DE2018088B2

DE2018088B2 - Verfahren zum Behandeln von Pappe

Info

Publication number: DE2018088B2
Application number: DE2018088A
Authority: DE
Inventors: A Roberts
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1969-04-18
Filing date: 1970-04-15
Publication date: 1973-10-25
Also published as: BE749147A; US3849184A; GB1301100A; NL158865B; DE2018088A1; NL7005635A; AT298228B; FR2045439A5; CH532685A; DE2018088C3

Description

Di^ Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Pappe, wobei mindestens eine Oberfläche der Pappe mit einer 5- bis oOgewichtsprozentigen, wäßrigen Dispersion eines wasserlöslichen Ligninsulfonatsalzes und eines hydrophoben, wachsartigen Materials behandelt wird, wodurch insbesondere die physikalischen Festigkeitseigenschaften der Pappe verbessert werden.

Unter dem Ausdruck Pappe, wie er im folgenden der Einfachheit halber verwendet wird, sind auch Papiere zu verstehen, d.h. Produkte mit einem Grundgewicht im Bereich von 130 bis 850 g/m² und mit im wesentlichen aus einem Cellulosefasermaterial bestehenden Schichten, welches auf einer Pappenmaschine hergestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einer Pappe mit einer Dicke von 0,1 bis 1,3 mm und insbesondere bei einer Pappe mit einer Dicke von 0,2 bis 1,3 mm anwendbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise bei einer Pappe angewandt, welche aus CeI-lulosepulpe mit einem größeren Anteil an Fasermatcrial geringer Festigkeit hergestellt wurde. Diese Pappen, wie z. B. unkaschierte Schrenz- oder Speltpappe, kaschierte Zellstoffschrenz- oder Zellstoffspeltpappe und geriefelte Zwischenlagenpappe werden zur Herstellung von Karton, steifer Pappe oder Starkpappc, verklebter Pappe und Wellpappe verwendet.

Der Ausdruck »physikalische Festigkeitseigenschaften« kann fm Pappen in bezug auf Steifheit. Starrheit oder Concora-Festigkeit angegeben werden. Die Steifheit der Pappen ist durch das Ausmaß des Widerstandes definiert, den eine Pappe aufbringt, wenn sie unter spezifizierten Bedingungen durch Anwendung einer Kraft gebogen wird. Ihr Wert wird gewöhnlich gemäß der" Methode ir. B. S. 3748 1964 bestimmt, wobei als Untersuchungsgerät z. B. ein Taberprül'er verwendet wird. Der Taberprüfer mißt die Steifheit in Form eines Biegemoments, welches in Tabereinheiten angegeben wird. Die Größe hängt von einer Anzahl von Faktoren ab. wie z.B. der Dicke der Pappe, d Herstellungsart der Pappe und dem Elastizitätsmodul des Zellulosefasermair.ials. welches zur Herstellung der Pappe verwendet wird, und der Richtung, in welcher die Messungen durchgeführt werden.

Die Starrheit der Pappe ist als Maß für den Widerstand definiert, welchen eine Pappe aufbringt, wenn sie unter spezifizierten Bedingungen durch Anwendung einer Kraft auf den Rand deformiert wird. Eine Methode zur Bestimmung der Starrheit ist in TAPPI Standard T 472 (SU 68) beschrieben. Die Messung dieser Größe wird gewöhnlich durchgeführt, indem man auf einem Gaydon-Gerät einen Ringbruchhalter verwendet.

Die »Concora-Festigkeit« wird als der Bruchwiderstand gemessen, den die Pappe (geriefelte Pappe) gegen eine rechtwinklig zur Riefelebene angreifende Kraft aufbringt. Die Messung wird gewöhnlich gemäß der Methode, welche in TAPPl T 809 (SU 66) beschrieben ist, unter Verwendung eines Gaydon-Geräts durchgeführt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in wirtschaftlicher Weise eine Pappe herzustellen, welche verbesserte physikalische Festigkeitseigenschaften in bezug auf mindestens einen der oben angegebenen Parameter zeigt, insbesondere unter den Bedingungen hoher Feuchtigkeit. Pappen mit derartigen verbesserten Eigenschaften können zwar von Pulpen mit hoher Festigkeit hergestellt werden, sie sind jedoch teuer, insbesondere wenn sie mit Pappen verglichen werden, die von Abfallpapier hergestellt sind.

Es wurde große Anstrengungen unternommen, um ein wirtschaftliches Verfahren zur Verbesserung der physikalischen Festigkeitseigenschaften von Pappe aus einer Cellulosepulpe geringer Festigkeit zu entwickeln. Es wurde z.B. der Zusatz von bestimmten wasserlöslichen oder wasserquellbaren hochmolekularen Polysacchariden wie z. B. Stärke oder Mannogalactan oder von hochmolekularen Derivaten der Polysaccharide wie z.B. Carboxymethylcellulose!!

vorgeschlagen, um die physikalischen Festigkeitseigenschaften von aus Pulpe niedriger Festigkeit hergestellter Pappe zu verbessern.

Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 3 192172 eine Wachsemulsion und ihre Verwendung zur Papier- und Pappenbehandlung bekannt, wobei diese Emulsion jedoch einen hohen Anteil an Wachs und gegebenenfalls weiteren Polymerisaten enthält, so daß diese Emulsion beim Auftragen auf Papier oder Pappe an der Oberfläche verbleibt und beim nachfolgeiidcu Erhitzen einen zusammenhängenden, wasserabstoßenden Film bildet. Eine besondere Festigkeit durch einen festeren Zusammenhalt der Einzclfasern wird hierbei nicht erreicht. Ferner ist aus der USA.-

Patentschrift 2 803 171 die Verwendung von LianinsLilfonaten zur Hersiellung von Wachsemulsionen beschrieben. Die Lignosulfonate werden hierbei jedoch nur in ganz geringen Mengen als oberflächenaktiver Stoff hinzugegeben. Besondere Festigkeitseigenschaften werden durch solche Emulsionen den damit behandelten Pappen ebenfalls nicht erteilt. Auch in der im Wochenblatt für Papierfabrikation« Nr. 7 (1935) \on F. O h 1. S. 124, beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Biiumenpapieren unter Verwendung von Bitumenemulsionen, welche Ablaugen aus der Zellstofi'abrikation enthalten, läßt sich nicht entnehmen, daß hiermit dem Papier besondere Festigkeitseigenschaften erteilt werden, wie dies erfindungsgemäß möglich ist.

Ferner wurde die Anwendung einer wäßrigen Lösung eines Salzes von Ligninsuifonsäure vorgeschlagen. Die Verwendung von Lignosulfonaten des Calciums und Magnus ums in Form von Emulsionen ist ebenfalls in der USA.-Patentschrift 1 444 844 als Bindemittel für Briketts aus pulverförmigen Stoffen beschrieben. Ligninsulfonsäuresalze sind jedoch hochhygroskopisch, und eine damit behandelte Pappe verliert ihre verbesserte Steifheit und Starrheit weitgehend, wenn sie hochfeuchien Bedingungen ausgesetzt wird.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine Verbesserung der Steifheit und Starrheit von Pappe erzielt werden kann, wobei diese Verbesserungen überraschenderweise auch unter hochfeuchten Bedingungen weitgehend erhalten oleiben, wenn man eine geringe Menge eines hydrophoben Wachsmaterials in einer wäßrigen Ligninsulfoiiatlösung dispergiert und die Pappe mit der erhaltenen Dispersion behandelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß eine Dispersion verwendet wird, deren Feststoffgehalt zu 95 bis 99 Gewichtsprozent aus einem wasserlöslichen Ligninsulfonatsalz und zu 5 bis 1 Gewichtsprozent aus einem hydrophoben, wachsartigen Material besteht.

Bei Pappe, welche nicht mit hochfestem Cellulosefasermaterial kaschiert ist (unkaschierte Schrenz- oder Speltpappe), werden bevorzugterweise beide Oberflächen behandelt, insbesondere wenn die Pappe eine Dicke von annähernd 1,3 mm aufweist, um eine Verbesserung der physikalischen I-estigkeitseigenschaften zu erzielen. Bei einer Pappe, welche auf einer Seite mit einem hochfesten Cellulosefasermaterial (weiße kaschierte Pappe) kaschiert ist, wird die unkaschierte Oberfläche vorteilhafterweise einer oder mehreren Behandlungen mit der wäßrigen Dispersion unterworfen. Es ist ferner möglich, eine der Oberflächen einer unkaschierten Pappe mit der wäßrigen Dispersion zu behandeln und die unbehandeltc Oberfläche dieses Produkts mit der unbehandelten Oberfläche einer in ähnlicher Weise behandelten unkaschierten Pappe zu verkleben, wobei eine laminierte Pappe mit verbesserten physikalischen Festigkeitseigenschafien erhalten wird.

Bei einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Pappe an mindestens einer Oberfläche mit einer wäßrigen 5- bis 60gewichtsprozentigen Dispersion behandelt, wobei deren Feststoffgehalt 47,5 bis 95 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen Ligninsulfonatsalzes, 5 bis 1 Gewichtsprozent eines hydrophoben Wachsmaterials und 47,5 bis 4 Gewichtsprozent eines wasserquellbaren hochmolekularen Polysaccharids umfaßt. Die Gegenwart des Polysaccharide, insbesondere einer S'.ärse oder eines Mannogalactans. dient zur Erhaltung der Berstfestigkeitscigensehaften der Pappe. Die Berstfestigkeilseieenscliaften können durch den Mullenwert angeeeben werden, welcher gemäß B. S. 3137.1059 bestimmt wird.

Die in Verbindung mit vorliegender Er'indung verwendbare Pappe kann aus mechanischer Pulpe.

ίο einem Gemisch von chemischer und mechanischer Pulpe, einer von Sekundärfasern abgeleiteten Pulpe. Siebrückständen oder Mischungen dieser Materialien hergestellt sein. Eine Sekundärfaserpulpe z. B. aus Al fallpapiermischungen. Pappkartonabfällen oder Zeitungspapierabfällen ist ein bevorzugtes Material, da die Festigkeitseigenschaften eines solchen Materials am stärksten verbessert werden.

Der Feststoffgehalt der Dispersion kann von 5 bis 60 Gewichtsprozent variieren. Die obere Grenze dieses Bereichs bestimmt sich in erster Linie durch die Viskosität und durch die Stabilität der Dispersion bei der Temperatur, bei der sie angewandt wird. Die untere Grenze dieses Bereichs bestimmt sich durch die zwangläufige Aufnahme von Festkörperteilchen seitens der Pappe während der Anwendung der Dispersion. Ein bevorzugter Bereich des Festsloffgehaltes reicht von 20 bis 40 Gewichtsprozent.

Der bevorzugte Bereich der Anwendungstemperatur liegt zwischen Ί5 und 40~ C und sollte vorzugsweise unterhalb des Schmelzpunktes des wachsartigen Materials liegen. Je höher die Anwendungstemperatur, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Überzugsdispersion zusammenbricht, wobei sich zwangläufig große Mengen von wachsartigem Material auf der Pappe absetzen. Die Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens werden günstigerweise so eingestellt, daß die Menge an iJaninsulfonat und wachsartigem Material, welche von der Pappe aufgenommen wird, zwischen 0.5 und 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Pappe, beträgt.

Das Ligninsulfonatsalz sollte in Wasser löslich sein und vorzugsweise ein Minimum an hygroskopischen Zuckerverunreinigungen enthalten. Calcium-, Natrium-, Magnesium- und Aluminium-Ligninsulfonatsalze sind allgemein erhältlich. Natriumligninsulfonat oder Calciumligninsulfonai werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt.

Das hydrophobe wachsartige Material sollte in eine stabile Dispersion mit der wäßrigen Ligninsulfonatlösung gebracht werden, und es sollte einen Schmelzpunkt von solchem Wert haben, daß die Dispersion bei der Temperatur stabil bleibt, bei der sie auf die Pappe aufgebracht wird. Das wachsartige Material kann direkt in der wäßrigen Lösung des Ligninsulfonatsalzes dispergiert werden. Bequemerweise kann man ferner zunächst eine wäßrige Dispersion des wachsartigen Materials mit Hilfe eines Dispergiermittels bilden, welches in bezug auf das Ligninsulfonatsalz inert ist, wonach diese Dispersion der Ligninsulfonatsalzlösung zugesetzt wird. Falls erwünscht, kann auch festes Ligninsulfonatsalz einer geeigneten wäßrigen Dispersion des wachsartigen Materials zugesetzt werden.

Geeignete wachsartige Materialien sind z. B. Paraffinkohlenwasserstoffe (Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40° C oder ein Polyäthylenwachs mit einem niedrigen Molekulargewicht) oder Fettalkohol (wie z. B. Cetylalkohol). Bevorzug-

terweise wird ein nichtionisches oberflächenaktives obiger Beschreibung hergestellten Dispersion auf die Mittel verwendet, um eine wäßrige Dispersion des Pappeüberflächen wurde eine Aufnahme von

wachsartigen Materials herzustellen. Die Menge an 24.5 g, m² auf der Pappe erzielt. Die Steigerung der

wachsartigem Material, welche in der Dispersion vcr- Querstcitheit der Pappe beträgt etwa 45° < > (320 bis wendet wird, liegt vorzugsweise zwischen 1 und 5 464 Tabcreinheiten).

2 Gewichtsprozent, bezoacn auf den Feststoffcehalt . .

der Dispersion. " " Be. spiel 2

Die wäßrige Dispersion von Ligninsulfonat und Eine Dispersion mit einer Zusammensetzung ce-

wachsartigem Material kann auf die Oberfläche der maß der im Beispiel 1 beschriebenen Dispersion wird Pappe durch eine Behandlung »in der Maschine« io hergestellt. Diese Dispersion wird zur Behandlung oder durch eine Behandlung »außerhalb der Ma- der unkaschierten Oberfläche einer weißen kaschierschine« aufgebracht werden. Vor der Behandlung ten Pappe mit einer Starke von 0,52 mm und einem kann die Pappe entweder teilweise oder vollständig Grur.dgewicht von 370 g'm- verwendet, wobei 7.5 getrocknet werden. Die wäßrige Dispersion wird vor- g'm'- Feststoffe aus der Dispersion aufgenommen zugsweise mittels einer Leimpre< ^. mittels eines Ka- 15 werden. Eine Probe der behandelten Pappe wird unlanderwasserkastens oder durch Sprühung auf die ter den Bedingungen konstanter tropischer Feuchtig-Pappe aufgebracht. Die Aufnahme der Dispersion keit und Temperatur (90"Zn RH/40 C) konditioduvch die Pappe hängt von der Aufbringungstempe- niert, und ihre Quersteifheit wird bestimmt. Die ratur, dem Feststoffgehalt der angewandten Disper- Quersteifheit der behandelten Pappe ist um 22" υ gesion, dem Grad der Verleimung der Pappe und der 20 genüber der Quersteifheit unbehandelter und unter Maschinengeschwindigkeit ab. ähnlichen tropischen Bedingungen equlibrierter

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her- Pappe verbessert.

gestellte Pappe besitzt eine verbesserte Steifheit und Eine weitere Probe dieser Pappe wird mit einer

Starrheit (selbst unter dem Einfluß von tropischen wäßrigen Lösung mit 35 Gewichtsprozent Calcium-Feuchtigkeitsbedingungen). Diese physikalischen 25 ligirrtsulfonat allein gemäß dem im Beispiel 1 beEigenschaften sind besser als bei ähnlichen Pappen, schriebenen Verfahren behandelt. Hierbei war jewelche nicht in derartiger Weise behandelt wurden. doch die Quersteifheit der behandelten Pappe bei Zum Beweis des technischen Fortschrittes wird auf 90⁰O RH/40^Q C niedriger als bei unbehandelter die nachstehenden Vergleichsversuche verwiesen. Pappe.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von 30 .

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Beispiel 3

20 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat mit 1Ο^υ/ο

Beispiel 1 Zuckerverunreinigung werden in 80 Gewichtsteilen

Wasser aufgelöst. 0,5 Gewichtsteile einer 40gewichts-

35 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat (enthal- 35 prozentigen wäßrigen Dispersion von Paraffinwachs tend lO"/o Zuckerverunreinigung) werden in 65 Ge- mit einem Schmelzpunkt von 40°C_s wobei 2 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 50° C wichtsprozent Calciumligninsulfonat, bezogen auf unter Rühren gelöst. 0,88 Gewichtsteile einer 40ge- das Gewicht des Wachses, als Dispergiermittel zugewichtsprozentigen wäßrigen Dispersion von Paraffin- setzt wurden, werden unter Rührung in diese Lösung wachs mit einem Schmelzpunkt von 40° C wurden 40 gegeben. Eine riefelbare Pappe mit einer Dicke von sodann in die Lösung eingerührt. Das Wachs wurde 0,21mm und einem Grundgewicht von 136 g/m² zuvor mit Hilfe von 2 Gewichtsprozent Calciumlig- wird auf einer Seite mit der so hergestellten Disperninsulfonat in wäßrige Dispersion gebracht. Die bei- sion bei 25^C C behandelt. Die Behandlung wird in den Oberflächen von unverleimter Pappe mit einem der Verleimpresse einer Pappenmaschine durchge-Grundgewicht von 670 g/m² und einer Dicke von 45 führt, wobei sich eine Feststoffaufnahme von 4 g/nr-1,01mm, welche ausschließlich aus rückgewonnener ergibt. Die behandelte Pappe wird bei 65 % Abfallpapierpulpe hergestellt wurde, wird mit der so RH/2C^C C konditioniert und sodann geriefelt. Das hergestellten wäßrigen Dispersion bei 38° C behan- geriefelte Material wird in einem Gaydonbruchprüfer delt. Die Dispersion wird mittels Kalanderwasserbe- einer Bruchprüfung unterworfen,
halter aufgebracht, wobei pro Oberfläche der Pappe 50 Es wurde festgestellt, daß die behandelte Pappe eine Behandlung erfolgt. Dabei ergibt sich eine Ge- Concora-Werte zeigt, die um 40 °/o höher lagen als samtaufnahme auf der Pappe von 10,5 g/m². diejenigen unbehandelter Pappe (22 bis 28,6 kg).

Eine Probe der behandelten Pappe wird unter den . .

Bedingungen konstanter relativer Feuchtigkeit (RH) Beispiel 4

und Temperatur (65⁰Zo RH/20 C) ins Gleichge- 55 20 Gewichtsteile Natriumligninsulfonat werden in wicht gebracht, und ihre Quersteifheit wird mit Hilfe 80 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst. Unter heftigem der in B. S. 3748/1964 beschriebenen Methode be- Rühren werden in diese Lösung 0 5 Gewichtsteile stimmt. Eine nicht behandelte Pappe des gleichen einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Dispersion Grundgewichts, welche ebenfalls von ähnlicher von Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von wiedergewonnener Abfallpapierpulpe auf der glci- 60 40° C gegeben.

chen Maschine und bei ähnlicher Produktionsge- Eine Pappe ähnlich der gemäß Beispiel 3 wird mit

schwindigkeit hergestellt wurde und unter ähnlichen der so hergestellten Dispersion behandelt, wobei sich Bedingungen der Feuchtigkeit und Temperatur kon- eine Feststorfaufnahme der Pappen von 4 g/m² erditioniert wurde, wird mit der behandelten Pappe gibt. Eine Probe der so behandelten Pappe wird geverglichen. Die behandelte Pappe zeigt einen Zu- 65 riefelt und ihre Concorawerte werden bestimmt. Es wachs an Quersteifheit von 27°/o (320 bis 406 Taber- wird festgestellt, daß die behandelte Pappe Concoraeinheiten). Durch \nwendung von zwei Wasserbe- werte aufweist, die etwa um 40% höher liegen als haltern pro Oberfläche bei Aufbringung der gemäß diejeniger einer Probe unbehandelter Pappe,

Beispiel 5

20 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat und 6 Gewichtsteile Kartoffelstärke werden in 74 Gewichtstcilen Wasser aufgelöst. Unter Rühren werden in diese Lösung 0,5 Gewichtsteile einer 40gc\vichtsprozcntigen wäßrigen Dispersion von Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40° C gegeben, wobei die Dispersion 2 Gewichtsprozent Calciumligninsulfonat, bezogen auf das Gewicht des Wachses, als Dispersionsmittel enthält. Eine riefelbare Pappe mit einer Stärke von 0,21 mm und einem Grundgewicht von 136 g/m² wird auf beiden Seiten bei 25° C mit der so hergestellten Dispersion behandelt. Die Dispersion wird in einer Verleimpresse einer Pappenmaschine aufgebracht, wobei sich eine Gesamtfeststoffaufnahme von 4 g/m² ergibt.

Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20° C wurde festgestellt, daß die so behandelte Pappe einen Starrheitswert (28 kg) aufweist, der um 30 % höher liegt als der Starrheitswert (23 kg) von ähnlicher unbehandelter Pappe.

Beispiel 6

30 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat werden in as 70 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 50° C aufgelöst. In diese Lösung werden sodann 0,75 Gewichisteile einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Wüchsdispcrsion eingerührt.

Eine weiße verleimte Pappe mit einem Grundgewicht von 378 g/m² und einer Stärke von 0,5 mm wird auf ihrer unkaschierten Fläche mit der so hergestellten Dispersion behandelt. Die Behandlung erfolgt mittels zweier Kalanderwasserkästen, und es ergibt sich eine Feststoffaufnahme von 7,5 g/m². Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20°C wird eine Quersteifheit gefunden, welche um 40 % (62 bis 87 Tabereinheiten) höher liegt als die Quersteifheit einer ähnlichen, jedoch unbehandelten weißen kaschierten Pappe, welche unter ähnlichen Bedingungen equilibriert wurde.

Beispiel 7

Eine wäßrige Dispersion wird gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt.

Eine Oberfläche einer Pappe mit einem Grundgewicht von 670 g/m² und einer Stärke von 1,01 mm, welche ausschließlich aus rückgewonnener Abfallpapierpulpe hergestellt wurde, wird mit Hilfe von Kalanderwasserb-bHltern mit der oben beschriebenen wäßrigen Dispersion zweifach behandelt. Es wird eine Feststoff aufnahme von 13,5 g/m² erzielt. Das so hergestellte Produkt wird mit einer weiteren Papprolle verbunden, welche in ähnlicher Weise behandelt wurde, so daß die behandelten Oberflächen nicht in Berührung miteinander kommen. Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20°C wird eine Steifheit des Verbundes gefunden, die in der Querrichtung um 50% und in der Maschinenrichtung um 27 % verbessert ist

stellte Pappe mit einem Grundgewicht von 395 g/m² und einer Dicke von 0,69 mm wird zweifach mit der 5 %igen Dispersion behandelt. Es werden die prozentuale Feststoffaufnahme und die Verbesserung der Steifheit in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung (gemessen bei 65% RH/20° C) bestimmt. Die erhaltenen Werte finden sich in der untenstehenden Tabelle. Dieses Experiment wird mit Proben der mit der 20 %igen und der 40 %igen wäßrigcn Dispersion behandelten Pappe wiederholt.

Behandlung 15 mit Dispersion »/0	Feststoff aufnahme Vo	Durch schnittliche Verbesserung der Steifheit in der Maschinen richtung »/0	Durch schnittliche Verbesserung der Steilheit in der Quer richtung »/0
ao 5	0,5 2,0 4,7	7,1 34,8 53,6	8,6 62,5 106,0
20
40

Beispiel 9

Eine Pappe mit Mittel- und Decklagen aus Abfallpapierpulpe, mit einer einzigen Kaschierung aus ungebleichten Kraftpapierfasern und einem Grundgewichi von 226 g/m² wird auf der unkaschierten Oberfläche mit einer wäßrigen Dispersion von 540 Gewichtsteilen Calciumligninsulfonat, 312 Gewichtsteilen Stärke und 5,4 Gewichtsteilen Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40° C behandelt. Dei Feststoffgehalt dieser wäßrigen Dispersion betrag! etwa 17 %. Es ergibt sich eine angenäherte Feststoffaufnahme von 4,5 % Calciumligninsulfonat/Wachs und 2,0 % (4,5 g/m²) Stärke.

Sodann wird die Starrheit einer Probe der behandelten und einer unbehandelten Pappe bestimmt. Die Starrheit der behandelten Pappe beträgt 29,4 kg, während die Starrheit der unbehandelten Pappe 26,8 kg beträgt.

Beispiel 10 Beispiel 8

Drei wäßrige Dispersionen werden hergestellt, welche 5 bzw. 20 bzw. 40 % des Calciumligninsulfonats gemäß Beispiel 1 und 1 Gewichtsprozent Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40° C, bezogen auf das Gewicht des Ligninsulfonats, enthalten.

Eine ausschließlich von Abfallpapierpulpe hergeWeiße kaschierte Schrenz- oder Speltpap->e mil einem Grundgewicht von 295 g/m² und einer Stärke von 0,44 mm wird mit einer wäßrigen Dispersion mil 40 Gewichtsprozent Calciumligninsulfonat und 1 Gewichtsprozent Paraffinwachs, bezogen auf das Gewicht des Calciumligninsulfonats, behandelt Die unkaschierte Oberfläche der Pappe wird einer einziger Behandlung mit dieser Dispersion unterworfen. Di( prozentuale Feststoff aufnahme beträgt 2,7° 0 (8,1 g/m²). Die behandelte Pappe zeigt eine Steigerung der Quersteifheit um 35 %.

Eine Probe der weißen kaschierten Schrenz- odei Speltpappe wird ferner mit einer wäßrigen Disper sion mit 40 Gewichtsprozent Calciumligninsulfona und 20 Gewichtsprozent Paraffinwachs, bezogen au das Gewicht des Calciumligninsulfonats, behandelt Die behandelte Pappe zeigt eine Zunahme der Quer steilheit um 23 °/o. Es wird ferner eine Zunahme de Wasserbeständigkeit der Pappe um 25 % erzielt, ver glichen mit einer gemäß dem ersten Teil dieses Bei spiels behandelten Pappe.

Eine weitere Probe der weißen kaschierte! Schrenz- oder Speltpappe wird mit ciaer wäßrige»

Dispersion einer Wachsmenge äquivalent der im obigen Experiment verwendeten behandelt. Die Feststoffaufnahme beträgt 2 "/<> (6 g/m²)· Die behandelte Pappe zeigt eine Abnahme der Quersteifheit um 9°/o. Bei Wiederholung dieses Experiments unter Bcdingur.gen, die zu einer Feststoffaufnahme von 4 % führen, wird eine Abnahme der Quersteifheit um 14% beobachtet.

Vergleichsversuche

Sechs Probestücke von 33 χ 22,9 cm aus frisch hergestellter Pappe mit einem Grundgewicht von 558 g/m² und 0,835 mm Dicke wurden aus einer Cellulosepulpe hergestellt, welche vollständig aus Altpapier gewonnen worden war. Eine Oberfläche von jedem dieser Probestücke wurde zunächst mit Wasser behandelt und anschließend an der Luft trocknen gelassen.

Dann wurde eine wäßrige Dispersion hergestellt, welche 1,2 Gewichtstcile Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 40° C in 60 Gewichtsteilen Wasser enthielt. Das Paraffinwachs wurde im Wasser unter Zuhilfenahme von 2% Calciumligninsulfonat, bezogen auf das Gewicht des Wachses, dispcrgiert. Ein Teil dieser wäßrigen Dispersion wurde auf die an Luft getrockneten Pappeprobestücke aufgegeben und der Jberschuß mittels einer »Meyer-Stange« entfernt. Proben der behandelten Pappe in einer Größe von 20,3 X 17,8 cm wurden dann ausgeschnitten, bei 105 C getrocknet und gewogen.

Ein Vergleich einer gewogenen Standardprobe der Pappe vor und nach der Behandlung mit der wäßrigen Wachsdispersion zeigt, daß eine Feststoffaufnahme von 1,5 g/m² der Pappe erfolgt war.

Die behandelten Probestücke wurden bei 65 % relativer Luftfeuchtigkeit/20⁰ C bis zur Gleichgewichtscinsteliung gelagert, dann wurden vier Teststücke aus jeder Probe ausgeschnitten. Der Rest der Probestücke wurde bei 90°/o relativer Luftfeuchtigkeit/34⁰ C bis zur Gleichgcwichtscinstellung gelagert und weitere vier Teststücke ausgeschnitten. Die Steifigkeit in Querrichtung (C. D.) und in der Maschinenrichtung (M. D.) von jedem im Gleichgcwichtszustand befindlichen Teststück wurde entsprechend der in der Norm B. S. 3748/1964 beschriebenen Methode bestimmt. Die Durchschnittswerte der Steifigkeit sind in der folgenden Zusammenstellung aufgeführt:

IO	Unbehandeltc Pappe,	C.D.-	M.D.-
	konditioniert bei 65%	Stcifigkcit	Steifigkeit
15 r. F./20° C
behandelte Pappe,
konditioniert bei 65%	194	901,5
r. F./20°C
unbehandeltc Pappe,
²⁰ konditioniert bei 90%	190	890
r. F./34°C
behandelte Pappe,
konditioniert bei 90%	157	685,5
_, r.F./34"C

165	740

Aus diesen Versuchen ergibt sich, daß eine Behandlung mit einer Dispersion, weiche zu einem überwiegenden Teil aus Paraffinwachs und nur zu einem geringen Anteil Ligninsulfonate!? besteht..

keine irgendwie bemerkenswerte Verbesserung der C. D.-Slcifigkeit bewirkt, weder nach der Gleichgcwichtscinstellung unter normalen Bedingungen noch nach der Gleichgewichlscinstellung bzw. Konditionierung bei 90 % relativer Luftfeuchtigkeit^⁰ C.

Demgegenüber werden bei Anwendung der erfindungsgemäßen Dispersion, d. h. einer Dispersion, die einen größeren Anteil von Ligninsulfonatsalz und einen kleineren Anteil eines hydrophoben, wachsartigen Materials enthält, überraschende Verbesserungen erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Behandeln von Pappe, wobei mindestens eine Oberfläche der Pappe mit einer 5- bis oOgewichtsprozentigen. wäßrigen Dispersion eines wasserlöslichen Ligninsulfonatsalzes und eines hydrophoben, wachsartigen Materials behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion, deren Feststoffaehalt zu 95 bis 99 Gewichtsprozent aus einem wasserlöslichen Ligninsulfonatsalz und zu 5 bis 1 Gewichtsprozent aus einem hydrophoben, wachsartigen Material besteht, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion, deren Feststoffgehalt neben 47,5 bis 95 Gewichtsprozent aus einem wasserlöslichen Ligninsulfonatsalz und 5 bis 1 Gewichtsprozent aus einem hydrophoben, wachsartigen Material noch zu 47.5 bis 4 Gewichtsprozent aus einem in Wasser quellbaren, hochmolekularen Polysaccharid besteht, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion, deren Feststoffgehalt 20 bis 40 Gewichtsprozent beträgt, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophob: s, wachsartiges Material ein Paraffinwachs verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dispersion an hydrophobem, wachsartigem Material 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, verwendet werden.