EP0223922B1 - Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharzen in Form von Lösungen und Dispersionen imprägnierten Papierbahnen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharzen in Form von Lösungen und Dispersionen imprägnierten Papierbahnen Download PDF

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EP0223922B1
EP0223922B1 EP86110511A EP86110511A EP0223922B1 EP 0223922 B1 EP0223922 B1 EP 0223922B1 EP 86110511 A EP86110511 A EP 86110511A EP 86110511 A EP86110511 A EP 86110511A EP 0223922 B1 EP0223922 B1 EP 0223922B1
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EP
European Patent Office
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dispersion
paper
paper web
process according
mixture
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EP0223922A1 (de
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Bernd Dr. Ing. Reinhardt
Helmut Ing. Grad. Dottermusch
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Kammerer GmbH
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Kammerer GmbH
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
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    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic

Definitions

  • the invention relates to a method for producing paper webs impregnated with synthetic resins in the form of solutions and dispersions.
  • PVC films are e.g. B. glued on chipboard and then are made of this composite material in accordance with furniture engineering principles furniture parts or housings in one operation, d. H. that one cuts into the chipboard V-shaped grooves and then folds or bends the plates in these grooves and so produces housing, furniture part or the like in one operation.
  • a disadvantage of this process is that the PVC film must be subjected to a corresponding surface treatment, for example a corona treatment, before it can be used directly and in order to achieve good printability.
  • the chipboard must have a very clean and smooth surface so that economically justifiable results can be achieved (application of thin foils).
  • the PVC film has a very unfavorable dimensional stability (expansion / shrinkage behavior) when there are temperature changes, has low tear resistance, has low light stability and has high electrostatic chargeability and softening at 75 to 85 ° C .
  • HCI separation When heated to more than 120 ° C, HCI separation also takes place.
  • the object of the present invention is therefore to produce a sheet-shaped, synthetic resin-containing, sheet-like material which does not have the disadvantages of the commonly used pure plastic film, moreover has good flexibility, has water resistance and resistance to solvents as well as internal strength and good dimensional stability when exposed to moisture and temperature changes.
  • Impregnating resin solutions are resins based on urea, melamine and phenolic resins and contain formaldehyde and lead to brittle products.
  • German Offenlegungsschrift 2,034,263 discloses a modified anionic paper sizing agent for surface sizing with good flowability even at concentrations> 20%, which contains a mixture of polymer latexes and copolymer salts containing succinimide units.
  • the copolymer latexes serve as diluents for the anionic groups composed of imide groups Sizing agents based on solutions.
  • DE-OS 30 24 394 describes a process for producing a plastic tournament in a paper machine, in which the paper web in the dryer section is provided with an impregnation which is carried out in the size press.
  • the impregnation of the paper web with the impregnation liquid which is not described in any more detail, in the press is only complete when the paper web is already pre-impregnated, so that additional devices are also required here.
  • the most complete impregnation and impregnation of the raw paper is therefore only possible according to the invention if, in addition to the selection of a suitable application or impregnation device, the properties of the paper, such as, for. B. state of grinding and degree of grinding, absorbency of the fibrous materials, porosity and surface roughness on the properties of the impregnation or coating mixture, d. H. whose surface tension, viscosity, charge status and solids content are coordinated.
  • the paper web is formed from a cellulose fiber mixture of high absorbency and strength, which is ground to a grinding degree of at most 35 ° SR and the impregnation liquid consists of a mixture of aqueous, anionic copolymer dispersions and aqueous, anionic polymeric solutions with a pH value between 7.5 and 10, the aqueous anionic copolymer dispersion having an average particle size of less than 0.2 fJ.m and the application being carried out with a size press in the dryer section of the paper machine.
  • the pH is preferably between 8 and 9.
  • the pulp of the paper web consists of eucalyptus pulp and pine wood sulphate pulp in a ratio of 50:50 to 10:90, preferably 30:70 to 15:85, optionally in combination with synthetic fibrous materials.
  • the degree of grinding is preferably between 15 and 25 ° SR.
  • the fillers are to be understood as white pigments.
  • Formaldehyde-free wet strength agent in an amount of 1 to 5% by weight, based on the atro fibrous material, in the form of, for example, polyamideamine-epichlorohydrin resin and addition of a synthetic resin dispersion, for example based on acrylic acid ester, has proven particularly advantageous in the sense of the invention or styrene-butadiene in an amount of 1 to 20%, based on dry fiber and a small addition of surfactants for better wettability of the paper, in an amount of ⁇ 0.5% based on dry fiber.
  • the dispersed particles are less than 0.2 ⁇ m and preferably of low to medium film hardness and a low minimum Film formation temperature, preferably below 30 ° C.
  • the ratio between the two copolymers of the dispersion and the solution is preferably 500: 1 to 1: 1, preferably 100: 1 to 10: 1, based on the active substance, ie. H. 500 parts of dispersion in 1 part of solution to 10 parts of dispersion in 1 part of solution.
  • plastics for. B. styrene-butadiene copolymers, polyurethane or polyolefin dispersions and impregnating resin solutions based on urea or melamine-formaldehyde resins in portions of the impregnating substance.
  • the brittle character of the impregnated paper can be reduced by using the mixture according to the invention with a portion of impregnating resin solution.
  • auxiliaries such as wetting agents, viscosity regulators, non-stick and penetration aids, pigments, dyes and defoamers can also be added to these impregnation substance mixtures.
  • Substances are used as wetting and penetration agents that change the interfacial tension between the liquid phase and solid phase, e.g. B. surfactants and emulsifiers.
  • the penetration of the impregnation liquid can be advantageously influenced by a combination of maleic acid copolymers and these substances which change the interfacial tension.
  • this impregnation substance is used in the form of a mixture of solution and dispersion with a solids content of 5 to 60%, the viscosity being between 10 and 60 s (according to DIN cup, 4 mm).
  • This impregnation and coating mixture is applied to the nonwoven within the paper machine in a roller application device (size press).
  • a roller application device size press
  • the nonwoven fabric with a dry matter content of 98 to 92% is fed through a size press and the impregnation is carried out on both sides.
  • a further one-sided or double-sided surface covering ie. H. Coating
  • the nonwoven fabric can be carried out within the paper machine with the same or a similarly constructed copolymer mixture, intermediate drying should take place between the two individual process stages.
  • a subsequently applied coating on one side of the dried web results in a denser surface which is easier to print or coat or laminate. If only a further one-sided surface coating is carried out, this can be carried out by means of a doctor application device. One-sided rolling of the coated paper web can be avoided by an additional application on the back.
  • Such an application can be, for example, a strongly aqueous solution of starch or CMC.
  • An additional smoothing of the impregnated and coated on one side z. B. with known machine smoothing equipment or in a separate operation in a calender increases the desired printability and paintability of the coated side.
  • This fibrous film produced in this way of different thickness and different bulk density, depending on the pressure used in the manufacture of nonwovens and smoothing of the impregnated and coated web, is particularly suitable in a firm bond with a relatively rigid and rigid base, e.g. B. chipboard, as a decorative and protective covering of furniture parts such. B. television and radio housings or hi-fi towers (housing casing).
  • B. chipboard e.g. B. television and radio housings or hi-fi towers (housing casing).
  • the fiber-containing film produced according to the invention of high flexibility, dimensional stability with temperature changes and with good barrier properties against water and solvent is also excellently suitable for other purposes such as, for. B. as the base material of high quality sanding paper for wet sanding, printing and advertising media, decorative wall material (e.g. flame retardant pigmented or unpigmented dimensionally stable wallpaper), adhesive tapes, backing paper z. B. for floor coverings.
  • decorative wall material e.g. flame retardant pigmented or unpigmented dimensionally stable wallpaper
  • adhesive tapes e.g. flame retardant pigmented or unpigmented dimensionally stable wallpaper
  • This base paper with a mass per unit area of 90 g / m 2 was impregnated on both sides with the synthetic resin mixture of dispersion and solution in a ratio of 20: 1 in a size press.
  • the surprisingly strong impregnation effect with this synthetic resin mixture according to the invention is probably due to a synergistic effect of the dispersion and solution used, which, when used alone, are far from the same desired good Allow paper properties to be achieved.
  • a pure synthetic resin dispersion reduces water absorption the most due to its good film-forming properties, but the penetration into the base paper is insufficient. This is demonstrated by the only slightly improved values with regard to layer strength and rigidity.
  • wet strength agent does not cause any significant change in the properties of the impregnated paper.
  • the medium-hard synthetic resin dispersion (5) was replaced by a hard dispersion with a particle size of approx. 0.15 J.1m, minimum film formation temperature approx. 25 ° C.
  • This dispersion was an aqueous copolymer dispersion based on acrylic acid ester and styrene.
  • Combinations of synthetic resin dispersions and impregnating resins such as. B. urea-formaldehyde resin, as are common for the impregnation of decorative base paper in separate impregnation plants, lead to the improvement of the properties of the base paper.
  • the type of synthetic resin dispersions used essentially determines the liquor absorption, porosity, water absorption and layer strength of the paper (see formulations 8 and 10).

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharzen in Form von Lösungen und Dispersionen imprägnierten Papierbahnen.
  • Es ist üblich und bekannt, Gehäuse für Fernseh- und Radiogeräte, Hi-Fi-Türme und andere Möbelteile mit Kunststoffolie vollständig zu beschichten bzw. zu umhüllen. Man verwendet dazu vorzugsweise PVC-Folie unterschiedlicher Dicke.
  • Diese PVC-Folien werden z. B. auf Holzspanplatten geklebt und anschließend werden aus diesem Verbundmaterial nach möbeltechnischen Grundsätzen Möbelteile oder Gehäuse in einem Arbeitsgang hergestellt, d. h. daß man in die Holzspanplatten V-förmige Nuten einschneidet und dann die Platten in diesen Nuten faltet oder umbiegt und so in einem Arbeitsgang Gehäuse, Möbelteil oder dergleichen herstellt.
  • Wichtig ist bei diesem Verfahren, daß an der Faltlinie kein Einreißen der Folie eintritt. Nachteilig an diesem Verfahren ist es wiederum, daß die PVC-Folie vor ihrer Verwendung direkt und zur Erzielung einer guten Bedruckbarkeit einer entsprechenden Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer Koronabehandlung unterzogen werden muß.
  • Außerdem müssen die Spanplatten eine sehr saubere und glatte Oberfläche aufweisen, damit noch wirtschaftlich vertretbare Ergebnisse erzielt werden können (Auftragung dünner Folien).
  • Besonders nachteilig ist es aber, daß die PVC-Folie eine sehr ungünstige Dimensionsstabilität (Dehnungs-/Schrumpfungsverhalten) aufweist, wenn Temperaturänderungen erfolgen, niedrige Weiterreißfestigkeit aufweist, eine geringe Lichtstabilität besitzt sowie hohe elektrostatische Aufladbarkeit und eine Erweichung bei 75 bis 85° C bereits stattfindet. Bei Erwärmung auf mehr als 120° C findet außerdem eine HCI-Abscheidung statt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein folienförmiges, kunstharzhaltiges, bahnförmiges Material herzustellen, das die Nachteile der üblicherweise verwendeten reinen Kunststoffolie nicht aufweist, darüber hinaus eine gute Flexibilität aufweist, Wasserfestigkeit besitzt und Beständigkeit gegen Lösungsmittel sowie auch eine innere Festigkeit und eine gute Dimensionsstabilität bei Feuchteeinwirkung und Temperaturänderungen.
  • Außerdem soll das bahnförmige Material aus günstigen Rohstoffen in wirtschaftlicher Weise und mit möglichst keinen zusätzlichen Verfahrensstufen herstellbar sein, mit Ausnahme der Herstellung der geglätteten Papierbahn selbst.
  • Aus der Literatur, beispielsweise aus der DE-PS 25 50 980 ist es bekannt, Rohpapierbahnen mit wäßrigen Tränkharzlösungen und/oder Dispersionen durch Einsaugen der Tränkflüssigkeit an einer Saugzone zu imprägnieren, wobei man eine wenigstens zur vollständigen Sättigung ausreichende Menge auf die Oberfläche der Papierbahn aufträgt und die Papierbahn anschließend über eine Saugzone führt, in der die Imprägnierflüssigkeit zur anderen Oberfläche durchgesaugt wird. Tränkharzlösungen sind aber Harze auf der Basis von Harnstoff-, Melamin- und Phenolharzen und formaldehydhaltig und führen zu spröden Produkten.
  • Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, die Rohpapierbahn nach ihrer Herstellung einer zweiten Vorrichtung zuzuführen und sie erneut abzurollen, zu imprägnieren unter Verwendung zusätzlicher Einrichtungen wie einer Saugzone und Trockenvorrichtung und sie wieder aufzurollen.
  • Außerdem ist bei diesem Verfahren die Verteilung der lmprägnierflüssigkeit über den Papierquerschnitt ungleichmäßig, so daß Zonen stärkerer Imprägnierung entstehen neben Zonen geringerer Imprägnierung, was zur Aufspaltung des Papierkerns führen kann.
  • "Aus der Deutschen Offenlegungsschrift 2 034 263 ist ein modifiziertes anionisches Papierleimungsmittel für eine Oberflächenleimung mit guter Fließfähigkeit auch bei Konzentrationen > 20% bekannt, das eine Abmischung von Polymerisatlatices und Bernsteinsäureimideinheiten enthaltende Copolymerisatsalze enthält. Die Copolymerisatlatices dienen dabei als Verdünnungsmittel für die aus Imidgruppen aufgebauten anionischen Leimungsmittel auf der Basis von Lösungen.
  • . Gegenstand dieser Veröffentlichung sind also lediglich nur auf Bernsteinsäureimideinheiten aufgebaute Lösungen. Man will damit erreichen, daß Zubereitungen entstehen, die ohne Verlust an Leimungswirkung pro Konzentrationseinheit möglichst bei Konzentrationen über 20 Gewichtsprozent in wäßriger Lösung noch so dünnflüssig sind, daß sie bei Raumtemperatur mit weiterem Wasser gut verdünnt werden können."
  • In der DE-OS 30 24 394 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffurniers in einer Papiermaschine beschrieben, bei dem die Papierbahn in der Trockenpartie mit einer Imprägnierung versehen wird, die in der Leimpresse erfolgt. Die Durchtränkung der Papierbahn mit der nicht näher bezeichneten Imprägnierflüssigkeit in der Presse ist jedoch nur dann vollständig, wenn die Papierbahn bereits vorimprägniert ist, so daß also auch hier zusätzliche Einrichtungen erforderlich sind.
  • Eine möglichst vollständige Durchtränkung und Imprägnierung des Rohpapieres ist erfindungsgemäß deshalb nur dann gegeben, wenn neben der Auswahl einer geeigneten Auftrags- bzw. Imprägniervorrichtung die Eigenschaften des Papieres wie z. B. Mahlungszustand und Mahlgrad, Absorptionsfähigkeit der Faserstoffe, Porosität und Oberflächenrauheit auf die Eigenschaften der lmprägnierüngs- bzw. der Beschichtungsmischung, d. h. deren Oberflächenspannung, Viskosität, Ladungszustand und Feststoffgehalt, abgestimmt sind.
  • Erfindungsgemäß wird das Problem nun dadurch gelöst, daß die Papierbahn aus einem Zellstoffasergemisch von hoher Saugfähigkeit und Festigkeit gebildet ist, das auf einen Mahlgrad von maximal 35° SR gemahlen ist und die lmprägnierflüssigkeit aus einem Gemisch wäßriger, anionischer Copolymerdispersionen und wäßriger, anionischer polymeren Lösungen besteht mit einem pH-Wert zwischen 7,5 und 10, wobei die wäßrige anionische Copolymerdispersion eine mittlere Teilchengröße von unter 0.2 fJ.m aufweist und der Auftrag mit einer Leimpresse in der Trockenpartie der Papiermaschine durchgeführt wird. Vorzugsweise liegt der pH-Wert zwischen 8 und 9.
  • Der Zellstoff der Papierbahn besteht aus Eukalyptus-Zellstoff und Kiefernholzsulfat-Zellstoff in einem Verhältnis von 50 : 50 bis 10 : 90, vorzugsweise von 30 : 70 bis 15 : 85 gegebenenfalls in Kombination mit synthetischen Faserstoffen. Der Mahlgrad liegt vorzugsweise zwischen 15 und 25° SR.
  • Dem Faserstoff der Papierbahn können weitere chemische Hilfsmittel wie Naß- und Trockenfestmittel, Fällungsmittel (Fixiermittel), Kunstharzdispersionen, Tenside, Farbstoffe und Füllstoffe zugesetzt werden, die die Eigenschaften des Rohpapieres variieren.
  • Unter den Füllstoffen sollen verstanden werden Weißpigmente z. B. Ti02, Kreide, Kaolin.
  • Besonders günstig im erfindungsgemäßen Sinne hat sich formaldehydfreies Naßfestmittel in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den atro Faserstoff erwiesen, in Form von beispielsweise Polyamidamin-Epichlorhydrin-Harz sowie ein Zusatz einer Kunstharzdispersion z B. auf der Basis von Acrylsäureester oder Styren-Butadien in einer Menge von 1 bis 20 %, bezogen auf atro Faserstoff und ein geringer Zusatz von Tensiden zur besseren Benetzbarkeit des Papieres, in einer Menge von < 0,5 % bezogen auf atro Faserstoff.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der wäßrigen anionischen Copolymerdispersion, die beispielsweise auf der Basis von Acrylsäure, Acrylsäureestern, Vinylacetat und/oder Styrol aufgebaut sein kann, sind die dispergierten Teilchen kleiner als 0,2 my und vorzugsweise von geringer bis mittlerer Filmhärte und einer niedrigen Mindest-Filmbildungstemperatur, vorzugsweise unter 30° C.
  • Das Verhältnis zwischen den beiden Copolymerisaten der Dispersion und der Lösung beträgt vorzugsweise 500 : 1 bis 1 : 1, vorzugsweise 100 : 1 bis 10 : 1 auf die Wirksubstanz bezogen, d. h. 500 Teile Dispersion auf 1 Teil Lösung bis 10 Teile Dispersion auf 1 Teil Lösung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, andere Kunststoffe, z. B. Styren-Butadien-Mischpolymerisate, Polyurethan- oder Polyolefindispersionen sowie Tränkharzlösungen auf der Basis von Harnstoff- oder Melamin-Formaldehyd-Harzen in Anteilen der Imprägniersubstanz zuzusetzen.
  • Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung mit einem Anteil Tränkharzlösung kann der spröde Charakter des imprägnierten Papieres vermindert werden.
  • Diesen Imprägniersubstanzmischungen können auch weitere Hilfsmittel wie Benetzungsmittel, Viskositätsregler, Antihaft- und Penetrationshilfsmittel, Pigmente, Farbstoffe und Entschäumer zugesetzt werden.
  • Als Benetzungs- und Penetrationsmittel werden Stoffe eingesetzt,die die Grenzflächenspannung zwischen flüssiger Phase und fester Phase verändern, z. B. Tenside und Emulgatoren.
  • Erfindungsgemäß kann durch eine Kombination von Maleinsäure-Copolymerisaten und diesen die Grenzflächenspannung verändernden Substanzen die Penetration der Imprägnierflüssigkeit vorteilhaft beeinflußt werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Imprägniersubstanz in Form eines Gemisches aus Lösung und Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 60 % eingesetzt, wobei die Viskosität zwischen 10 und 60 s (nach DIN-Becher, 4 mm) liegt.
  • Der Auftrag dieser Imprägnierungs- und Beschichtungsmischung auf das Faservlies erfolgt innerhalb der Papiermaschine in einer Walzenauftragsvorrichtung (Leimpresse). Dabei wird erfindungsgemäß das Faservlies mit einem Trockengehalt von 98 bis 92 % durch eine Leimpresse zugeführt und so die beiderseitige Tränkung vorgenommen.
  • Erfindungsgemäß kann nach dieser ersten Prozeßstufe der Imprägnierung eine weitere einseitige oder beidseitige Oberflächenabdeckung, d. h. Beschichtung, des Faservlieses innerhalb der Papiermaschine mit der gleichen oder einer ähnlich aufgebauten Copolymermischung vorgenommen werden, wobei zwischen den beiden einzelnen Prozeßstufen eine Zwischentrocknung stattfinden sollte.
  • Durch eine nachträglich aufgebrachte Beschichtung auf einer Seite der getrockneten Bahn wird eine dichtere Oberfläche erreicht, die eine bessere Bedruck- oder Lackierbarkeit oder Kaschierbarkeit erreicht. Wenn nur eine weitere einseitige Oberflächenbeschichtung erfolgt, kann diese vermittels einer Rakelauftragsvorrichtung vorgenommen werden. Ein einseitiges Rollen der beschichteten Papierbahn kann durch einen zusätzlichen Auftrag auf der Rückseite vermieden werden.
  • Ein solcher Auftrag kann beispielsweise eine stark wäßrige Lösung von Stärke oder CMC sein. Eine zusätzliche Glättung der imprägnierten und einseitig beschichteten Bahn z. B. mit bekannten Maschinenglättwerkseinrichtungen oder in einem separaten Arbeitsgang in einem Kalander erhöht noch die gewünschte Bedruck- und Lackierbarkeit der beschichteten Seite.
  • Diese auf solche Art und Weise hergestellte faserhaltige Folie unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher Rohdichte, je nach angewandtem Druck bei der Vliesherstellung und Glättung der getränkten und beschichteten Bahn, eignet sich vorzüglich im festen Verbund mit einer relativ starren und steifen Unterlage, z. B. Holzspanplatte, als dekorative und schützende Umhüllung von Möbelteilen wie z. B. Fernseh- und Radiogehäuse oder Hi-Fi-Türme (Gehäuseummantelung). Durch Anwendung dieser wirtschaftlich günstig herstellbaren faserhaltigen Folie werden die eingangs erwähnten Nachteile bei Verwendung von PVC- oder anderer Kunststofffolie vermieden.
  • Die erfindungsgemäß hergestellte faserhaltige Folie von hoher Flexibilität, Dimensionsstabilität bei Temperaturveränderung und mit guten Sperreigenschaften gegen Wasser und Lösungsmittel ist ebenfalls für andere Zwecke vorzüglich geeignet wie z. B. als Basismaterial von hochwertigen Schleifpapieren für den Naßschliff, Druck- und Werbeträger, dekoratives Wandmaterial (z. B. schwer entflammbare pigmentierte oder unpigmentierte dimensionsstabile Tapete), Klebebänder, Trägerpapier z. B. für Fußbodenbeläge.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert.
    • Beispiel 1
  • Erfindungsgemäß wurde ein Rohpapier folgender Zusammensetzung und Beschaffenheit als zweilagiges Papier auf einer Duplex-Papiermaschine hergestellt:
    • 80 % Kiefernholzsulfat-Zellstoff
    • 20 % Eukalyptus-Zellstoff
    • Mahlgrad 30° SR (Schopper-Riegler)
    • Zusätze, handelsüblich (auf atro Zellstoff berechnet):
    • 1 % Talkum
    • 3 % formaldehydfreies Naßfestmittel
    • 0,3 % Netz- und Dispergiermittel
  • Dieses Rohpapier mit einer Flächenmasse von 90 g/m2 wurde mit der erfindungsgemäßen Kunstharz- Mischung von Dispersion und Lösung im Verhältnis 20 : 1 in einer Leimpresse beidseitig imprägniert. Der mit dieser erfindungsgemäßen Kunstharz-Mischung überraschend starke Imprägniereffekt, sonders charakterisiert anhand der Schichtfestigkeit und Steifigkeit unter Berücksichtigung der sich dabei einstellenden Wasserabsorption, beruht wohl auf einem synergistischen Effekt der verwendeten Dispersion und Lösung, die, allein eingesetzt, bei weitem nicht die gleichen angestrebten guten Papiereigenschaften erreichen lassen.
  • Nachfolgende Beispiele belegen das. Die Leimflotten mußten z. T. mit Wasser auf die optimale Viskosität ( < 60 s nach DIN-Becher, 4 mm) eingestellt werden.
  • Leimpressen-Rezepturen:
    • 1 - Kunstharz-Dispersion allein (wäßrige anionische Copolymerdispersion auf Basis von Acrylsäureester, Acrylnitril und Styrol), Feststoffgehalt 50 %, mittlere Teilchengröße ca. 0,1 wm, mittlere Filmhärte, Mindest-Filmbildungstemperatur < 1 ° C.
    • 2 - Kunststoff-Dispersion, mit Wasser verdünnt, Feststoffgehalt 25 %
    • 3 - Kunststoff-Lösung allein, mit Wasser verdünnt (anionische wäßrige Lösung eines carboxylgruppenhaitigen Copolymers auf Basis von Maleinsäureanhydrid), Feststoffgehalt ca. 12 %
    • 4 - Kunststoff-Lösung mit formaldehydfreiem Naßfestmittel, mit Wasser verdünnt, Feststoffgehalt ca. 10 %
    • 5 - erfindungsgemäße Kunststoffmischung, bestehend aus Dispersion (gemäß Beispiel 1) und Lösung (gemäß Beispiel 3) im Verhältnis 20 : 1, mit Zusätzen von
      • - formaldehydfreiem Naßfestmittel und
      • - Entschäumer,
        verdünnt mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von ca. 25%.
      Figure imgb0001
  • Eine reine Kunstharz-Dispersion (Rezeptur 1) reduziert zwar aufgrund ihrer guten filmbildenden Eigenschaften die Wasserabsorption am stärksten, die Penetration in das Rohpapier ist jedoch unzureichend. Das belegen die nur geringfügig verbesserten Werte bezüglich Schichtfestigkeit und Steifigkeit.
  • Durch eine Verdünnung dieser Dispersion mit Wasser (Rezeptur 2) erfolgt eine stärkere Penetration in das Rohpapier bei gleichzeitig erhöhter Wasserabsorption und noch ungenügender Elastizität des imprägnierten Papiers.
  • Die ungenügende Imprägnierung machte sich außerdem in einer unzureichenden Ribbelfestigkeit der Papieroberfläche bemerkbar. Die Imprägnierung des Rohpapiers mit der wasserverdünnten Kunstharz-Lösung (Rezeptur 3) führt zwar zu einer verbesserten Elastizität, jedoch auf Kosten einer stark verschlechterten Schichtfestigkeit.
  • Auch der Zusatz von Naßfestmittel (Rezeptur 4) bewirkt keine wesentliche Eingenschaftsveränderung des imprägnierten Papiers.
  • Erst durch die erfindungsgemäße Kunstharz-Mischung von Dispersion und Lösung (Rezeptur 5) wird der gewünschte hohe Imprägniereffekt der Leimflotte und damit alle angestrebten guten Papiereigenschaften erreicht, charakterisiert durch eine um ca. 10 % höhere Schichtfestigkeit als bei Rezeptur 2, relativ niedrige Wasserabsorption und höchste Elastizität (ca. 10 % niedrigere Steifigkeit als bei Rezeptur 3).
  • Dieser anhand der Wirkung der Einzelkomponenten (Dispersion, Lösung, Naßfestmittel) nicht zu erwartende überproportional hohe Imprägniereffekt ist auf den Synergismus von Dispersion und Lösung zurückzuführen.
    • Beispiel 2
  • In einer weiteren Versuchsreihe wurde die mittelharte Kunstharzdispersion (5) durch eine harte Dispersion mit einer Teilchengröße von ca. 0,15 J.1m, Mindest-Filmbildungstemperatur ca. 25° C, ausgetauscht. Bei dieser Dispersion handelte es sich um eine wäßrige Copolymerdispersion auf Basis von Acrylsäureester und Styrol.
  • Folgende Eigenschaften des damit imprägnierten Rohpapiers wurden erhalten (die mit der Rezeptur 5 aus der vorhergehenden 1. Versuchsreihe erreichten Ergebnisse wurden zum besseren Verständnis nochmals aufgeführt):
    Figure imgb0002
    • 6 - Kunstharz-Dispersion, mit Wasser verdünnt, mit Zusatz von formaldehydfreiem Naßfestmittel, Feststoffgehalt ca. 25 %
    • 7 - erfindungsgemäße Kunstharzmischung, bestehend aus Dispersion und der Lösung gemäß Beispiel 3 im Verhältnis 20 : 1, mit Zusätzen von
      • - formaldehydfreiem Naßfestmittel und
      • - Entschäumer,
        verdünnt mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von ca. 25%.
  • Mit einer reinen Kunstharz-Dispersion gemäß Rezeptur 6 ist, wie auch bereits bei den Rezepturen 1 und 2 belegt, nicht der angestrebte hohe Imprägniereffekt zu erreichen. Erst die erfindungsgemäße Kombination von Dispersion und Lösung führt wiederum zu den gewünschten Papiereigenschaften, wobei aufgrund der hohen Filmhärte der gewählten Dispersion die Elastizität des imprägnierten Papieres schlechter als bei Verwendung der Rezeptur 5 ausfällt.
  • Durch eine nachfolgende Satinage dieser erfindungsgemäß imprägnierten Papiere wird die Steifigkeit um ca. 10 bis 20 %, die Wasserabsorption um ca. 15 bis 20 % erniedrigt, während die Schichtfestigkeit nahezu konstant bleibt.
    • Beispiel 3
  • In der nächsten Versuchsreihe wurde die erfindungsgemäße Kunstharz-Mischung von Dispersion und Lösung in Kombination mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz im Verhältnis 2 : 1 zur Imprägnierung des Rohpapiers nach Beispiel 1 verwendet.
    • 8 - Kunstharz-Dispersion allein gemäß Rezeptur 6 in Kombination mit Harnstoff-Fomaldehyd-Harz im Verhältnis 2 : 1
    • 9 - erfindungsgemäße Kunstharzmischung, bestehend aus Dispersion und Lösung gemäß Rezeptur 7 (im Verhältnis 20 : 1) in Kombination mit Harnstoffharz im Verhältnis 2 : 1
    • 10 - Kunstharz-Dispersion allein (wäßrige anionische Copolymerdispersion auf Basis von Acrylaten) Feststoffgehalt 50 %, mittlere Teilchengröße ca. 0,15 µm, mittlere Filmhärte, Mindest-Filmbildungstemperatur 12° C in Kombination mit Harnstoff-Formaldehyd-Harz im Verhältnis 2 : 1
    • 11 - erfindungsgemäße Kunstharzmischung, bestehend aus Dispersion (gemäß Rezeptur 10) und Lösung (gemäß Rezeptur 3) im Verhältnis 20 : 1 in Kombination mit Harnstoffharz im Verhältnis 2 : 1
  • Die erhaltenen Eigenschaften des imprägnierten Papiers sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:
    Figure imgb0003
  • Auch Kombinationen von Kunstharz-Dispersionen und Tränkharzen, wie z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harz, wie sie zur Imprägnierung von Dekorrohpapieren in separaten Imprägnieranlagen üblich sind, führen zur Verbesserung der Eigenschaften des Rohpapiers. Der Typ der verwendeten Kunstharz- Dispersionen bestimmt dabei wesentlich Flottenaufnahme, Porosität, Wasserabsorption und Schichtfestigkeit des Papiers (s. Rezepturen 8 und 10).
  • Aber erst durch die erfindungsgemäße Kunstharz-Mischung von Dispersion und Lösung werden auch bei diesen speziellen Tränkharz-Kunstharz-Kombinationen der gewünschte hohe Imprägniereffekt und damit die angestrebten Eigenschaften des imprägnierten Papiers erreicht (s. Rezepturen 9 und 11). Dazu zählt die z. B. beträchtliche Reduzierung von Porosität und Wasserabsorption sowie die Erhöhung der Schichtfestigkeit. Aufgrund des relativ hohen Tränkharz-Anteils liegt jedoch das Niveau der Schichtfestigkeit etwas niedriger als bei den Rezepturen 1 und 2.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharzen in Form von Lösungen und Dispersionen imprägnierten Papierbahnen, bei welchem die Papierbahn aus einem Zellstoffasergemisch von hoher Saugfestigkeit und Festigkeit gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn aus einem Zellstoffasergemisch gebildet wird, das auf einen Mahlgrad von maximal 35° SR gemahlen wird oder gegebenenfalls einer schneidenden Mahlung bis zu einem Mahlgrad von 15 bis 25° SR unterworfen wird und aus Eukalyptus-Zellstoff und Kiefernholzsulfat-Zellstoff in einem Verhältnis von 50 : 50 bis 10 : 90, vorzugsweise 30 : 70 bis 15 : 85, gegebenenfalls in Kombination mit synthetischen Faserstoffen gebildet wird, daß die Imprägnierflüssigkeit aus einem Gemisch wäßriger anionischer Copolymerdispersionen und wäßriger anionischer Lösungen besteht mit einem pH-Wert zwischen 7,5 und 10, und daß die wäßrige anionische Copolymerdispersion eine mittlere Teilchengröße von unter 0,2 fJ.m aufweist, wobei der Auftrag mit einer Leimpresse in der Trockenpartie der Papiermaschine durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert vorzugsweise auf einen Bereich zwischen 8 und 9 eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faserstoff der Papierbahn weitere chemische Hilfsmittel wie pH-Regulierer, Naß- und Trockenfestmittel, Kunstharzdispersionen, Fällungsmittel (Fixiermittel), Tenside, Farbstoffe, Füllstoffe und dergleichen zugesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Tränk- bzw. Beschichtungssubstanz für die Behandlung des Faservlieses übliche wäßrige, anionische Copolymerdispersionen auf Basis von Acrylsäure, Acrylsäureester, Acrylnitril, Vinylacetat und/oder Styrol, geringer bis mittlerer Filmhärte und Mindest-Filmbildungstemperatur unter 30° in Kombination mit üblichen wäßrigen, anionischen Lösungen von Copolymerisaten auf Basis von Maleinsäureanhydrid bzw. Maleinsäure mit z.B. Styrol, Acrylsäure, Acrylsäureestern und dergleichen im Verhältnis 100 : 1 bis 10 : 1 (auf Wirksubstanz berechnet), vorzugsweise 25 : 1 bis 15 : 1, sowie mit weiteren Zusätzen, wie Härtungs-, Viskositätsregulierungs-, Antihaft- und Penetrationshilfsmittel sowie Pigmenten und Farbstoffen verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Mischung aus Dispersion und Lösung einen Anteil eines Tensides enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil eines Tensides, bezogen auf die Mischung aus Dispersion und Lösung, 0,05 bis 1,5% beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtränkung des Faservlieses der Papierbahn innerhalb der Papiermaschine in einer ersten Prozeßstufe beidseitig mittels Walzenauftrag und eine Beschichtung in einer zweiten Prozeßstufe einseitig mittels Rakelauftrag erfolgt, der sich eine Oberflächenglättung der Papierbahn anschließt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn nach erfolgter Trocknung und Oberflächenglättung einer weiteren Oberflächenvergütung einer Seite, wie Beschichtung, Bedruckung und/oder Lackierung unterworfen wird.
9. Verwendung einer getrockneten Papierbahn, hergestellt nach Anspruch 1 bis 8, zur Umhüllung von Möbelteilen (Gehäuseummantelung) durch Aufkleben derselben auf eine steife Unterlage und Weiterverarbeitung eines solchermaßen erhaltenen Verbundstoffes durch Anbringung von Gehrungsschnitten und Faltung im Bereich der Gehrungsschnitte zu dreidimensionalen Möbelteilen (Faltkorpus).
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