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Verfahren zur Herstellung von Verpackungsmaterial Es ist bekannt,
Verpackungsmaterialien insbesondere für klebende bzw. durch Temperatureinwirkung
weich werdende Massen, wie Bitumina, Teerprodukte, Harze, Kunstharze, Wachse, Kitte
und sonstige Pasten, dadurch herzustellen, daß man auf Papier, Holz, Metall oder
Faserstoffen eine Schicht eines löslichen Derivates der Alginsäure aufbringt und
diese Schicht solange sie noch nicht getrocknet ist, z. B. durch Einwirkung eines
Alginsäure fällenden Salzes, wie Kalziumchlorid, in eine gequollene gallertartige
Schicht überführt. Dieses Verfahren ist anwendbar z. B. zur Herstellung von Verpackungsmaterial
für Bitumina. Die technische Ausführung geschieht so, daß man z. B. Jutesäcke in
eine Alginatlösung taucht und diese Jutesäcke dann feucht mit Kalziumchloridlösung
behändelt. Man kann in einen derartig präparierten Sack geschmolzenes Bitumen von
hoher Temperatur einfüllen, ohne daß das Material durch den Sack hindurchtritt.
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Nach dem Erkalten des Inhaltes läßt sich gewünschtenfalls durch Aufschneiden
des Sackes ein Bitumenklotz gewinnen und das Verpackungsmaterial entfernen, ohne
daß es an Bitumen festklebt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die Anwendung dieses Verfahrens auf erhebliche
Schwierigkeiten stößt, wenn man an Stelle der Faserstoffsäcke erheblich wirtschaftlicher
zu verwendende. Papiersäcke benutzen will, indem z. B. die Ablösung des Verpackungsmaterials
nicht in dem gewünschten Maße erfolgt. Die gleichen Schwierigkeiten treten auf,
wenn man z. B. an Stelle der Säcke die eingangs erwähnten Massen in Papptrommeln
abfüllen will.
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Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, daß man Bitumina
oder ähnliche Massen ohne Schwierigkeiten in Papptrommeln, Papiersäcken und ähnlichen
Verpackungsmaterialien abfüllen kann, wenn diese außer einer dem abzufüllenden Gut
zugekehrten Schicht aus Alkalisilikat noch eine von dieser Schicht durch Papier
bzw. papierähnliche Werkstoffe getrennte Schicht von verschwindend geringer Durchlässigkeit
für Wasser und Wasserdampf besitzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist demgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß Papier oder papierähnliche Material einerseits mit einer
Alkalisilikatschicht und andererseits mit einer von dieser durch das Papier oder
papierähnliche Material getrennte Schicht eines Materials von verschwindend geringer
Durchlässigkeit für Wasser und Wasserdampf versehen wird.
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Das Aufbringen der Alkalisilikatschicht kann in einfacher Weise unter
Verwendung von wäßrigen Alkalisilikatlösungen durch Bestreichen, Aufgießen, Besprühen
oder Eintauchen des zu überziehenden Verpackungsmaterials erfolgen. Als Alkalisilikate
kommen die handelsüblichen Wassergläser in Frage, wobei das Molverhältnis von Me20
: Si02 zwischen 1 :2 und 3,9 liegen kann und Me ein Alkalimetall, insbesondere Natrium
und Kalium, bedeutet.
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Eine besonders einfache Ausführungsform besteht in der Verwendung
von handelsüblichem Wasserglas von der Konzentration 37 bis 40° Be. Die Konzentration
der jeweils zur Anwendung gelangenden Lösung richtet sich unter anderem jeweils
nach der Auftragungsweise und der Viskosität des betreffenden Alkalisilikats in
der Lösung. Im allgemeinen wird man bestrebt sein, einerseits nicht zu verdünnte
und andererseits nicht zu hoch konzentrierte und damit im allgemeinen hochviskose
Lösungen zu verwenden. Ein Mittelmaß: liegt bei den obenerwähnten handelsüblichen
Wasserglaslösungen vor.
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Es ist zweckmäßig, zu vermeiden, daß die aufgebrachte Alkalisilikatschicht
völlig austrocknet. ITmdie@s sicherzustellen, besteht eine vorzugsweise Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens darin, daß die Alkalisilikatschicht erst kurz vor Verwendung
der Säcke bzw. des sonstigen Verpackungsmaterials aufgebracht wird. Auch ist in
manchen Fällen es vorteilhaft, den Wasserglaslösungen noch kleine Mengen von hygroskopischen
Mitteln, wie beispielsweise Glyzerin, Glykol und ähnliche Verbindungen, hinzuzufügen.
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Die Schicht von verschwindend geringer Durchläsigkeit für Wasser oder
Wasserdampf kann aus den verschiedensten Materialien, sofern sie diese Bedingungen
erfüllen, bestehen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, hierfür Materialien auf
Basis von Kunststoffen zu verwenden. Von diesen Stoffen hat sich besonders eine
Schicht von Polyäthylen, die nach bekannten Verfahren leicht auf flächenartige Materialien,
wie Papier u_ dgl., anzubringen ist, als vorteilhaft erwiesen.
Die
Wirtschaftlichkeit der Verwendung von Polyätliyienschichten kann dabei dadurch verbessert
werden, daß man Gemische von Polyäthylen mit Paraffinen, wie z. B. dem- als »Mikrowachs«
bekannten Paraffinsorten, verwendet. Ebenfalls lassen sich auch Schichten anderer
polymerer Stoffe, soweit sie nicht oder nicht wesentlich durchlässig für Wasser
oder Wasserdampf sind, verwenden. Diesbezüglich sind z. B. Polyvinylidenchlorid
sowie zahlreiche Mischpolymerisationsprodukte dieser Stoffe zu nennen. Von den letzteren
sei das in Fachkreisen unter dem Namen »Hülser Emulsion;< bekannte Mischpolymerisationsprodukt
genannt, dessen monomere Komponente Styrol und Butadien sind.
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An Stefle einer nicht oder nicht wesentlich wasserdurchlässigen Schicht
auf Kunststoffbasis kann man jedoch auch Schichten aus Bitumen aufbringen bzw. mit
gutem Erfolg verwenden. Diese Arbeitsweise besitzt besonders in wirtschaftlicher
Hinsicht und für die Herstellung von Papiersäcken ihre Vorzüge. Bei Verwendung von
Bitumen s;ls Sperrschicht ist lediglich zu berücksichtigen, daß das Bitumen unter
Umständen im Papier wandert und dadurch die Brauchbarkeit der Papiersäcke für die
angegebenen Zwecke beeinträchtigt werden kann. Man wird demgemäß zweckmäßigerweise
Papiersäcke mit Bitumenschicht überall dort verwenden, wo eine lange Lagerung der
leeren Säcke nicht beabsichtigt ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die für Wasser oder Wasserdampf
nicht oder nicht wesentlich durchlässige Schicht möglichst so auf das Papier, welches
die Alkalisilikatschicht auf der anderen Seite enthält, aufzubringen, daß eine feste
Verankerung vorliegt, was z. B. durch sogenanntes Heißsiegeln oder Leimen erreicht
werden kann. Werden für die Herstellung des Verpackungsmaterials mehrere oft nur
in geringem Maße miteinander verbundene Papierschichten verwendet, wie z. B. bei
der Herstellung von Papiersäcken, so wird .der mit dem neuen Verfahren erzielbare
Effekt im allgemeinen stark gemindert, wenn eine Papierschicht mit der wasserundurchlässigen
Schicht und eine andere, nur lose damit verbundene Papierschicht mit der AIkalisilikatschicht
versehen wird. Eine derartige Anwendungsweise ist daher im allgemeinen nicht zweckmäßig.
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Eine besondere Anwendungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche
eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung besitzt, ist die Herstellung von Papiersäcken.
Zu diesem Zweck kann man geeignetes Kraftpapier auf der einen Seite mit einer wasserundurchlässigen
Schicht, wie Polyäthylen, überziehen. Dies kann z. B. durch Behandeln mit einer
entsprechenden Dispersion oder Lösung, im allgemeinen vorteilhafter jedoch durch
Aufbringen einer Folie erfolgen. Bei der letzten Arbeitsweise wird durch sogenanntes
Heißsiegeln eine besonders feste Verankerung zwischen dem Papier und der wasserundurchlässigen
Schicht erzielt. Man kann jedoch auch ein für die Weiterverarbeitung geeignetes
Material dadurch erhalten, daß durch eine geeignete Vorrichtung geschmolzenes Polyäthylen
auf das Papier oder gegebenenfalls auch zwischen zwei Papierschichten gebracht wird.
In dem letzteren Fall entsteht ein Material, welches zwei Papierschichten und in
der Mitte eine Polyäthylenschicht enthält. Dieses nach einem der angeführten oder
ähnlichen Verfahren erhaltene Material wird nun zu Säcken weiterverarbeitet. Dabei
können je nach Wunsch eine oder mehrere Papierschichten mit oder ohne wasserundurchlässige
Schichten verwendet werden. Die mit dem- einzufüllendem Material später in Berührung
kommende Seite der Säcke wird dann mit einer Alkalisilikatschicht versehen. Dies
kann praktisch, wie oben bereits aufgeführt, durch Ausgießen, Ausschwenken, Eintauchen,
Besprühen oder Bestreichen der Säcke mit den entsprechenden Alkalisilikatlösungen
geschehen. Wie bereits oben dargelegt, wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, bei
Verpackungsmaterialien, die mehrere Papierschichten enthalten, so zu arbeiten, daß
die innerste Papierschicht auf der dem Gut abgewandten Seite die wasserundurchlässige
Schicht enthält.
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In einem derartig präparierten Papiersack kann man Pech, Bitumen und
ähnliche Materialien, soweit sie bei Zimmertemperatur fest sind, eingießen, ohne
daß das heiße geschmolzene Material den Papiersack durchdringt. Nach Abkühlen und
Erstarren des Inhaltes kann der Papiersack aufgeschnitten und entfernt werden, ohne
daß eine Klebung an dem eingefülltem Material stattfindet, selbst wenn zur Füllung
klebrigbleibende Massen, wie Bitumina und Pech, verwendet werden.
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In gleicher Weise wie Papiersäcke kann man auch andere Verpackungsmaterialien,
wie z. B. Papptrommeln, kleinere Papiertüten. sowie gegebenenfalls Kartonagen, herstellen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, Überzüge auf Papier herzustellen, die
aus einer Mischung von Alkalisilikat, Glycerin, Paraffinwachs sowie Ölsäure bestehen.
Bei diesem Verfahren wird jedoch das Silikat von dem in der Mischung vorhandenen
Wachs überzogen, beide Schichten werden- praktisch auf einer Seite des Papiers aufgebracht.
Mit derartigem Material, bei dem im übrigen die Alkalisilikatschicht dem z. u verpackenden
Gut nicht zugewandt ist, lassen sich die oben beschriebenen Effekte. nicht erzielen.
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Nach einem anderen Vorschlag werden Verpackungsmaterialien, deren
Herstellung aus Pappe erfolgt, zunächst mit .einem Gemisch aus Wasserglas und Talg
behandelt. Anschließend wird hierauf der eigentliche Überzug, bestehend aus einem
Gemisch aus Glycerin, Alkohol, Aceton, Zelluloseacetat und einem Formaldehydharz,
aufgebracht. Die Alkalisilikatschicht soll dabei dazu dienen, daß die Überzugslösung,
welche aufgesprüht wird, nicht wesent-Iich in die Pappe eindringt. Auch hier handelt
es sich um ganz. andere Merkmale, welche die oben beschriebene erfindungsgemäße
Arbeitweise nicht nahelegen. Auch ist die Alkalisilikatschicht dem späterhin zu
verpackenden Gut nicht zugewandt. Es war daher überraschend, daß man bei der oben
beschriebenen Arbeitsweise zu Verpackungsmaterialien gelangt, welche im Gegensatz
zu diesen bereits bekannten Materialien, insbesondere für klebende bzw. durch Temperatureinwirkung
weich werdende Massen, vorzüglich geeignet sind. Beispiel 1 Ein Mehrlagensack aus
gewöhnlichem, 70g/m2 schwerem Kraftpapier wird auf der inneren Lage, jedoch der
dem Füllgut abgewandten Seite, mit einer fest mit dem Papier verbundenen Schicht
aus Polyäthylen (Molgewicht 13000), die z. B. im Schmelzfluß in einer Stärke
von etwa 30g/m2 vermittels bekannter Apparaturen aufgetragen wird, versehen. Die
Wasserdampfdurchlässigkeit beträgt 2g/m2 in 24 Stunden bei 20°C und einem Feuchtigkeitsgefälle
von 65°/o relativer Feuchtigkeit zu praktisch 0%. Der Sack wird vor dem Einfüllen
eines auf 110° C erwärmten
Bitumes mit einer Natronwasserglaslösung
38° Be (Verhältnis Nag 0 : S' 02 = 1 :3,5) ausgespült. Nach dem Erkalten
und Erstarren des Inhaltes läßt sich der Papiersack aufreißen und leicht ohne hlebung
sauber von der eingefüllten Bitumemnasse trennen.
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Beispiel 2 Ein Papiersack der im Beispiel 1 angegebenen Qualität wird
wie dort, jedoch anstatt mit Polyäthylen mit einer Schicht von etwa 30 g/m2 aus
Polyvinylidenchlorid versehen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit beträgt unter den
üblichen Bedingungen 1 glm2. Der Sack wird mit einem normalen Handelsnatronwasserglas
von 37 bis 40° Be ausgespritzt und sofort mit der geschmolzenen, auf etwa 100°C
erwärmten Bitumenmasse gefüllt. Nach dem Erkalten des Inhaltes läßt sich der Sack
nach Aufschneiden ohne die geringste Klebung von dem Bitumenklotz ablösen.
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Beispiel 3 Ein Mehrlagenpapiersack wird auf der inneren Lage, jedoch
dem Füllgut abgewandten Seite, mit einem handelsüblichen Polyäthylen-Paraffin-Gemisch
in Stärke von 30 g/m2 beschichtet. Hierzu kann man beispielsweise ein Gemisch aus
hochmolekularem Polyäthylen (Molgewicht etwa 50000) und vollraffiniertem
Hartparaffin (Erweichungspunkt 54 bis 56° C) in Mengen von je 50°/o verwenden. Die
Wasserdampfdurchlässigkeit beträgt unter den üblichen Bedingungen 2 g/m2. Der Sack
wird mit Wasserglas ausgespritzt und dann mit Bitumen von etwa 110° C heißer Bitumenmasse
eingefüllt. Nach dem Erkalten kann man die Trommel aufschneiden und die Pappe leicht
ohne Klebung von dem erstarrten Bitumenklotz ablösen.
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Beispiel 4 Eine Papptrommel wird außen mit einer praktisch wasser-
und wasserdampfundurchlässigen Schicht aus Polyvinylidenchlorid bzw. einem handelsüblichen
Produkt auf Basis von asymmetrischem Dichloräthylen in einer Stärke von etwa 25
g/m2 überzogen. Diese Trommel wird zuerst mit Natronwasserglas 37 bis 40° Be ausgespritzt
und dann die etwa 110°C heiße Bitumenmasse eingefüllt. Nach dem Erkalten kann man
die Trommel aufschneiden und die Pappe leicht ohne Klebung von dem erstarrten Bitumenklotz
ablösen. Beispiel 5 Ein Papiersack von der im Beispiel 1 angegebenen Oualität wird
an der in diesem Beispiel gekennzeichneten Seite mit etwa 80 g/m2 Bitumen versehen.
Nachdem der Sack mit einem Natronwasserglas von 37 bis 40° Be ausgespritzt worden
war, wird geschmolzenes, auf etwa 120° C vorgewärmtes Bitumen eingefüllt. Nach dem
Erkalten des Inhaltes kann der Papiersack ohne Ankleben von der erstarrten Bitumenmasse
abgelöst werden.