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Klebstoff für das Verkleben von Wellpappe Die Erfindung bezieht sich
auf einen Klebstoff für das Verkleben von Wellpappe, welcher aus einer gelatinierte
Stärke, ungelatinierte Stärke und Wasser enthaltenden Mischung besteht.
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Klebstoffe auf Stärkegrundlage sind allgemein bekannt und finden vielfache
Anwendung. Diese werden in völlig gelatiniertem Zustand auf .die durch Klebung zu
verbindenden Oberflächen aufgebracht, und die Ve-rklebung wird dann dadurch bewirkt,
daß man die in der Klebmasse enthaltene Feuchtigkeit verdampft. Neben ihren sonstigen
Vorzügen sind derartige Klebstoffe mit dem erheblichen Nachteil behaftet, idaß für
die Verdampfung der in ihnen enthaltenen Feuchtigkeit und damit die Erzielung einer
ausreichenden Verklebung verhä.ltnismäßig viel Zeit erforderlich ist, so daß derartige
Klebstoffe für alle solche Zwecke, wo es auf eine schnelle Verklebung ankommt, wie
für das Verkleben von Wellpappe, nicht oder nur sehr bedingt geeignet sind.
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Man hat auch bereits vorgeschlagen, Klebmassen zum Verkleben von Holz
in ;der Weise herzustellen, daß zunächst eine trockene Grundmischung aus ungelatinierter
Stärke und Dextrin erzeugt wird und zu dieser Grundmischung dann vor der Verwendung
Wasser und Natriumhydroxyd zugesetzt werden, um die in der Masse vorhandene noch
ungelatinierte Stärke vollständig zu gelatinieren Auch in diesem Fall ist somit
das zur Verwendung gelangende Klebmittel vollständig gelatiniert und entspricht
daher der Art nach ebenfalls den vorerwähnten üblichen Klebstoffen auf Stärkegrundlege
und
weist dementsprechend auch deren Nachteile auf.
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Das gleiche! gilt auch für den weiteren bekannten Vorschlag, rohe
Stärkekörner rnit Schwefelsäure zu behandeln, die dabei erhaltene Masse dann zu.
neutralisieren und dadurch die wasserabsorhierenden Eigenschaften der Stärke zu
erhöhen und schließlich diie so veränderten Stärkekörnchen zu trocknen, da auch
deren Überführung in eine bandhebungsfähige Bindemasse in der Weise erfolgen soll,
daß die so vorbehandelte Stärke mit Wasser und kau:stischem Alkali versetzt wird,
um ihre vollständige Gelatinierung sicherzustellen, und sie erst in diesem Zustand
zur Verwendung gelangt, worauf dann die Bindung durch Verdampfen des Wassers herbeigeführt
wird.
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Zu dem gleichen Ergebnis' gelangt man auch dann, wenn man entsprechend
einem weiteren bekannten Vorschlag rohe Stärke mit vorbehandelter Stärke der eben
erwähnten Art vermischt und erst diese Mischung mit Wasser und kaustischem Alkali
zwecks vollständiger Gelatinierung der gesamten vorhandenen Stärke versetzt, da
auch in diesem Fall das Wasser zur Erzielung der angestrebten Verklebung verdampft
werden muß.
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Es ist weiter bekannt, aufgeschlossene, so, genannte wasserlösliche
Stärke mit gewöhnlicher, also nicht aufgeschlossener Stärke zur Herstellung von
Klebmitteln zu versetzen, ohne daß dienerhalb Näheres über Wahl der diesbezüglichen
Mengenverhältnisse und damit etwa beabsichtigen Sonderwirkungen bekannt wäre, und
es kann nur vermutet werden" daß ein solcher Zusatz zum Zweck der Substanzanreicherung
der üblichen, kalt anzurührenden und durch Verdampfung vom ihrem Wassergehalt zu
befreienden und damit zur Verklebung führenden Stärkekleister vorgeschlagen wurde.
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Es ist schließlich auch bereits vorgeschlagen worden, Aufschwemmungen
von ungekochter Stärke für das Zusammemklehen von Papierbahnen zu verwenden und
Überzüge auf Papier in der Weise aufzubringen, daß auf das Papier ein wäßrigear,
ungekochte Stärke und gegebenenfalls ein Pigment enthaltender Schlamm aufgetragen,
hierauf das mit diesem Schlamm überzogene nasse Papier einer die, Gelatinierung
der Stärke. bewirkenden Dämpfung oder Erwärmung unterworfen und schließlich das
Ganze, getrocknet wird. Hierbei kann wahlweise sogenannte »präparierte Stärke« als
e:mulgierendes Mittel hinzugesetzt werden, welche durch chemische Behandlung von
roher Stärke entsteht, wodurch, bei nachfolgender Lösung in Wasser, eine Verminderung
der Viskosität erzielt wird. Diese Verminderung der Viskosität beeinträchtigt das
Verbinden von ebenen Flächen, wie Papierbahnen, praktisch nicht, da hierbei lediglich
notwendig ist, daß das Bindemittel von einer solchen Viskosität ist, daß es richtig
ausgebreitet werden kann, und der Feuchtigkeitsgehalt des Bindemittels wird dabei
ausschließlich durch diese Maßgabe bedingt. Die Herstellung von Wellpappe fordert
demgegenüber eine Bindemittelmasse, welche von einer genügenden Viskosität ist,
um auf den Wellenbergbereiahen nach Aufbringen auf dieselben s.tehenzubleiben, nicht
zwischen dieselben abzulaufen und eine zeitweilig aussetzende Bindewirkung auf abwechselnden
Teilen der Papierhahn und der gewellten Schicht zu zeitigen. Dieser Mindestforderung
an Viskosität stecht die Maximalforderung gegenüber, daß die Masse genügend viskos
ist, flach und schnell über die zu verbindenden Oberflächen ausgebreitet werden
zu können. Diese Bedingungen vermag also diese für das Vereinigen von Papierhahnen
geeignete Klebmasse nicht zu erfüllen und ist daher für das Verkleben vom Wellpappe
ebensoweni.g anwendbar.
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Die Erfindung schafft nun einen allen diesen bekannten Vorschlägen
gegenüber neuen Klebstoff besonderer Eigenart und überlegener Eignung für das Verkleben
von Wellpappe, bei welchem es auf ein schnelles Arbeiten ankommt, dadurch, daß dieser
Klebstoff höchstens 5 Teile, vorzugsweise z1/2 bis 5 Teile Wasser auf 1 Teil der
Gesamtstärke-Trocken"substanz und mindestens 150/9 und höchstens so viel ungelatinierte
Stärke, bezogen auf die Gesamtstärke-Trockensubstanz, enthält, daß die ungelatinnertea
Stärke bei Raumtemperatur von der gelatinierten Stärke in Suspension gehalten wird,
die bei Raumtemperatur nicht klebende Mischung noch genügend Viskosität besitzt,
daß sie bei ihrem Auftragen auf die zu verklebendem Wellembelrgbereiche einer Wellpappe
dieselben, ohne von ihnen abzulaufen und ohne in dieselben einzudringen, gleichmäßig
benetzen kann und die ungelatinierte Stärke beim Erhitzen der Mischung sofort unter
Aufnahme einer erheblichen Wassermenge und unter verhältnismäßig großer Steigerung
der Viskosität und damit Bewirkung der Klebfähigkeit der Mischjung vollständig gelatiniert.
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Es wunde nämlich die überraschende Feststellung gemacht, daß man bei
Einhaltung solcher Mengenverhältnisse eine Masse erhält, welche zunächst als solche
nicht die Merkmale eines Bindemittels aufweist, sich dafür aber durch eine derartige
Viskosität auszeichnet, da,ß spie einerseits auch auf den gewellten Flächen .einer
Wellpappe stehenbleibt bzw. nicht von solchen abläuft, andererseits aber doch flach
und schnell über die zu verbindenden Oberflächen ausgebreitet werden kann, und welche
bei Einwirkung von Hitze ohne das Erfordernis einer Verdampfung des vorhandenen
Wassers sofort eine Bindewirkung erzielen läßt, wie spie mit den bekannten Stärkeklebstoffen,
bei .denen die Bindung durch Abdampfen des Wassers bewirkt wird, auch nicht entfernt
erreicht werden kann.
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Diese Eigenart des erfindungsgemäßen, nach allem gewissermaßen als
mittelbar wirkende Bindemittelmasse zu bezeichnenden Klebstoffes, auf bloße Einwirkung
von Hitze hin zu einer praktisch augenblicklichen Umwandlung aus einer nicht klebenden
Masse in ein starkes Bindemittel mit minimalem Wassergehalt befähigt zu sein, ohne
hierfür des Entzuges von Feuchtigkeit durch Verdampfung zu bedürfen, erhellt ohne
weiteres dessen großen Wert und überragende Bedeutung für das
Verkleben
von Wellpappe, für welche- Zwecke man bisher trotz ihrer sonstigen Mängel, wie Brüchigwerden
nach dem Trocknen, Schwächung der Papierfaser und sonstige Beeinträchtigung der
damit in Berührung kommenden Stoffe: us.w., praktisch ausschließlich A1kaI(isilikat-Bindemittel
verwendet hat und bisher keine brauchbaren Klebstoffe auf Stärkegrundlage zur Verfügung
standen. Der erfindungsgemäße Klebstoff vermeidet demgegenüber alle diese Mängel
und bietet da:riiber hinaus auch noch den besonderen Vorteil, daß damit ausgesprochen
schnell gearbeitet werden kann, so daß bei seiner Verwendung Wellpappe:herste:llungsmasch:inen
um io bis 2o% schneller arbeiten bzw. mehr erzeugen können, als dies sonst möglich
wäre.
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Es hat sich herausgestellt, daß gewisse Stärkearten für dein erfindungsgemäßen
Klebstoff von Natur aus besser geeignet sind als andere,. Beispielsweise sind Tapioca-,
Roggen- und Kartoffelstärke den Mais-, Weizen- und Reisstärken wesentlich überlegen,
wenn sie: als ungelatinierter Stärkeanteil des erfindungsgemäßen Klebstoffes verwendet
werden.
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Die hauptsächlichen Faktoren, welche die Eignung der Stärke für deren
Verwendung als ungela.tinie:rter Stärkeanteil des erfindungsgemäßen Klehstoffes
bestimmen, sind die folgeirden: i. Die erforderliche Zeit, um die Stärke in Wasser
mittels Hitze vollständig zu gelatinieren; 2. die Temperatur, bei welcher die! Stärke
gelatiniert; 3. die von der- Stärke nach der Gelatinierung entwickelte Viskosität;
q.. der Klebrigk.eitsgrad, der nach der Gelatinierung entwickelt wird.
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Es ist erwünscht, daß die Stärke sehr rasch gelatiniert, so daß sie
einen hohen Grad von Viskosität in einer kurzen Zeitspanne entwickelt. Danach richtet
sieh die, Schnelligkeit, mit welcher Papier auf der Wellpappemas.chine verklebt
werden kann.
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Es ist ferner, erwünscht, daß die Stärke eine geringe Gelatinierungstemperatur
aufweist, da auch diese, die Verklebungs.gejschwindigkeit beeinflußt.
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Weiterhin ist eis erwünscht, daß die Stärke beim Gela,tiinieren einen
hoben Grad von Viskosität entwickelt, weil dieser Falttor wesentlich die Wassermenge
bestimmt, welche innerhalb des Bindemittels verwendet werden kann. Je größer die
entwickelte Viskosität ist, um so größer ist auch -der Anteil an Wasser, der angewandt
werden kann, und um so@ stärker ist die erzielbare Verkle!bung.
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T apioca., Roggen- und Kartoffelstärke scheinen diese wünschenswerten
Charakteristiken in einem größeren Ausmaße zu haben als die anderen gewöhnlichen
Arten von Stärke und werden vorzugsweise erfindungsgemäß benutzt.
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Die für die Zwecke der Erfindung weniger geeigneten Stärken, wie solche
von Mais, Weizen, Reis, Sago u. dgl., lassen sich für dieselben durch Zugabe geringer
Mengen kaustischer Soda wesentlich verbessern, da, hierdurch ihre Gelatinierungsgeschwindigkeit
erhöht und ihre Gelatinierungstemperatur gesenkt wird.
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Weiterhin hat sich herausgestellt, daß durch die Zugabe geringer Mengen
Borax zu solche Stärken deren Viskosität beim Gelatinieren wesentlich erhöht wird.
Solche Zusätze können auch dazu verwandt werden, die- Wirkung von Tapioca, Roggen-Kartoffel-
u. dgl. Stärken für die Zwecke der Erfindung zu verbessern.
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Hinsichtlich des Teiles des Klebstoffes, welcher den Träger oder das
Suspensionsmedium für den ungelatinierten Stärkeanteil bildet, ist es erwünscht,
d-aß derselbe. von einer solchen Beschaffenheit ist, daß er mit Wasser zu einer
frei fließenden bzw. kolloidalen Lösung von genügender Viskosität verarbeitet werden
kann, um die ungela.tinierten Stärketeilchen in Suspention zu halten und den Klebstoff
leicht, z. B. mittels Walzern, handhaben und auf die zu verklebenden Wellenbergbereichc
einer Wellpappe aufbringen zu können.
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Die für einen solchen Träger erwünschten Merkmale sind insbesondere
folgende: i. Er soll den ungelatinierten Stärkeanteil des Klebstoffes in Suspension
halten und ein unerwünschtes Absetzen der ungelatinierten Stärketeilchen verhindern.
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2. Er soll den Klebstoff gleichmäßig und gut z. B. auf glatten Walzen
aufnehmen und auf die zu verklebenden Oberflächen übertragen lassen.
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3. Er soll von genügender Viskositiät sein, um den Klebstoff die zu
verklebenden Oberflächen benetzen und sich auf denselben festsetzen zu lassen.
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4.. Er soll keine Auf schäumung des Klebstoffes in den Klebstoffbehältern
der Verarbeitungsmaschinen bewirken.
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Der beste Träger für diese Zwecke ist eine. gelatiniierte! Stärkelösung,
welche durch Oxydationsod. dgl. Mittel verändert und einer teilweisen Dextrinierung
unterzogen worden ist. Ausführungsbeispiele i. Der Trägerteil des Klebstoffes wird
folgendermaßen zubereitet: Mischung: 451/o Tapiocamehl, 16% Natriumka.rbonat, 12%
Caloiu,mhyd.rat, '/2% Ba.riumperoxyd, 261/2% Ton (30o Maschen).
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4.5 Gewichtsteile dieser Mischung werden mit 168 Gewichtsteilen kalten
Wassers für eine Zeitdauer von ungefähr 30 Minuten miteinander vermischt.
Während dieser Zeit wird die Stärke in der Mischung durch die darin gebildete kaustische
Soda gelatiniert und die gelatinierte Stärke dann durch die Einwirkung des Bariumperoxyds
in eine glatte Flüssigkeit umgewandelt. Hierauf wird etwa i Gewichtsteil Formaldehyd
der Mischung hinzugefügt, um eine weitere Einwirkung des Bariumperoxyds zu unterbinden,
und dann die Mischung mit weiteren ,4oo Gewichtsteilen. Wasser verdünnt. Es können
dabei auch andere Aldehyde, ebenso wie schwefelige Säure, Bisulfite oder andere
geeignete Reduktionsmittel an Stelle des Formaldehyds verwendet werden.
Der
ungelatinierte Klebstoffanteil besteht aus folgender Mischung: 14o Gewichtsteile
Tapnocamehl, 3 Gewichtsteile Borax, 184 Gewichtsteile Wasser.
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Diese drei Stoffe werden in einem besonderen Behälter gemischt und
dann dem in der oben beschriebenen Weise hergestellten Träger einverleibt. Die daraus
erhaltene Mischung, welche den gelatinierten Träger und ungelatinierte Anteile enthält,
wird dann, ungefähr 30 Minuten lang bzw. so lange verrührt, bis ein vollkommen
gleichmäßiges und frei fließendes Erzeugnis erhalten wird. Dasselbe ist dann gebrauchsfertig.
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2. Der Träger des Klebstoffes wird wie folgt zubereitet: Mischung:
45 % T'apiocamehl, 2o % Natriumkarbonat, i5n/o Calciumhydrat, 1h-% Bariumperoxyd,
i91/z% Ton (30o Maschen).
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45 Gewichtsteile dieser Mischung werden mit z68 Gewichtsteilen kalten
Wassers etwa. 3o Minut.en lang vermischt. Während dieser Zeit wird die Stärke in
der Mischung durch die darin gebildete kawstische Soda. gelatiniert und dann durch
die Einwirkung des Bariumperoxyds in eine glatte Flüssigkeit umgewandelt. Hierauf
wird etwa i Gewichtsteil Formaldehyd hinzugefügt und die Mischung mit einer zusätzlichen
Menge von 40o Gewichtsteilen Wasser verdünnt.
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Der ungelatinierte Klebstoffanteil besteht aus folgender Mischung:
14o Gewichtsteile Maisstärke, 3 Gewichtsteile Borax, 184 Gewichtsteile Wasser.
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Diese drei Stoffe werden in einem besonderen Behälter vermischt und
dann. dem Träger zugefügt. Die daraus erhaltene, den gelatinierter Träger und die
ungelatinnerte Anteile enthaltende Mischung wird etwa 30 Minuten lang umgerührt,
worauf sie gebrauchsfertig ist.
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Das obige Beispiel ist ähnlich dem Beispiel i mit dem Unterschied,
daß für den ungelatinierten Stärkeanteil des Klebstoffes Maisstärke anstatt Tapioca
verwendet wird. Der Zusatz an Natriumkarbonat und Kalk ist gegenüber dem von Beispiel
i .erhöht, um so eine größere Menge kaustischer Soda zu bilden und demgemäß die
Gelatinierungstemperatur der Kornstärke zu verringern und ihre Gelatinierungsgeschwindigkent
zu erhöhen.
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Bei beiden oben angeführten Beispielen werden Natriumkarbonat und
Kalk als bequemes Mittel zur Einführung von kaustischer- Soda in die Mischung benutzt.
Die so@ gebildete kaustische Soda bewirkt nicht nur eine Gelatinierung der Stärke
in dem Träger, sondern. auch eine Verringerung der Gelatinierungstemperatur und
eine Erhöhung der Gelatinierungsgescbwindigkeit des ungelatinierten Stärkeanteiles
des Klebstoffes, wenn derselbe erhitzt wird und damit zur Wirkung gelangt.
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Bari.umperoxyd hat beim Gebrauch mit Natriumkarbonat und Kalk die
Eigenschaft, auf das Stärke trägermedi.um bei Temperaturen unter 37,8° einzuwirken.
So ist es möglich, ein gelatiniertes Stärketrägermeidium mit den gewünschten Viskositätsmerkm:alen
mittels einer kalten Mischung zu erhalten. In jedem dieser Beispiele kann Bariumperoxyd
in der jeweils gewünschten Menge dem Stärketräger nach Hinzufügen von Wasser zugegeben
werden.
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Der in dem obigen Beispiel verwendete Ton dient als inertes Füllmittel,
welches auf die Eignung und Wirkung des Klebstoffes ohne wesentlichen Einfluß ist.
Es wird nur benutzt, um ein unerwünschtes Ausflocken der Trägermischung zu verhindern,
wenn dieselbe mit dem Wasser zusammengebracht wird.
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Der Zusatz von Borax dient einer Erhöhung der von dem Klebstoff bei
seiner Verwendung entwickelten Viskosität und ermöglicht so den Gebrauch von großen
Wassermengen, wie sie oben angegeben sind.
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Verschiedene andere Beispiele von Klebstoffen der erfindungsgemäßen
Art, welche ebenfalls für die Herstellung von Wellpappe ausgezeichnet geeignet sind,
sind die folgenden: 3. Mischung: 88,5'% Maisstärke; 4,5'/o Calciumhydrat, 6% Natriumkarbonat,
i % Bariumperoxyd. 35 Gewichtsteile dieser Mischung werden in 14o Gewichtsteilen
kalten Wassers dispergiert. Dieser Mischung werden 2,75 Gewichtsteile kaustischer
Soda, gelöst in io Gewichtsteilen Wasser, zugefügt. Nachdem die Stärke gelatiniert
ist, wird die Mischung etwa 2o Minuten gerührt, während welcher Zeit sie durch die
Wirkung des Bariumperoxyds in eine geschmeidige Flüssigkeit übergeführt wird. Nach
dieser Zeit wird etwa i Gewichtsteil Formaldehyd zugefügt und die, Mischung mit
weiteren 40o Gewichtsteilen Wasser verdünnt.
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Der ungelatinierte Klebstoffanteil besteht aus folgender Mischung:
16o Gewichtsteile Maisstärke, i Gewichtsteil sulfoniertes Rizinusöl, 2 Gewichtsteile
Borax, igo Gewichtsteile Wasser.
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Diese vier Stoffe werden in einem besonderen Behälter vermischt und
dann dem Träger zugefügt. Die daraus erhaltene Mischung, welche den gelatinierten
Träger und den ungelatinierten Anteil enthält, wird dann etwa 30 Minuten
lang gerührt und ist dann gebrauchsfertig. Bei diesem Beispiel wird eiirre modifizierte
gelatinierte Kornstärke als Trägermedium und. Kornstärke auch für den ungelatinierten
Anteil des Klebstoffes verwendet. Das sulfonierte Rizinusöl wird hinzugefügt, um
die Aufnahme des Klebstoffes durch Walzen o4. dgl. gleichmäßiger zu gestalten und
dessen Übertragung auf die zu verklebenden Unterlagen zu erleichtern. Unbedingt
notwendig ist solches allerdings nicht, wohl aber erwünscht, wenn mit Maschinen
höherer Geschwindigkeit gearbeitet wird.
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4. 5o Gewichtsteile teilweise dextrinierter Stärke werden mit 25o
Gewichtsteilen Wasser auf 88° erhitzt und dann auf unter 38° abgekühlt. In einem
besonderen Behälter werden ioo Gewichtsteile Tapioca-, Roggen- oder Kartoffelstärke
mit Zoo Gewichtsteilen Wasser vermischt und dann der obigen Mischung zugesetzt.
Die Masse, wird hierauf gerührt, bis sie einheitlich geworden ist, und ist dann
gebrauchsfertig.
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Ein Klebstoff dieser Art ist vor allem für solche Zwecke am Platze,
bei denen es notwendig ist, daß der Klebstoff vollständig frei von alkalischen
Stoffen
ist. Bei diesem besonderen Beispiel wird eine gekochte, teilweise dextrinierte Stärke
als Trägermedium verwendet. Der Grad der Dextrini.erung sollte dabei derart sein,
daß die Endviskosität des-Klebstoffes ungefähr die gleiche ist wie die einer Natriumslikkatlösung
von 38 bis 4.o° Be. Sowohl Tapioca-, Roggen- oder Kartoffelstärke oder Mischungen
solcher können für den ungelatin.ierten Stärkeanteil innerhalb dieses nicht alkalischen
Klebstoffes verwendet werden, weil sie rasch genug geilatinieren, um den Klebstoff
in zufried:enstellen@der Weise verwenden zu können, ohne daß es notwendig wäre,
kaustisch e Soda zurr weiteren Erhöhung der Gelatinieru:ngsgeschwindigke:it hinzuzufügen.
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Wenn es gewünscht wird, Maisstärke u. dgl. für solche nicht alkalische
Zubereitungen zu verwenden, empfiehlt es sich, für eine Verwendung auf Klebmaschinen
großer Geschwindigkeit genügende Mengen von Zinkchlorid, Calciumchlo,rid, Harnstoff,
Fo,rrna1,dehyd od. dgl. Chemikalien zuzusetzen, welche nicht alkalisch sind und
doch die Eigentümlichkeit besitzen, die Gelatinierungstemperatu:r von Stärke zu
senken, und so die Abbindung des Klebstoffes entsprechend beschleunigen lassen.