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Beschreibung
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Verfahren zur Herstellung von Wellpappe Wellpappe wird heute aus
den verschiedensten Gründen nicht nur unter ausschließlicher Verwendung von Cellulosematerial,sondern
unter Mitverwendung von Kunststoffen hergestellt. Einen besonders häufigen Grund
hierfür stellt die Naßfestausrüstung der Wellpappe dar.
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Hierzu kann man das Cellulosematerial mit Lösungen oder Dispersionen
von Kunststoffen imprägnieren oder beschichten, man kann dem Papierstoff Kunststoffe
zusetzen, oder man kann bei der Herstellungder Wellpappe Kunststoffolien mitverwenden.
In einigen Fällen machen die Kunststoffschichten oder -folien infolge ihrer Heißsiegelfähigkeit
die Verwendung von zusätzlichem Klebstoff entbehrlich.
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Darüber hinaus ist es bekannt, fertige Wellpappe den verschiedensten
Nachbehandlungen zu unterwerden, z.B. auf Kaschiermaschinen mit Kunststoffolien
zu kaschieren. Es handelt sich hierbei um einen
zusätzlichen Arbeitsgang,
der mit der Wellpappenherstellung an sich nichts zu tun hat. Zur Kaschierung gelangen
hauptsächlich vorgeschnittene Wellpappenbögen, die gegebenenfalls unmittelbar vor
dem Kaschiervorgang von der Wellpappenrolle auf Format geschnitten werden. Daneben
sind jedoch auch Verfahren im Einsatz, bei denen Kaschiergut und Kaschierfolie endlos
in die Raschiermaschine laufenound das Schneiden erst nach dem Kaschiervorgang erfolgt.
Auch bei diesen Verfahren stellt jedoch der Kaschiervorgang mit der Kunststoffolie
einen zusätzlichen Arbeitsgang zur eigentlichen Wellpappenherstellung dar, abgesehen
von dem großen Investitionsaufwand für das zusätzlich erforderliche Kaschierwerk.
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Nun ist aus der DE-AS 11 63 652 ein Verfahren bekannt, bei dem bei
der erstellung der Wellpappe zur Beschichtung der Wellpappe mit einer Kunststoffolie
die Materialbahnen entweder am Vorheizzylinder und/oder an den Riffelzylindern und/oder
in der Heizpartie zu einer Heißversiegelung zusammengeführt werden. Zur Herstellung
einer einseitig oder zweiseitig glatten Wellpappe geht man hierbei so vor, daß man
zunächst eine heißsiegelfähige Kunststoffolie auf eine Deckenbahn aufsiegelt, das
erhaltene Verbundmaterial in der Riffelanlage mit der Welle nach deren Ausbildung
durch Heißsiegeln verbindet, und dann gegebenenfalls eine weitere Deckenbahn durch
Heißsiegeln aufbringt.
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Aus der DE-OS 24 51 651 ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf die
Wellenbahn mittels eines Extruders einseitig ein Film aus geschmolzenem thermoplastischem
Polymerisat, z.B. Polyäthylenaufgebracht und gleichzeitig mit einer Deckenbahn verklebt
wird. Gegebenenfalls wird dieser Vorgang auf der anderen Seite der Wellenbahn wiederholt,
so daß man eine Wellpappe erhält, deren Deckenbahnen jeweils durch einen Kunststoffilm
mit der innenliegenden Wellenbahn verbunden sind.
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Schließlich ist aus der DE-OS 19 31 887 ein Verfahren bekannt, bei
dem die Wellenbahn unter Verwendung von üblichem Stärkekleister mit einer außen
mit Hochdruckpolyäthylen beschichteten Deckenbahn
verklebt wird.
Um hierbei das Ankleben der Polyäthylenbeschichtung auf der Heizpartie der Wellpappenmaschine
zu verhindern, bringt man zwischen die Deckenbahn und die Heizpartie eine zusätzliche,
antiadhäsive Materialschicht, z.B. aus siliconisiertem Papier ein, die mit der gleichen
Geschwindigkeit wie die Deckenbahn umläuft.
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Bei dieser umlaufenden antiadhäsiven Schicht handelt es sich um eine
Maschineneinrichtung, die in dem Endprodukt nicht in Erscheinung tritt.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von
Wellpappe unter Verwendung von heißsiegelfähigen Kunststoffolien, wobei in der Heizpartie
der Wellpappenmaschine eine Heißsiegelung mit der Kunststoffolie erfolgt, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man diese Heißsiegelung gleichzeitig mit einer Naßverklebung
zwischen Decken- und Wellenbahn durchführt, und hierbei die an der Naßverklebung
beteiligten Schichten oberhalb der an der Heißsiegelung beteiligten Schichten führt.
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Gegenüber dem Verfahren der DE-AS 11 63 652 besitzt das Verfahren
der Erfindung den Vorteil, daß die übliche Naßverklebung und die Heißversiegelung
in einem einzigen Arbeitsvorgang durchgeführt werden können, d.h. man erhält in
einem einzigen Durchgang an der Wellpappenmaschine die fertige Wellpappe.
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Ein Vorteil gegen dem Verfahren der DE-OS 19 31 887 besteht darin,
daß man auf eine zwischen der Oberfläche der Heizpartie und der Wellpappe umlaufende
antiadhäsive Schicht, die darüber hinaus durch zusätzliche Kühleinrichtungen gekühlt
werden muß, verzichten kann.
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Das Verfahren der DE-OS 24 51 651,bei dem mit Hilfe von Extrudern
Kunststoffilme zwischen Decken- und Weilenbahn extrudiert werden, ist sehr kompliziert
und kann ohne hohen Investitionsaufwand auf herkömmlichen Wellpappenmaschinen nicht
durchgeführt werden. Darüber hinaus sind zur Erzeugun7 einet beidseitig gedeckten
Wellpappe stets zwei Durchgänge erforderlich.
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Erfindungsgemäß wird unter Naßverklebung eine Verklebung unter Verwendung
wasser- und/oder lösungsmittelhaltiger kleber verstanden. Beispiele hierfür sind
in erster Linie die üblichen Stärkekleister oder wässrige Klebstoffe auf der Grundlage
anderer Naturstoffe aber auch Kunststoffdispersionen, vorzugsweise wässrige Kunststoffdispersionen.
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Beispiele für geeignete heißsiegelfähige Kunststoffolien sind solche,
die bei den üblicherweise in der Heizpartie zur Naßverklebung erzeugten Temperaturen
siegeln. Bei Verwendung von üblichem Stärkekleister betragen diese Temperaturen
etwa 150 bis 1600C,und bei diesen Temperaturen sind z.B. Polyäthylenfolien gut geeignet.
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Wenn bei Verwendung anderer Klebstoffe die Temperatur in der Heizpartie
gesenktwerden, bzw. bei gleicher Temperatur die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden
kann, verwendet man eine Polyäthylenverbundfolie, die eine bei niedrigerer Temperatur
erweichende Siegelschicht besitzt. Solche Verbundfolien sind im Handel erhältlich.
Die Siegelschicht besteht z.B. aus einem Nthylen-Vinylacetat-Copolymerisat oder
einem anderen Äthylencopolymerisat. Die Siegelungstemperatur der Folie sollte jedoch
80 bis 900C nicht unterschreiten, da bei Lagerung oder Versand bei warmem Wetter
bisweilen Temperaturstaus von 70 bis 800C entstehen, die dann ein Erweichen der
Siegelung bewirken könnten.
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Grundsätzlich unterliegt die Auswahl der Kunststoffolie keiner besonderen
Beschränkung, sofern nur unter den Bedingungen auf der Wellpappenmaschine eine Heißsiegelung
mit der Materialbahn, d.h.
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einer Deckenbahn oder Wellenbahn, erreicht werden kann. Selbstverständlich
hat auch der Endverwendungszweck einen Einfluß auf die Auswahl der Kunststoffolie.
Wenn z.B. eine Wellpappe erwünscht ist, die nicht nur weitgehend undurchlässig für
Wasserdampf sondern auch für Sauerstoffgas ist, bewähren sich Verbundfolien mit
einer Schicht aus Polyvinylidenchlorid. Unter Berücksichtigung sämtlicher Gesichtspunkte
haben sich jedoch Polyäthylenfolien, gegebenenfalls mit einer bei erniedrig5er Temperatur
siegelnden Schicht, als univerteil einsetzbar erwiesen.
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Erfindungsgemäß werden solche heißsiegelfähigen Kunststoffolien bevorzugt,
die bereits auf eine Papierbahn aufkaschiert sind (Papier-Kunststoff-Verbundfolien).
Zum Einsatz gelangen dann also z.B. Papier-Polyäthylen-Verbundfolien oder Papier/Polyäthylen-Äthylencopolymerisat-Verbundfolien.
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Papier-Polyäthylen-Verbundfolien sind im Handel erhältlich und bestehen
z.B. aus einer 10 bis 30g, z.B. etwa 20g, starken Polyäthylenschicht und einer 30
bis 100g, z.B. 40 bis 70g, z.B.
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etwa 50g, starken Papierschicht, z.B. aus weißem Kraftliner (hier
und im folgenden bezeichnet die Angabe "g" jeweils das Flächengewicht, bezogen auf
1m2).
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Bei Verwendung von unkaschierten Kunststoffolien ist zu beachten,
daß diese für einen problemlosen Ablauf vom Abrollständer eine gewisse Mindestdicke
besitzen müssen, so daß man mit der Dicke der Kunststoffschicht nicht soweit heruntergehen
kann, wie dies bei Papier-Kunststoff-Verbundfolien möglich ist. Auch aus diesem
Grund wird die Verwendung von Papier-Kunststoff-Verbundfolien bevorzugt.
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Das Verfahren der Erfindung wird so durchgeführt, daß auf die lleizpartie,
in der Reihenfolge von unten nach oben gesehen, z.B.
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folgende Bahnen auflaufen: 1. Deckenbahn - 2. Kunststoffolie - 3.einseitig
gedeckte Wellpappe mit der Deckenbahn nach oben, oder 1A. Deckenbahn - 2A. Kunststoffolie
- 3A. Deckenbahn - 4A. einseitig gedeckte Wellpappe, mit der Deckenbahn nach oben
und mit Naßleimauftrag auf den Wellenkämmen.
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Auf der Heizpartie der Wellpappenmaschine erfolgt dann einerseits
die Heißversiegelung der Schicht 2 oder 2A mit den Schichten 1 und 3 bzw. 1A und
3A, und andererseits die Naßverklebung der Schicht 3 oder 3S mit der Schicht 4 bzw.
der Verbundschicht 4A.
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Wie bereits dargelegt, werden jedoch anstelle der getrennten Schichten
1/2 und 1A/2A vorzugsweise im Handel erhältliche Verbundfolien
eingesetzt.
Hierdurch läßt sich an der Wellpappenmaschine die zusätzliche Installierung eines
Abrollständers vermeiden. Darüber hinaus kann man dann bei den Schichten 1 und 2
bzw. 1A und 2A geringere Schichtdicken verarbeiten als dies bei Verwendung getrennter
Schichten möglich wäre. So läßt sich auf den herkömmlichen Wellpappenmaschinen ein
50g- oder 70g-Liner z.B. nicht verarbeiten, wohingegen dies bei Aufkaschierung des
Liners auf eine dünne Kunststoffolie keine Schwierigkeiten bereitet.
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Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich die Heißsiegelung und
die Naßverklebung gegenseitig nicht behindern. Es tritt im Gegenteil sogar ein synergistischer
Effekt auf. Durch die auf der Heizpartie gleitende Deckenbahn bzw. Papierschicht,
die unmittelbar mit der Kunststoffschicht in Berührung steht, erfolgt nämlich eine
zusätzliche Aufheizung des Verbundkörpers, die so stark ist, daß man die Vorschubgeschwindigkeit,
im Vergleich zu der Ausführungsform ohne Kunststoffolie, unter sonst gleichen Bedingungen,
ganz beträchtlich erhöhen kann.
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So wurde z.B. bei der Herstellung einer doppelseitig gedeckten Wellpappe
durch Verklebung einer einseitig gedeckten Wellpappe mit einer Deckenbahn mittels
Stärkekleister bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 150 bis 160m/min keine einwandfreie
Verklebung mehr erhalten. Bei zusätzlicher Verwendung einer Papier(50g)/ Polyäthylen(20g)-Verbundfolie
konnte demgegenüber unter sonst gleichen Bedingungen die Vorschubgeschwindigkeit
bei einwandfreier Verklebung der anderen Bahnen auf 190 bis 200m erhöht werden.
Es bedarf hier keiner besonderen Begründung, welche Bedeutung dieser Produktionssteigerung
bei einem im technischen Maßstab durchgeführten Verfahren zukommt.
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Durch Verwendung zusätzlicher Werkstoffe läßt sich das Verfahren der
Erfindung in vielfältiger Weise variieren.
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So ist in einer besonderen Ausführungsform folgender Aufbau der Wellpappe,
in Richtung von unten (Heizpartie) nach oben vorgesehen:
1. Deckenbahn
- 2. Kunststoffolie - 3. Aluminiumfolie -4. Kunststoffolie - 5. Papierzwischenbahn
- 6. Wellenbahn/Decke.
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Für die Schichten 1/2 und 4/5 werden vorzugsweise Papier-Kunststoff-Verbundfolien,
insbesondere Papier/Polyäthylen-Verbundfolien, eingesetzt. Der Verbundkörper 6 (Wellenbahn/Deckenbahn)
wird z.B. in üblicher Weise auf einer Wellpappenmaschine hergestellt.
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In der Heizpartie erfolgt dann die Verbindung der Schichten 2/3 und
3/4 durch Heißsiegeln,und die Verbindung der Schichten 5/6 durch Naßverklebung.
Anstelle der Schicht 6 kann man auch eine zweiseitig gedeckte Wellpappe verwenden.
Mit diesen Ausführungsformen erhält man Wellpappen, die einerseits infolge der Kunststoffschicht
sehr gut wasserdicht, und infolge der Aluminiumschicht gleichzeitig absolut wasserdampf-
und gasdichtsind. Diese Ausführungsformen sind auch deshalb vorteilhaft, weil eine
Naßverklebung von Aluminiumfolien nicht möglich ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist anstelle der Aluminiumschicht
3 ein Glasfasernetz oder -vlies vorgesehen. Die Herstellung erfolgt wie bei der
Verwendung der Aluminiumfolie. Man erhält eine Wellpappe mit hervorragender Reißfestigkeit.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist anstelle des Glasfasernetzes
oder -vlieses ein Kunststoffgitter, gegebenenfalls in Diagonalanordnung zur Wellenrichtung,
vorgesehen. Die Herstellung erfolgt in gleicher Weise durch Abrollen des endlosen
Kunststoffnetzes von einem Abrollständer. Auch hierdurch wird die mechanische Festigkeit
der Wellpappe sehr stark erhöht. Diese Ausführungsform wird dann bevorzugt, wenn
im Bereich von verstärkten Grifflöchern von Wellpappenverpackungen ein direkter
Kontakt der Hände mit Glasfasergeweben vermieden werden soll.
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Mit dem Verfahren der Erfindung ist es auch möglich, doppelte und
dreifache Wellpappe, d.h. mit zwei oder drei Wellenbahnen und der entsprechenden
Anzahl von Zwischenbahnen und Deckenbahnen, herzustellen.
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Die erfindungsgemäß hergestellte, kunststoffverstärkte Wellpappe besitzt
gegenüber üblicher Wellpappe zahlreiche Vorteile: - Die Wellpappe ist naßfest, was
insbesondere in der Lebensmittelverpackung von großer Wichtigkeit ist. Es sei hier
beispielsweise auf das sogenannte Hydrocooling von Gemüse und Obst durch Besprühen
mit Wasser hingewiesen.
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- Reißfestigkeit und Durchstoßfestigkeit, insbesondere nach Feuchtraumklimaeinwirkung,
sind sehr stark erhöht.
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- Die Berstfestigkeit, insbesondere nach Feuchtraumklimaeinwirkung,
ist sehr stark erhöht.
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Selbstverständlich sind Papier/Kunststoff-Verbundfolien teurer als
Kraftliner gleichen Flächengewichts. Die in nahezu jeder Hinsicht verbesserten Festigkeitseigenschaften
der erfindungsgemäß hergestellten Wellpappe bringen es jedoch mit sich, daß zur
Erzielung der gleichen Festigkeit für die restlichen Schichten billigeres Ausgangsmaterial
verwendet und darüber hinaus gleichzeitig das Flächengewicht dieser Materialien
herabgesetzt werden kann. Mit folgendem Aufbau erzielt man z.B. etwa gleiche Festigkeiten,
abgesehen von der erheblich größeren Naß festigkeit der erfindungsgemäß hergestellten
Wellpappe: Wellpappe der Erfindung normale Wellpappe 1. 150g Testliner 1a. 200g
Kraftliner braun 2. 120g Wellenstoff 2a. 120g Wellenbahn 3. 100g Schrenz 3a. 200g
Kraftliner braun 4. 70g Kunststoff-Papier-Verbundfolie (20g Polyäthylen + 50g Kraftliner
weiß) Gegenüber den Schichten 1a, 2a und 3a der üblichen Wellpappe sind in der erfindungsgemäßen
Wellpappe die minderwertigeren Schichten 1, 2 und 3 enthalten; die Gesamtkosten
liegen unter denjenigen der
normalen Wellpappe.
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Darüber hinaus läßt sich die aus Kraftliner weiß bestehende Deckenbahn
der erfindungsgemäßen Wellpappe hervorragend bedrucken.
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Zwar könnte man auch bei der herkömmlichen Wellpappe den braunen Kraftliner
durch weißen Kraftliner ersetzen. Hiermit wäre jedoch selbstverständlich eine erhebliche
Verteuerung verbunden, und darüber hinaus würden bei Beibehaltung des Flächengewichts
von 200g auch die mechanischen Eigenschaften schlechter. Ein besonders wichtiger
Vorteil der erfindungsgemäßen Wellpappe besteht jedoch auch darin, daß die in der
Schicht 4 enthaltene Kunststoffschicht beim Bedrucken der nur 50g starken Kraftlinerschicht
das Wegschlagen der Druckfarbe verhindert, so daß man bei gleicher Farbmenge stets
ein besseres Druckbild erhält.
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Da die Installierung von Druckwerken an der Wellpappenmaschine sehr
kostspielig ist, wobei die nicht immer gegebene Auslastung eine weitere ungünstige
Kostenverschiebung bedeutet, ist der Einsatz von bereits bedruckten Deckenbahnen
zu bevorzugen. Bei der erfindungsgemäßen Wellpappe ist jedoch infolge des niedrigeren
Gewichts (70 gegenüber 200 g) des Verbundmaterials das Transportgewicht des bedruckten
Verbundmaterials nur etwa 1/3 so groß wie bei der herkömmlichen Deckenbahn der Wellpappe,
angesichts der anstehenden Transportmengen ein ganz erheblicher Vorteil.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das als Deckenbahn verwendete
Kunststoff-Papier-Verbundmaterial nicht in der vollen Breite der Wellpappenmaschine
verwendet werden muß. Da ein Leimauftrag nicht erforderlich ist, weil die Verbindung
durch Heißsiegeln der Kunststoffschicht des Verbundmaterials erfolgt, kann man ein
z.B.
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im Vierfarbenoffsetdruck vorbedrucktes Verbundmaterial mit beliebiger
Breite verwenden, wobei die Breite der vorbedruckten Bahn zweckmäßigerweise der
Breite des gewünschten Nutzens entspricht.
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Ein besonderer Vorteil besteht hierbei darin, daß auf herkömmlichen
Offsetdruckdruckmaschinen das Bedrucken einer Papierbahn mit
der
üblichen Breite einer Wellpappenmaschine von z.B. 2,20 m nicht möglich ist. Die
obere Druckbreite von Offsetdruckmaschinen liegt üblicherweise bei 1,20 m. Erfindungsgemäß
läßt man also auf die Deckenbahn der Wellpappe das vorbedruckte Kunststoff-Papier-Verbundmaterial
nur in der Breite des gewünschten Nutzens, z.B. 0,80 oder 1,00 m, auflaufen. Auf
die Heizpartie der Wellpappenmaschine laufen dann, von unten nach oben gesehen,
z.B. folgende Bahnen auf: 1. Vorbedrucktes Papier-Polyäthylen-Verbundmaterial in
begrenzter Breite, z.B. 80 cm 2. Deckenbahn 3. Einseitig gedeckte Wellpappe, mit
der Deckenbahn nach oben und mit Naßleimauftrag auf den Wellenkämmen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine bevorzugte
Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.
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Auf die Heizpartie 1 einer Wellpappenmaschine laufen, in der Reihenfolge
von oben nach unten, folgende Schichten auf: - eine einseitig gedeckte Wellpappe
2 - eine Deckenbahn 3 und - eine Papier-Polyäthylen-Verbundfolie 4.
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Die einseitig gedeckte Wellpappe 2, bestehend aus einer Deckenbahn
2a aus 150 g Testliner und einer Welle 2b aus 120 g Wellenstoff, wird in üblicher
Weise durch Verkleben mit Stärkekleister hergestellt und dann in einer Leimauftragseinrichtung
(nicht dargestellt) auf den Wellenkämmen mit Stärkeleimauftrag versehen.
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Die Deckenbahn 3 aus 100 g Schrenz wird der Heizpartie von einem
Abrollständer (nicht dargestellt) zugeführt.
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Von einem weiteren Abrollständer (nicht dargestellt) wird eine Polyäthylen-Papier-Verbundfolie
4, mit der Papierseite dem Heiztischlzugewandt, zugeführt. Diese Verbundfolie besteht
aus einer 20 g dicken Polyäthylenschicht 4a und einer 70 g dicken weißen Kraftlinerschicht
4b, wobei die Schichten 4a, 4b durch Heißsiegelung miteinander verbunden sind.
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In der Heizpartie der Wellpappenmaschine erfolgt gleichzeitig sowohl
eine Verbindung der einseitig gedeckten Wellpappe 2 mit der Deckenbahn 3 durch übliche
Stärkeverklebung, als auch eine Verbindung der Verbundfolie 4 mit der Deckenbahn
3 durch Heißsiegelung.
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In einer weiteren Ausführungsform läßt man die Deckenbahn 3 weg. Gleichzeitig
läßt man auf der einseitig gedeckten Wellpappe 2 den Leimauftrag auf den Wellenkämmen
weg. In der Heizpartie erfolgt dann durch Heißsiegelung die Verbindung der Verbundfolie
4 mit der Wellpappe 2.
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In beiden Ausführungsformen erfolgt durch die Reibung der Verbundfolie
4 auf dem Heiztisch eine stärkere Aufheizung der Wellpappe, so daß eine größere
Abzugsgeschwindigkeit, im Vergleich zu den Ausführungsformen ohne Kunststoffverbundfolie,
möglich ist.