DE1511069A1

DE1511069A1 - Wellpappe und Verfahren zu deren Herstellung mit Hilfe von Heissschmelzklebstoffen

Info

Publication number: DE1511069A1
Application number: DE19661511069
Authority: DE
Inventors: Dooley William Paul
Original assignee: Sun Oil Co
Current assignee: Sunoco Inc
Priority date: 1965-07-21
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1970-03-05
Also published as: ES329936A1; US3518142A; SE303087B; FR1488484A; GB1116552A; NL6608202A

Description

Wellpappe und Verfahren zu deren Herstellung mit Hilfe von Heiflschmelzklebetoffen

Sie Verfahren und Bedingungen, die biaher bei üblichen Klebstoffen auf der Basis von Stärke angewendet wurden, sind nicht brauchbar bei Hei8sohm«lzklebstoffen. Dies ist auf die grundlegenden Unterschiede zwischen Heißsohmelzklebstoffen und anderen Klebstoffen zurückzuführen. HeiS-schmelzklebstoffe erzeugen lediglich durch Abkühlen eine Bindung, worin ein Unterschied besteht gegenüber dem Vernetzen oder anderen chemischen Reaktionen. DarUberhinaus ist bei der Verwendung von Hei&echmelzklebetoffen kein Lusungsmittel notwendig, das verdampft werden aüflte, ua die Klebrigkeit hervorzurufen.

U.U. Unteren ^^^^^E. ORIGINAL

Die Anwendung von Heißschmelsklebern zum Beschichten von Papieren ist bekannt. Diese bekannten Kleber waren j?- -> . wegen ihrer ungünstigen physikalischen Eigenschaften, wie Viskosität und Auftragstemperatur für die Herstellung von Wellpappe nicht geeignet,

Die erfindungsgemäße Wellpappe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Wellmedium an einer oder mehreren Deckschichten mit einem Heißschmelssklebs i;oif verbunden :".st, der bei 140 160⁰C eine Brookfield-Viskosität von 15.000 - 58.000 cp hat.

Das Verfahren zur Herstellung von Wellpappe mit Hilfe eines in der Hitze fließfähigen Klebstoffs ist erfj.ndungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer Papiermasse bei etwa HO - 160⁰C ein Wellmediura herstellt, auf die Erhebungen des Wellmediums einen Herlßsohmelsklebstoff aufbringt, der sich bei einer höheren Temperatur als aas Weilmedium befindet, nämlich bei etwa 150 - "8O⁰C und in diesem Temperaturbereich sine Brookfield-Viskosität von 15.000-58.000 cp besitzt, worauf auf die Kaißschmalsklebstoff tragenden Erhebungen eine Deckschicht aufgebracht wird, und man die ao entstandene Wellpappe zur Erstarrung des Kaißschmelzklebstoffee abkühlen läßt.

ooiiio/ooat

Vorzugsweise bringt man den Heißschraelzklebstoff auf die Erhöhungen des Wellmediume in einer Dicke von 0,025 0,12 cm auf. Man verwendet zweckmäßig einen Heißschmelzklebstoff mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 82 - 91⁰C

Um das Aufbringen von Heißschmelzklebstoffen besser zu erläutern, ist die Herstellung von Wellpappe mit einer einzigen Deckschicht in Pig. 1 schematisch dargestellt. Das Wellmedium 10, gewöhnlich eine Mischung von halbchemisenem Papier und Abfallpapier (Kraftpapier, Zeitungepapier und dergleichen) wird mit Überhitztem Dampf behandelt und zwischen der oberen Riffelwalze 1 und der unteren Riffelwalze hindurchgeflihrt. Das heiße Wellmedium, das auf den Zähnen der unteren Riffelwalze 2 gebildet wird, wird mit dem Pinger 7 so geführt, daß es der unteren Riffelwalze bis zu einem Funkt unmittelbar vor der Berührung mit der übertragungswalze 4 folgt, die gerade die Erhebungen 14 der Welle (corrugated flutes) ohne nennenswerten Druck berührt, so daß der Heißschmelzklebstoff 15 auf die Erhebungen 14 der Wellschicht übertragen wird. Die gewellten Papiererhebungen, die den Heißschmelzklebstoff tragen, werden durch den Pinger 7 so geführt, daß sie der unteren Riffelwalze 2 fol-

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ο ", ο π ' η /

gen und eich von einem Funkt unmittelbar nach der Berührung mit der übertragungswalze 4 bis zu einem Punkt unmittelbar vor der Berührung unter Druck mit der Deckschicht 11, üblicherweise ein Kraftpapier, fort- setzt und zwischen der unteren Riffelwalze 2 und der Druckwalze 3 hindurchläuft. Hierdurch werden die klebstofftragenden Riffelerhöhungen gegen die Deckschicht unter Bildung einer einschichtigen Wellpappe gepreßt. An dieser Stelle muß eine genügende Heißklebrigkeit vorhanden sein, damit die Wellschicht und die glatte Schicht aneinander haften, bis die heiße Schmelze sich verfestigt hat, d.h. es muß eine anfängliche Bindung bestehen.

Während des oben beschriebenen Verfahrens dreht sich die Übertragungswalze 4 kontinuierlich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die untere Riffelwalze 2, wobei sie in die Harzpfanne 8 eintaucht, die auf der gewünschten Temperatur durch eine Heizung 9, z.B. eine Bandheizung gehalten wird. Die tibertragungewalze nimmt einen dünnen Film Heiß8ohmelzkleb8toff 15 auf, der auf die gewünschte Dicke durch Verwendung einer Abstreifwalze 5 oder des Abstreifmesser 6 eingestellt wird.

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Während verschiedener Ansätze des oben beschriebenen Type wurde beobachtet, daß manchmal die Übertragungswalze keinen Heißachmelzklebstoff oder nicht genügend Heißechraelzklebstoff aufnahm, oder daß wenig oder kein Heißschmelzklebstoff von der übertragungswalze auf die erhabenen Teile des gewellten Mediums übertragen wurden.

Wenn eich nämlich die Wellenerhebungen 14 bei einer höheren Temperatur befinden als der HeißBchmelzklebstoff auf der übertragungswalze 4t wird wenig oder kein Klebstoff auf die Erhöhungen der Welle übertragen. In gleicher Weise wurde kein oder nicht genügend Klebstoff aufgenommen, wenn die Übertragungswalze 4 heißer war als der Heißschmelzklebstoff in der Harzpfanne 8.

Wie oben erwähnt, wird das Wellmedium bzw. die Welle 10 mit überhitztem Dampf behandelt und sie läuft zwischen der oberen Riffelwalze 1 und der unteren Riffelwalze 2 hindurch. Dies ist ein üblicher Verarbeitungeschritt und die Bedingungen, die hierfür üblich sind, um zu erreichen, daß eich das Wellmedium im günstigsten Zustand befindet, sind so, daß sich das Wellmedium14 bei etwa 133⁰C befindet, wenn es die übertragungswalze 4 berührt. Es hat sich gezeigt, daß für eine geeignete Übertragung'des Heißschraelzkleb-

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stoffes von der Übertragungswalze auf die Erhebungen des Wellmediums die Temperatur der Übertragungswalze glt ■ in. oder höher sein muß als die Temperatur des Mediums, d.h. wenigstens 138⁰C. In gleicher Weise muß die Temperatur des HeiSschmelzklebstoffs in der Harzpfanne 8 gleich oder größer sein als die Temperatur der übertragungswalze, damit eine genügende Aufnahme des Heißschmelzklebstoffes erreicht wird. Der Heißschmelzklebstoff in der Harzpfanne befindet sich gewöhnlich bei etwa 150 - 180⁰C. Der Heißschmelzklebstoff auf der übertragungswalze befindet eich gewöhnlich bei etwa 145 - 155°C, doch hat er immer die gleiche oder eine geringere Temperatur, als die heiße Schmelze in der Harzpfanne.

Die Temperaturdifferenz zwischen dem Harz unmittelbar vor der übertragung auf die Erhöhung des Wellmediums und den Wellenerhöhungen let nicht größer ale 18C unabhängig von den übertragungBBitteln.

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt bei der Bestimmung des bevorzugten Betriebstemperaturbereiches ist der wirtschaft liche Wette tr ei t der Hei£|8chmelzklebetoffe mit üblichem Klebstoff. Eine niedrigere Temperatur, d.h. 138 - 177°C erfordert geringeren Energieaufwand und 1st weniger kost-

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apielig, da der Heißachmelaklebetoff eine bessere Topfzeit hat und leichter an die vorhandenen Wellpapieraaechinen angopaJt werden kann. Siebe Gründe für den gegenwärtig bevorsBUgten Bereich können in der Zukunft duroh eine verbesserte Ausrüstung und verbesserte Heißachmelaklebstoffe tiberwunden werden.

Heißeohmelaklebstoffe bieten gegenwärtig eine Ansahl von Vorteilen gegenüber üblichen» bisher in Gebrauch befindlichen Klebstoffen. Die besonders hervorragenden Torteile von Helßschmelsklebetoff gegenüber üblichen, bekannten Klebstoffen sind 1) die bessere Leistung auf Wellpapiermaschinen und 2) bessere Qualität der mit HeiBsohmelsklebetoffen hergestellten Bindungen. Beide Vorteile treffen für die Abwesenheit von Wasser in den Heiflschmelsverfahren

Die Geschwindigkeit, mit der die WellpapienuLS chine betrieben werden kann, 1st natürlich ein MaB für die Arbeitseinheiten, die eine bestimmte Maschine während ihrer Laufseit produsieren kann. Sine maximale Betriebegeechwindigkeit einer Wellpapiermaschine liegt für Übliche Klebstoffe auf Stärkebasis bei etwa 217 m Wellpappe pro Minute. Vur WeIl-

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pappe mit einer einzigen !Deckschicht kann jedoch bei dieser Geschwindigkeit mit den üblichen Klebstoffen auf Waaeerbasis hergestellt werden. Wenn Pappe mit einer doppelten Deckschicht (Fig. III) oder Doppelwellpappe. (Fig. IV) oder 3-fach-Vellpappe (Fig. 7) hergestellt werden soll, fällt die Geschwindigkeit, mit der eine solche Maschine betrieben werden kann, stark ab. Der Grund für diese erforderliche Geschwindigkeitsherabsetzung ist das Wasser in den üblichen Klebstoffen. Die Wellpapiermaschine kann nicht schneller betrieben werden als das Wasser aus dem Klebstoff und dem Papier entfernt werden kann. Wenn Busätzliche Deckschichten und Wellmedium vorhanden sind, wie bei den Fig. III bis Fig. V, wird die Entfernung von Wasser immer schwieriger und es muß ein langsamerer Lauf der Wellpapiermaschine eingestellt werden.

Hinsichtlich der Doppelwellpappe der Fig. IV und der 5-faoh-Wellpapp· nach Fig. V ist zu beachten, dafl jede Schicht des WellmediuBS eine verschiedene Phase beeitat, d.h. daß sich kein Muster zwischen den Schichten des Wellmediums einstellt. Dies führt zu einer Wellpappe mit Zufallslage des Wellmediums in jeder Schicht gegenüber den Erhöhungen bzw. Vertiefungen der anderen Schicht. Dies ergibt eine WeIl-

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pappe mit größerer Stabilität. Doppel- und Dreifachwellpappen werden in großem Umfang bei der Verpackung größerer Objekte verwendet, wenn eine maximale Festigkeit und ein größter Schutz erwünscht ist, z.B. bei Möbeln.

Das Wellmedium wird zwar im allgemeinen aus halbchemischem Papier und Abfallpapier, wie Kraftpapier oder Zeitungapapier hergestellt, doch kann es auch aus einem anderen Material, wie Kraftpapier, thermoplastischen oder hiteeerhärtenden Materialien und Glasfasern bestehen. Ein Material, das erst kürzlich entwickelt worden 1st, ist Stahlfolie.

Bis jetzt gibt es keinen Weg, um eine befriedigende Wellpappe mit Geschwindigkeiten größer als 217 m pro Minute unter Verwendung der üblichen Klebstoffe herzustellen. Ss 1st eine bedeutsame Entwicklung, daß Heißschmelzklebstoffe es ermöglichen, Wellpapiermasohinen mit viel größeren Geschwindigkeiten au betreiben. Heißechmsl«klebstoffe des hier erörterten Typs wurden erfolgreich auf. Wellpappt aufgebracht, wobei eine gute Wellpappe bei Geschwindigkeiten oberhalb 217 m pro Minute in einer abgewandelten üblichen Wellpapiermasohine erzeugt wurde. Ss ist zu erwarten, daß einer söhneHer laufenden Masohine Geschwindigkei-

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ten bis zu 305 m pro Minute oder größer eingehalten warden können, um großtechnisch HeißschmelEklebstoffe aufauffingen. Der begrenzende Faktor ist nun eher in der Maschine ale in dem Klebstoff begründet, was für die bisherigen Verfahren nicht zutraf. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird gewöhnlich bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 93 m pro Minute und vorzugsweise bei etwa 155 m pro Minute oder mehr durchgeführt: sie ist nicht beschränkt durch den Typ der jeweils erzeugten Pappe.

Obwohl sich die vorliegende Erfindung auf das Aufbringen von Heißschmelzklebstoffen mit gegenwärtig vorhandenen "ellpaplermaschinen bezieht, die für Klebstoffe auf Wasserbasis entwickelt worden sind, ist leicht verständlich, daß Heißschmelzklebstoffe zukünftig Wellpapiermasohinen ermöglichen» die von viel einfacherer Konstruktion und einfacherem Aufbau sind.

Eine lolohe, Aueführungeform einer einfachen Maschin« und des dazugehörigen Verfahrens ist in Pig. VI wiedergegeben, die eine schematieche Darstellung für die Herstellung einer Wellpappe mit einer einzigen Deckschicht unter Verwendung einer Meßvorrichtung anstelle einer Harzpfanne, einer

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JA

Übertragungswalze und eines Auftrag- bzw. Abstreifmesser^ arbeitet. Die umschlossene Harzpfanne 136 ist mit einer Meßvorrichtung 137 verbunden, mit der der Heißschmelzklebstoff direkt von der Harzpfanne auf die Erhebungen 14 des Wellmediums aufgebracht wird. Der Heieschmelzlclebstoff wird durch die Mefivorrichtung 137 ausgepreßt, indem ein konstanter Druck auf die umschlossene Harzpfanne 136 aufgebracht wird, beispielsweise durch Verwendung eines inerten (las es, s.B. Stickstoff bei einem Druck, der <»v er eicht, um das Harz in dem viskosen Bereich durch die Meßvorrlchtung 137 auf die Spitzen des gewellten Mediums 14 auszupressen. Die Klebstoff tragenden Wellen werden dann mit der Deckschicht 11 zwischen der unteren Riffelwalze 2 und der Druckwalze 3 unter Bildung der Wellpappe in Berührung gebracht.

Wenn eine Heilvorrichtung, wie sie in Pig. YI dargestellt 1st, anstelle einer übertragungswalze verwendet wird, wird der Wellpapiermaschine eine zusätzliche Betriebsflexibilität verliehen, JSine Mefivorriohtung kann Üblicherweise in nahezu jeder Lage zu einem Funkt angebracht werden, an dem die den Klebstoff enthaltenden Erhebungen des Wellmediums mit der Deckschicht in Berührung gebracht werden. Dies er-

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laubt dem Bedienungspersonal, den maximalen Vorteil aus den besonderen Eigenschaften eines gegebenen Heißschmelzklebetoffeezu erhalten.

Die Heißschmelzklebebindungen werden durch Dampf oder Feuchtigkeit nicht beeinflußt. Das hauptsächliche Versagen in der Bindung von nasser Wellpappe, die mit Heißschmelzklebstoff hergestellt worden ist, liegt in dem Substrat (in diesem Fall Kraftpapier). Wenn Wellpappe, hergestellt mit HeiBschmelzklebstoffen, in Wasser eingeweicht wird, und man es trocknen läßt, ist die Bindung nahezu so fest, wie ursprunglich und nur die Fasern des Papiere sind etwas erweicht. Wenn man jedoch Wellpappe, die mit üblichen Klebstoffen hergestellt worden ist, in gleicher Weise behandelt, so besteht keine Bindung nach dem Einweichen wegen der Einwirkung des Wassers auf den Klebstoff. Mit thermoplastisohen und in der Hitze erhärtenden Materialien behandelte Deckschichten sind wegen der Natur der Heißechmelsklebstoffbindung hlnsiohtlich Festigkeit und Wasserbestgndigkeit leichter mit Heißschmelzklebstoffen zu binden als mit Üblichen Klebstoffen.

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Sie Dicke der üblicherweise aufgebrachten Klebstoffschicht wird mit Hilfe einer Rakel bzw. eines Auftragmessers 6 oder einer Auftragwalze 5 bestimmt. Bas Auftragmesser wird auf einen bestimmten Abstand, z.B. von 0,25 mm eingestellt. Jeglicher Klebstoff oberhalb dieser Dicke wird abgeschabt und gelangt zu der Kante des Auftragmessers, wo er in die Harzpfanne 8 zurückfällt. Wenn der 0,25 mm dicke Film aus Klebstoff mit dem gewellten Medium in Berührung kommt, geht etwa eine Hälfte des Klebstoffes auf die·Erhöhung der Wellen und eine Hälfte bleibt an der übertragungswalze, von wo er wieder in die Harzpfanne zurückgeführt wird. Die Auftragswalze wird etwa auf die doppelte Entfernung des Auftragmessers eingestellt, damit die gleiche Menge Klebstoff auf die Wellen gelangt. Wenn sich die Auftragswalze dreht, hält sie etwa eine Hälfte des Klebstoffs zurück, der durch den freien Spalt gelangt. Es ist natürlich erwünscht, so wenig wie möglich Klebstoff zu verwenden, und dennoch eine befriedigende Wellpappe zu erhalten. Die üblichen Abstände der Auftragmesser von 0,076 mm bis zu 0,254 mm werden für eine Heißschmelzklebstoffdicke von etwa 0,025 bis 0,12 mm auf das gewellte Medium aufgebracht.

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Bei dem vorliegenden Verfahren hängt die Brauchbarkeit «1-nee besonderen thermoplastischen Materials als HelßschmelE-klebstoff von der passenden Viskosität bei der Betriebstemperatur ab, bei der man den Klebstoff sich ablagern läßt, ohne ein nennenswertes "Fadenziehen¹¹ (stringiness) zu dem gewellten Medium zu zeigen und nahezu gleichzeitig eine Heißklebung zu entwickeln, wenn das gewellte Medium mit den Deckschichten in Berührung kommt, wobei die Heißklebung. ausreichend sein muß, damit die Auskleidung (wobei Auskleidung und Deckschicht bekanntlich miteinander austauschbar sind bzw. einander entsprechen) an dem gewellten Medium haftet.

Es wurde bestimmt, daß bei der Betriebstemperatur der übertragungswalze eine Brookfield-Viskoeität von 15.000 bis 58.000 cp notwendig ist, damit ein Heißschmelzklebstoff leicht von der Übertragungswalze aufgenommen, auf die geeignete Sicke durch das Abstreifmesser oder die Auftragswalze verringert wird und gleichmäßig auf die Erhöhungen des gewellten Mediums, ohne nennenswerte Klebrigkeit oder Flockenbildung aufgebracht werden kann. Diese Viskosität erlaubt ein genügendes Eindringen des Heißschmelzklebstoffes in die Faser des gewellten Mediums und sie garantiert

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eine genügende Fließfähigkeit, so daß zu der Zeit, bei der das gewellte Medium mit der Deckschicht 11 zwischen der unteren Riffelwalze 2 und der Preßwalze bzw. Druckwalze 3 in Berührung kommt, der Klebstoff in die Faser der Deckschicht eindringt und wenigstens die erste Schicht der Papierfaser umgibt« um einen Faseraufreißverschluß zu bilden, nachdem der Heißschmelzklebstoff erhärtet ist. Ein Aufreißverschluß besteht, wenn die Klebestelle in dem Substrat (in diesem Fall Papier) ein Versagen verursacht, wenn das gewellte Medium und die Deckschicht voneinander abgezogen werden. Aus den. gleichen Überlegungen bezüglich dee Verhaltene der heißen Schmelze auf dem gewellten Medium und der Deckschicht ist der Viskositätebereich von 15.000 bis 58.000 cp für alle Mittel zum Aufbringen der heißen Schmelze auf das gewellte Medium erforderlich.

Neben der Forderung, daß die Viskosität des Heißsohmelzklebotoffee so ist, daß letzterer die Faser der Deckschicht benetzt» wenn das gewellte Medium, enthaltend die Heißschmelze, "nit der Deckschicht bei der Druckwalze 3 in Berührung gebracht wird, muß die Viskosität so sein, daß die Wellpappe an der Deckschicht gleichzeitig haftet. Dies bedeutet, daß die in der Hitze entwickelte Klebrigkeit eine

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genügende Stärke haben muß, um die beiden Schichten zusammenzuhalten, d.h. sie muß eine anfängliche Bindung entfalten, bis der Helßschmelzklebetoff erstarrt ist*

Diese beiden Faktoren des Eindringens und der Klebrigkeit sind miteinander in Widerspruch stehende Eigenschaften. Sine gute Eindringung wird erreicht durch niedrige Viskosität, jedoch sollte die Penetration nicht stärker sein als die Dicke von zwei oder drei Fasern des Papiers. Dies siohert eine gute Bindung mit einem minimalen Heißschmelzmaterial. Um eine genügende Klebrigkeit in der Hitze zu entwickeln, sollte die heiße Schmelze eine ziemlich hohe Viskosität besitzen, welche die beiden Schichten zusammenhält. Die beiden, miteinander in Widerspruch stehenden Ergebnisse werden erreicht, wenn die Brookfield-Viskosität im Bereich von 15.000 bis 58.000 op bei der Arbeitetemperatur des Wellpappeverfahrens liegt.

Der Auedruok "Htißschmelzklebstoff" wird in der vorliegenden Erfindung für ein thermoplastisches Material verwendet, das bei Umgebungstemperatur fest ist, bei Erhitzen echmilzt und auf ein Substrat aufgebracht werden kann, welches seinerseits auf ein anderes Substrat aufgebracht t.lrd, so daß ein Substrat an das andere durch das Abkühlen und Erhärten

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des thermoplastischen Materials gebunden wird» Ein Weg, um die Substrate miteinander zu verbinden, ist der, das zweite Substrat auf das Substrat aufzubringen, welches den Heißschmelzklebstoff enthält, unmittelbar nachdem die heiße Schmelze aufgebracht worden ist. Ein anderer Weg besteht darin, daß man die heiße Schmelze auf ein Substrat aufbringt und sie abkühlen läßt,bis sie erneut erhärtet. Oa dl· Heißschmelzklebstoffe thermoplastisch sind, kann das Substrat, welches den verfestigten HeieechmelzklebBtoff enthält, erhitzt werden, bis das Material schmilzt und ein zweites Substrat kann aufgebracht werden. Der wesentliche Gesichtepunkt bei jedem Heißschmelzklebstoff ist der, daß beim Kühlen die heiße Schmelze, nachdem sie auf das gewünschte Substrat aufgebracht worden ist, eine Bindung lediglich durch einfaches Abkühlen bildet.

Ee hat sich gezeigt, daß Htißschmelzklebptoffe, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, einen Ring- und Kugelerweichungepunkt von wenigstens 71⁰C und vorzugsweise von wenigstens 82°C besitzen. Im allgemeinen ist der maximale Ring- und Kugelerweichungspunkt etwa 91⁰C. Manche Heißschmelzklebstoffe haben jedoch geeignete Viskositäten in einem Arbeitstemperaturbereich mit höheren Ring- und Kugelerweichungepunkten als 116⁰G.

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Um das erfindungsgemäße Verfahren näher zu erläutern, werden die folgenden Beispiele angegeben.

Beispiel 1

Als Heißschmelzklebstoff wird eine Mischung eines homogenen thermoplastischen Materials verwendet, das aus 60 Gew.^ eines Formolite-Harzes (1 i> BHT-Antioxydationsraittel) und 40 Gew.# Elwax-150 zusammengesetzt int. Das Forraolite-Harz wird hergestellt aus katalytischem GaBöl,"daa mit Formaldehyd in Gegenwart eines Schwefeleäure-Essigeäure-Katalysatore umgesetzt wird. Elwax 150 ist ein Äthylen-Vinylaeetat-Mischpolymerharz mit einem Gehalt von etwa 33 Gew.$ Vinylacetat. Diese Heißschmelz-Klebstoffmischung hat einen nach der Ring- und Kugelmethode bestimmten Erweichungspunkt von etwa 92⁰C und eine Brookfield-Viskosität bei 149⁰C von 37.000 cp und bei 177⁰C von 13.000 cp.

Die oben laschriebene Heißscamelzklebstoffmaese wurde in die Harzpfanne einer aur Verarbeitung von Heißschmelzklebstoffen modifizierten Wellpapiermasohine zur Herstellung einer 35 _f 5 cm breiten Wellpappe mit einer einzigen Deckschicht gegeben. Der Heißschmelzklebstoff in der Harzpfanne wurde auf etwa 160⁰C erhitzt. Die Temperatur auf der über-

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tragungswalze wurde auf 154-⁰C eingestellt. Während des Betriebes der Wellpapiermaschine wurden die Wellerhebungen auf etwa 138⁰C erhitzt, wenn sie mit der übertragungswalze in Berührung kamen. Nach der Inbetriebnahme der Wellpapiermaschine wurde deren Arbeitsgeschwindigkeit rasch bis auf 155 m Wellpappe pro Minute gesteigert und so lange auf diesem Wert gehalten, daß sich das Verfahren beurteilen ließ. Das Abstreifmesser hatte eine lichte Weite von 0,076 mn. Es war kein nennenswertes Fadenziehen der heißen Schmelze zu beobachten, wenn sie von der Übertragungswalze auf die Wellerhebungen aufgebracht wurde. Die mit einer Deckschicht versehene Wellpappe hatte eine gute Bindung und erforderte etwa 0,526 kg Heißschmelzklebstoff pro

92,9 m der mit einer Deckschicht versehenen Wellpappe.

Der Test wurde durchgeführt auf "A"-Erhebungen, die 36 Wellungen pro 0,3 β enthalten.

Zwei andere Heißschmeliklebstoffe wurden in der gleiohen Weise wie in Beispiel 1 geprüft. Ihre Zusammensetzung war folgendet

Beispiel 2

Bine HeiBsohmelsmasse, bestehend aus 75 Oew.^ ataktischem Polypropylen (enthaltend 1 * BHT) und 25 Gew.$ Blwax

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wurde wie in Beispiel 1 geprüft. Die Masse hatte einen Ring- und Kugelerweichungspunkt von 117⁰C und eine Brookfield-Viskosität bei 149⁰C von 11.600 und bei 177⁰C von 5.500.

Beispiel 3

In der gleichen Weise wie in den vorhergehenden Beispielen wurde die folgende Nasse hergestellt und -eprüft: Etwa 20 Gew.^ üblicher Styrol-Butadien-Kautsohuk, 11 £ niedrig schmelzendes Paraffin-Erdölwache und 67 Gew.£ Pormolite-Hars (enthaltend 1 % Antioxydationsmittel). Diese Masse hatte einen Ring- und Kugelerweichungspunkt von 94⁰C und eine Viskosität bei 149⁰C von 100.000 und bei 177⁰C von 32.000.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt.

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Beispiel

II

III

Tabelle I

Masse	nach	in cp
Schmelzpunkt n.d.	ViBlcoeität	177⁰C
Ring- und Kugel- method©	149⁰C	5.500 13.000 32.000
117 92 94	11.600 37.000 100.000

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Tabelle

II

	Bai- Tempera	Geschwindig	auf der	Klebeverhalten	Deck	Well	Deck	Ausmaß	Zustand
	spiel tür an d.	keit m/Min.	übertra		schicht	medium	schicht	dee Pa-	der Bin
	Übertra		gungs	Klebstoffauseehen Filmverhalten				denzie-	dung b)
	gungswal ze C a)		walze	Wellme				hene
	II^c) 330	6,1	glatt	dium	gut	normal	normal	keines	keine Bindung , ν
		15,3	glatt		gut	normal	normal	keines	keine Bindung ,< keine Bindung '
		61	glatt		gut	normal	normal	keines	mäßig
	je) _33O	15,3	glatt	gut	gut	normal	normal	gering	gut - alle
		6,1	glatt	gut	gut	normal	normal	gering	Pasern zer
				gut					rissen
				gut					achwach
	_llxc) _33O	15,3	glatt	gut	gut	auf der	gerin	stark.
						Ober	ges Ein
ο						fläche	dringen		schwach
ο		61	glatt	gut	gut	Il	Il	sehr
(O								gering
00
O			gut

a) Klebstoff in der Harzpfanne und auf der übertragungswalze bei der gleichen Temperatur

b) Kennzeichnet die Beschaffenheit des Klebstoffs an den Bindungsflächen hinsichtlich der Stärke von Faserrissen

c) Einstellung des Abstreifmessere auf 0,025 cm und Temperatur der Übertragungswalze bei 154⁰C

d) Keine Heißklebrigkeit .

cn O

CO

Vor der Prüfung der Wellpappe wurden die in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Heißsohmelzmaeeen durch zwei einfache Versuche getestet.

Die erste Prüfung ist der Reißbindungetest. Sie Probe wird aus einen 22,7 kg Kraftpapier in 2,5 χ 15,2 cm große Streifen geschnitten. Ein Streifen wird an einer einzigen Seite über eine Länge von 5,1 cm mit einer 25,4 bis 50,8 //dicken überxug aus Heißschmelzklebstoff überzogen und ein anderer Streifen wird auf den ersten Streifen gehegt. Die Probe besteht dann aus zwei Papierschichten, die miteinander an

ο ihren inneren Flächen über eine 12,9 cm große Fläche an einem Ende verbunden sind. Der Test wird ausgeführt, indem nan die freien Enden der Streifen ergreift und sie langsam in entgegengesetzten Richtungen senkrecht zu der Bindung sieht. Sine, reißfeste Bindung besteht, wenn die Klebstoffbindung su einem Vertagen in den Substrat (in diesem Fall Kraftpapier) b«i Raumtemperatur und bei -31,6⁰C auftritt.

Die zwtit· Prüfung ist der Sntlaminitrungstest. Diese Prüfung wird durchgeführt, indes man eint 5,1 cm große überlappungsverbindung mit 2,5 x 15»2 cm großen Kraftpapier-

streifen herstellt* Die Probe wird an einer 12,9 ca gros-βen Fläche von Klebstoff mit einer Dicke von 25»4 bis 50,8 M

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durchgeführt. Sie gesamte Länge der Probe beträgt 25t4 cm. Der Streifen wird in einem Ofen bei 66⁰C eine halbe Stunde lang aufgehängt. Eb eollten sich keine Anzeichen dafür bieten, daß eich die Papiersubstrate voneinander trennen, wenn der Versuch bestanden wird.

Alle drei Heißachmelzmassen überstanden diese Anfangsver-Buche und es schien, daß es sich um einander gleichwertige HeißBchraelzklebstoffe handelt. Bei der eigentlichen Verwendung in einer Wellpapiermaechine war jedoch nur die Masse nach Beispiel 1 mit einer Viskosität von 15.000 bis 58,000 cp bei der normalen Arbeitetemperatur für Wellpappeherstellung erfolgreich. Wie sich durch diese drei Beispiele zeigen läßt, sind Materialien, deren Viskosität außerhalb dee oben angegebenen Bereiohes fällt, nicht befriedigend.

Di« Zusammen*eteung eines besonderen HeifischmelsklebetoffeB ist Ton keiner Auswirkung auf die rorllegende Erfindung. Jeder Heißschmelzklebstoff, der den Anforderungen hinsichtlich Ring- und Kugelerweiohungspunkt sowie der Viskosität entspricht, eignet sich für die Zwecke der vorliegenden

Erfindung.

■*·

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Die Menge an Heißschmelzklebstoff, welche auf die Erhebungen der Wellpappe aufgebracht wird, ist nicht ausschlaggebend, solange eine Bindung zustandekommt. Im allgemeinen benötigt Wellpappe, die für Kartonherstellung geeignet ist» wenigstens 0,34 kg Heißschmelzklebstoff pro 92,9 m . Die

Verwendung von mehr als 0,567 kg Heißschmelaklebstoff pro

92,9 m ist nicht notwendig, um eine befriedigende Wellpappe au erzeugen. Tatsächlich führt die Verwendung von mehr HeißsohmelzklebBtoff zu einem KlebstoffÜberschuß, wie dies in Fig. Ill bei 105 angedeutet 1st. Die Ablagerung von zu viel Klebstoff bringt natürlich etwas zusätzliche Festigkeit der Bindung, jedoch führt eine so starke Ablagerung nicht zu einer Festigkeit, die proportional dem überflüssigen Klebstoff ist. Darüberhinaus führt Wellpappe, die 0,54- kg bio 0,567 kg HelBschmelsklebstoff enthält, zu einer Festigkeit, die vergleichbar ist mit handelsüblicher Wellpappe, welche mit üblichen Klebstoffen auf Wasserbasis hergestellt worden ist.

Das vorliegende Verfahren, das in seinen Einzelheiten für die Herstellung von Wellpappe mit einer einzigen Deckschicht beschrieben worden ist, arbeitet auch bei der Herstellung von Wellpappe mit Doppeldeckschicht gleich gut. Die Haschine

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für Wellpappe mit Doppeldeckschicht ist etwas größer, doch kann sie im allgemeinen so modifiziert werden, wie dies durch die schematische Zeichnung für Wellpappe mit einer einzigen Beckschicht angegeben ist, um Heißschraelzklebstoff aufzubringen. Die Betriebsbedingungen und die verschiedenen physikalischen Verhältniose, die für eine einzige Deckschichtwellpappe angegeben sind, treffen in gleicher Weise auch für Wellpappe mit doppelter Deckschicht zu. In gleicher v/eise ergeben HeißschmelzklebBtoffe gegenüber üblichen Klebstoffen auf Wasserbasis eine überragende Leistung bei der Herstellung von Zweifach- und Dreifachwellpappe.

Die Figuren XI und III zeigen Wellpappe mit einer einzigen und mit zwei Deckschichten. Die Deckschicht 101 ist mit dem Wellmedium 103 an den Berührungspunkten gebunden, die sich zwischen der Deckschicht und den Wellen 104 durch die Klebetoffbindung 102 auebilden, wenn sich der Heißschraelzklebstoff verfestigt·

Die besonderen Modifikationen, mit denen übliche Wellpapiermaschinen den Zwecken der vorliegenden Erfindung angepaßt werden, liegen im Arbeitsbereich eines Fachmannes auf dem betreffenden Gebiet.

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Alle Heißschmelzklebstoffe, die in dem gewünschten umfang Klebrigkeit entwickeln, d.h.» daß ein schwachse Abkühlen die Viskosität bis zu dem Punkt erzeugt, an dem die gewellte Schicht und die Beckschicht zusammenhält, bia der HeiSschmelzklebstoff sich verfestigt, besitzen nicht die notwendigen Viskositäten im Bereich von 15.000 bis 58.000 cp in dem Bereich der Arbeitstemperaturen für Wellpapiermaschinen. Der Umfang der Viskositätsänderung ist eine konstante Eigenschaft für einen bestimmten Heißschoelzklebstoff, eo daß durch Zugabe von Weichmachern oder Füllmitteln die Viskosität fUr eine bestimmte Temperatur eingestellt werden kann, ohne den gewünschten Umfang zu beeinflussen, bei den sich die Heißklebkraft entwickelt.

Beispiele für geeignete Weichmacher sind die Phthalate wie Butylbenzylphthalate, Butyloyolohexylphthalat, Phosphates ter, Sulfonamide, chlorierte Diphenyle und andere bekannte Substanzen. Geeignete Füllmittel Bind z.B. Asphalt, Tone wie Bentonittoqe sowie Asbest.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Wellpappe« dadurch gekennzeichnet, daß daa Wellmediua an einer oder mehreren Deckschichten nit eines Heißschaelsklebstoff verbunden ist, der bei 140 bis 160⁰C eine Brookfield-Yiskosität von 15.000 bis 58.000 op hat.

2. Verfahren sur Herstellung τοη Wellpappe mit Hilfe eines in der Hitze fließfähigen Klebstoffs naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß man aus einer Papiermasse bei etwa 140⁰C bis 160⁰C ein Wellmediua herstellt, auf die Erhebungen des Wellmediuas einen HeifischselEklebetoff aufbringt» der sich bei einer höheren Temperatur als das Wellaedium befindet, näalioh bei etwa 150 bis 180⁰C und in dieses Temperaturbereioh eine Brookfield-Viskoeität τοη 15.000 bis 58.000 op besitzt, worauf auf die Heieschmelsklebstoff tragenden Erbebungen eine Deckschicht aufgebracht wird, uzyl nan die so entstandene Wellpappe sur Erstarrung des Heiflsohraelselrlebetoffe abkühlen läßt.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß man den Heißschmelzklebstoff auf die Erhöhungen des Wellmediums in einer Dicke von 0,025 bis 0,12 ca aufbringt.

4· Verfahren nach Ansprach 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß man einen Heißsohmelzklebstoff mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 82 bis 91⁰O ▼erwendet·

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ORIGINAL INSPECTED

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