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Publication number: DEN0005732MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 30. Juni 1952 Bekanntgemacht am 1. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Papier und Pappe, die mit Paraffin überzogen oder imprägniert sind, werden häufig verwendet insbesondere zur Herstellung von Packmaterial für Erzeugnisse wie Nahrungsmittel, deren Feuchtigkeitsgehalt während der Lagerung und des Transports sich nicht verändern darf. Außerdem wird oft paraffiniertes Papier benötigt, das einen möglichst hohen Glanz aufweist.

Bisher sind Papier oder Pappe, welche mit geschmolzenem Paraffin überzogen oder imprägniert worden sind, unmittelbar nach dem Überziehen bzw. dem Imprägnieren mit dem Paraffin durch kaltes Wasser geführt oder über Kühlwalzen geleitet worden, um ein paraffiniertes Papier bzw. eine paraffinierte Pappe mit satinierter Oberfläche zu erhalten. Nach diesen Arbeitsweisen kann man jedoch dem paraffinierten Papier oder der Pappe nur einen mäßigen Glanz erteilen; außerdem haben diese Arbeitsweisen noch andere Nachteile.

Das nach den bekannten Verfahren paraffinierte Papier zeigt z. B. oft sogenannte Krähenfüße, die unerwünscht sind. Die Krähenfüße treten besonders leicht auf, wenn die Papierbahn mit hoher Geschwindigkeit durch das geschmolzene Paraffin geführt und

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anschließend durch das Kühlwasser oder über eine Kühlwalze geleitet wird.

Außerdem ist es bei Verwendung von Kühlwasser zur Erzeugung von paraffiniertem Papier bzw. Pappe S mit glänzender Oberfläche nur möglich, Papier bzw. Pappe auf diese Weise zu behandeln, welche beidseitig mit Paraffin überzogen sind. Wenn man z. B. Papier oder Pappe, welche nur auf einer Seite paraffiniert worden sind, durch Kühlwasser hindurchleiten würde,

ίο so würde die andere Seite durch, das Wasser befeuchtet werden. Außerdem ist bei Anwendung des Verfahrens, bei welchem die Papierbahn durch Wasser geführt wird, eine kostspielige Einrichtung notwendig, um das auf der Oberfläche der Papierbahn anhaftende Wasser-»zu entfernen. Das anhaftende Wasser kann mit Hilfe von Abstreifern oder durch -eine Vakuumeinricntüng entfernt werden, in welcher das Wasser von der Oberfläche der Papierbahn abgesaugt wird.

Es wurde nun gefunden, daß ein viel höherer Glanz, als er durch die bisher bekannten Verfahren erzielbar ist, auf paraffiniertem Papier oder auf Pappe erzielt werden kann, indem man das mit Paraffin überzogene oder imprägnierte Papier bzw. die Pappe von einer Temperatur etwa bei oder über dem Schmelzpunkt des festen Paraffins rasch abkühlt, indem man das Papier bzw. die Pappe durch Quecksilber mit einer Höchsttemperatur von 30⁰ .hindurchführt. Außerdem treten bei Verwendung von Quecksilber als Kühlmittel die obenerwähnten Nachteile der bekannten Arbeitsweise nicht auf.

Bei der Verwendung von Kühlwasser zur Herstellung von paraffiniertem Papier bzw. Pappe mit glänzender Oberfläche, muß man die Temperatur des Kühlwassers niedrig halten, vorzugsweise bei 4⁰. Bei Anwendung von Quecksilber als Kühlmittel kann man auch bei Zimmertemperatur oder etwas höheren Temperaturen arbeitend Ein noch höherer Glanz wird jedoch erzielt, wenn das Quecksilber bei niederen Temperaturen, z. B. bei 0°, gehalten wird. Im allgemeinen ist der.erzielte Glanz um¹ so höher, je niedriger die Temperatur des als Kühlmittel angewandten Quecksilbers ist. Bereits bei Zimmertemperatur wird jedoch schon ein sehr hoher Glanz erzielt. Im allgemeinen erhält man sehr günstige Ergebnisse, indem man das Quecksilberbad zwischen ο und 20° hält. Beim Arbeiten bei Zimmertemperatur ist nur ein sehr einfaches Kühlsystem in dem Quecksilberbad erforderlich, um das Quecksilber bei Zimmertemperatur zu halten. Dies kann z. B. schon erreicht werden, indem man Leitungswasser durch eine im Quecksilberbad angeordnete Kühlschlange hindurchleitet.

:■■■ Wenn Quecksilber als Kühlmittel verwendet wird, kann man auch Papier bzw. Pappe behandeln, welche nur auf einer Seite paraffiniert worden sind. Dies ist ein weiterer vorteilhafter Unterschied gegenüber den Arbeitsweisen, bei welchen Wasser als Kühlmittel

.,.: verwendet, wird. "■■'·Λ

Die Anwendung von Quecksilber als Kühlmittel hat gegenüber Wasser auch den Vorteil, daß Quecksilber der Papierbahn überhaupt nicht anhaftet. Es sind infolgedessen keine besonderen Einrichtungen, wie Abstreifer oder Vakuumeinrichtungen, erforderlich, um das Quecksilber von der Papierbahn zu entfernen.

Im allgemeinen kann gesagt werden, daß die Oberfläche von paraffiniertem Papier bzw. von Pappe, welche durch Quecksilber in der beschriebenen Weise hindurchgeführt worden ist, gleichmäßiger ist als die Oberfläche von nach bekannten Arbeitsweisen satinierten Papieren oder Pappen. Paraffiniert es Papier bzw. paraffmierte Pappe, welche durch Abkühlen in einem Quecksilberbad mit Hochglanz versehen worden sind, zeigen nicht die unerwünschten Unregelmäßigkeiten der obenerwähnten Krähenfüße, die bei bekannten Arbeitsweisen oft auftauchen. Durch An-Wendung von Quecksilber als Kühlmittel kann man die Papierbahn mit hoher Geschwindigkeit hindurchführen, ohne daß Krähenfüße auftreten.

Im Vergleich zu bekannten Arbeitsweisen, bei welchen die Abkühlung in Luft erfolgt (z. B. indem man die Papierbahn über eine Kühlwalze laufen läßt) oder mit Hilfe von kaltem Wasser herbeigeführt wird, bietet die Anwendung von Quecksilber als Kühlmittel den weiteren unerwarteten Vorteil, daß das paraffmierte Papier bzw. die Pappe eine größere Undurchlässigkeit für Wasserdampf aufweisen.

Das Paraffin, mit welchem das Papier bzw. die Pappe überzogen oder imprägniert werden, kann von verschiedener Art und verschiedenen Ursprungs sein. Es können sowohl makrokristalline als auch mikrokristalline Paraffine als auch Gemische aus diesen beiden verwendet werden. Um paraffmiertes Papier bzw. Pappe mit möglichst hohem Glanz zu erzielen, wird im allgemeinen zweckmäßig Paraffin verwendet, welches relativ auch nach den bekannten Arbeitsweisen den besten Glanz ergibt.

Gewünschtenfalls kann das Paraffin besondere Zusätze enthalten, um die Eigenschaften des paraffinierten. Papiers bzw. der Pappe noch weiter zu verbessern. So können z. B. Esterharze (das sind Ester mehrwertiger Alkohole, insbesondere des Glycerins, mit Harzsäuren) oder Polyäthylen dem Paraffin einverleibt werden, um Papier oder Pappe mit noch höherem Glanz zu erhalten, als dies durch· Verwendung von Paraffin ohne diese Zusätze zum Überziehen oder Imprägnieren möglich ist.

Beispiele anderer Stoffe, die dem Paraffin zugesetzt werden können, sind Montanwachs, Bienenwachs, Japanwachs, Ozokerit und Naturharze.

Obwohl die Erfindung in erster Linie zur Erzeugung von Glanz auf paraffiniertem Papier bzw. der Pappe durch Überziehen oder Imprägnieren des Papiers bzw. der Pappe mit geschmolzenem Paraffin von Bedeutung ist, kann man das Papier bzw. die Pappe auch in der Weise paraffinieren, daß man das Paraffin, vorzugsweise in Form einer Emulsion, der Fasermasse, aus welcher das Papier bzw. die Pappe auf der Papiermaschine hergestellt wird, zusetzt und das fertige paraffinierte Papier bzw. die Pappe auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher das Paraffin im geschmolzenen Zustand vorliegt, worauf es dann rasch unter Verwendung von Quecksilber als Kühlmedium abgekühlt wird. Man kann Papier oder Pappe auch mit Paraffin überziehen, indem man dieses in.Form einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel auf das

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Papier bzw. die Pappe aufträgt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wird das paraffinierte Papier bzw. die Pappe auf eine Temperatur etwa beim oder über dem Schmelzpunkt des Paraffins erhitzt und dann durch ein Quecksilberbad von einer Höchsttemperatur von 30⁰ hindurchgeführt.

Die Menge des Paraffins, mit welcher das Papier bzw. die Pappe überzogen oder imprägniert wird, kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen beträgt die Paraffinmenge vorzugsweise mindestens 10 Gewichtsprozent, berechnet auf Papier oder Pappe.

Um die erfindungsgemäß erzielten Vorteile aufzuzeigen, wurden die nachstehend beschriebenen Vergleichsversuche durchgeführt.

Beispiel 1

Papierstreifen mit einem Quadratmetergewicht von 40 g wurden durch einen Behälter hindurchgeführt, der geschmolzenes Paraffin enthielt. Das angewandte Paraffin war ein makrokristallines Paraffin mit einem Schmelzpunkt von 60 °, welches auf 90⁰ gehalten wurde. Das Papier wurde durch den das geschmolzene Paraffin enthaltenden Behälter mit einer Geschwindigkeit von iora je Minute hindurchgeführt, so daß es mit etwa 50 Gewichtsprozent Paraffin, berechnet auf Papier, imprägniert wurde. Unmittelbar nach Verlassen des Behälters mit dem geschmolzenen Paraffin wurde das Papier bei den verschiedenen Untersuchungen auf verschiedene Weise abgekühlt. Es wurden vier Proben gemacht.

Bei Probe 1 erfolgte die Kühlung, indem das Papier durch atmosphärische Luft hindurchgeleitet wurde, nachdem es den Behälter mit geschmolzenem Paraffin verlassen hatte.

Bei Probe 2 wurde die Kühlung durchgeführt durch Eintauchen der Papierbahn in Wasser von 4⁰.

Bei Probe 3 wurde Quecksilber mit einer Temperatur von 30⁰ als Kühlmedium verwendet. '

Bei Probe 4 erfolgte die Kühlung mit Quecksilber von o°.

Der Oberflächenglanz der verschiedenen Papierstreifen, welcher in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten wurde, wurde durch Reflexionsmessung in einem Glanzmesser bestimmt. Der gemessene Glanz ist ausgedrückt als Prozentsatz des reflektierten Lichtes. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I
Probe Nr. ■ Gemessene Reflexion

ι: gekühlt in Luft , 20 °/₀

2: gekühlt mit Wasser von 4⁰ . 58%
3: gekühlt mit Quecksilber

von 30⁰ , 65%

4: gekühlt mit Quecksilber von 0° 95 °/₀

Es ist hieraus ersichtlich, daß bei Anwendung von Quecksilber, selbst bei einer Temperatur von 30⁰, ein besserer Glanz erzielt wird als durch Abkühlen mit Wasser von 4⁰ oder durch Abkühlen in Luft. Aus der Tabelle geht weiter hervor, daß bei Verwendung von Quecksilber von o° als Kühlmittel ein wesentlich höherer Glanz erzielt wird als bei Verwendung von Quecksilber von 30°. .

Beispiel.2

Die gleichen Papierstreifen, deren Glanz gemäß Beispiel 1 gemessen wurde, wurden auch hinsichtlich ihrer Durchlässigkeit für Wasserdampf geprüft. Die Durchlässigkeit für Wasserdampf wurde bestimmt als die Menge Wasserdampf, welche in 24 Stunden durch eine Fläche von 1 qm des mit Paraffin imprägnierten Papiers aus einem Raum mit einer Temperatur von , 20°, der mit Wasserdampf gesättigt ist, in einen keinen Wasserdampf enthaltenden Raum hindurchdringt. Mit den verschiedenen Papierstreifen wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle II _go

Probe Nr. Durchlässigkeit

für Wasserdampf

1: gekühlt in Luft 5,0 g/m² in 24 Stunden

2: gekühlt mit Wasser

von 4⁰ 4,0 - - 24 -

3: gekühlt in Quecksilber '

von 30⁰ 3,0 - - 24 -

4: gekühlt in Quecksilber

von o° 2,5 - - 24 - _go

Diese Resultate zeigen, daß paraffiniertes Papier, das unter Verwendung von Quecksilber als Kühlmittel hergestellt worden ist, für Wasserdampf wesentlich undurchlässiger ist als das paraffinierte Papier, welches erhalten wird, wenn man das Papier nach dem Imprägnieren mit Paraffin durch die atmosphärische Luft oder durch Wasser von \° hindurchführt. Die Durchlässigkeit für Wasserdampf des unter Anwendung von Quecksilber von 0° als Kühlmittel erhaltenen paraffinierten Papiers ist noch etwas geringer als diejenige des mit Quecksilber von 30⁰ erhaltenen Papiers.

Bei der Herstellung von mit hochschmelzendem Paraffin u. dgl. überzogenem Papier hat man bereits das zunächst in einer Schmelze mit Paraffin beladene _; Papier durch ein Bad von geschmolzenem Metall hindurchgeführt, um so einen glatten Überzug zu erhalten. Besondere Maßnahmen zur Kühlung des Paraffinüberzugs waren in diesem Fall nicht vorgesehen, so daß also auch die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile aus der Kenntnis des alten Verfahrens nicht abgeleitet werden konnten. Ein Bad aus erhitztem Quecksilber ist auch schon zum Trocknen von Papierwaren u. dgl. verwendet worden. Auch eine solche Arbeitsweise hat mit dem Verfahren gemäß der Erfindung keine Berührungspunkte. Die Herstellung von paraffiniertem Papier mit hohem Glanz und geringer Wasserdampfdurchlässigkeit ist aus dem bekannten Trocknungsverfahren nicht abzuleiten.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von paraffiniertem Papier bzw. von paraffmierter Pappe mit hohem Glanz durch rasches Abkühlen von Papier bzw. Pappe, welche mit Paraffin überzogen oder imprägniert sind, von einer Temperatur bei oder

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über dem Schmelzpunkt des Paraffins, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Paraffin überzogene oder imprägnierte Papier bzw. die Pappe durch Quecksilber hindurchgeführt werden, welches höchstens eine Temperatur von 30⁰, zweckmäßig von ο bis 20° aufweist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 370 259; USA.-Patentschriften Nr. 2 375 360, 2 582 037, 261 091; ■■

AlIg. Papier-Rundschau, 1951, S. 403; Verpackungs-Rundschau, 1951, S. 484.

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