wärmeimpulsverfahren.

Der Streichmasse wird manchmal zweckmässig ein sog. Haftverbesserer zugesetzt. Solche Substanzen können sein Kolophoniumharze, wie Kolophoniumglyzerinester, hydrierte Kolophoniumverbindungen usw., Cumaronharze, Cumaron-Indenharze, Polyterpenharze, Alkydharze usw., sein.

Der Zusatz der Haftverbesserer ist vor allem dann vorteilhaft, wenn auf die heissiegelbare Oberfläche Kunststoffmaterialien, wie Folien, aufgebracht werden sollen. Je nach Material des aufzuschweissenden Kunststoffs (z. B. Folien) kann durch Verwendung dieser Haftverbesserer die Adhäsion und Verarbeitbarkeit verbessert werden. Werden z. B. harte Polyvinylchlorid-Folien verwendet, so eignen sich besonders Cumaronharze als Haftverbesserer. Die Menge, die zur Anwendung gelangt, liegt vorzugsweise zwischen 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den thermoplastischen Kunststoff der wässerigen Dispersion.

Eine weitere Variante des Verfahrens besteht darin, dass man das Bedrucken der so hergestellten heissiegelbaren Oberfläche mit Hilfe einer Druckfarbe durchführt, die 15 bis 30 Gewichtsprozent der genannten Kunststoffdispersion enthält. D. h. zur bekannten Druckfarbe werden zusätzlich 15 bis 30 Gewichtsprozent der Kunststoffdispersion mitverwendet. Dadurch werden die bedruckten Stellen und Flächen ebenfalls heissiegelbar.

Beispiele
Ein holzartiger Karton mit einem Flächengewicht von 400 g/m2, dessen eine Oberfläche mit einer pigmenthaltigen Stärkelösung (etwa 5 im2)' vergüteb war, wurde mit einer Streichmasse der Zusammensetzung 60 Gewichtsprozent Chinaclay (Pigment), 35 Gewichtsprozent Kunststoffbinder und 5 Gewichtsprozent Kasein, bezogen auf den Gesamt-Trockengehalt der Streichmasse, der seinerseits 35 Gewichtsprozent betrug, mit einer Auftragsmenge von 18 g/m2 (atro = absolut trocken) (für engl. übersetzen absolutly dry ) einseitig bestrichen. Das Pigment-Bindeverhältnis betrug 1,5 : 1.

Der Kunststoffbinder setzte sich zusammen aus einer Mischung (1:1) einer wässerigen Kunststoffdispersion mit 35 Gewichtsprozent Vinylacetat, 35 Gewichtsprozent Butylacrylat und 30 Gewichtsprozent Vinylchlorid, deren Teilchengrösse 0,2 bis 3 u betrug, und einer wässerigen Kunststoffdispersion mit 49 Gewichtsprozent Vinylacetat, 49 Gewichtsprozent Butylacrylat und 2 Gewichtsprozent Acrylsäure. Zu dieser Kunststoffdispersion wurden 3 Gewichtsprozent Kumeronharz als Haftverbesserer mit einem Erweichungspunkt von 20 bis 300 C einemulgiert. Die Prozentzahlen beziehen sich auf Trockengewicht. Der bestrichene Karton wurde oberflächlich geglättet.

Ein Teil des so vorbereiteten Kartons wurde zugeschnitten und verschiedene Blister aus Polyvinylchlorid-Folien aufgeschweisst. Das Aufschweissen wurde einmal mittels eines Heissiegelautomaten durchgeführt, wobei das Oberwerkzeug auf 180 +5 C erhitzt wurde.

Die Siegelung des negativ tiefgezogenen Blisters (Dicke 0,2 mm) erfolgte von der Kartonseite her. Die Siegelfläche betrug 20 cm2, der Anpressdruck 100 kg, die Siegelzeit 3,0 bis 3,5 Sekunden und die effektive Temperatur in der Fuge betrug 110 C. Eine weitere Aufschweissung eines positiv gezogenen Blisters (Dicke 0,2 mm) wurde mittels Hochfrequenzschweissverfahren (1,5 kW) durchgeführt. Die Siegelfläche betrug 9 cm2, der Anpressdruck 120 kg und die Siegeldauer 1,5 Sekunden. Ein weiterer Karton wurde mit einer Druckfarbe, die 25 Gewichtsprozent des genannten Kunststoffbinders (bezogen auf Trockengehalt) enthielt, vollflächig bedruckt und anschliessend darauf mittels Hochfrequenzschweissung (2 kW) ein positiv gezogener Blister (0,3 mm) in Vierfachform aufgeschweisst. Die obere Elektrode wurde vor der Schweissung auf 80" C vorgewärmt.

Die Schweissfläche betrug 80 cm2, der Anpressdruck 150kg und die Siegeldauer 1,8 Sekunden.

Ein anderer Teil des Kartons, einseitig bestrichen, wurde folgendermassen verarbeitet: Je 2 Kartonbahnen wurden durch Verldeben der nicht bestrichenen Fläche zu doppelseitig schweissbarem Duplex-Karton von 800 g/m2 verbunden. Nun wurde der Karton zugeschnitten und in einem Arbeitsgang auf einer Seite Strich gegen Strich und auf der anderen Seite Strich gegen Polyvinylchlorid-Blister hochfrequenz verschweisst, wobei das Oberwerkzeug auf 1700 C vorgewärmt wurde und auf den Karton ansetzte. Der Anpressdruck betrug 150 kg, die Siegelfläche 80 cm2. Die Siegeldauer war 4 Sekunden.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten mit gestrichener, heissiegelbarer und bedruckbarer Oberfläche, durch Bestreichen der Oberfläche mit einer Streichmasse, deren Bindemittel eine wässrige Dispersion eines thermoplastischen Kunststoffes mit einer Teilchengrösse von 0,2 bis 3 Ld in Mengen von 50 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf den trockenen Gesamtbinder, darstellt, wobei der thermoplastische Kunststoff eine Reissdehnung von mindestens 300 0/0 und eine Heissiegeltemperatur von 70 bis 1600 C besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass man die heissiegelbare und bedruckbare Oberfläche in einem Arbeitsgang dadurch herstellt, dass man eine Streichmasse aufbringt, die ein Pigment-Binder-Verhältnis von 0,8 bis 1,8 und 3,4 bis 4,0 : 1 aufweist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige Dispersion verwendet, die als thermoplastischen Kunststoff ein Terpolymer auf Basis Vinylchlorid/Vinylester/Athylen enthält.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige Dispersion verwendet, die 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den thermoplastischen Kunststoff, eines Haftverbesserers enthält.