DE4207690C1 - - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein heißsiegelfähiges Papier, dessen Trägerpapier auf einer seiner Hauptoberflächen mit einer heißsiegelfähigen Beschichtung versehen ist und die Verwendung dieses Papieres zum Kaschieren mit anderen Materialflächen.The invention relates to a heat-sealable paper, the backing paper on one of its main surfaces is provided with a heat sealable coating and the use of this paper for lamination with other material surfaces.
Heißsiegelfähige Papiere sind grundsätzlich bekannt. Diese Materialien weisen auf einer Hauptoberfläche des Trägerpapiers eine bei Temperaturen oberhalb 80°C erweichende und Klebkraft entwickelnde polymere Bindemittel und ggf. Pigmente enthaltende Beschichtung auf, so daß diese Papiere unter Anwendung von Wärme und Druck mit anderen Materialoberflächen verbindbar sind.Basically, heat-sealable papers are known. These materials have one main surface of the carrier paper is one at temperatures above 80 ° C softening and developing adhesive polymer binders and possibly pigments containing coating so that these papers using heat and Print can be connected to other material surfaces.
Der Nachteil derartiger heißsiegelfähiger Beschichtungen besteht in ihrer Neigung zum sog. Blocken, d. h. unerwünschter vorzeitiger Haftung mit anderen Schichten, insbesondere wenn die Papiere nach dem Aufbringen und Trocknen der heißsiegelfähigen Schicht aufgerollt werden. In diesem Falle tritt Haftung der beschichteten Hauptoberfläche an der unbeschichteten Hauptoberfläche ein, so daß ein Wiederabrollen und Weiterverarbeiten der heißsiegelfähigen Papiere, insbesondere nach Lagerung erschwert ist oder verhindert wird.The disadvantage of such heat sealable coatings is their tendency to so-called blocking, d. H. unwanted premature adhesion with other layers, especially if the papers after the application and drying of the heat sealable layer can be rolled up. In this case liability of coated main surface on the uncoated main surface, so that a Re-unrolling and processing the heat-sealable papers, in particular after storage is difficult or prevented.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Blockneigung der heißsiegelfähigen Schicht zu verringern, ohne daß dadurch die Heißsiegelfähigkeit beeinträchtigt wird.The object of the invention is to block the tendency of the heat sealable layer reduce without affecting the heat sealability.
Diese Aufgabe wird gelöst, durch ein heißsiegelfähiges Papier mit einem Trägerpapier und einer auf einer der Hauptoberflächen des Trägerpapieres aufgebrachten, pigmentierten heißsiegelfähigen Schicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die heißsiegelfähige Schicht 8 bis 25 Gew.-%, bezogen auf Trockensubstanz der heißsiegelfähigen Schicht, unverkleisterte kalibrierte Stärkekörner mit einer mittleren Korngröße über 15 µm enthält. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an unverkleisterten Stärkekörnern 12 bis 15 Gew.-%, bezogen auf Trockensubstanz der heißsiegelfähigen Schicht. This problem is solved by a heat sealable paper with a backing paper and one applied to one of the main surfaces of the backing paper, pigmented heat sealable layer, which is characterized in that the heat-sealable layer 8 to 25% by weight, based on the dry substance of the heat sealable layer, non-gelatinized calibrated starch grains with a medium Contains grain size over 15 microns. The content of non-gelatinized is preferably Starch granules 12 to 15% by weight, based on the dry substance of the heat sealable Layer.
Grundsätzlich läßt sich die Neigung der Heißsiegelschicht zum Blocken durch Verändern der Zusammensetzung und Mitverwendung von teilchenförmigen Materialien, die bei Siegeltemperaturen nicht erweichen, verringern. Derartige Zusätze verändern jedoch in der Regel auch das Verhalten beim Heißsiegeln, beispielsweise sind höhere Temperaturen oder Drücke erforderlich, um die gewünschte Haftung der Heißsiegelschicht an damit zu verbindenden Oberflächen zu erreichen.In principle, the tendency of the heat seal layer to block can be determined Change the composition and use of particulate Reduce materials that do not soften at sealing temperatures. Such additives However, they usually also change the behavior during heat sealing, for example higher temperatures or pressures are required to achieve the desired adhesion To achieve a heat seal layer on the surfaces to be joined.
Völlig überraschend wurde gefunden, daß die Blockneigung von Heißsiegelschichten ohne Beeinträchtigung oder Veränderung des Verhaltens beim Heißsiegeln verringert oder beseitigt werden kann, wenn die heißsiegelfähige Schicht unverkleisterte Stärkekörner enthält, deren Größe so ausgewählt ist, daß sie bis an und über die Oberfläche der heißsiegelfähigen Schicht hinausreichen. Dadurch wird beim Aufrollen des beschichteten Papieres ein unmittelbarer Kontakt der heißsiegelfähigen Schicht mit der benachbaren unbeschichteten Papieroberfläche vermieden oder die Kontaktoberfläche soweit verringert, daß die Blockneigung erheblich geringer ist.Completely surprisingly, it has been found that the blocking tendency of heat seal layers Reduced without affecting or changing behavior when heat sealing or can be removed if the heat-sealable layer is not gelatinized Contains starch grains, the size of which is selected so that it extends to and above the Extend the surface of the heat sealable layer. This will when rolling up the coated paper is in direct contact with the heat sealable layer avoided with the adjacent uncoated paper surface or the Contact surface reduced so much that the tendency to block is significantly lower.
Vorzugsweise beträgt die mittlere Korngröße der kalibrierten unverkleisterten Stärkekörnchen mehr als 20 µm. Als besonders günstig hat sich eine Korngrößenverteilung von 98 Gew.-%<10 µm, 55 Gew.-%<20 µm, 82 Gew.-% <16 bis 32 µm erwiesen.The average grain size of the calibrated, non-gelatinized is preferably Starch granules more than 20 µm. One has proven to be particularly cheap Grain size distribution of 98% by weight <10 µm, 55% by weight <20 µm, 82% by weight <16 to 32 µm proven.
Als unverkleisterte grobkörnige Stärke können Mais-, Kartoffel-, Getreide- (wie z. B. Weizen- oder Roggen-), Reis-, Tapioka- oder Pfeilwurzstärke verwendet werden. Die Klassifizierung der Stärketeilchen kann durch verschiedene bekannte Verfahren erfolgen, beispielsweise Luftklassierung, Siebverfahren, Naßverfahren oder Zyklone.Maize, potato, cereal (such as e.g. Wheat or rye), rice, tapioca or arrowroot starch be used. The classification of the starch particles can be done by different known processes are carried out, for example air classification, screening processes, Wet process or cyclones.
Um die Verkleisterungstemperatur der Stärkekörner zu erhöhen, kann die Stärke chemisch modifiziert oder vernetzt sein.The starch can be used to increase the gelatinization temperature of the starch grains be chemically modified or cross-linked.
Beim Heißsiegeln oberhalb 80°C tritt Verkleisterung der Stärkekörner ein, wobei diese erweichen, so daß die beim Heißsiegeln üblichen Drücke ausreichend sind, um einen vollflächigen Kontakt der heißsiegelfähigen Schicht mit der zu verbindenden Oberfläche und die gewünschte Siegelverbindung ohne Veränderung der Heißsiegelbedingungen zu erreichen.When heat sealing above 80 ° C gelatinization of the starch granules occurs, this soften, so that the usual pressures during heat sealing are sufficient to full-surface contact of the heat-sealable layer with the surface to be joined and the desired seal connection without changing the heat sealing conditions to reach.
Die Heißsiegelschicht kann die bekannten heißsiegelfähigen, filmbildenden Polymere enthalten. Geeignete heißsiegelfähige Polymere sind z. B. Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Copolymere von Styrol und Acrylestern. The heat seal layer can be the known heat sealable, film-forming polymers contain. Suitable heat sealable polymers are e.g. B. polyvinyl acetate, Polyvinyl chloride, copolymers of styrene and acrylic esters.
Um die gewünschte Heißsiegeltemperatur einzustellen, hat es sich als günstig erwiesen, neben den filmbildenden Polymeren übliche organische oder anorganische feinteilige Pigmente mitzuverwenden, z. B.: Kaolin, CaCO₃ in feinteiliger Form, gefällte Kreiden, Talkum, TiO₂.In order to set the desired heat sealing temperature, it has proven to be advantageous in addition to the film-forming polymers, customary organic or inorganic fine particles Pigments to be used, e.g. For example: kaolin, CaCO₃ in finely divided form, precipitated Chalk, talc, TiO₂.
Dabei können Mengen von 10-15 Gew.-%, bezogen auf thermoplastisches filmbildendes Polymer, verwendet werden.Amounts of 10-15% by weight, based on thermoplastic film-forming Polymer.
Es können auch Mischungen unterschiedlicher filmbildender heißsiegelfähiger Polymere verwendet werden, um die Heißsiegeltemperatur einzustellen.Mixtures of different film-forming thermosealers can also be used Polymers are used to adjust the heat seal temperature.
Die heißsiegelfähige Beschichtung wird aus wäßriger Dispersion mit üblichen Einrichtungen auf das Trägerpapier aufgebracht und anschließend unter Bedingungen getrockner, unter denen die in der heißsiegelfähigen Beschichtungszusammensetzung enthaltenen, unverkleisterten Stärkekörner nicht verkleistern, so daß die Teilchenstruktur der Stärkekörnchen in der getrockneten Schicht erhalten bleibt.The heat-sealable coating is made from aqueous dispersion with conventional Devices applied to the backing paper and then under conditions dryers, including those in the heat sealable coating composition contained, not gelatinized starch granules, so that the Particle structure of the starch granules is retained in the dried layer.
Die heißsiegelfähige Schicht wird auf das Trägerpapier in einer Menge von 12 bis 24 g/m², vorzugsweise 15 bis 20 g/m² aufgebracht. Die Schichtdicke der heißsiegelfähigen Schicht beträgt vorzugsweise 10 bis 20 µm, ganz besonders bevorzugt 15 bis 18 µm.The heat sealable layer is applied to the backing paper in an amount of 12 to 24 g / m², preferably 15 to 20 g / m² applied. The layer thickness of the heat-sealable layer is preferably 10 to 20 μm, very particularly preferably 15 to 18 µm.
Das erfindungsgemäße heißsiegelfähige Papier kann zum Kaschieren mit anderen Materialoberflächen, wie Papier, Karton, Textilien und Kunststoffolien in Form von Bahnen oder Bogen verwendet werden. Dabei werden die miteinander zu verbindende heißsiegelfähige Schicht und die weitere Materialoberfläche unter Anwendung von Wärme und Druck in vollflächigen Kontakt miteinander gebracht und die Schichten werden haftend miteinander verbunden.The heat-sealable paper according to the invention can be laminated with others Material surfaces such as paper, cardboard, textiles and plastic films in the form of Sheets or sheets can be used. Thereby, the ones to be connected with each other heat sealable layer and the further material surface using Heat and pressure brought into full contact with each other and the layers are bonded together.
Beispielsweise kann das erfindungsgemäße heißsiegelfähige Papier in einem Heißsiegelkalander mit Papier oder Karton zu einem Verbundmaterial versiegelt werden.For example, the heat-sealable paper according to the invention can be in one Heat seal calender sealed with paper or cardboard into a composite material will.
Um eine möglichst gleichmäßige heißsiegelfähige Schicht auszubilden, kann das verwendete Trägerpapier vor dem Aufbringen der heißsiegelfähigen Beschichtung einer Satinage unterzogen werden. Geeignete entsprechend geleimte Trägerpapiere können aus üblichen Cellulosemischungen hergestellt werden mit Flächengewichten von 80 g/m² bis 300 g/m², vorzugsweise 140 g/m² bis 200 g/m². In order to form a heat sealable layer that is as uniform as possible, this can be done backing paper used before applying the heat sealable coating Undergo satination. Suitable appropriately sized backing papers can are made from conventional cellulose mixtures with basis weights of 80 g / m² to 300 g / m², preferably 140 g / m² to 200 g / m².
Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße heißsiegelfähige Papier in Bogen aufzuteilen und bogenförmiges oder anders aufgeteiltes heißsiegelfähiges Papier mit anderen gewünschten Materialoberflächen durch Heißsiegeln zu verbinden. Beispielsweise können heißsiegelfähige Bogen mit Papier- oder Kartonbogen entsprechender Größe zu einem Verbundmaterial kaschiert werden.It is also possible to divide the heat-sealable paper according to the invention into sheets and sheet or other divided heat sealable paper with others connect the desired material surfaces by heat sealing. For example can heat sealable sheets with paper or cardboard sheets of the appropriate size be laminated with a composite material.
Das erfindungsgemäße heißsiegelfähige Papier zeigt auch unter ungünstigen Bedingungen, z. B. hohen Raumtemperaturen bis zu 45°C und den in Papierrollen oder Papierstapeln üblichen Druckbelastungen kein unerwünschtes Blocken und läßt sich deshalb auch nach Lagerung problemlos weiterverarbeiten. Veränderungen der Siegelbedingungen sind beim späteren Heißsiegeln dabei nicht erforderlich.The heat-sealable paper according to the invention also shows unfavorable Conditions, e.g. B. high room temperatures up to 45 ° C and in paper rolls or Stacking paper usual pressure loads no unwanted blocking and can be therefore continue processing without any problems even after storage. Changes in Sealing conditions are not necessary for later heat sealing.
Auf einer Langsiebpapiermaschine wird ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 140±5 g/m² hergestellt. Die Papierstoffzusammensetzung besteht hierbei aus 62,5 Gew.-% Langfasersulfitzellstoff, 25 Gew.-% Kurzfasersulfatzellstoff und 12,5 Gew.-% Linters. Die Papierleimung erfolgt in üblicher Weise mit 1,0 Gew.-% Harzseife und 3 bis 4 Gew.-% Alaun. Um dem Papier für die spätere Verwendung spezielle Eigenschaften zu verleihen, enthält der Papierstoffbrei noch weitere Zusätze wie 6 Gew.-% TiO₂, 1,9 Gew.-% Na-Stearat, 6 Gew.-% Carboxymethylcellulosse sowie optischen Aufheller zur Erhöhung der Weiße. Die Prozentangaben der weiteren Zusätze beziehen sich auf den Faserstoffanteil.A paper with a mass per unit area is produced on a Fourdrinier paper machine of 140 ± 5 g / m². The paper stock composition consists of 62.5% by weight long fiber sulfite pulp, 25% by weight short fiber sulfate pulp and 12.5% by weight of linters. Paper sizing is carried out in the usual way with 1.0% by weight. Resin soap and 3 to 4 wt .-% alum. To the paper for later use To give special properties, the pulp contains further additives such as 6 wt .-% TiO₂, 1.9 wt .-% Na stearate, 6 wt .-% carboxymethyl cellulose and optical brightener to increase whiteness. The percentages of the others Additions relate to the fiber content.
Das so hergestellte Papier wird anschließend in einem Superkalander satiniert, so daß eine Glätte nach Bekk von 100 bis 200 s resultiert. The paper thus produced is then satinized in a super calender, so that a Bekk smoothness of 100 to 200 s results.
Auf einer Versuchsstreichmaschine mit einem Blade-Coater als Beschichtungsaggregat wurde dieses Papier einseitig mit folgender Beschichtungszusammensetzung beschichtet:On a test coater with a blade coater as a coating unit this paper became one-sided with the following coating composition coated:
Zur Prüfung auf Blockneigung wurden 30 Blatt DIN A4 des beschichteten Materials im Stapel mit 40 kg Gewicht belastet und 4 Tage in einem Trockenschrank bei 40°C gelagert. To test for inclination to block, 30 sheets of A4 of the coated material in the Stack loaded with 40 kg weight and 4 days in a drying cabinet at 40 ° C stored.
Während sich bei einer Beschichtung ohne Stärkekörner die einzelnen Blätter des Stapels kaum bzw. nur mit großer Mühe trennen lassen, ist bei dem erfindungsgemäßen Beispiel mit Stärkekörnern ein Verblocken des Stapels nicht feststellbar. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Qualität im Hinblick auf die Handhabung im nachfolgenden Verarbeitungsprozeß.While the individual leaves of the Barely or only with great effort to separate stacks is in the inventive Example with starch granules a blocking of the stack cannot be determined. this means a significant improvement in quality in terms of handling in the subsequent processing.
Auf einer Langsiebpapiermaschine wird ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 140±5 g/m² hergestellt. Die Papierstoffzusammensetzung besteht hierbei aus 62,5 Gew.-% Langfasersulfitzellstoff, 25 Gew.-% Kurzfasersulfatzellstoff und 12,5 Gew.-% Linters. Die Papierleimung erfolgt in üblicher Weise mit 1,0 Gew.-% Harzseife und 3 bis 4 Gew.-% Alaun. Um dem Papier für die spätere Verwendung spezielle Eigenschaften zu verleihen, enthält der Papierstoffbrei noch weitere Zusätze wie 6 Gew.-% TiO₂, 1,9 Gew.-% Na-Stearat, 6 Gew.-% Carboxymethylcellulose sowie optischen Aufheller zur Erhöhung der Weiße. Die Prozentangaben der weiteren Zusätze beziehen sich auf den Faserstoffanteil.A paper with a mass per unit area is produced on a Fourdrinier paper machine of 140 ± 5 g / m². The paper stock composition consists of 62.5% by weight long fiber sulfite pulp, 25% by weight short fiber sulfate pulp and 12.5% by weight Linters. The paper is sized in the usual way with 1.0% by weight of resin soap and 3 to 4% by weight alum. To make the paper special properties for later use to give, the pulp contains other additives such as 6 wt .-% TiO₂, 1.9% by weight Na stearate, 6% by weight carboxymethyl cellulose and optical brighteners for Increase in whiteness. The percentages of the other additives refer to the Fiber content.
Das so hergestellte Papier wird anschließend in einem Superkalander satiniert, so daß eine Glätte nach Bekk von 100 bis 200 s resultiert. Auf einer Versuchsstreichmaschine mit einem Blade-Coater als Beschichtungsaggregat wurde dieses Papier einseitig mit folgender Beschichtungszusammensetzung beschichtet:The paper thus produced is then satinized in a super calender, so that a Bekk smoothness of 100 to 200 s results. On a Test coating machine with a blade coater as a coating unit was this paper is coated on one side with the following coating composition:
Zur Prüfung auf Blockneigung wurden 30 Blatt DIN A4 des beschichteten Materials im Stapel mit 40 kg Gewicht belastet und 4 Tage in einem Trockenschrank bei 40°C gelagert. Während sich bei einer Beschichtung ohne Stärkekörner die einzelnen Blätter des Stapels kaum bzw. nur mit großer Mühe trennen lassen, ist bei dem erfindungsgemäßen Beispiel mit Stärkekörnern ein Verblocken des Stapels nicht feststellbar. Die bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Qualität im Hinblick auf die Handhabung im nachfolgenden Verarbeitungsprozeß.To test for inclination to block, 30 sheets of A4 of the coated material in the Stack loaded with 40 kg weight and 4 days in a drying cabinet at 40 ° C stored. While with a coating without starch granules, the individual leaves of the stack hardly or only with great difficulty, is in the Example according to the invention with starch granules does not block the stack noticeable. That means a significant improvement in quality with regard to handling in the subsequent processing process.
Die Herstellung des Trägerpapiers erfolgt in gleicher Weise wie in Beispiel 1. Auf einer Streichmaschine, ausgerüstet mit einer Luftbürste als Streichkopf, wurde im Vergleich zur Standardbeschichtung ohne Stärkekörner folgende Beschichtungszusammensetzung aufgetragen:The backing paper is produced in the same way as in Example 1. On a Coating machine, equipped with an air brush as a coating head, was compared the following coating composition for standard coating without starch granules applied:
Die Blockprüfung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, das erfindungsgemäße Papier zeigte ebenfalls kein nennenswertes Verkleben der einzelnen Papierlagen. Im Anschluß an die Beschichtung in der Streichmaschine wurden die Papierrollen 8 Wochen gelagert. Auch nach dieser langen Lagerzeit zeigte sich beim Abrollen auf einem Querschneider kein Rupfen oder Kleben. Das auf Format 75×105 cm aufgeschnittene Papier wurde dann nochmals in einer Stapelhöhe von ca. 150 cm, wobei ein Gesamtgewicht von ca. 750 kg resultiert, 8 Wochen gelagert, bevor es einer Einzelblatt-Sortierung unterworfen und als Fertigprodukt in Packungsgrößen von einem Papierries (1.000 Bogen) verpackt wurde.The block test was carried out in the same manner as in Example 1, that Paper according to the invention also showed no appreciable gluing of the individual Layers of paper. Following the coating in the coating machine, the Paper rolls stored for 8 weeks. Even after this long storage period, the Unroll on a sheeter, no picking or sticking. The format is 75 × 105 cm cut paper was then again in a stack height of approx. 150 cm, whereby a total weight of approx. 750 kg results, stored 8 weeks before one Subject to single sheet sorting and as a finished product in pack sizes of one Paper giant (1,000 sheets) was packed.
Auch bei diesem Arbeitsprozeß zeigte sich praktisch kein Verblocken, so daß eine erhebliche Arbeitserleichterung und Ausschußreduzierung festgestellt werden konnte.Also in this working process there was practically no blocking, so that one considerable work relief and reduction of rejects could be found.
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