DD293851A5 - Verfahren zur behandlung von papier oder karton zur erhoehung der wasserdampf- und aromadichte, nach diesem verfahren behandeltes papier oder karton sowie ein beschichtungsmittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Papier oder Karton zur Erhoehung der Wasserdampf- und Aromadichte, wobei das Papier oder der Karton mit einem Beschichtungsmittel, welches eine oder mehrere Polymerdispersionen enthaelt, beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dasz das Beschichtungsmittel eine Mischung (A, D) aus Paraffindispersion (I) und einer waeszrigen Dispersion von carboxyliertem Styrolbutadien (III) enthaelt. Weiter betrifft die Erfindung nach diesem Verfahren hergestelltes Papier oder Karton und das Beschichtungsmittel.{Papierbeschichtung; Kartonbeschichtung; Polymerdispersion; Wasserdampfdichte; Aromadichte; Umweltschutz; Dioxinvermeidung; Paraffindispersion; Styrolbutadien, carboxyliert}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Papier oder Karton zur Erhöhung der Wasserdampf- und Aromadichte, wobei das Papier oder der Karton mit einem Beschichtungsmittel, welches eine oder mehrere Polymerdispersionen enthält, beschichtet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung nach diesem Verfahren behandeltes Papier oder Karton.

Bekannte technische Lösungen

Für einige Verwendungszwecke ist es notwendig, die Wasserdampfdichte oder Aromadichte von Papier oder Karton zu erhöhen, insbesondere in der Verpackungsindustrie. So ist es z. B. erforderlich, zum Verpacken von Kopierpapier ein Papier zu verwenden, dessen Wasserdampfdichte, gemessen nach DIN 53122 Klima D, unter 10g/m²/24 h liegt. Diese Forderung gilt auch für gefaltetes Papier, wobei die wasserdampf dichte Beschichtung bei der Meßanordnung nach DIN 53122 so zu legen ist, daß diese zum Trockenmittel zeigt. Hohe Wasserdampfdichte und Aromadichte ist beispielsweise beim Verpacken von Gewürzen erforderlich.

Bisher ist es bekannt geworden, Papiere oder Karton mit Polyvinylidenchlorid (PVDC) oder PVDC-Mischpolymerisaten zu beschichten. Die geforderte Wasserdampfdichte wird dabei dadurch erreicht, daß mindestens 15g/m² PVDC in zwei Arbeitsgängen aufgebracht werden. Die genannten zwei Arbeitsgänge sind erforderlich, um etwaige Poren des Papiermaterials zuschließen.

Die genannten Verpackungsmaterialien mit PVDC-Beschichtung weisen jedoch zufolge ihrer chemischen Zusammensetzung den Nachteil von Chlorverbindungen auf. Bei der Verbrennung kommt es zur HCI-Bildung, und weiterhin besteht die Gefahr der Bildung von Dioxin - einer stark giftigen Substanz.

Es ist bereits bekannt, Papier mit Polyäthylen oder Aluminium-Polyäthylenverbünden zu beschichten. Weiterhin sind auch Polymerdispersionen, wie z. B. Polyvinylacetat, PVC-Copolymere, Polymetacrylat, Polyäthylendispersionen etc., verwendet worden. Alle diese Beschichtungen können jedoch den gestellten Anforderungen nicht entsprechen. Entweder sind die erzielten Wasserdampfdichten zu gering, oder es ist ein sehr dicker mehrschichtiger Aufbau von insgesamt über 20 g/m² der Beschichtung notwendig, wobei trotzdem zumeist die notwendige Wasserdampfdichte nicht erreicht wird. So erzielt man beispielsweise bei dem Verfahren nach DE-OS 2741824 nur eine Dichte von 15-20g/m²/24h, und dies sogar bei einem trockeneren Prüfklima von 65% RF statt der üblichen 85% RF.

Für die Verpackung von Gewürzen sind ebenfalls PVDC-Beschichtungen seit langer Zeit in Verwendung. Für diesen Zweck sind jedoch sehr hohe Strichgewichte - bis zu 60g/m² - aufzubringen, um z. B. gemahlene Gewürznelken aromadicht zu verpacken.

Die zuvor bereits genannten mehrlagigen Verbünde von Papier/Aluminium/Polyäthylen können die PVDC-Beschichtung ersetzen, sind aber sehr aufwendig.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die Umweltverträglichkeit wasserdampfdurchlässiger Papiere und Kartonagen zu verbessern.

Wesen der Erfindung

Erfindungsaufgabe ist es, das bisher eingesetzte PVDC durch chlorfreie Polymere zu ersetzen. Dabei soll die Beschichtung weiterhin folgende Eigenschaften haben: lebensmittelecht, nicht klebend, blockfrei, geruchlos, heißsiegelbar, gute Haftung mit hotmelts-, vollkommen wasserabweisend, fettdicht und stabil gegen Weichmacher. Für Aromaverpackungen ist auch noch Sauerstoffdichtigkeit erforderlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Type ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel eine Mischung aus Paraffindispersion und einer wäßrigen Dispersion von carboxyliertem Styrolbutadien enthält. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung enthält das Beschichtungsmittel zusätzlich ein von Acrylsäure abgeleitetes Polymer. Zur Erhöhung der Aromadichte kann das Papier gemäß Erfindung zuerst einen oder mehrere Striche mit Polyvinylalkohol erhalten, auf dem dann das zuvor genannte Beschichtungsmittel aufgebracht wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmen. Die neuen erfindungsgemäßen Beschichtungen können auf beliebigen Papieren und Kartons verschiedener Grammatur, Glätte, Porosität usw. aufgetragen werden. Die Beschichtung kann mit herkömmlichen Mitteln, wie z. B. Luftbürste, Rakel oder reverse Gravursystem, erfolgen. Für die Trocknung kann Kontakt- oder Schwebotrocknung angewendet werden. Die Strichgewichte liegen bevorzugt bei 8g/m² oder darüber, um die geforderte Wasserdampfdichte von < 10g/m²/24h gemäß DIN 53122 Klima D zu erzielen.

Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel enthält in erster Linie eine Mischung aus zwei Polymeren, und in bevorzugter Weise eine Mischung aus drei Polymeren, welche als wäßrige Dispersionen vorliegen: I Paraffindispersion,

II carboxyliertes Styrolbutadien,

III von Acrylsäure abgeleitetes Polymer.

Nach einer Ausführungsvariante sind die Polymerdispersion I und Il im Handel bereits als fertiges Gemisch erhältlich, wobei dieses Gemisch 6Gew.-% Paraffindispersion I und 24Gew.-% -.drboxyliertes Styrolbutadien Il enthält. Dieses Dispersionsgemisch bewirkt unmittelbar die Wasserdampfdichte des damit behandelten Papiers.

Das von Acrylsäure abgeleitete Polymer (III) kann ein Polyaciylat sein und dient zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Beschichtung und verbessert somit die Wasserdampfdichte von geknickten oder gefalteten Papier- oder Kartonproben.

Bekannterweise wird das Verpackungsmaterial beim Verpacken gefaltet und geknickt, so daß auch an den derart geschwächten Stellen die erforderliche Wasserdampf- und Aromadichte gegeben sein muß. Auch das Polyacrylat (III) ist im Handel mit einem Feststoffgehalt von 50% erhältlich.

Die genannte Polymerkomponente I ist ein Paraffin mit einem Schmelzbereich von 52-56°C und einem mittleren Molekulargewicht von 1000 (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie, wobei Polystrol als Vergleichsstandard genommen wird).

Die Komponente Il ist ein carboxyliertes Styrolbutadienpolymer mit 3 Mol-% Carboxylgruppen, welche großteils als Ammoniumsalz vorliegen, sowie mit 40 Mol-% Styrol und 57 Mol-% Butadien. Als besonderes Merkmal ist zu erwähnen, daß das Makromolekül über die zweite Doppelbindung des Butadiens räumlich quervernetzt ist, so daß die Masse eines einzelnen Dispersionstropfens dieser Verbindung als ein einziges vernetztes Makromolekül vorliegt. Die Carboxylgruppen & J durch Acrylsäure in die Polymerkette eingebracht. Nach Ammoniumabspaltung bei Trocknung sind die freien Carboxylgruppen fähig, über Anhydridbildung eine weitere Vernetzung zu verursachen.

Die Mischung der Komponenten I und Il wird im folgenden als Mischung A und D bezeichnet.

Das weiterhin erfindungsgemäß verwendete Polyacrylat (Komponente III) setzt sich aus 22 Mol-% Methylacrylat, 52 Mol-% Äthylacrylat und 26 Mol-% Butylacrylat zusammen. Das mittlere Molekulargewicht liegt bei 500000, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Polysterol als Vergleichsstandard.

Die wäßrige Dispersion der Komponente III mit einem Feststoffgehalt von etwa 50% wird im folgenden auch als Mischung B bezeichnet.

Das Beschichtungsmittel kann zum Auftragen mit üblichen Mitteln und Zuschlagstoffen versehen werden, wie ein bis mehrere Vol.-% Isopropanol, Pigmenten etc. Das Isopropanol dient als Entschäumer.

Bevorzugt enthält das Beschichtungsmittel etwa 50 Gewichtsteile (GT) einer Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16% Paraffin (Wachs) und etwa 29% carboxyliertem Styrolbutadien besteht („UKADUR 9533"), und etwa 50 GT einer Dispersion mit 50Gew.-% carboxyliertem Styrolbutadien („Papierdispersion 7").

Weiterhin bevorzugt enthält das Beschichtungsmittel 40-60 GT der Mischung (A) aus Paraffindispersion (I) und carboxyliertem Styrolbutadien (II), 3-15 GT Mischung (B) mit dem Polyacrylat (III) sowie 5-60 GT Wasser, insbesondere etwa 50 GT der Mischung (A), 5-10 GT der Mischung (B) und etwa 50 GT Wasser.

Das zusätzlich von Acrylsäure abgeleitete Polymer ist vorzugsweise ein Styrolacrylsäureesterpolymer (V) und in Mengen von etwa 0,5 bis 2Gew.-% enthalten.

Um eine weitere Dichte auch gegen Aromastoffe zu erlangen, wird gemäß vorliegender Erfindung unter der zuvor beschriebenen Beschichtung ein Strich mit Polyvinylalkohol aufgebracht. In bevorzugter Weise liegt die Strichgrammatur dieses PVA-Strichs zwischen 5 und 15g/m², vorzugsweise bei 8g/m². Der Strich wird in bevorzugter Weise in ι /vei Lagen aufgetragen. Es können Mischungen verschiedener vollverseifter Typen mit Molekulargewichten zwischen 20000 und 200000 verwendet werden. Eine Vernetzung dieser Polyvinylalkohole mit Glyxal bringt eine weitere Verbesserung der Aromadichtigkeit und bewirkt zusätzlich, daß der wasserdampfdichte Deckstrich (Mischung A + B) rißfrei auftrocknet. Bevorzugt wird ein zu 98% verseifter Polyvinylalkohol-Typ (IV) mit einem mittleren Molekulargewicht von 23000 und zu 99% verseifter Typ (V) mit einem mittleren

Molekulargewicht von 88000 eingesetzt. Die Gesamtkonzentration beider Typen IV + V in wäßriger Lösung beträgt 5-15% und liegt bevorzugterweise bei 8%. Beide Typen werden bevorzugt zu gleichen Anteilen vorgesehen (im folgenden Mischung C).

Das oben beschriebene Beschichtungsmittel zur Erhöhung der Wasserdampfdichte besteht in bevorzugter Weise aus 40-60 Gewichtsteilen der Mischung A, 3-15 Gewkhtsteilen der Mischung B sowie 5-60 Gewichtsteilen Wasser. In bevorzugter Weise verwendet man etwa 50 Gewichtsteile der Mischung A, 5-10 Gewichtsteile der Mischung B und etwa 50 Gewichtsteile Wasser.

Bevorzugt sind beispielsweise folgende Varianten:

- daß das Beschichtungsmittel etwa 50 GTeiner Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16Gew.-% Paraffin, etwa 1,5Gew.-% Styrolacrylsäureesterpolymer und Rest carboxyliertes Styrolbutadien besteht („UKADUR 3169") und etwa 50 GT einer Dispersion mit 50Gew.-% carboxyliertem Styrolbutadien („Papierdispersion 7") enthält;

- daß das Beschichtungsmittel etwa 50 GT einer Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16% Paraffin (Wachs) und etwa 29% carboxyliertem Styrolbutadien besteht („UKADUR 9533") und etwa 25 GT eines thermisch vernetzbaren Polyacrylate (wie Plextol DV 571) und etwa 40 GT Wasser enthält;

- daß zur Erhöhung der Aromadichte als Polyvinylalkoholstrich ein zu 100% verseifter Polyvinylalkohol (wie AIRVOL 103) mit einem Strichauftrag von 10-25g/m² aufgetragen wird;

- daß als Deckstrich eine Mischung aus etwa 50 GT UKADUR 9533, etwa 25% Plextol DV571 und etwa 25 GT Papierdispersion 7 aufgetragen wird;

- daß als Vorstrich eine Mischung aus etwa 40g H₂0,3-4,5g Polyäthylenglykol, etwa 100g Polyvinylalkohol (16%ig), 5-1Og Polyacrylat (WERDOSEAL 120) und 0,5-2g Glyoxal (40%ig) und als Deckstrich eine Mischung aus 0-10g H₂O, etwa 75g UKADUR 9533 und 0-10g WERDOSEAL120 aufgetragen werden.

Diese Beschichtung wird bevorzugt in einer solchen Menge auf das Papier oder den Karton aufgetragen, daß sich eine Trockenmenge von 8-25g/m² ergibt, wenn die oben genannte hohe Wasserdampfdichte erzielt werden soll. Bei geringeren Anforderungen kann die Menge des Beschichtungsmittels entsprechend herabgesetzt werden. Die Beschichtung kann einstufig oder auch mit mehreren Schichten aufgestrichen werden.

Die Stnchgrammatur des Polyvinylalkohole liegt bevorzugt zwischen etwa 5 und 15g/m² (Trockengewicht) und bevorzugt bei etwa 8g/m².

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend einige Beispiele, die das erfindungsgemäße Verfahren weiter erläutern:

Beispiel 1

50 Gewichtsteile Mischung A 5 Gewichtsteile Mischung B 50 Gewichtsteile Wasser Auftrag trocken 8-25g/m²

Beispiel 2

50 Gewichtsteile Mischung A 10 Gewichtsteile Mischung B 5-50 Gewichtsteile Wasser Auftrag trocken 10-25g/m²

Die so behandelten Papiere ergaben eine Wasserdampfdichte, gemessen nach DIN 53122, Klima D, von < 10g/m²/24 h, wobei dieser Wert auch bei den niedrigsten Strichgrammaturen erzielt wurde.

Beispiel 3

Vorstrich: Mischung C, wäßrige Lösung vom Typ IV4%ig und vom Typ V4%ig 3 Vol.-% Glyoxal

Strichauftrag 8-15g/m² (trocken)

Deckstrich: Mischungen A + B 50 Gewichtsteile A

5 Gewichtsteile B

5-50 Gewichtsteile Wasser Strichauftrag 8-20 g/m² (trocken)

Beispiel 4

wie Beispiel 3, jedoch Deckstrich:

50 Gewichtsteile A

10 Gewichtsteile B 5-50 Gewichtsteile Wasser

Strichauftrag 8-20 g/m² (trocken)

Die Wasserdampfdichte bei diesen Beispielen 3 und 4 beträgt < 10g/mV24h nach DIN 53122, Klima D. Die Aromadichtigkeit wurde individuell und im Vergleich zu PVDC-beschichteter Emballage beurteilt: Es wurden jeweils mehrere Gramm von Gewürzen, wie zerstoßener Kümmel und zerstoßene Gewürznelken, in obiges Emballagepapier eingesiegelt und die Geruchsentwicklung sowohl an Luft freiliegender als auch hermetisch in Glasflaschen verschlossener Proben nach Merkblatt 52,

-5- 293 S51

Verpackungsrundschau 7/1986, Verfahren A, Sensorische Prüfung, verfolgt. Die versiegelten Proben waren selbst nach Wochen vollkommen geruchslcs und zumindest als gleichwertig einzustufen mit PVDC-beschlchteten Vergleichsproben.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante werden Polymerdispersionen verwendet, die für sich genommen bekannt sind.

Danach enthält die Mischung (D) etwa 8% Paraffin und etwa 39% carboxyliertes Styrolbutadien (IV). So ist eine Dispersion von der Firma Schill & Seilacher GmbH & Co. unter der Bezeichnung UKADUR 9533 erhältlich. Diese Dispersion enthält etwa 45% Feststoffanteil und davon etwa 16% Wachs und etwa 29% carboxyliertes Styrolbutadien. Diese Dispersion führt jedoch - allein genommen—zu einem schmierigen, wachsartigen Strichcharakter und ist so unbrauchbar. In überraschenderweise erhält man ein gut geeignetes Beschichtungsmittel, wenn eine weitere Dispersion mit Gehalt an carboxyliertem Styrolbutadienpolymer zugegeben wird, wie sie z. B. unter der Jezeichnung „Papierdispersion 7" von der Firma Prochema Handelsgesellschaft m.b.H.

erhältlich ist.

Die genannte Dispersion UKADUR 9533 ist als Handelsware von anionischer lonogenität. Der pH-Wert liegt etwa bei 7.

Die „Papierdispersion 7" ist eine homogene weiße Emulsion mit einer Viskosität von 50-150 (mpa.s) mit anionischem Charakter.

Der Styrolanteil liegt bei ca. 60% und der Festkörperanteil bei ca. 50%. Die Korngröße ist mit ca. 0,25pm angegeben.

Nachfolgend ein Beispiel für ein derartiges Beschichtungsmittel:

Beispiel5

50GT UKADUR 9533 50GT Papierdispersion 7 0-50 GT Wasser Strichauftrag 5-20 g/m² (trocken)

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsvariante kann ebenfalls in vorteilhafter Weise ein von der Acrylsäure abgeleitetes Polyme; zugesetzt werden. Bevorzugt ist dies hier ein Styrolacrylsäureesterpolymer (V) in einer Menge von 0,5 bis 2Gew.-%. Unter der Bezeichnung UKADUR 3169 ist von der Firma Schill & Seilacher GmbH & Co. eine Polymerdispersion erhältlich, welche einen 45%igen Feststoffanteil aufweist, der aus etwa 16% Paraffin, etwa 1,5Gew.-% Styrolacrylsäureesterpolymer und Rest carboxyliertes Styrolbutadien besteht. Analog zur zuvor beschriebenen Ausführungsvariante ist eine weitere Dispersion mit etwa 50Gew.-% carboxyliertem Styrolbutadien, erhältlich unter der Bezeichnung „Papierdispersion 7" der Firma Prochema Handelsgesellschaft m.b. H., zuzusetzen. Das nachfolgende Beispiel erläutert ein solches Beschichtungsmittel.

Beispiel 6

50GT UKADUR 3169 50GT Papierdispersion 7 0-50 GT Wasser Strichauftrag 5-20 g/m²

Die zuvor genannte Polymerdispersion UKADUR 3169 weist eine Viskosität von etwa 3200cp (Brookfield) auf und ist von anionischer lonogenität. Der pH-Wert liegt bei der Handelsware ungefährlich bei 9 und der Feststoffgehalt bei 46%.

Bei den zuvor genannten Beispielen ergeben sich ähnlich vorteilhafte Wasserdampf- und Aromadichtigkeiten, wobei die notwendigen Strichgewichte auf herkömmlichen Maschinen leicht zu erzielen sind. Überdies kommt es zu einer beträchtlichen Verbilligung der Beschichtung.

In Anbetracht der ausgeführten Beispiele erscheint es vorteilhaft, daß die Mischung (A, D) etwa 5-10Gew.-% Paraffindispersion und etwa 20-45Gew.-% carboxyliertes Styrolbutadien enthält.

Beispiel 7

Nachstehend eine erfindungsgemäße Polymerdispersion, die eine erhöhte Strichhärte mit sich bringt. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise unter anderem, daß sich der Strich beim Wickeln des beschichteten Papieres nicht auf die Gegenseite abschmiert. Auch beim Bedrucken und für die Handhabung des Papieres ist die erhöhte Strichhärte vorteilhaft.

Zusammensetzung: 50GT UKADUR 9533 25GTPIextol DV571 40 GT Wasser Strichauftrag 10-15g/m²

Das hier eingesetzte Acrylat Plextol DV571 der Fa. Röhm ist ein thermisch vernetzbares Polyacrylat. UKADUR 9533 ist eine Dispersion der Fa. Schill & Seilacher GmbH & Co. mit der in Beispiel 4 beschriebenen Zusammensetzung.

Beispiel 8

Für einen aromadichten Vor- und Deckstrich werden folgende Zusammensetzungen verwendet:

a) Vorstrich: 100%ig verseifter Polyvinylalkohol mit niedriger Viskosität, wie 7. B. AIRVOL-103 der Fa. Airvol

Strichauftrag 10-25g/m²

b) Deckstrich: 50GTUKADUR9533

25 GT Plextol DV 571 25 GT Papierdispersion 7 Strichauftrag 10-15 g/m²

Die Mischungsbestandteile sind wie zuvor definiert. Dieser Strich verleiht hervorragende Aroma- und Wasserdampfdichte bei erhöhter Strichhärte.

Beispiel 9

Für einen aromadichten und wasserdampfdichten Vor- und Deckstrich werden folgende Zusammensetzungen verwendet:

a) Vorstrich: 40gWasser

3-4,5 g Polyäthylenglykol (Fa. Höchst)

100 g 16%iger Polyvinylalkohol (AIRVOL 103 der Fa. Air-Products) 5-1Og Polyacrylat (WERDOSEAL 120 der Fa. Werder, Schweiz) 0,5-2 g Glyoxal (Fa. BASF,40%ige Handelsware)

Der Vorstrich wurde 10-15g/m² (Trockengewicht) in 2 Schichten auf das Papier aufgebracht und getrocknet.

b) Deckstrich: 0-1 OgWasser

75 g UKADUR 9533 0-1 Og WERDOSEAL120

Der Deckstrich wurde in einem Arbeitsgang zu etwa 10-15g/m² (Trockengewicht) aufgetragen und gut getrocknet.

Das so erhaltene Produkt wies eine hervorragende Wasserdampfdichte von < 1 g/m²/24 h (DIN 53122, Klima C), O₂-Dichte <1ml/m²/24h(DIN 53380, trockener O₂) CO₂-Dichte < 1 ml/m^J/24h (DIN 53380) sowiegute Aromadichte und Heißsiegelbarkeit auf. Das Papier war ab 120°C Siegeltemperatur bei Taktzeiten von mehr als 120 pro Minute gut heißsiegelbar. Diese

Heißsiegelbarkeit ergab der Vorstrich gemeinsam mit dem Deckstrich. Der Deckstrich alleine (also ohne Vorstrich) kann ,

vorteilhaft eingesetzt werden, wenn Aromadichte nicht in dem hohen Ausmaß erforderlich ist.

Zu dem oben definierten Polymer UKADUR 9533 wird bemerkt, daß dieses eine gute Wasserdampfdichte nach DIN 53122 ergibt, auch wenn es alleine auf Papier in Trockengewichten von 10-15g/m' gestrichen wird. Es tritt daboi jedoch der Nachteil auf, daß der Strich beim Auf- und Umroller! der Papierbahnen auf die Gegenseite des Papiers abschmiert. Weiterhin ist der Strich für die Verwendung des Papieres z. B. als Vorpackungspapier zu spröde. Bei stärkerem Knicken kommt es zu einer Verletzung des Striches und damit zu einer Erhöhung der Wasserdampfdurchlässigkeit der gesamten Verpackung, obwohl die unverletzten Papierflächen möglicherweise die erforderliche Wasserdampfundurchlässigkeit aufweisen.

Das in den Beispielen ebenfalls genannte Acrylat Plextol DV571 der Firma Röhm ergibt auch bei hohen Strichaufträgen alleine auf Papier gestrichen eine nur sehr schlechte Wasserdampfdichte. Diese kann 50- bis lOOmal schlechter sein als die geforderte und durch die vorliegende Erfindung gewährleistete Wasserdampfdichte von < 10g/m². Bei Messungen nach DIN 53122 bei einem Klima von 75% rF wurde z. B. eine Wasserdampfdichte von lediglich 600g/m²/24h gemessen, wobei 18g/m² Plextol DV 571 aufgestrichen worden waren. Eine derartige Wasserdampfdurchlässigkeit entspricht praktisch jener eines vollkommen unbeschichteten Papiers.

Es ist somit völlig überraschend, daß dieses Acrylat in Verbindung mit einer Polymerdispersion, wie es die UKADUR 9533 ist, eine so hohe Wasserdampfdichte beim Papier ergibt, auch wenn das Papier stark gefaltet wird. Die positiven Eigenschaften der Mischung ergeben sich wahrscheinlich durch die thermische Vernetzbarkeit des Acrylats Plextol DV571.

Die eingangs der Erfindungsbeschreibung und in Hinblick auf die Beispiele 1 bis 4 beschriebene Mischung von Paraffinen und carboxylierten Styrolbutadienen enthält chemisch vernetztes Styrolbutadien, wobei sich ein Tröpfchen dieser Dispersion praktisch wie ein hochvernetztes Polymermolekül verhält. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei der Mischung UKADUR 9533

Alle hier beschriebenen Striche verleihen nicht nur die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Wasserdampfdichte und/oder Aromadichte, sondern verursachen kein Blocken, kein Abschmieren, und gute Heißklebeeigenschaften werden auch bei tiefen Temperaturen, wie z. B. bis -32°C erreicht. Hinsichtlich der Kosten sind die Striche mit herkömmlichen PVDC-Beschichtungen vergleichbar oder sind günstiger.

Claims (25)

1. Verfahren zur Behandlung von Papier oder Karton zur Erhöhung der Wasserdampf- und Aromadichte, wobei das Papier oder der Karton mit einem Beschichtungsmittel, welches eine oder mehrere Polymerdispersionen enthält, beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel eine Mischung (A, D) aus Paraffindispersion (I) und einer wäßrigen Dispersion von carboxyliertem Styrolbutadien (II) enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (A, D) etwa 5 bis 10Gew.-% Paraffindispersion (I) und etwa 20 bis45Gew.-%carboxyliertes Styrolbutadien (II) enthält.

3. Verfahren nach Anspru ^h 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (A) etwa 6Gew.-% Paraffindispersion (I) und etwa 24Gew.-% carboxyliertes Styrolbutadien (II) enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (D) etwa 8% Paraffin und etwa 39% carboxyliertes Styrolbutadien enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel etwa

50 Gewichtsteile (GT) einer Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16% Paraffin (Wachs) und etwa 29% carboxyliertem Styrolbutadien besteht („UKADUR 9533"), und etwa 50 GT einer Dispersion mit 50Gew.-% carboxyliertem Styrolbutadien („Papierdispersion 7") enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Paraffindispersion (I) ein Paraffin mit einem Schmelzbereich von etwa 52-56°C und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion (II) ein carboxyliertes Styrolbutadienpolymer mit etwa 3 Mol-% Carboxylgruppen, die großteils als Ammoniumsalz vorliegen, sowie mit etwa 40 Mol-% Styrol und 57 Mol-% Butadien enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem carboxylierten Styrolbutadienpolymer das Makromolekül überdiezweite Doppelbindung des Butadiens räumlich quervernetzt ist, so daß die Dispersionstropfen bevorzugt als ein vernetztes Makromolekül vorliegen, und daß die Carboxylgruppen durch Acrylsäure in die Polymerkette eingebracht sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel zusätzlich ein von Acrylsäure abgeleitetes Polymer enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyacrylat (IM) etwa 22 Mol-% Methylacrylat, etwa 52 Mol-% Äthylacrylat und etwa 26 Mol-% Butylacrylat enthält, wobei das mittlere Molekulargewicht etwa 500000 beträgt und das Polyacrylat als wäßrige Dispersion (Mischung B) mit50%igem Feststoffgehalt vorliegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel 40-60 GT der Mischung (A) aus Paraffindispersion (I) und carboxyliertem Styrolbutadien (II), 3-15 GT Mischung (B) mit dem Polyacrylat (III) sowie 5-60 GT Wasser enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel etwa 50 GT der Mischung (A), 5-10 GT der Mischung (B) und etwa 50 GT Wasser enthält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel in einer Menge auf das Papier aufgetragen wird, die einerTrockenmenge von 8-25g/m² entspricht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel zusätzlich übliche Zuschlagstoffe wie Isopropanol, Pigmente etc. enthält.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Aromadichte das Papier zuerst einen oder mehrere Striche mit Polyvinylalkohol erhält, auf dem das Beschichtungsmittel gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichgrammatur (Trockengewicht) des Polyvinylalkoholanstriches zwischen etwa 5 und 15g/m² beträgt, bevorzugt etwa 8g/m².

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkoholanstrich eine Mischung (C) verschiedener vollverseifter Typen mit Molekulargewichten zwischen 20000 und 200000 ist, wobei in bevorzugter Weise Glyoxal als Vernetzungsmittel zugesetzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu gleichen Teilen einen zu 98% verseiften Polyvinylalkohol-Typ (IV) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 23000 und einen zu 99% verseiften Polyvinylalkohol-Typ (V) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 88000 umfaßt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche von Acrylsäure abgeleitete Polymer ein Styrolacrylsäureesterpolymer (V) ist und in Mengen von etwa 0,5 bis 2 Gew.-% enthalten ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel etwa 50 GT einer Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16Gew.-% Paraffin, etwa 1,5Gew.-% Styrolacrylsäureesterpolymer und Rest carboxyliertes Styrolbutadien besteht („UKADUR 3169") und etwa 50 GT einer Dispersion mit 50Gew.-%carboxyliertem Styrolbutadien („Papierdispersion 7") enthält.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel etwa 50 GT einer Dispersion mit etwa 45% Feststoffanteil, der aus etwa 16% Paraffin (Wachs) und etwa 29%carboxyliertem Styrolbutadien besteht („UKADUR 9533") und etwa 25 GT eines thermisch vernetzbaren Polyacrylats (wie Plextol DV571) und etwa 40 GT Wasser enthält.

22. Verfahrer· nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Aromadichte als Polyvinylalkoholstrich ein zu 100% verseifter Polyvinylalkohol (wie AIRVOL 103) mit einem Strichauftrag von 10-25g/m² aufgetragen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckstrich eine Mischung aus etwa 50 GT UKADUR 9533, etwa 25% Plextol DV571 und etwa 25 GT Papierdispersion 7 aufgetragen wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorstrich eine Mischung aus etwa 40g H₂0,3-4,5g Polyäthylenglykol, etwa 100g Polyvinylalkohol (16%ig), 5-1Og Polyacrylat (WERDOSEAL 120) und 0,5-2g Glyoxal (40%ig) und als Deckstrich eine Mischung aus 0-10g H₂O, etwa 75g UKADUR 9533 und 0-10g WERDOSEAL 120 aufgetragen werden.

25. Beschichtungsmittel für Papier oder Karton zur Erhöhung der Wasserdampf- und Aromadichte, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Mischung (A, D) aus Paraffindispersion (I) und einer wäßrigen Dispersion von carboxyliertem Styrolbutadien (II, IV) und gegebenenfalls einem von Acrylsäure abgeleiteten Polymer (III, V) ist.