DE2108658A1

DE2108658A1 -

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Publication number: DE2108658A1
Application number: DE19712108658
Authority: DE
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1971-02-24
Publication date: 1972-09-07
Also published as: FR2127638A5; IT949417B

Description

Verfahren zur Herstellung, von mehrlagigem Karton mit erhöhter Lagenfestigkeit.Method of manufacturing, of multi-ply cardboard with increased layer strength.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenkarton mit erhöhter Lagenfestigkeit durch Aufeinandergautschen der noch feuchten Einzellagen. M The invention relates to a method for producing multi-layer cardboard with increased layer strength by huddling the still moist individual layers on top of one another. M.

Bei der Kartonherstellung werden üblicherweise die auf mehreren Lang- und/oder Rundsieben gefertigten Einzellagen in noch feuchtem Zustand zusammengegautscht. Durch den noch feuchten Zustand der Einzellagen wird in der Übergangszone der ein2elnen Lagen zueinander eine genügende Verfilzung und dadurch eine ausreichende Festigkeit auch zwischen den Einzellagen erzielt. Der Begriff Lagenfestigkeit umfaßt sowohl die Festigkeit zwischen den Einzellagen als auch die Festigkeit innerhalb einer Einzellage und ist der Wert, der bei Qualitäts-Kontrollen nach feststehenden Normen gemessen wird.In cardboard production, the individual layers produced on several long and / or round wires are usually still Couched together in a damp state. Because of the still damp The condition of the individual layers is in the transition zone of the individual Layers to one another have sufficient matting and therefore sufficient strength, also between the individual layers achieved. The term layer strength includes both the strength between the individual layers and the strength within a single layer and is the value that is measured in quality controls according to established standards.

Die Anforderungen, die an die Lagenfestigkeit solcher Mehrlagenkartons gestellt werden, sind jedoch sehr vielgestaltig und werden immer höher, weil die Verarbeitungsmaschinen für solchen Karton, wie Stanz-, Rill- und Falzvorrichtungen, Faltschachtelaufrichte- und Klebemaschinen und insbesondere die Druckwerke mit immer höheren Arbeitsgeschwindigkeiten arbeiten. Auch für die Verarbeitung in Extrusionsbeschichtungsanlagen ist eine gute Lagenfestigkeit von entscheidender Bedeutung. Außerdem werden häufig noch zusätzliche Eigenschaften wie ausreichende Standfestigkeit, genügende Naßfestigkeit und gute Gasdurchlässigkeit gefordert.The requirements placed on the layer strength of such multilayer cardboard are made, however, are very diverse and are always higher, because the processing machines for such Cardboard, such as punching, creasing and folding devices, folding box erecting and gluing machines and in particular the printing units work at ever higher working speeds. There is also one for processing in extrusion coating systems good layer strength is crucial. In addition, additional properties such as sufficient Stability, sufficient wet strength and good gas permeability are required.

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Es ist in gewissem Umfang möglich, die Lagenfestigkeit dadurch zu verbessern, daß man mehr Zellstoff einsetzt, Stoff von höherem Mahlgrad benutzt, den Aschegehalt reduziert oder mit mehr Feuchtigkeit in den Einzellagen fährt. Allen djesen vorbekannten Maßnahmen ist aber gemeinsam, daß sie wesentlich aufwendiger sind, indem sie entweder erhöhte Stoffkosten erfordern oder die Laufgeschwindigkeit der Kartonmaschine beträchtlich herabgesetzt ist.It is possible to some extent to improve the ply strength by using more pulp, cloth used with a higher degree of grinding, reduced the ash content or with more moisture in the individual layers. All djesen Commonly known measures, however, are that they are much more complex, in that they either increase material costs require or the running speed of the board machine is considerably reduced.

Überraschenderweise wird es durch die nachfolgend näher beschriebene Erfindung möglich, eine Verbesserung in all den oben aufgezeigten Eigenschaften zu erzielen, ohne daß Nachteile bei anderen Eigenschaften oder ungünstige Arbeitsbedingungen in Kauf genommen werden müssen. Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenkarton mit erhöhter Lagenfestigkeit durch Aufeinandergautschen der feuchten Einzellagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf jene Seite mindestens einer feuchten Einzellage, die mit ein oder zwei weiteren Einzellagen zusammengegautscht wird, unmittelbar vor dem Zusammengautschen eini Bindemitteli'i nicht vollflächig aufgetragen wird.Surprisingly, it is described in more detail below by the Invention possible to achieve an improvement in all of the properties indicated above, without disadvantages have to be accepted in the case of other properties or unfavorable working conditions. The invention consists in a process for the production of multi-layer cardboard with increased layer strength by couching the moist individual layers, which is characterized in that on that side at least one moist individual layer that is with one or two further individual layers are squeezed together, immediately before the squeezing together a binderi'i is not applied over the entire surface.

Dabei kommt dem Merkmal der Mitverwendung von Bindemitteln deshalb so große Bedeutung zu, weil damit erreicht wird, daß nicht nur die Gautschfestigkeit des Kartons erhöht wird, d.h. die Festigkeit zwischen den einzelnen Lagen, sondern auch die Spaltfestigkeit, d.h. die Festigkeit innerhalb der einzelnen Lagen. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte technische Effekt ist so groß, daß bei Spaltproben an dem Mehrlagenkarton die Aufspaltung meist nicht zwischen den einzelnen Kartonlagen erfolgt, wie das üblicherweise der Fall ist, sondern innerhalb einer Lage. So hat sich durch das erfindungsgemäße Verfahren die Spaltfestigkeit um 30 bis I50 % erhöhen lassen, wobi der erzielte technische Effekt natürlich jeweils von denThe feature of using binders is so important because it not only increases the compression strength of the cardboard, ie the strength between the individual layers, but also the splitting strength, ie the strength within the individual layers. The technical effect achieved by the method according to the invention is so great that, in the case of splitting samples on the multilayer cardboard, the splitting usually does not take place between the individual cardboard layers, as is usually the case, but within one layer. The method according to the invention has enabled the splitting strength to be increased by 30 to 150% , with the technical effect achieved naturally depending on the

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stofflichen Eigenschaften der zu vergautschenden Einzellagen, den Eigenschaften des Bindemittels und der Auftragsmenge abhängt.material properties of the individual layers to be digested, the properties of the binder and the amount applied depends.

Der nicht vollflächige Auftrag des Bindemittels ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, weil sich dadurch das Volumen und die Oasdurchlässigkeit weitgehend erhalten lassen und auch erhebliche Vorteile bei der Herstellung verbunden sind, die insbesondere darin liegen, daß durch Verhinderung einer geschlossenen Schicht in der Trockenpartie das eingeschlossene Wasser gut und ungehindert entweichen kann. Die erfindungsgemäße Mitverwendung von Bindemitteln erlaubt es sogar die Maschinengschwindigkeit zu erhöhen und Trockenkapazität - einen der chronischen Engpässe einer Kartonfabrik - einzusparen oder durch höhere Geschwindigkeit besser zu nutzen, weil nach dem Verfahren der Erfindung die Einzellagen in stärker entwässertem Zustand zusammengegautscht werden können, als das ohne Mitverwendung von Bindemitteln möglich ist.The not all-over application of the binding agent is an essential one Feature of the method according to the invention, because this largely increases the volume and the oas permeability can be obtained and considerable advantages are associated with the production, which are in particular that by preventing a closed layer in the dryer section, the trapped water can escape easily and unhindered can. The use of binders according to the invention even makes it possible to increase the machine speed and drying capacity - one of the chronic bottlenecks in a cardboard factory - to save or through higher speed better to use because, according to the method of the invention, the individual layers coogged together in a more dehydrated state than is possible without the use of binders.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es dadurch möglich wird, Einzellagen zusammenzugautschen, die sonst nicht befriedigend zu vereinigen gewesen sind. So erlaubt es das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise auch, von zwei benachbarten Bahnen Jeweils die Siebseiten zusammenzugautschen. Das war bei der bisherigen Kartonherstellung deshalb nicht möglich, weil die Siebseiten - bedingt durch die Technik der Papier- und Kartonherstellung - an Peinststoff verarmt sind und in größerem Ausmaße grobe Pasern enthalten, die Feinststoffe aber bisher für die Verbindung der figen untereinander unbedingt erforderlich waren. Aus djssem Grunde war man häufig in den apparativen Möglichkeiten bei einer Kartonmaschine weitgehenden Einschränkungen unterworfen. Durch^die erfindungsgemäße Verwendung von Bindemitteln auf mindestensA very important advantage of the invention is that it is possible to put together individual layers that otherwise could not have been combined satisfactorily. So it allows the method according to the invention, for example, from two adjacent lanes each side of the sieve to be pressed together. That was why that was the case with the previous cardboard production not possible because the sieve sides - due to the technology of paper and cardboard manufacture - are depleted in Peinststoff are and contain coarse fibers to a greater extent, but the finest materials have so far been used to connect the figures to one another were absolutely necessary. For this reason one was often in the equipment possibilities with a cardboard machine subject to extensive restrictions. By ^ the inventive use of binders to at least

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einer Seite zweier zusammenzugautschender Lagen wird zusätzliche Festigkeit erzielt, so daß dadurch die Verarmung an Peinststoff in Kauf genommen und durch die Wirkung des Bindemittels ersetzt weden kann.one side of two layers to be rubberized together additional strength is achieved, so that thereby the impoverishment Peinststoff accepted and due to the effect of the binding agent can be replaced.

An einem solchen Karton, bei dem beide Siebseiten gegeneinandergegautscht sind, besteht ein großes technisches Interesse, weil dadurch eine geschlossenere und glattere Oberfläche erhalten wird, die als solche besser bedruckbar ist.On such a cardboard box in which both sides of the sieve squeeze against each other are, there is a great technical interest because it creates a more closed and smoother surface is obtained, which is better printable as such.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ganz generell die Verwendung von Einzellagen, die in ihrer stofflichen Zusammensetzung weniger aufwendig sind als bisher, also beispielsweise einen höheren Aschegehalt haben können oder weniger Zellstoff und einen geringeren Mahlgrad benötigen.The method according to the invention allows its use quite generally of individual layers whose material composition is less expensive than before, for example may have a higher ash content or require less pulp and a lower grind.

Als Bindemittel kommen insbesondere Polysaccharide, wie Stärke, Mannogalactane, Al^nsEure^^IrlSolyllni^l^fSllyund SoJaprotein in Betracht. Als bevorzugt geeignet erwiesen sich kationische Bindemittel, darunter insbesondere kationische Stärkederivate. Solche Stärkederivate werden beispielsweise in bekannter Weise so gewonnen, daß man Stärke mit Stoffen umsetzt, durch die in die Stärke ein Stickstoff, Schwefel oder Phosphor enthaltender lcationischer Rest eingeführt wird. Der Vorteil kationischer Bindemittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beruht wahrscheinlich darin, daß beim Auftrag, insbesondere nach dem weiter unten beschriebenen Sprühauftrag, die positiv aufgeladenen Bindemittelteilchen durch den üblicherweise durch Alaun anionischen Papierstoff mit seiner negativen Ladung sofort fixiert werden und dadurch der punktweise, d.h. nicht vollfläehige Auftrag des Bindemittels gewährleistet wird.In particular, polysaccharides such as starch, mannogalactans, alumina acid, IrlSolyllni ^ l ^ fSlly and soya protein are used as binders into consideration. Proven to be particularly suitable cationic binders, including in particular cationic starch derivatives. Such starch derivatives are for example in As is known, obtained by reacting starch with substances through which a nitrogen, sulfur or phosphorus is added to the starch containing cationic residue is introduced. The advantage of cationic binders in the inventive The method is probably based on the fact that when applying, especially after the spray application described below, the positively charged binder particles due to the paper stock, which is usually anionic due to alum, with its negative Load can be fixed immediately and thus the point-by-point, i.e. not full-surface application of the binding agent is guaranteed will.

Pur die Erzielung einer guten Lagenfestigkeit sind bereits geringe Mengen an Bindemittel ausreichend. Die BindemittelmengeThe achievement of a good layer strength is already low Amounts of binding agent are sufficient. The amount of binder

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liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 5,0 g/m Paserstoffbahn,is expediently between 0.5 and 5.0 g / m of fiber web,

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vorzugsweise bei 0,5 bis 1,5 g/m . Die optimalen Werte der stofflichen Zusammensetzung des Bindemittels , seiner Viskosität und Konzentration werden weitgehend von der erfoderlichen Klebkraft, der Versprühbarkeit und ähnlichen Faktoren bestimmt.2
preferably 0.5 to 1.5 g / m 2. The optimal values of the material composition of the binder, its viscosity and concentration are largely determined by the required adhesive strength, the sprayability and similar factors.

Bei niedrigeren Bindemittelmengen ist die zusätzlich erreichte Festigkeit zu gering, höhere Bindemittelmengen machen den Mehrlagenkarton unnötig teuer und haben darüberhinaus den Nachteil, daß sich eventuell eine zusammenhängende Bindemittelschicht bildet, die die Entwässerung und Trocknung behindert, Volumen und Gasdurchlässigkeit vermindert und Falzzahl und andere mechanische Eigenschaften des Mehrlagenkartons herabsetzt. With lower amounts of binder, the additional strength achieved is too low; higher amounts of binder do the job Multi-ply cardboard unnecessarily expensive and also have the disadvantage that there may be a cohesive binder layer forms, which hinders drainage and drying, reduces volume and gas permeability and folds and degrades other mechanical properties of the multilayer cardboard.

Als bevorzugtes Verfahren zun^Auftrag des Bindemittels hat sich das Aufsprühen aus einer wässrigen Lösung oder Dispersion erwiesen, insbesondere bei kationischen Bindemitteln. Damit ist eine sehr feine und gleichmäßige Verteilung des Bindemittels in trotzdem diskreten Teilchen möglich, wie sich durch Anfärben einfach nachweisen läßt. Der Sprühauftrag erfolgt dabei durch ein quer über die Maschinenbreite angeordnetes Sprührohr, dessen Entfernung von und dessen Neigung zu der zu besprühenden Fläche, und dessen Düsenzahl von einer Reihe von Faktoren wie Msschinengeschwindigkeit, Konzentration und Viskosität, aber auch von der stofflichen Zusammensetzung des Bindemittels und der Faserstoffbahn anhängig sind.The preferred method for applying the binder has proven to be spraying on from an aqueous solution or dispersion has been proven, especially in the case of cationic binders. So is A very fine and even distribution of the binder in discrete particles is possible, as can be achieved by staining can be easily proven. The spray is applied through a spray tube arranged across the width of the machine, its distance from and inclination to the surface to be sprayed, and its number of nozzles by a number of factors such as machine speed, concentration and viscosity, but also on the material composition of the binder and the fibrous web are pending.

Ein weiteres vorteilhaftes Auftragsverfahren für das Bindemittel ist der pulverförmige Auftrag, bei dem durch die Pulverform der nicht vollflächige Auftrag garantiert wird. Dieses Verfahren eignet sich dadurch auch für nicht kationischeAnother advantageous application method for the binder is powder application, in which the powder form the not full-surface application is guaranteed. This method is therefore also suitable for non-cationic ones

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Bindemittel, wie Carboxyraethylcellulose. Vorteilhaft beim Auftrag von Bindemittel in Pulverform ist, daß überhaupt keine zusätzliche Flüssigkeit verdampft werden muß.Binders such as carboxyraethyl cellulose. Advantageous with Application of binder in powder form means that no additional liquid has to be evaporated at all.

Sin erheblicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß es direkt in den Kartonherstellungsprozeß einbezogen werden kann und durch geringfügige Einbauten auch in jeder bereits vorhandenen Kartonmaschine angewandt werden kann.A significant advantage of the procedure is that it can be included directly in the cardboard manufacturing process and, through minor built-in components, in each of them existing board machine can be used.

Der Auftrag des Bindemittels kann sowohl auf die zusammenzugautschende Seite der Decklagen oder auf die Zwischenlagen - bei diesen gegebenenfalls auch beidseitig - erfolgen, erforderlichenfalls auch auf Deck- und Zwischenlagen. Da sich beim Zusammengautschen das aufgetragene Bindemittel in jedem Fall innerhalb der mehrlagigen Kartonbahn befindet, wird ein Kleben des Bindemittels an den Pressen verhindert. Bevorzugt ist der Auftrag auf die Innenseite der Decklage, weil dabei gleichzeitig die mit Rücksicht auf die Weiterverarbeitung so wichtige Festigkeit in der Decklage erhöht wird.The application of the binding agent can be applied to the joint to be rubberized Side of the top layers or on the intermediate layers - if necessary, also on both sides - if necessary also on top and intermediate layers. Since the applied binding agent is in each If it is inside the multilayer cardboard web, the binding agent is prevented from sticking to the presses. Preferred is the order on the inside of the top layer, because at the same time it takes into account the further processing so important strength in the top layer is increased.

Das Verhältnis der mit Bindemittel bedeckten zu der noch freien Oberfläche läßt sich durch einfache Maßnahmen in weiten Grenzen variieren, so daß das Verfahren eine große Variationsbreite hinsichtlich der gewünschten und erzielten Eigenschaften hat und weitgehend den Anforderungen angepaßt werden kann, die jeweils bei einer bestimmten Kartonsorte gestellt werden.The ratio of the surface covered with binder to the surface that is still free can be increased by simple measures Limits vary, so that the process has a wide range of variation in terms of the properties desired and achieved has and can largely be adapted to the requirements that are made in each case for a particular type of cardboard.

Wie bereits beschrieben, erfolgt der Auftrag des Bindemittels auf die feuchte Einzellage bzw. -lagen unmittelbar vor dem Zusammengautschen. Das hat den Vorzug, daß die übliche Gautschwirkung, d.h. Verfilzung in den Oberflächenbereichen der Einzellagen weitgehend erhalten bleibt und daß durch den AuftragAs already described, the binding agent is applied to the moist individual layer or layers immediately before the Couch. This has the advantage that the usual couching effect, i.e. felting in the surface areas of the individual layers is largely preserved and that by the order

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est unmittelbar vor dem Zusammengautschen eine zu weitgehende Peroration und Verteilung zu einer zusammenhängenden Schicht vermieden wird.est too extensive immediately before the coagulation Peroration and distribution to form a coherent layer is avoided.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel einer zweilagigen Tapete näher beschrieben, ohne daß das Verfahren auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Das Beispiel zeigt auch,, daß der Begriff Mehrlagenkarton weit auszulegen ist und alle mehrlagigen faserigen Flächengebilde mit höheren Flächengewichten umfaßt.The method according to the invention is described in more detail below using the example of a two-layer wallpaper, without the method is limited to this embodiment. The example also shows, that the term multilayer cardboard should be interpreted broadly and includes all multilayer fibrous fabrics with higher basis weights.

Example:

Aus einer 5 #igen wässrigen Lösung einer kationenaktiven, kaöfcwasserlöslichen Stärke (AmiJeI M 10 von Maizena) werden mittels Sprühdüsen (Airless) 0,9 g/m auf die Unterlage einer Duplex-Tapete aufgesprüht.From a 5 # aqueous solution of a cation-active, kaöfcwasser-soluble Starch (AmiJeI M 10 from Maizena) are by means of Spray nozzles (airless) 0.9 g / m sprayed onto the base of a duplex wallpaper.

2 Das Flächengewicht der Unterlage beträgt dabei ca 90 g/m2 The weight per unit area of the underlay is approx. 90 g / m 2

ο ■ und das Flächengewicht der Decke ca 70 g/m . Der Sprühdruckο ■ and the weight per unit area of the ceiling approx. 70 g / m. The spray pressure

2 der Anlage wird konstant auf 3 kg/cm gehalten. Die Entfernung der Sprüheinrichtung von der Oberfläche der Bahn beträgt ca. 200 mm, und sie steht in einem Winkel von ungefährt 4o° zur ablaufenden Unterlagen-Bahn.2 of the plant is kept constant at 3 kg / cm. The distance the spraying device from the surface of the web is approx. 200 mm, and it is at an angle of approximately 40 ° to the running underlay web.

Die Messung der Spaltfestigkeit wurde nach der Abzugsmethode (Brecht-Bauer) vorgenommen; der Wert lag ohne Sprühbehandlung bei 110 g. Duplex-Tapete in der oben beschriebenen Weise besprüht, zeigte den Wert von l60 g an, was einer Steigerung der Spaltfestigkeit von über 40 % entspricht. Dabei ist zu bemerken, daß das Spalten nicht mehr zwischen beiden Lagen eintritt, sondern am schwächsten Punkt innerhalb einer der beiden Lagen.The splitting strength was measured using the pull-off method (Brecht-Bauer); the value was 110 g without spray treatment. Duplex wallpaper sprayed in the manner described above showed a value of 160 g, which corresponds to an increase in the peel strength of over 40 % . It should be noted that the splitting no longer occurs between the two layers, but rather at the weakest point within one of the two layers.

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Claims

12,114

Applicant: Feldmühle Aktiengesellschaft 2108658 4 Düsseldorf-Oberkassel, Pritz-Vomfelde-Platz 4

Appendix to the input from I9.2.I97I

Patent claims -

Process for the production of multilayer cardboard with increased layer strength by looking at one another with moist Individual layers, characterized in that on that side at least one moist individual layer, which is with an or two further individual layers are couched together, but not a binding agent immediately before they are couched together is applied over the entire surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that polysaccharides or proteins and their derivatives are used as binders Find use.

3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that that cationic binders are used.

4. The method according to any one of claims 1 to J5 * characterized by

shows that the amount of binder is 0.3 to 5 g / m fiber orbit is.

5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that that the binder is sprayed on.

6. The method according to any one of claims 1 to 5 *, characterized in that that the binder is applied in powder form.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the binder applied to the sieve side of at least one of the layers to be rubberized together and this is squeezed together with the sieve side of another layer,

8. The method according to any one of claims 1 to 7 *, characterized in that that the binder is applied to the inside of the cover layers.

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