DE2741824A1 - PROCESS FOR TREATMENT OF PAPER AND CARDBOARD TO IMPROVE THEIR WATER AND WATER VAPOR RESISTANCE - Google Patents
PROCESS FOR TREATMENT OF PAPER AND CARDBOARD TO IMPROVE THEIR WATER AND WATER VAPOR RESISTANCEInfo
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Description
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Behandlung von Papier und Karton, um deren Wasser- und Wasserdampffestigkeit zu verbessern.The invention relates to a method for treating paper and cardboard in order to make them water and steam resistance to improve.
Faserige Substrate, beispielsweise Papier und Karton, werden in grossem Umfange in der Verpackungsindustrie verwendet. Papier und Karton setzen jedoch dem Durchtritt von Wasserdampf und Wasser nur sehr geringen Widerstand entgegen. Um die Wasserdampffestigkeit von Papier und Karton zu verbessern, werden diese im allgemeinen mit verschiedenen Imprägnierungs- und Beschichtungsmaterialien behandelt. Das meist verwendete Papier-Beschichtungsmittel ist Wachs. Wachsbeschichtetee Papier oder Karton stösst Wasser ab; seine Beständigkeit gegenüber Wasser ist schlecht und es dringt zuviel Wasserdampf durch, insbesondere nach Faltung. Die Brüchigkeit von Wachs ist zu hoch und beim Falten bricht die Wachsschicht, so dass Wasserdampf durch die entsprechenden Hohlräume bzw. Unterbrechungen in der Wachsschicht durchdringen kann. Bezüglich der anderen Mängel von wachsbeschichteten Erzeugnissen sei auf die geringe Reibung, Schwierigkeiten beim Kleben und den Umstand hingewiesen, dass es nicht wiederverarbeitet bwz. eingestampft werden kann. Darüberhinaus ergibt wachsbeschichtetes Material keine harte und widerstandsfähige Oberfläche.Fibrous substrates, such as paper and cardboard, are used extensively in the packaging industry. paper and cardboard, however, offer very little resistance to the passage of water vapor and water. About the water vapor resistance To improve paper and cardboard, these are generally treated with various impregnation and Coating materials treated. The most widely used paper coating agent is wax. Wax-coated paper or cardboard repels water; its resistance to Water is bad and too much water vapor penetrates, especially after folding. The fragility of wax is too high and when folding the wax layer breaks, so that water vapor through the corresponding cavities or interruptions can penetrate the wax layer. Regarding the other shortcomings of wax-coated products, note the minor one Friction, difficulty gluing and the fact that it cannot be reprocessed resp. be pulped can. In addition, wax-coated material does not result in a hard and resistant surface.
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Es wurden auch bereits Versuche unternommen, Papier mit Bitumen zu beschichten. Dabei lässt sich zwar eine gute Wasserdampf-Beständigkeit erreichen, die allerdings nach dem Falten gering wird. Darüberhinaus ist Bitumen ein schwarzes, giftiges Material, so dass seine Verwendung als Papierbeschichtung, insbesondere in der Nahrungsmittel-Verpackungsindustrie, beschränkt ist. Zusätzlich neigen Bitumen-Beschichtungen zur Erweichung, wenn die Temperatur steigt.Attempts have also been made to coat paper with bitumen. It is true that a good resistance to water vapor can be achieved which, however, becomes small after folding. In addition, bitumen is black and poisonous Material so its use as paper coating, particularly in the food packaging industry, is limited is. In addition, bitumen coatings tend to soften when the temperature rises.
Es wurde auch bereits Polyäthylen-Film als Papierbeschichtung aufgebracht. Dabei wurde beobachtet, dass das so erhaltene, polyäthylenbeschichtete Papier eine geringere Wasserdampffestigkeit besitzt als wachsbeschichtetes Papier, wenn die Beschichtung flach oder im nicht gefalteten Zustand untersucht wird. Bei gefaltetem polyäthylenbeschichteten Papier hat sich gezeigt, dass dessen Widerstandsfähigkeit besser als die von wachsbeschichtetem Papier ist. Wenn die Herstelung von Wellpappe in Betracht gezogen wird, so ist zu berücksichtigen, dass das polyäthylenbeschichtete Material in den Herstellungsmaschinen für Wellpappe nicht verarbeitet werden kann, da das Polyäthylen bei der Temperatur der Gegendruckelemente (double facer) der Wellpappe-Fertigungsmaschinen schmilzt. Das mit Polyäthylen beschichtete Material ist ebenfalls nicht wiederverarbeitbar, wie dies auch für das mit Wachs versehene Material zutrifft.Polyethylene film has also been applied as a paper coating. It was observed that the thus obtained, polyethylene-coated paper has a lower water vapor resistance possesses as a wax-coated paper when the coating is examined flat or in the unfolded state will. In the case of folded polyethylene-coated paper, it has been shown that its resistance is better than that of wax-coated paper is. If the manufacture of corrugated cardboard is considered, it must be taken into account: that the polyethylene-coated material cannot be processed in the production machines for corrugated cardboard, because the Polyethylene melts at the temperature of the counter pressure elements (double facer) of the corrugated cardboard manufacturing machines. The one with polyethylene Coated material is also not reprocessable, as is the case with the material provided with wax applies.
Von den weiteren, auf dem Markt befindlichen Produkten seien noch die mit einem hochschmelzenden Schleier bzw. Vorhang beschichteten Verpackungsprodukte erwähnt, bei denen meistens ein Gemisch von Wachs und Polyäthylen als Uberzugssubstanz verwendet wurde. Diese Erzeugnisse haben eine relativ gute Wasserdampffestigkeit. Als Nachteil dieser Produkte ist jedoch der Umstand zu werten, dass die Schleier-Wachs-Behandlung nurOf the other products on the market, those are coated with a high-melting veil or curtain Packaging products mentioned, in which mostly a mixture of wax and polyethylene as a coating substance was used. These products have relatively good water vapor resistance. However, the disadvantage of these products is the fact that the veil wax treatment only
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bei vollständigen Schachteltafeln angewendet werden kann, was die Wettbewerbsfähigkeit dieser Erzeugnisse beeinträchtigt. Es ist weiter nicht möglich mit einem Wachs-Schleier behandeltes Verpackungsmaterial einzustampfen bzw. wiederzuverarbeiten. can be applied to complete box boards, which affects the competitiveness of these products. It is also not possible to tamp down or reprocess packaging material that has been treated with a wax veil.
Es ist ausserdem ein Verfahren unter der Bezeichnung "Secor"-Verfahren bekannt, das gut zur Verbesserung der Wasserfestigkeit von Wellpappe geeignet ist. Bei dem Secor-Verfahren wird die Wellpappe vollständig mit Wachs imprägniert. Das so behandelte Material hat eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und es behält seine Steifheit relativ gut, selbst bei hoher Feuchtigkeit. Die Preise für derartige Erzeugnisse sind jedoch hoch und auch diese Produkte können nicht eingestampft bzw. wiederverarbeitet werden.It is also a process known as the "Secor" process known that is well suited for improving the water resistance of corrugated board. With the Secor procedure the corrugated cardboard completely impregnated with wax. The material thus treated has good moisture resistance and it retains its stiffness relatively well, even in high humidity. However, the prices for such products are high and these products cannot be pulped or reprocessed either.
Im Hinblick auf die augenblicklichen Entwicklungen auf dem Gebiete der Erfindung hat es sich gezeigt, dass es äusserst wünschenswert wäre, ein Verpackungsmaterial zu finden, welches folgende Eigenschaften besitzt:With regard to current developments in the field According to the invention, it has been found that it would be extremely desirable to find a packaging material which has the following properties:
(1) Es behält seine Festigkeit, insbesondere seine Steifheit, selbst bei hoher Feuchtigkeit während einer längeren Lagerzeit. (1) It retains its strength, in particular its rigidity, even in the case of high humidity for a long period of storage.
(2) Es besitzt eine gute Wasserdampffestigkeit, um eine Durchfeuchtung des verpackten Erzeugnisses zu verhindern.(2) It has good water vapor resistance to prevent moisture penetration of the packaged product.
(3) Es kann eingestampft bzw. wiederverarbeitet werden. Diese Eigenschaft wird umso wichtiger, da die Wiederverarbeitung von Fasern zunimmt.(3) It can be pulped or reprocessed. This property becomes even more important as the reprocessing of fibers increases.
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Zusätzlich zu den vorerwähnten wesentlichen Eigenschaften sind beispielsweise folgende Eigenschaften erwähnenswert:In addition to the above-mentioned essential properties, the following properties are worth mentioning, for example:
Das Material kann mit normalen Druckfarben bedruckt werden/ es kann mit normalen Klebern verklebt werden,The material can be printed with normal inks / it can be glued with normal adhesives,
es kann unter normalen Verarbeitungsbedingungen verarbeitet werden, was beispielsweise für die Eigenschaften der Futterschicht bei Verarbeitung in Wellpappe-Herstellungsmaschinen zutrifft,it can be processed under normal processing conditions, for example for the properties of the lining layer applies to processing in corrugated cardboard manufacturing machines,
es hat einen ausreichend hohen Reibungskoeffizienten bezüglich der Lagerung von Schachteln, undit has a sufficiently high coefficient of friction with respect to the storage of boxes, and
es enthält keine gesundheitsschädlichen Substanzen, was für Nahrungsmittel-Verpackungen wesentlich ist.it does not contain any harmful substances, which is essential for food packaging.
Der Erfindung liegt infolgedessen die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Behandlung von Papier oder Karton bzw. Pappe vorzuschlagen, die es gestattet, die oben erwähnten Anforderungen zu erfüllen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Verfahren gemäss dem kernzeichnenden Teil des Anspruches 1 vorgeschlagen, wobei die weiteren Ansprüche bevorzugte Verfahrensmassnahmen beinhalten.The invention is therefore based on the object of providing a way of treating paper or cardboard to propose that will allow the requirements mentioned above to be met. To solve this problem, the method proposed according to the characterizing part of claim 1, wherein the further claims contain preferred procedural measures.
Die Uberzugssubstanz kann auf das faserige Substrat in einem an sich bekannten Verfahren aufgebracht werden. Zu diesen bekannten Verfahren gehört unter anderem Messstabbeschichtung, Klingenbeschichtung oder Luftmesserbeschichtung.The coating substance can be applied to the fibrous substrate in one methods known per se are applied. These known processes include dipstick coating, Blade coating or air knife coating.
Als faserige Substrate, auf die die Uberzugssubstanz gemäss der Erfindung aufgebracht werden kann, können alle Arten von Papier oder Karton bzw. Pappe in Qualitäten, wie sie für Verpackung und Umwicklungszwecke eingesetzt werden, Verwendung finden.As fibrous substrates to which the coating substance according to the invention can be applied, all types of Paper or cardboard or cardboard in the qualities required for packaging and wrapping purposes are used.
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Erfindungsgemäss behandeltes Papier bzw. Karton kann verwendet werden fürPaper or cardboard treated according to the invention can be used be for
Verpackung und Transport von tiefgefrorenem Fisch und Fleisch,Packaging and transport of frozen fish and meat,
Verpackung und Transport von Gemüse (Tomaten, Salat usw.) und Obst,Packaging and transportation of vegetables (tomatoes, lettuce, etc.) and fruit,
Transport von Haustieren,Transport of pets,
Fassadenmaterial für Gebäude,Facade material for buildings,
Einwickelpapier für Holz oder Papier- und Papperollen undWrapping paper for wood or paper and cardboard rolls and
ganz allgemein die Zwecke, wo das Verpackungsmaterial gute Feuchtigkeitsbeständigkeit besitzen muss.in general, the purposes where the packaging material must have good moisture resistance.
Im nachfolgenden Beispiel wird die Herstellung eines Überzugsgemisches, wie es erfindungsgemäss zur Anwendung gelangt, und die Herstellung eines mit diesem beschichteten Produktes beschrieben. The following example shows the production of a coating mixture as used in accordance with the invention, and the manufacture of a product coated with this is described.
Das Uberzugsgemisch wird durch Kombination gleicher Mengen von Acrylstyrol-Latex und einer Wasserdispersion eines Metallsalzes von Stearat (beispielsweise Kalziumstearat) hergestellt. Etwa 10 g/ma der Uberzugsmischung wird auf das faserige Substrat aufgebracht, worauf das Produkt in einem normalen Trocknungsverfahren getrocknet wird.The coating mixture is prepared by combining equal amounts of acrylic styrene latex and a water dispersion of a metal salt of stearate (e.g. calcium stearate). About 10 g / m a of Uberzugsmischung is applied to the fibrous substrate, after which the product is dried in a normal drying process.
Hieran anschliessend kann das Material als solches zum Einwikkeln oder als Deckschicht verwendet werden; es ist jedoch auch möglich, es zu Wellpappe oder ähnlichen Produkten weiterzuverarbeiten. The material as such can then be used for wrapping or used as a top layer; however, it is also possible to process it into corrugated cardboard or similar products.
8 09813/08158 09813/0815
Die physikalischen Eigenschaften der in oben erwähnter Weise beschichteten Starkfutter-Pappe (kraftliner board) wurden geprüft und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 niedergelegt. Die beschichtete Pappe bzw. der beschichtete Karton wird mit solchem mit unbeschichtetem Futter bzw. trocken gewachstem Futter (etwa 25 g/m2 Wachs) verglichen. Die Verfahren werden weiter unten beschrieben.The physical properties of the kraftliner board coated in the above-mentioned manner were tested and the results are shown in Table 1. The coated cardboard or cardboard is compared with that with uncoated lining or dry waxed lining (about 25 g / m 2 wax). The procedures are described below.
Beschichtungsversuch für Starkfutter-PappeCoating test for cardboard for heavy fodder
A) PrüfungsverfahrenA) Examination procedure
Wasserabsorption von verleimtem Papier und Karton nach dem Cobb-Verfahren SCAN-PI2:64 Water absorption of glued paper and cardboard according to the Cobb method SCAN-PI2: 64
Die Wasserabsorption von Papier (Cobb-Wert) wird definiert als die Wassermenge, die eine oder die andere Seite des Papiers in einer bestimmten Zeit aus einer 1 cm dicken Wasserschicht absorbiert, die das Papier gleichmässig bedeckt. The water absorption of paper (Cobb value) is defined as the amount of water that goes to one side or the other of the paper Paper is absorbed in a certain time from a 1 cm thick layer of water that evenly covers the paper.
A.S.T.M. 3-988 (Tropen-Bedingungen), ausgedrückt in Gramm H?O/m2 in 24 Stunden bei 65 % relativer Feuchtigkeit und 20° C bzw. 90 % relativer Feuchtigkeit und 38° C.ASTM 3-988 (Tropical Conditions), expressed in grams of H ? O / m 2 in 24 hours at 65% relative humidity and 20 ° C or 90% relative humidity and 38 ° C.
B) ErgebnisseB) Results
8 0 9813/08158 0 9813/0815
ο co coο co co
behandeltetreated
Qualitätquality
Qualitätquality
lässigkeitnonchalance
Standard-Qualität Standard quality
175 g/m2 175 g / m 2
11 -J_ 11-11 0,53 0,54 0,47 0,4911 -J_ 11-11 0.53 0.54 0.47 0.49
276,1276.1
575,0 2.462,0575.0 2,462.0
OO IOO I
Einstampfbarkeit: Die erfindungsgemäss erzeugte wasserbeständige Qualität liess sich in gleicher Weise einstampfen bzw. wiederverarbeiten wie unbeschichtetes Material. Die Wiederverarbeitbarkeit von wachsbeschichtetem Material war dagegen schlecht, Crushability: The water-resistant quality produced according to the invention could be crushed or reprocessed in the same way as uncoated material. The reprocessability of wax-coated material, on the other hand, was poor,
Die Wellepappe-Schachteln, welche mit erfindungsgemäss beschichtetem Material, z.B. als Futter, hergestellt waren, wurden überprüft, indem sie 7 Tage lang einer relativen Feuchtigkeit von 90 % bei 20° C ausgesetzt wurden sowie nach künstlicher Beregnung. Sie wurden mit Schachteln aus unbeschichtetem bzw. schleier-beschichtetem Material verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 niedergelegt.The corrugated cardboard boxes, which are coated according to the invention Material, e.g. as food, were checked by using a relative Humidity of 90% at 20 ° C were exposed as well as after artificial irrigation. They were made with boxes uncoated or veil-coated material compared. The results are shown in Table 2.
80 98 1 3./08 1 580 98 1 3/08 1 5
beschichtetcoated
behandelttreated
σCD
σ
CD co
CD
00O
00
5 Min. Bewässerung +5 min. Watering +
10 Min. Konditionierung10 min. Conditioning
Durchstossfestigkeit Flach-Verdrück-Festigkeit KompressionsfestigkeitPuncture resistance Flat crush resistance Compression resistance
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