DE2426103A1

DE2426103A1 - Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von wellpappe

Info

Publication number: DE2426103A1
Application number: DE19742426103
Authority: DE
Inventors: Leroy C Hofmann; Chester P Kulesza; James A Lock
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1975-01-02
Also published as: BE815527A; NL7406690A; FR2231515A1; GB1471436A; JPS5020897A; IT1014239B; FI163674A; DK287774A; SE7407030L; LU70190A1; IL44900A0; US3936339A; CA1004585A; IL44900A; ES426703A1

Description

¹¹ Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Wellpappe "

Priorität: 29. Mai 1973, V.St.A. Nr. 36h 547

Die Erfindung betrifft ein wirtschaftliches, kontinuierliches Verfahren zum Einarbeiten von Zusatzstoffen während der Herstellung von Wellpappe. Das Verfahren ist besonders zur Herstellung von Wellpappe geeignet, die eine außerordentlich gute Naßfestigkeit bzw. Feuchtfestigkeit hat. Zusätzlich können z.B. flammheraraende Mittel, feuerhemmende Mittel _f Fungicide, die Bildung von Schimmel unterdrückende Mittel oder Insektizide in die Wellpappe in dem kontinuierlichen Verfahren eingearbeitet v/erden.

Bei. der Herstellung von Wellpappe ist es üblich, die mit Wellen versehene Anordnung dadurch herzustellen, daß eine Welle zwischen zwei unter- Abstand, liegenden Deckschichten in einer Wellpappenpresse untergebracht wird. Die Wellpappe wird dann in Stücke oder Zuschnitte zur Lagerung zugeschnitten und mit Knick-.linien versehen, damit Behälter für den Versand von Waren her-

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gestellt v/erden können. 2426103

Während herkömmliche Wellpappe; unter Norraalbedingungen ein ausgezeichnetes Verpackungsmaterial darstellt, ist diese Art von Material normalerweise verhältnismäßig unbefriedigend, wenn es Bedingungen ausgesetzt ist, die durch eine hohe Feuchtigkeit oder Nässe gekennzeichnet sind, wie sie beispielsweise beim Versand von Produkten, wie angerichtetem C-cflügel oder dergleichen, die in Eis verpackt sind, auftreten. Wenn die Wellpappe Wasser oder Wasserdampf ausgesetzt wird, läßt die Festigkeit der Wellpappe rasch nach, so daß sie in einer -verhältnismäßig kurzen Zeit vollständig zusammenbricht oder wenigstens ihre Festigkeit und Starrheit verliert. Ferner ist die Wellpappe dann dem Angriff von Feuer, Schimmel, Pilzen oder Insekten leichter ausgesetzt, Man hat lange nach einem vd.rksamen Weg gesucht, um Zusatzstoffe in Wellpappe einzuarbeiten, die diesen Einflüssen entgegenwirken«

Zur Lösung dieses Problems wurde daher viel Zeit und Mühe ver~ wendet. Ein Versuch zur Lösung des Problems des Feuchtigkeitsangriffs besteht darin, die Deckschicht und die Welle mit einem Wachsmaterial zu imprägnieren, um eine Wasserbarriere zu bilden, und danach die Wellpappe herzustellen. Dieser Versuch war jedoch nicht erfolgreich, weil die mit Wachs imprägnierte Deckschicht und die mit Wachs imprägnierte Welle keine befriedigenden Barrieren gegen das Eindringen von Wasserdampf in die Wellpappe bilden. Daher entsprachen die Eigenschaften im Gebrauch nicht den Erwartungen.

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Ein anderer Versuch, dieses Problem zu lösen, bestand darin, die Wellpappe herzustellen und sie dann mit einem Wachs zu imprägnieren. Dieser Versuch war jedoch nicht befriedigend, weil Wasserdampf immer noch in die Wachsbeschichtung der Wellpappe eindringen kann* Ein weiterer Versuch bestand darin, eine Mischung aus wachsverträglichen Copolymerisaten als Überzug für die entsprechenden Elemente von Wellpappenbehältern zu verwen-' den (GB-PS 957 933).

Es wurden auch andere Versuche unternommen, Wellpappe mit besseren Naßfestigkeits- oder Feuchtfestigkeits-Eigenschaften herzustellen. Diese Versuche waren jedoch auch weniger als befriedigend. Diese Verfahren bestanden im wesentlichen darin, daß die fertige Wellpappe oder das Wellenmaterial vor dem Wellenpressen und Zusammenfügen zu der Wellpappe mit einem Kunstharz imprägniert wurde.

Ein Verfahren zum Imprägnieren der fertigen Wellpappe mit einem Kunstharz ist dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Imprägnier-Kunstharz in die offenen Enden fertiggestellter Wellpappen eingegossen v/erden. Die Kunstharze können an den anderen Enden auslaufen. Ein anderes Verfahren zur Behandlung fertiger Wellpappe ist in der US-PS 3 523 058 beschrieben.

Es sind auch bereits Versuche unternommen worden, kontinuierliche Verfahren zur Behandlung mit Kunstharzen anzuwenden. (kanadische Patentschrift 849 480). Diese Verfahren sind - jedoch für die kommerzielle Herstellung nicht befriedigend, weil es bei der Herstellung eines gleichförmig mit Kunstharz im-

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prägnierten Wellenmaterials Schwierigkeiten gibt.

In der GB-PS 1 039 540 ist ein Verfahren zum Beschichten von Materialien mit einem Schaumstoff "beschrieben, der aus einer Beschichtungsmssse hergestellt ist. In dieser Patentschrift ist jedoch keine Anregung enthalten, wie die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Wellpappe überwunden werden können, bei der Zusatzstoffe in die Wellpappe.eingearbeitet sind.

Wenn die Kunstharzimprägnierung vor dem Wellenpressen der Welle durchgeführt wird, haftet im allgemeinen die Welle an den Riffelv;alzen, und die Wellpappe bricht während der Herstellung der Pappe. Wenn die Kunocharzimpx^agnierung nach dem Wellenpressen versucht wird, ist es bisher nicht möglich, die Pappe mit einer gewissen Gleichförmigkeit zu imprägnieren. Daher haben bisherige Versuchender kontinuierlichen Imprägnierung mit einem Kunstharz nicht zu einer gleichförmigen Imprägnierung geführt..

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein wirkungsvolles, wirtschaftliches, kontinuierliches Verfahren zum Imprägnieren von Wellpappe mit einem Zusatzstoff zu ,schaffen, um der Wellpappe eine hohe Naßfestigkeit zu verleihen.

Dazu besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß ein kollabierbarer Schaum aus einer Dispersion oder Lösung aus dem entsprechenden Zusatzstoff auf die Welle und vorzugsweise die Deckschicht während dem kontinuierlichen Zusammenfügen der Wellpappe aus der Welle.und den Deckschichtteilen aufgebracht wird. Als kollabierbarer Schaum wird im folgenden

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ein Schaum bezeichnet, der nach einer gewissen Zeit zusammenbricht oder zum Zusammenbrechen gebracht werden kann. Durch das kontinuierliche Verfahren zum Imprägnieren von Wellpappe mit einem imprägnierenden, kollabierbaren Schaum aus einer Dispersion aus einem Kunstharz erhält die Wellpappe eine gute Naßfestigkeit. Dabei ist vorteilhaft, daß die Wellpappe eine ausgezeichnete, gleichförmige Naßfestigkeit auf der gesamten Fläche der Wellpappe hat.

Durch die Erfindung wird demnach ein wenig kostspieliges,wirksames, kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Wellpappe und zum Einarbeiten eines Zusatzstoffes in die Wellpappe angegeben, wodurch zum Beispiel außerordentlich gute Naßfestigkeit;

Feuchtfestigkeit, feuerhemmende, flammhemmende, fungicide, schimmelhemmende oder insektizide Eigenschaften erzielt werden. Ferner hat die fertige Wellpappe außerordentlich gute Testeigenschaften, wenn sie auf Flachdrücken, Kompression einer kurzen Säule, Trockenstapelfestigkeit usw. untersucht wird. Das Verfahren liefert eine Wellpappe, deren Bestandteile gleichförmig mit Kunststoff imprägniert sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Welle mit einem kollabierbaren Schaum aus einer Lösung oder einer Dispersion des Zusatzstoffes, zum Beispiel mit einein/wasser- und feuchtigkeitsbeständigen Kunstharz , einem feuerheramenden Mittel, einem flammhemmenden Mittel, mit einem Fungizid, einem schimmelhemmenden Mittel oder einem Insektizid"imprägniert. Vorzugswei— ■ se ist das Kunstharz hitzehärtbar oder

thermoplastisch. Der Schaum

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wird vorzugsweise an der herkömmlichen Vorfertigungsstation einer Wellpappenmaschine an dem Spalt, wo die erste Deckschicht und die Welle sich in der Riffenvorrichtung treffen, oder an der Innenseite entweder von der Deckschicht oder der Welle aufgebracht und in den Spalt hineingetragen. Zusätzlich kann der Schaum auch auf den offenen Rippen der mit einer Deckschicht versehenen ¥/ellpappe, an der Innenseite der zweiten Deckschicht oder an dem Spalt aufgebracht werden, wo die zweite Deckschicht und die mit einer Deckschicht versehene Welle sich- treffen, um die fertige Wellpappe zu bilden. Wenn man den Schaum auf die Welle aufbringt, zeigt sich ein besonders guter Wirkungsgrad. Sowohl die erste und/oder die dritte Schaum-Auftragevorrichtung kann durch eine herkömmliche Walzen-Auftragevorrichtung für Überzüge ersetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei herkömmlichen Riffelungseinrichtungen und .bei Kartonherstellungsmaschinen anwendbar. Die einzige Zusatzeinrichtung, die erforderlich ist, besteht aus Schäumvorrichtungen und Auftragevorrichtungen, um den Schaum auf die Welle oder die Deckschicht aufzubringen. Trocken- und Härteöfen können verwendet werden, um die Wärmekapazität der herkömmlichen Riffelungsmaschinen zu ergänzen. Die Schäumvorrichtungen sind im Handel erhältlich, beispielsweise der Oaks-Mixer, der von E. T. Oakes Corporation hergestellt wird, oder der Votator, der von der Chemetron Corporation hergestellt wird. Bei diesen beiden Vorrichtungen v/ird Luft in eine wäßrige Lösung oder

Dispersion des Kunstharzes oder anderen Zusatzstoffen eingeblasen, bis ein Schaum der gewünschten Dichte erreicht ist. Der

_L Schaum wird auf der Pappe mit einer Auftragevorrichtung aufge- ^

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tragen, die eine Breitschlitzdüse aufweist, die einen Vorrat hinter einem Messer zuführt. Eine Walzen-Auftragevorrichtung, die ebenfalls im Handel erhältlich und eine Vorrichtung ist, die dem Fachmann vertraut ist, kann ebenfalls zum Auftragen des Kunstharzes auf die Deckschichten verwendet werden.

Bei dem Verfahren werden herkömmliche Wellen und'Deckschichtteile verwendet, die normalerweise bei der Herstellung von Wellpappe verwendet werden. Das Material, das mit den Wellungen versehen werden soll, ist vorzugsweise ein absorbierendes Papier beliebiger Art, zum Beispiel aus Kraftzellstoff oder halbsynthetischen Fasern. Das Deckpapier kann ein beliebiges Papier der gewöhnlich zum Herstellen von Wellpappe verwendeten Art sein.

Der Kunstharz enthaltende Schaum, der zur Erzielung der Naßfestigkeit verwendet wird, kann eine Lösung oder Dispersion, vor-, zugsweise eine wäßrige Lösung oder Dispersion, eines beliebigen v/asser- oder feuchtigkeitsbeständigen, hitzehärtbaren oder thermoplastischen Kunstharzes sein. Darunter fallen:

A. Kondensationspolymere, die gegebenenfalls hitzehärtbar sind, zum Beispiel Harnstoff-Formaldehyd- (zum Beispiel in einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von 1,5 bis 2 : 1), Melamin-Formaldehyd- oder Phenol-Formaldehydharze, Polyester und Polyamide und Additionspolymerisate, beispielsweise Epoxyharze ;

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B. Vinylpolymerisate und -copolymerisate, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polymethylmethacrylat, und andere Acrylpolymerisate, Butadien-Styrol- oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-(ABS)Copolymerisate , Polyisopren, Polystyrol, Polybutadien und Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat-Latex;

oder
C. Athylcellulose / celluloseacetat

Erfindungsgemäß kann jedes wasserabstoßende Kunstharz , das in einer wäßrigen Lösung oder Dispersion geschäumt werden kann, verwendet werden. Die hitzehärtbaren Amino- und Phenol-Aldehyd-Kondensate werden bevorzugt, insbesondere die hitzehärtbaren Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate. Vorzugsweise v/erden etwa 4o bis 150 g Kunstharz pro m Wellpappe verwendet, um außerordentlich gute Naßfestigkeiten zu erzielen. Optimale Ergebnisse werden mit 75 bis 100 Gramm pro Quadratmeter erzielt. Um eine geringere Naßfestigkeit oder eine Widerstandsfähigkeit ge- " gen eine kurze Beaufschlagung mit Dampf zu erzielen, oder bei . lediglich feuchter Atmosphäre kann eine geringere Menge an Kunstharz verwendet werden.

Das Kunstharz wird als kollabierbarer Schaum an aufeinanderfolgenden Stadien der Herstellung der Wellpappe eingeführt« Vorzugsweise werden etwa 2,9 Gramm pro Quadratmeter von dem Kunstharz zum Zeitpunkt eingeführt, wenn die Welle und die Einfachdeckschicht zusammengebracht werden, wobei zusätzlich 45 Gramm pro Quadratmeter auf die freiliegende Seite der mit

einer Deckschicht versehenen Welle aufgegeben werden, bevor die ^L 409881/0358 ' -- ' ^J !

zweite Deckschicht aufgebracht und die Teile der Wellpappe in die Nachbearbeitungsstation eingeführt werden, wo die zweite Deckschicht mit der Welle verbunden wird. Zusätzlich werden vorzugsweise 1,9 Gramm pro Quadratmeter von dem Kunstharz auf die zweite Deckschicht aufgebracht, bevor sie in die Nachbearbeitungsstation einläuft.

Es ist wichtig, daß der kollabierbare, imprägnierende Kunstharzschaum nur genügend Stabilität hat, um die Zwischenräume zwischen der Welle und der Deckschicht zu füllen und als Schaum bestehen zu bleiben, bis die mit einer Deckschicht versehene Wellpappe hergestellt ist, und nur, bis sie in den beheizten . Trockner eingeführt wird. Zu dem Zeitpunkt, an dem die mit einer Deckschicht versehene Wellpappe in den Trockner eingeführt wird, kann sie 20 bis 30 Prozent und vorzugsweise nur 23 bis 27 Prozent Wasser enthalten. Der Wassergehalt hängt von der

Kleb-•Kunstharz- und stoff- -Aufnahme ab. Beim Einführen der mit

einer Deckschicht versehenen Wellpappe in den geheizten Trockner wird der Schaum erheblich ausgedehnt, wodurch das Zusammenbrechen des Schaums und seine Absorption in der Pappe unterstützt wird. Wenn der Schaum ni.cht zusammenbricht, bevor eine Vernetzung des Kunstharzes stattfindet, vernetzt oder härtet das Kunstharz als Schaum aus, statt die Welle und die Deckschicht zu imprägnieren. Was den in der Nachbearbeitungsstation eingeführten Schaum, betrifft, so soll genügend kollabierbarer zugefügt werden, um die Täler der Wellungen und die Deckzu fülle», wobei der Schaum jedoch zusammenbrechen soll", ©r die Welle oder die Deckschicht imprägniert oder in diese ©indpingt» In. jedem Fall muß der Schaum zusammenbrechen, bevor

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aas Kunstharz vernetzt oder aushärtet. Die Dichte des Schauras wird vorzugsweise so geregelt, daß der Schaum vor dem Eintritt der mit einer Deckschicht versehenen Welle in den Trockner oder der mit zwei Deckschichten versehenen Wellpappe in den letzten Ofen zusammenbricht.

Es ist erwünscht, jedoch nicht wesentlich, die herkömmlichen Klebstoffe an den Spitzen der Welle anzubringen, damit die Deckschichten besser an der Welle haften. Zu diesem Zweck kann Stärke, modifiziert mit säurekatalysierten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten und/oder Polyvinylalkohol verwendet werden. Andere Klebstoffe, beispielsweise "Staybind", ein Resorcin-Stärke-Klebstoff, oder ein Stärke-Polyvinylalkohol-Klebstoff können ebenfalls als Klebstoff an den Spitzen der Welle angebracht werden.

Um die Pappe zu trocknen und die Schaumstoffe zum Zusammenbrechen zu bringen und die hitzehärtbaren Kunstharze auszuhärten, mit denen die Welle und die Deckschichten imprägniert sind,ist es erforderlich, die Pappe in der Vorfertigungsstufe, bei der nur eine Deckschicht vorhanden ist, und erneut an der Nachbearbeitungsstufe, bei der zwei Deckschichten vorhanden sind, zu erhitzen. Durch das Erhitzen wird die Kondensation oder Vernetzung der Kunstharze beschleunigt. Die Härtüngsgeschwindigkeit hängt von der Zeit, der Temperatur und der Acidität des imprägnierenden Kunstharz systems ab. Je größer die Temperatur und die Acidität des Kunstharz Schaumes ist, desto größer ist die Härtungsgeschwindigkeit.

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Wie bereits erwähnt wurde, gestattet das erfindungsgemäße, kontinuierliche Verfahren die Imprägnierung von Wellpappe mit anderen erwünschten zusatzstoffe zum Beispiel mit feuerhemmenden Mitteln, einschließlich Phosphaten, zum Beispiel Ammoniumphosphat, und Antimonverbindungen, zum Beispiel Antimontrioxid, von schimmelhemmenden Mitteln, einschließlich Kupfersalzen, zum Beispiel Rupfernaphthenat, und mit Insektiziden usw., zum Beispiel Chlordan, Fungiziden, zum Beispiel Metallsalzen von Dithiocarbaminsäuren oder 2-Mercaptobenzothiazoi.

Weitere Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagrarnm, aas die Anordnung der Vorrichtung und die Reihenfolge der Behandlungen zeigt, die das erfindungsgemäße Verfahren darstellen; und

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch die Vorbearbeitungsstation, die durch den gestrichelten Kreis II in Fig. 1 gekennzeichnet ist, wobei die Arbeitsweise in größerem Detail dargestellt ist. ■"';■■"

Während die Zeichnungen hauptsächlich dafür bestimmt sind, das kontinuierliche, erfindungsgemäße Verfahren zum Imprägnieren von Wellpappe mit einem .Kunstharz zu zeigen, ist ersichtlich., daß dasselbe Verfahren und die Vorrichtung auch, zum Imprägnie- ren mit anderen Zusatzstoffen verwendet werden kann, indem man . lediglich die -Zusatzstoffe in den verwendeten Kunststoffschaum ^U 409881/0358 .

einarbeitet.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnungen beschrieben.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Teile und Mengenangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel. 1

Kontinuierliche Herstellung von naßfester Wellpappe durch Imprägnieren mit einem Kunstharz

Eine wäßrige, sättigende oder imprägnierende, schäumende Kunstharzdispersion wurde zuerst durch Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:

Bestandteil Gewichtsprozent

65 % festes Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat (Gulf Oil Company Harz L-100 mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von 2:1)	200
Perlstärke	10
Harnstoff	23,6
Wasser	160
Ammoniumsulfat (Katalysator für den Kunststoff)	5

Triton X-100 (alkylierter Arylpolyätheralkohol

als Netzmittel} 8

DN 65 (nichtionisches Netzmittel, hergestellt

von Rohm & Haas Company) . 4

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Bei der Herstellung der Kunstharzdispersion wurde ein Teil des Wassers zum Auflösen des Ammoniumsulfats verwendet, bevor es mit den anderen Bestandteilen gemischt wurde. In der vorgenannten Masse dient das Netzmittel Triton X-100 und das Netzmittel DN 65. zur Unterstützung der Schaumerzeugung, wenn Luft in die wäßrige Kunstharzdispersion eingeschlagen wird. Obwohl dies nicht wesentlich ist, wirkt die Stärke als Streckungsmittel oder Füllstoff für.das Kunstharz und als Eindickungsmittel für die Kunstharz dispersion. Andere Füllstoffe, wie Holzmehl oder Ton, können ebenfalls verwendet werden.

Eine kollabierbare, imprägnierende Kunstharzschaumdispersion wurde dadurch hergestellt, daß die Dispersion geschlagen wurde, während in einem Oaks-Mixer Luft in die Dispersion eingeblasen wurde. Genügend Luft wurde eingeblasen, um einen Schaum mit einer Dichte von etwa 3,2 bis 12,8, vorzugsweise 6,4 bis 12,8 kg/m herzustellen, oder bis das ursprüngliche Volumen der Kunstharzdispersion um etwa das 8- bis 3P-fache vergrößert war. Eine herkömmliche Produktionslinie für Wellpappe wurde in der in den Zeichnungen gezeigten Weise dadurch abgewandelt, dai3 zwei Schaum-Auftragevorrichtungen A und B und eine Umkehrwalzen-Auftragevorrichtung C hinzugefügt wurden. Die Schaumauftragevorrichtung A in Fig. 2 hat eine Düse, die mit dem Oaks-Mixer oder einem Schaumerzeuger verbunden ist, um den Schaum mit dem Zusatzstoff auf die Deckschicht oder einen anderen Bestandteil der Wellpappe aufzubringen.

Die erste Auftragevorrichtung A liegt an der ersten Deckschicht

bearbeitungsstat. 409881/035 8

unmittelbar vof der Vorbearbeitungsstation, und die zweite Auf-

tragevorrichtung B liegt an der Brücke, wo die nur mit einer Deckschicht versehene Welle zu dem Trockenofen 5 getragen wird. Die Umkehrwalzen-Auftragevorrichtung C liegt vor der Nachbearbeitungsstation 8 zwischen der Klebstoff-Auftrageei.nh.eit 6 und der Naehbearbeitungsstation 8.

Die vorgenannte 'Kunstharzmasse wurde bei Einarbei-"' - * tung von Luft in einem Oaks-Mixer (nicht gezeigt) an jeder der zwei Schaum-Auftragevorrichtungen A und B geschlagen, um einen Schaum mit einer Dichte von 6,4 bis 12,8kg/m Schaum zu erzeugen.

Unter Verwendung einer Riffeleinrichtung wurde eine herkömmliche Papierbahn 1 mit einem Gewicht von etwa 160· g/m und ein Deckpapier 2 mit einem Gewicht von etwa 340 g/m durch die Riffenvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 bis 18 m/min durchgeführt.

Durch eine Klebstoff-Auftragevorrichtung 2 A wurde an den Spitzen der Welle ein Kunststoff aufgebracht, der eine wässrige Lösung von Polyvinylalkohol-Klebstoff aufweist (bestehend aus einer wässrigen Lösung von 9 $ Polyvinylalkohol und 5 i» Stärke). Der Polyvinylalkohol-Klebstoff ist für die Verwendung mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat besonders geeignet, da er mit dem Kunststoff vernetzt ,und eine starke Verbindung zwischen der Deckschicht und der Welle erzeugt, Ferner werden dadurch bessere naßfeste Verbindungen erzeugt.

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Der auf diese Weise hergestellte Schaum wurde durch die Schaum-Auftragevorrichtung A unmittelbar vor der Vorbearbeitungsstation 3 und der Riffelwalze 4 für die Welle aufgetragen. Der Schaum wurde auf die Deckschicht in genügender Menge aufgetragen, um etwa 2,9 g Kunstharz pro Quadratmeter Deckschicht zu erzielen. Der Schaum füllt die Zv/ischenräume zwisehen der Deckschicht und der Welle. Die .zweite Schaum-Auftragevorrichtung B bringt zusätzlichen Kunstharzschaum auf die geriffelte Seite des mit einer Deckschicht versehenen Materials in etwa in der Tiefe der Wellungen auf, wobei eine genügend große Schaummenge verwendet wird, um etwa 49 g Kunstharz pro Quadratmeter Welle zu erzielen. Die mit Schaum behandelte, eine Deckschicht aufweisende Welle wird dann zu einem und durch einen Trocken- und. Härtungsofen 5 geführt (Fig. 1), der auf eine Temperatur von etwa 145 bis 235°C beheizt wird. Die Vorschubgeschwindigkeit beträgt dabei etwa 15 bis 30 m/min, so daß sich eine Verweilzeit" in dem Trocken- und Härtungsofen von etwa 40 bis 60 Sekunden ergibt. Der Schaum wurde von der Deckschicht und der Welle während der Zeit leicht absorbiert, während der die. mit einer Deckschicht versehene Welle durch -die anfänglichen Teile des Trockenofens 5 Jiindurchtritt, und er ist daher zusammengebrochen, bevor eine beachtliche Aushärtung stattgefunden hat. Diese Behandlung in dem Ofen trocknet die Pappe aus und härtet teilweise das Kunstharz. · Die für den Trockenofen empfohlenen Temperaturen sind deshalb erwünscht, weil tiefere Temperaturen keine ausreichende Trocknung und Härtung des Kunstharzes '- und übermäßig hohe Temperaturen ein Ansengen der Pappe bewirken können.

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Nach dem Durchgang durch den Trockenofen wird zusätzlicher Klebstoff derselben Zusammensetzung wie der in der Vorrichtung 2 A aufgebrachte Klebstoff auf die freiliegenden Spitzen der Wellungen oder der Welle in der üblichen Weise in der Klebstoff-Auftrags vor richtung 6 an der Nachbearbeitungsstation aufgebracht. Auf die zweite Deckschicht 7 wurde dann eine Kunstharzlösung ohne die vorgenannten Netzmittel in

einer Menge von etwa 1,9 g/m -mit der Umkehrwalzen-Auftragevorrichtung C aufgebracht. Die mit einer Deckschicht versehene Welle, deren Spitzen mit Klebstoff versehen sind, und die Deckschicht 7, an deren Innenfläche Kunstharz aufgebracht ist, werden bei der Walze 8 zusammengebracht.

Die nun beidseitig mit Deckschichten versehene Welle oder die Wellpappe v/erden dann durch die Heizzone durchgeführt, die mehrere Dampfbüchsen 9 aufweist, die auf einer Temperatur von etwa 150, C gehalten werden, wonach sie durch einen weiteren Här- · tungsofen 9 a hindurchgeführt werden (JPig. 1). Die kontinuierliche Wellpappenbahn wurde dann in die gewünschten Größen bei der Schneidestation 10 geschnitten. Das Härten des imprägnierenden Kunstharzes ist im wesentlichen sofort abgeschlossen, wobei eine restliche Härtung allmählich während einer Dauer eines Tages in den aus einzelnen Wellpappenstücken bestehenden . Stapeln stattfinden kann.

Das Endprodukt zeigt eine ausgezeichnete Naßfestigkeit.

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Wie bereits erwähnt wurde, ist der Kunstharzschaum -nur genügend stabil, so daß er schnell zusammenbricht, nachdem er auf die Deckschichten oder auf die Welle beim Imprägnieren der Deckschichten auf der Welle aufgebracht worden ist. Der Schaum bricht vollständig zusammen, bevor er mehr als den anfänglichen Teil des Trocken- und Härtungsofens 5 durchlaufen hat.

Beispiel 2

Kontinuierliche Herstellung, ypnnaßfenter Wellpappe durch Imprägnieren mit einem Kunstharz

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 .wurde wiederholt, jedoch wurden die Netzmittel Triton X-1OO und DN 65 durch etwa 3 Gewichtsprozent Scriptset (520) ersetzt. Dieses Produkt ist ein Papierleim, der von der Monsanto Company verkauft wird und aus einem Styrol-Maleinsäuro c.nhydrid--Copolymerisat besteht.

Beispiel J5

Kontinuierliches Imprägnieren mit einem KunstharzBchaum, ^ wobei auch ein Entschalungsmittel verwendet v/ird Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde v/iederholt, jedoch wurde auf das mit Schaum behandelte Medium unmittelbar nach ücm Auftragen des Schaums durch die Schaum-Auftragevorrichtung B ein Nebel aus im wesentlichen 100 Prozent Tributylphosphat~Entschäumungsmittel aufgebracht. Dieses Entschaumungsmittel beschleunigt die Geschwindigkeit, mit der der Schaum zusammenbricht, bevor die vorgefertigte Wellpappe den Trocken- und Härtungsofen 5 erreicht.

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Beispiel 4 Kontinuierliche Herstellung von ngßfester Wellpappe durch

Imprägnieren mit einem Phenolharz

Das Verfahren gemäß Beispiel/wurde wiederholt, wobei jedoch

densats eine wäßrige Dispersion eines Phenol-Aldehyd-Kon-/ statt des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats verwendet wurde. Die anfängliche, -wäßrige Dispersion hätte die folgende Zusammensetzung:

Bestandteil ' Gev/i cht sprozent

65 % festes Phenol-Formaldehyd-Konclensat

mit einem Molverhältnis von Formaldehyd 50

zu Phenol von 2:1

Triton X-100 (Netzmittel) 3

Wasser . 50

Es wurde eine mit dem Phenol-Foraaläehyd-Kondensat imprägnierte Wellpappe mit ausgezeichneter Naßfestigkeit erhalten.

Beispiel 5 Kontinuierliches Imprä^iiteren^e
liehen fIgginjhemnjendenVjittel.

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 .wurde wiederholt, wobei statt der Kunstharz-Imprägnierungsdispersion eine wäßrige Dispersion von Antimontrioxid als flammhemmendes Mittel verwendet wurde. Die anfängliche Imprägnierungsdispersion hatte die folgende Zusammensetzung:

Bestandteil Gevri cht s ρ ro ζ ent . Antimontrioxid 10

Triton X-100 (Netzmittel) 3

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Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die vorgenannte Dispersion verwendet wurde, um einen imprägnierenden Schaum zu erzeugen. Das Trocknen des Produktes ging schneller vonstatten, wobei eine Temperatur von 150⁰C während 2 Minuten angewendet wurde.

Beispiel 6 Kontinuierliches Imprägnieren von Wellpappe mit einem löslichen

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f lammhemnienden Hi ttel

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei statt der Kunstharz-Imprägnierungsdispersion eine wäßrige Dispersion von Diammoniumphosphat als flammhemmendem Mittel verwen-.det wurde. Die anfängliche Imprägnierungsdispersion hatte die folgende Zusammensetzungί

Be s "band teil . Gewi cht sproz ent

DiammoniumphoGphat '10

Triton X-100 (Netzmittel) 3

Wasser 100

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die vorgenannte Dispersion verwendet wurde, um den imprägnierenden Schaum zu erzeugen. Beim Trocknen des Produktes wurde eine Tem-· peratur von 15O⁰C während 2 Minuten angewendet.

B e i s ρ i e 1 7

Konjinuierlichos Imprägnieren von Wellpappe 'mit einem Fungizid

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei statt der Kunstharz-Imprägnierungsdispersion eine wäßrige Dispersion eines Kungiζid^verwendet wurde. Die anfängliche Im-

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prägnierungsdispersion hatte die folgende Zusammensetzung:

Bestandteil Gewichtsprozent

Vancide 51 Z (Mischung aus Zinksalzen von Methyldithiocarbaminsäure und 2-Mercapto- 1

benzothiazol)

Triton X-100 (Netzmittel) - 1

Wasser . 100

Es ist ersichtlich, daß mehr als ein imprägnierender Zusatzstoff bei der Herstellung der Wellpappe verwendet werden kann. Durch Verwendung von zwei oder mehreren Zusatzstoffen in der wäßrigen Lösung oder Dispersion, aus der der imprägnierende Schaum hergestellt wird, werden diese Zusatzstoffe bei Durchführung des erfindungsgemäßen, kontinuierlichen Verfahrens in die Wellpappe imprägniert. Es ist besonders vorteilhaft, einen der nicht-l'unsthariiarfcigsn imprägnierenden Zusatzstoffe mit einem Kunstharz einzuarbeiten, der zu einer Naßfestigkeit führt. Zum Beispiel wird vorzugsweise ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat in Kombination mit einem schimmelhemmenden oder feuerhemmenden Mittel verwendet.

Es ist ferner ersichtlich, daß die nicht-kunstharzartigen Imprägnierungsmittel in stark unterschiedlichen Mengen je nach der Menge verwendet werden können, die zum Imprägnieren in die Wellpappe erwünscht ist, um die angestrebte Eigenschaft zu erreichen.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß zwei Eigenschaften des Schaumes v/esentlich sind, um befriedigende Ergeb-

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nisse zu erzielen. Erstens muß der Schaum verhältnismäßig instabil sein und innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Auftragen auf den Bestandteil der Wellpappe zusammenbrechen. Wenn er nicht zusammenbricht, ist es nicht möglich, die Pappe zu imprägnieren. ¥enn der Schaum ein Kunstharz , insbesondere ein hitzehärtbares Kunstharz , enthält, besteht die Gefahr, . daß das Kunstharz in dem Härtungsofen 5 härtet, bevor er die Wellpappenbestandteile imprägnieren kann. Zweitens muß der Schaum die Welle der Wellpappe und vorzugsweise auch die Deckschichten imprägnieren und vorzugsweise sättigen.

Es hat sich gezeigt, daß ein Netzmittel in dem imprägnierenden Schaum erwünscht ist. Das Netzmittel unterstützt die Absorption des Schaumes in die Bestandteile der Wellpappe und trägt daher dazu bei, daß der Schaum unmittelbar nach dem Auftragen auf die Deckschichten und die Wellen der Wellpappe zusammenbricht. Im wesentlichen liefert jedes Netzmittel gute Resultate, Obwohl bei den meisten der vorgenannten Beispiele Triton X-100 verwendet wird, welches ein bevorzugtes Netzmittel zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, können auch andere Netzmittel verwendet v/erden. Allerdings sind, nichtionische Netzmittel bevorzugt. Beispiele für verwendbare Netzmittel sind Alkylarylsulfonate, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyäthylenäther, Alkylsulfonate und Laurylalkoholsulfate. Wie anhand von Beispiel 2 gezeigt wurde, sind jedoch die Netzmittel nicht unbedingt erforderlich.

Mehrere Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit, mit der der Schaum zusammenbricht. Zusätzlich zu der Zusammensetzung des

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Schaums beeinflussen die Temperaturbedingungen das Zusammenbrechen des Schaums, wobei der Schaum umso schneller zusammenbricht, je höher die Temperatur ist. Die Zusammensetzung des Schaums spielt eine wichtige Rolle bei der für das Zusammenbrechen erforderlichen Zeit. So spielt die Menge an Zuc-atz-

umso stoff in dem Schaum eine Rolle, wobei der Schaum / schneller zusammenbricht, je größer die Konzentration ist. Die Dichte des Schaumes ist ebenfalls ein solcher Faktor, wobei der Schaum umso schneller zusammenbricht, je dichter der Schaum ist. Das Schaumvolumen, welches pro Flächeneinheit auf der Pappe aufgebracht wird, ist ebenfalls ein Faktor, wobei das Zusammenbrechen umso schneller erfolgt, je geringer das Volumen ist. Das Netzmittel spielt jedoch die größte Rolle bei dem Vorgang, durch den ein schnelles Zusammenbrechen des Schauras ausgelöst, wird. Das Zusammenbrechen des Schaums kann auch dadurch beschleunigt werden, daß ein Schaumbrecher·, beispielsweise Tribu» tylphosphat oder ein höherer Alkohol, in dem Grundpapier eingearbeitet wird, oder daß, wenn möglich, eine Schaumbrecherlösung aufgesprüht wird.

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Claims

Patentansprüche

1 Λ Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von mit einem Zusatzstoff imprägnierter Wellpappe mit einer Welle und wenigstens einer Deckschicht oder -pappe, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf die Welle oder die Deckschicht oder -pappe ein kollabierbarer Schaum einer Dispersion oder Lösung des. Zusatzstoff es aufgebracht wird, daß die Welle und die Beckschicht oder -pappe in Klebekontakt gebracht werden, daß der Schaum zum Kollabieren gebracht wird, wobei die Welle mit dem Zusatzstoff imprägniert wird, und daß eine Trocknung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination aus Welle und Deckschicht erhitzt wird, um das Zusammenbrechen des Schaumes zu Ende zu führen und dadurch die -Vfeile mit dem Zusa^i/zu imprägnieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein Kunstharz , ein flammhemmendes Mittel, ein feuerhemmendes Mittel, ein schimmelhemmendes Mittel, ein Fungizid, ein Insektizid oder Mischungen daraus ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kollabierbare Schaum ein Netzmittel enthält.
5c . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein hitzehärtbares ' Kunstharz ist. 409881/0358
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum zusammenbricht und die Welle imprägniert, bevor der Schaum ausgetrocknet ist. · ■
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ausgehärtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein thermoplastisches Kunstharz ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge-

.kennzeichnet, daß die Welle nach Auftragen des Schaumes auf eine Temperatur von etwa 148,8 ⁰C bis 232,5⁰C erhitzt wird. -
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entschäumungsmittel auf die mit dem Schaum behandelte Welle aufgebracht wird, um das Zusammenbrechen des Schaums zu beschleunigen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein wasserbeständiges Kunstharz ist. " "
12. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein Phenol-Aldehyd-, Harnstoff-Aldehydoder Melamin-Aldehyd-Kondensat ist.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Kuns-öiarz ein Harnstoff-Formaldehyd-Konden sat ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz in einer Menge von 40 bis 1.50 g/m² Wellpappe aufgetragen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Kunstharz ein Hamstoff-Pormaldehyd-Kondensat ist, das durch ein Molverhältnis von 1,5 bis.2,0 : 1 (Formaldehyd zu Harnstoff) gekennzeichnet ist.
16. Verfahren nach. Anspruch. 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum eine Dichte von 3,2 bis 12,8 kg/m^ hat. .
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der.Schaum ein Schaumvolumen hat, das das 8- bis' 3Q-fache des ursprünglichen Volumens der Kunstharzdispersion beträgt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kollabierbare Schaum schrittweise aufgebracht wird, und zwar in einem ersten Schritt zu dem Zeitpunkt, an dem die Welle mit der ersten Deckschicht zusammengefügt wird, in einem zweiten Schritt auf die freiliegende Seite der mit einer Deckschicht versehenen Welle, bevor die zweite Deckschicht eingeführt wird, und in einem dritten Schritt auf

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die zweite Deckschicht, bevor diese in Kontakt mit der mit einer Deckschicht versehenen Welle gebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebstoff auf die Spitzen der Welle vor dem Kontakt mit der zweiten Deckschicht aufgebracht wird.

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