EP0487497B1 - Verfahren zur Verringerung der Wasserdampfdurchlässigkeit - Google Patents

Verfahren zur Verringerung der Wasserdampfdurchlässigkeit Download PDF

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EP0487497B1
EP0487497B1 EP19910890285 EP91890285A EP0487497B1 EP 0487497 B1 EP0487497 B1 EP 0487497B1 EP 19910890285 EP19910890285 EP 19910890285 EP 91890285 A EP91890285 A EP 91890285A EP 0487497 B1 EP0487497 B1 EP 0487497B1
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EP
European Patent Office
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coating
paper
medium
coating medium
additives
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EP19910890285
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Walter Dr. Rüf
Josef Dipl.-Ing. Bachler
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Mondi Frantschach GmbH
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Patria Papier and Zellstoff AG
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Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the water vapor permeability of paper, cardboard or the like, in which the paper is coated with an application medium, and to the paper thus produced.
  • the collective term paper is understood to mean not only cardboard, but also cardboard and similar nonwovens.
  • EP-A-0 393 451 has already proposed coating the paper with a coating composition which contains one or more polymer dispersions, the coating composition containing a mixture of paraffin dispersion and an aqueous dispersion of carboxylated styrene butadiene.
  • the aim of the invention is to produce a process for producing a water vapor-tight paper which is completely recyclable, consists of toxicologically and biologically completely harmless components and which can be used with materials obtained essentially from renewable resources.
  • the raw material for the production of resin glue is divided into three different basic types after they have been extracted, these are: root resin, balsam resin and tall resin.
  • the main constituent of the resins of interest in this context are resin acids, the most important of which are: Abietic acid Levopimaric acid Palustric acid Dehydroabietic acid Dihydroabietic acid Tetrahydroabietic acid Pimaric acid Isopimaric acid
  • the raw resins are usually "reinforced", ie 8-13% maleic anhydride or fumaric acid is added to the resin at about 200 ° C.
  • the resins are then dispersed in water, generally using casein as a protective colloid to stabilize the dispersion.
  • casein a protective colloid
  • Henkel's dehydol types based on fatty alcohols and fatty alcohol polyglycol ethers can be used as surfactants.
  • Paraffin wax dispersions are used as waxes.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that the application can be carried out on any coating device customary in paper production.
  • the stroke is possible with an air knife or blade as well as a doctor blade with normal drying.
  • the application medium is water-based and therefore free of organic solvents and chlorine compounds. Furthermore, it is inexpensive to manufacture.
  • Free resin glue dispersions are known per se as sizing agents for paper, but generally only as bulk sizing agents, i.e. they are added in the paper machine before sheet formation. However, it was previously believed in the specialist world that such glues were not suitable as coating compositions for application in a coating system, since the film-forming properties were too poor.
  • EP-A-37 055 and DD-A-211 819 also describe the use of resin sizes for sizing paper. What has been said about AT-B-372 432 applies here analogously.
  • GB-A-1 604 847 relates to the surface treatment of paper with foams containing resin. The purpose here is also the hydrophobization. Various additives are said to control foam formation. None can be gained for the invention from this publication either.
  • the film formation is achieved at 50 ° - 120 ° C and at the same time the water is evaporated from the emulsion. Furthermore, the strength values in the paper treated by the process according to the invention are improved by approximately 15-20%. Gluing is possible without any problems. It is also possible to dissolve the coated paper without difficulty in the pulper at fabric densities of about 3 to 15%.
  • the base paper is pigmented before coating. In this way, the required order quantity for the barrier effect can be drastically reduced. In this way, the paper can be made white and at the same time waterproof.
  • Alkylphenol polyethylene glycol ethers can be used as additives, e.g. Lutensol AP from BASF. It is particularly favorable if amines are provided as further additives, e.g. Triethanolamine or diethylethanolamine.
  • Ammonia can also be used as an additive. If ammonia is added as a 25% solution as an additive, a highly viscous, spreadable, clear solution is obtained with NH 3 additions of 1% - 10% and preferably 3% - 5%. The mixture is made by stirring the ammonia water into the resin glue dispersion until a clear solution is obtained.
  • the use of ammonia achieves a water vapor tightness that corresponds at least to that which can be achieved with other additives. However, such a method is always associated with ammonia emission, which makes it necessary to scrub the exhaust air.
  • fatty alcohols e.g. Henkel's dehypon or dehydol
  • fatty alcohol ethoxylates e.g. Peratom 123 from Henkel or fatty alcohol polyglycol ether with fatty acids, e.g. Dehydol HD-FC-6 from Henkel
  • fatty acids e.g. Dehydol HD-FC-6 from Henkel
  • the brittleness can be significantly reduced and the strength can also be increased somewhat.
  • a filler is added to the application medium.
  • Platelet-shaped pigment substances such as e.g. Talc, because this structure extremely extends the diffusion path of water vapor. In principle, however, all pigments can be used for the purpose of saving chemicals. You can use fillers from the group of calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum silicate and titanium oxide.
  • the solids content of the application medium is set to 20 to 70%, the viscosity being between 30 and 800 mPas, preferably between 50 and 300 mPas. In this way it is possible to work with all common application units without any problems.
  • a primer before applying the application medium.
  • This primer can basically be carried out with the same application medium as the actual coat, but a medium with an increased filler content can be used. In this way, the amount of resin required can be minimized.
  • a paper surface temperature of 20 ° to 160 ° C., preferably 50 ° to 130 ° C., is required. The temperature depends on the softening point of the resin glue that is used. With this double line, an extreme water vapor density can be achieved, which is less than 20 g / m2d (WDD 90% ). Furthermore, such a double stroke is particularly useful if the layer thicknesses that are not as great as required in a single application. can be applied.
  • the primer contains polyvinyl alcohol and in particular consists of a mixture of polyvinyl alcohol and pigments. Furthermore, this primer is to be subjected to a thermal treatment with temperatures between 120 ° C and 170 ° C, preferably between 140 ° C and 160 ° C. It has been found that a line with a PVA-containing mass has a very low water vapor permeability due to the thermal treatment. Polyvinyl alcohol is also completely free of halogens and completely toxicologically and ecologically harmless. In particular, no organic solvents are required. In addition to the polyvinyl alcohol, fillers such as calcium carbonate, mica, kaolin, aluminum hydroxide, Aluminum silicate, talc, starch, or titanium oxide can be provided. Furthermore, an ethylene-acrylic acid copolymer can also be included in the coating, as a result of which particularly good resistance to water and better water vapor tightness are achieved.
  • a top coat is additionally applied. It is advantageous if the top coat contains polyvinyl alcohol and that this top coat is subjected to a thermal treatment at temperatures between 120 ° C and 170 ° C, preferably between 140 ° C and 160 ° C.
  • the advantages described above of coating compositions containing polyvinyl alcohol also apply to the top coat. Since polyvinyl alcohol has a particularly good water vapor impermeability in the range of small to medium atmospheric humidity, whereas the line with a free resin glue dispersion can be used particularly advantageously in the range of high moisture levels, the double-coated paper will always be used so that the layer with the free resin glue dispersion faces the moist side . In the case of a pre-coat with PVA, which is covered by a layer containing a free resin dispersion, the coated side of the paper is oriented towards moisture. In contrast, with paper that has a PVA top layer, the coating will always be oriented towards the dry side.
  • the water vapor diffusion barrier consists of a resin-based base coat (resin glue, surfactant, polyvinyl acetate, takum) and a PVA-based top coat with pigments.
  • resin-based base coat resin glue, surfactant, polyvinyl acetate, takum
  • PVA-based top coat with pigments.
  • the wetting and adhesion of the PVA top coat on the resin coat can be improved by a corona treatment. This eliminates the need for surfactants in the PVA top coat.
  • the invention relates to a paper with increased water vapor tightness according to claim 10, which is coated with an application medium.
  • the application medium is formed from a free resin dispersion, which additives to improve the film-forming properties, including Contains surfactants or waxes, and preferably further additives.
  • the application amount of the coating is between 5 and 30 g / m2.
  • a Kraft paper of 70 g / m2 machine-smooth is used as base paper for all examples.
  • this paper is examined uncoated.
  • this paper is conventionally polyethylene-laminated.
  • the water vapor permeability (like WDD) in g / m2 and day is determined for all examples under two different conditions.
  • the paper is coated with an application medium of the following composition. 65% resin glue atro 30% talc atro (Fintalk C 10). 5% surfactant (Dehydol HD-FC-6) The coating is done as a double coat with 12 g / m2 application amount for the first and 7 g / m2 for the second coat.
  • An application medium of the following recipe is used: 50% resin glue atro 30% talc atro 18% atro. Ethylene vinyl acetate 2% dehydol HD-FC-6 The coating is done as a double coat with 12 g / m2 application amount for the first and 7 g / m2 for the second coat.
  • Example 2 has the advantage over that of Example 1 that it has greater elasticity and thus improved kink resistance, the internal strength of the coating being much higher.
  • a coat with a mass which contains polyvinyl alcohol (PVA)
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVA coatings are examined.
  • an uncoated paper is first juxtaposed with a paper that is coated with a line of polyvinyl alcohol and ethylene acrylic acid in a ratio of 70:30.
  • Coatings with the following composition are examined in the two columns on the right: 35% polyvinyl alcohol 65% talc
  • a coating according to Examples 1 and 2 is combined with a free resin glue dispersion together with a coating of Example 3 PVA, a synergy effect results from the fact that the free resin glue coating is particularly effective at high atmospheric humidity, whereas the PVA coating has its advantageous properties particularly shows lower and medium humidity levels.
  • the line with the free resin dispersion is on the wet side and the PVA is on the dry side of the paper.
  • the free resin glue dispersion the composition of which corresponds to that of example 2, is applied in a smaller amount.
  • Example 5 only a PVA coating consisting of 65% talc and 35% PVA Mowiol 6-98 is applied, which has been heat-treated at 140 ° C.
  • a free resin glue dispersion base coat according to example 4 is combined with a PVA top coat according to example 5.
  • a double coat with a free resin glue dispersion with an application amount of 10 g / m2 is combined with a PVA coat, the PVA-coated side facing the dry climate.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Papier, Pappe od. dgl., bei dem das Papier mit einem Auftragsmedium beschichtet wird, und auf das so hergestellte Papier. In der folgenden Beschreibung wird unter Sammelbegriff Papier neben, Pappe auch Karton und ähnliche Faservliese verstanden.
  • Es ist bekannt, Papiere durch Beschichtung wasserdampfdicht auszurüsten. Dabei wird eine Polyethylenfolie aufkaschiert oder es wird ein Streichauftrag von PVC oder PVDC-Streichmassen durchgeführt. Das Recycling von PE-kaschierten Papieren ist extrem schwierig. Andererseits entstehen bei der Verbrennung von PVC- oder PVDC-gestrichenen Papieren neben Salzsäure unter Umständen noch Dioxine.
  • Durch die EP-A-0 393 451 wurde bereits vorgeschlagen, das Papier mit einem Beschichtungsmittel, das eine oder mehrere Polymerdispersionen enthält, zu beschichten, wobei das Beschichtungsmittel eine Mischung aus Paraffindispersion und eine wäßrige Dispersion von carboxyliertem Styrolbutadien enthält.
  • Bei einem solchen Verfahren ergibt sich der Nachteil, daß Produkte der Petrochemie zum Einsatz kommen, die im Hinblick auf eine umweltschonende Entsorgung bzw. Recyclierung nicht unproblematisch sind und deren Herstellung den Einsatz von nicht-erneuerbaren Resourcen, eben Erdöl oder Kohle, erfordert. Außerdem ergeben sich durch den Auftrag von Paraffin Probleme beim Auftrag und der weiteren Bearbeitung des Papiers od. dgl., da es aufgrund des Paraffinauftrages zum Verkleben der Papiermaschinen und einer deutlichen Erhöhung der Gefahr des Verrutschens kommt.
  • Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines wasserdampfdichten Papieres herzustellen, das vollkommen recyclierbar, aus toxikologisch und biologisch vollkommen unbedenklichen Komponenten besteht und bei dem im wesentlichen aus erneuerbaren Resourcen gewonnen Materialien eingesetzt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
  • Das Rohmaterial zur Herstellung von Harzleim wird nach seiner Gewinnung in drei verschiedene Grundtypen eingeteilt, das sind: Wurzelharz, Balsamharz und Tallharz. Hauptbestandteil der in diesem Zusammenhang interessanten Harze sind Harzsäuren, wovon die wichtigsten sind:
       Abietinsäure
       Levopimarsäure
       Palustrinsäure
       Dehydroabietinsäure
       Dihydroabietinsäure
       Tetrahydroabietinsäure
       Pimarsäure
       Isopimarsäure
    Um aus den Harzen Leime herzustellen, werden die Rohharze meistens "verstärkt", d.h. es wird dem Harz bei etwa 200°C 8-13 % Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäure zugesetzt. Die Harze werden dann in Wasser dispergiert, wobei im allgemeinen als Schutzkolloid zur Stabilisierung der Dispersion Casein verwendet wird. Es sit jedoch im Prinzip auch möglich, im Rahmen der Erfindung unverstärkte Harzleime zu verwenden.
  • Für die Erfindung geeignet sind nahezu sämtliche im Handel befindlichen Harzleimdispersionen, wie Saccocell H 301 oder H 309 von Krems-Chemie AG.
  • Als Tenside können beispielsweise die Dehydol-Typen von Henkel auf der Basis von Fettalkoholen und Fettalkoholpolyglykolether verwendet werden. Als Wachse kommen Paraffinwachsdispersionen zum Einsatz.
  • Die Auflösbarkeit bzw. Recyclierbarkeit des so beschichteten Papieres beruht auf einer Balance zwischen Festigkeit und Dispergierbarkeit der Beschichtung. Diese beiden Eigenschaften können durch Latex oder Polymere je nach Anwendungsfall gezielt eingestellt werden. Solche Polymere sind z.B. Ethylenvinylazetate (Vinamul 33027), Ethylenacrylsäure, Ethylenacrylsäureester, Ethylenacrylsäurecopolymere. Die Polymere verbessern folgende Eigenschaften:
    • Elastizität der Beschichtung
    • Haftung Papier/Beschichtung
    • innere Festigkeit der Beschichtung
    • Haftung Grundstrich/Deckstrich
    • Haftung Deckstrich/Klebstoff.
  • Mit steigender Zugabemenge dieser Additive wird jedoch die Auflösbarkeit des beschichteten Papieres schwieriger.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Auftrag auf jeder in der Papierherstellung üblichen Streichvorrichtung durchgeführt werden kann. So ist der Strich sowohl mit Luftmesser oder Blade als auch Rollrakel bei normaler Trocknung möglich. Das Auftragsmedium ist auf wässeriger Basis und somit frei von organischen Lösungsmitteln und Chlorverbindungen. Weiters ist es kostengünstig herstellbar.
  • An sich sind Freiharzleimdispersionen als Leimungsmittel für Papier bekannt, im allgemeinen jedoch nur als Masseleimungsmittel, d.h. sie werden in der Papiermaschine vor der Blattbildung zugegeben. Man war jedoch bisher in der Fachwelt der Ansicht, daß solche Leime als Streichmasse für den Auftrag in einer Streichanlage nicht geeignet seien, da die Filmbildungseigenschaften zu schlecht sind.
  • Aus der AT-B-372 432 ist etwa bekannt, daß sich Kollophoniumharze auch zur Oberflächenleimung eignen, wenn man bestimmte Dispergiermittel zusetzt. Es ist jedoch keinerlei Hinweis darauf zu entnehmen, daß auf diese Weise ein wasserdampfdichtes Papier erreicht wird. Dies wird bei dem in der AT-B-372 432 beschriebenen Verfahren tatsächlich auch nicht erreicht, da es sich bei der Oberflächenleimung um einen Verfahrensschritt handelt, der lediglich eine Hydrophobierung bewirken soll. Das bedeutet, daß die Oberflächenspannung bei Benetzung mit Wasser verändert wird. Zu diesem Zweck wird lediglich eine Harzmenge von wenigen Zehntel g/m² aufgetragen, wobei keine durchehende Beschichtung erzielt wird.
  • Auch die DE-A-24 37 656, die EP-A-37 055 und die DD-A-211 819 beschreiben die Verwendung von Harzleimen zum Leimen von Papier. Das zur AT-B-372 432 Gesagte gilt hier analog. Weiters betrifft die GB-A-1 604 847 die Oberflächenbehandlung von Papier mit Schäumen, die Harz enthalten. Zweck ist auch hier die Hydrophobierung. Diverse Zuschlagstoffe sollen die Schaumbildung steuern. Auch aus dieser Druckschrift kann für die Erfindung nichts gewonnen werden.
  • Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, daß durch geeignete Additive nicht nur eine zufriedenstellende Filmbildung erreicht werden kann, sondern auch gleichzeitig ein besonders wasserdampfdichter Strich erreicht werden kann.
  • Die Filmbildung wird bei 50° - 120°C erreicht und gleichzeitig wird das Wasser aus der Emulsion verdampft. Weiters sind die Festigkeitswerte bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papier um etwa 15-20% verbessert. Eine Verklebung ist problemlos möglich. Auch ist im Pulper bei Stoffdichten von etwa 3 bis 15% eine Auflösung des gestrichenen Papiers ohne Schwierigkeiten möglich.
  • Besonders günstig ist es, wenn das Rohpapier vor der Beschichtung pigmentiert wird. Auf diese Weise kann die erforderliche Auftragsmenge für die Barrierewirkung drastisch reduziert werden. Auf diese Weise kann das Papier weiß und zugleich wasserdampfdicht ausgerüstet werden.
  • Als Additive können Alkylphenolpolyethylenglycolether verwendet werden, wie z.B. Lutensol AP von BASF. Besonders günstig ist es, wenn als weitere Additive Amine vorgesehen sind, z.B. Triethanolamin oder Diethylethanolamin.
  • Insbesonders kann als Additiv Fettamin-Oxethylat verwendet werden, wie etwa die Genamin-Typen von Hoechst. Im wesentlichen können hier vier Gruppen unterschieden werden:
    • Cocosfettamine:
    gesättigte C₈-C₁₈-Fettamine, vorwiegend C₁₂-C₁₄,
    Oleylamin:
    überwiegend ungesättigtes C₁₈-Fettamin,
    Stearylamine:
    gesättigte C₁₆-C₁₈-Fettamine,
    Talgfettamin:
    gesättigte und ungesättigte C₁₆-C₁₈ Fettamine.
  • Weiters kann auch Ammoniak als Additiv verwendet werden. Wird Ammoniak als 25%-ige Lösung als Additiv zugesetzt, erhält man eine hochviskose streichfähige klare Lösung bei NH₃-Zugaben von 1% - 10% und vorzugsweise 3% - 5%. Die Mischung erfolgt durch Einrühren des Ammoniakwassers in die Harzleimdispersion bis eine klare Lösung besteht. Es wird durch den Einsatz von Ammoniak eine Wasserdampfdichtheit erreicht, die mindestens der entspricht, die mit anderen Additiven erreicht werden kann. Es ist jedoch ein solches Verfahren stets mit einer Ammoniakemission verbunden, was eine Wäsche der Abluft erforderlich macht.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung können als Additive Fettalkohole, z.B. Dehypon oder Dehydol von Henkel, Fettalkoholethoxylate, z.B. Peratom 123 von Henkel oder Fettalkoholpolyglykolether mit Fettsäuren, z.B. Dehydol HD-FC-6 von Henkel verwendet werden.
  • Durch die Zugabe von Latex, Ethylenvinylazetat, Ethylenacrylsäure, Ethylenacrylsäureester oder Ethylenacrylsäurecopolymeren kann die Sprödigkeit wesentlich verringert werden und auch die Festigkeit etwas erhöht werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Auftragsmedium ein Füllstoff zugegeben wird. Besonders eignen sich für diesen Zweck plättchenförmige Pigmentstoffe, wie z.B. Talkum, da durch diese Struktur der Diffusionsweg des Wasserdampfes extrem verlängert wird. Grundsätzlich jedoch können alle Pigmente für den Zweck der Chemikalieneinsparung verwendet werden. So kann man Füllstoffe aus der Gruppe Kalziumkarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat und Titanoxid einsetzen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Feststoffgehalt des Auftragsmediums auf 20 bis 70% eingestellt wird, wobei die Viskosität zwischen 30 und 800 mPas, vorzugsweise zwischen 50 und 300 mPas beträgt. Auf diese Weise kann problemlos mit allen üblichen Auftragsaggregaten gearbeitet werden.
  • Besonders günstig ist es. vor dem Aufbringen des Auftragsmediums einen Vorstrich durchzuführen. Dieser Vorstrich kann im Grunde mit demselben Auftragsmedium wie der eigentliche Strich durchgeführt werden, es kann jedoch ein Medium mit erhöhtem Füllstoffgehalt verwendet werden. Auf diese Weise kann die erforderliche Harzmenge minimiert werden. Um die Filmbildung zu ermöglichen, ist dabei eine Papieroberflächentemperatur von 20° bis 160°C, vorzugsweise 50° bis 130°C erforderlich. Die Temperatur hängt vom jeweiligen Erweichungspunkt des Harzleimes, der zum Einsatz kommt, ab. Durch diesen Doppelstrich kann eine extreme Wassserdampfdichte erreicht werden, die kleiner als 20 g/m²d (WDD90%) ist. Weiters ist ein solcher Doppelstrich besonders dann sinnvoll, wenn in einem einzigen Auftrag nicht so große Schichtdicken, wie erforderlich. aufgebracht werden können.
  • Es ist besonders günstig, wenn der Vorstrich Polyvinylalkohol enthält und insbesonders aus einer Mischung von Polyvinylalkohol und Pigmenten besteht. Weiters soll dieser Vorstrich einer thermischen Behandlung mit Temperaturen zwischen 120°C und 170°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 160°C unterworfen werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß ein Strich mit einer PVA-haltigen Masse durch die thermische Behandlung eine sehr geringe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweist. Auch Polyvinylalkohol ist völlig frei von Halogenen und toxikologisch und ökologisch völlig unbedenklich. Insbesonders sind keinerlei organische Lösungsmittel erforderlich. In dem Vorstrich können neben dem Polyvinylalkohol Füllstoffe, wie Kalziumkarbonat, Glimmer, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat, Talkum, Stärke, oder Titanoxid vorgesehen sein. Weiters kann auch ein Ethylen-Acrylsäurecopolymer im Strich enthalten sein, wodurch eine besonders gute Beständigkeit gegen Wasser, sowie eine bessere Waserdampfdichtheit erreicht wird.
  • Es kann vorgesehen sein, daß zusätzlich ein Deckstrich aufgebracht wird. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Deckstrich Polyvinylalkohol enthält und daß dieser Deckstrich einer thermischen Behandlung mit Temperaturen zwischen 120°C und 170°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 160°C unterworfen wird.
  • Auch für den Deckstrich gelten die oben geschilderten Vorteile polyvinylalkoholhaltiger Streichmassen. Da Polyvinylalkohol eine besonders gute Wasserdampfundurchlässigkeit im Bereich kleiner bis mittlerer Luftfeuchtigkeit aufweist, wogegen der Strich mit einer Freiharzleimdispersion besonders vorteilhaft im Bereich großer Feuchtigkeiten eingesetzt werden kann, wird man das doppeltbeschichtete Papier stets so verwenden, daß die Schicht mit der Freiharzleimdispersion der feuchten Seite zugewendet ist. Im Falle eines Vorstriches mit PVA, der von einer Schicht, die eine Freiharzleimdispersion enthält, überdeckt ist, wird also die beschichtete Seite des Papieres zur Feuchtigkeit hin orientiert. Im Gegensatz dazu wird man bei einem Papier, das eine PVA-Deckschicht aufweist, die Beschichtung stets zur trockenen Seite hin orientieren.
  • Ebenso ist es möglich, daß die Wasserdampfdiffusionsbarriere aus einem Grundstrich auf Harzbasis (Harzleim, Tensid, Polyvinylazetat, Takum) und einem Deckstrich auf PVA-Basis mit Pigmenten besteht. Dies ist für die Verklebbarkeit mit Stärkeklebern auf wässriger Basis eine mögliche Variante. Die Benetzung und Haftung des PVA-Deckstriches auf dem Harzstrich kan durch eine Koronabehandlung verbessert werden. Dadurch kann beim PVA-Deckstrich auf Tenside verzichtet werden.
  • Weiters betrifft die Erfindung ein Papier mit erhöhter Wasserdampfdichtheit gemäß Anspruch 10, das mit einem Auftragsmedium beschichtet ist. Ein solches Papier ist dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium aus einer Freiharzleimdispersion gebildet wird, die zur Verbesserung der Filmbildungseigenschaften Additive, darunter Tenside oder Wachse, sowie vorzugsweise weitere Additive enthält. Die Auftragsmenge der Beschichtung beträgt zwischen 5 und 30 g/m².
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
    • Vergleichsbeispiele
  • Als Rohpapier wird für alle Beispiele eine Kraftsackpapier von 70 g/m² maschinenglatt verwendet. Im ersten Vergleichsbeispiel wird dieses Papier unbeschichtet untersucht. Im zweiten Vergleichsbeispiel ist dieses Papier in herkömmlicherweise polyethylenkaschiert. Die Wasserdampfdurchlässigkeit (wie WDD) in g/m² und Tag, wird für alle Beispiele unter zwei unterschiedlichen Bedingungen ermittelt.
    • Beispiel 1:
  • Das Papier wird mit einem Auftragsmedium folgender Zusammensetzung beschichtet.
       65% Harzleim atro
       30% Talkum atro (Fintalk C 10).
       5% Tensid (Dehydol HD-FC-6)
       Die Beschichtung erfolgt als Doppelstrich mit 12 g/m² Auftragsmenge beim ersten und 7 g/m² beim zweiten Strich.
    • Beispiel 2
  • Es wird ein Auftragsmedium folgender Rezeptur verwendet:
       50% Harzleim atro
       30% Talkum atro
       18% Ethylenvinyazetat atro
       2% Dehydol HD-FC-6
       Die Beschichtung erfolgt als Doppelstrich mit 12 g/m² Auftragsmenge beim ersten und 7 g/m² beim zweiten Strich.
    • Ergebnisse der Prüfung auf Wasserdampfdurchlässigkeit (WDD) in g/m² Tag nach DIN 53 122
  • Figure imgb0001
  • Die Beschichtung von Beispiel 2 weist gegenüber der von Beispiel 1 den Vorteil auf, daß sie eine größere Elastizität und damit eine verbesserte Knickfestigkeit besitzt, wobei die innere Festigkeit der Beschichtung viel höher ist.
  • Im folgenden werden Beispiele dafür gegeben, daß ein Strich mit einer Masse, die Polyvinylalkohol (PVA) enthält, die Wasserdampfundurchlässigkeit bei niedrigeren und mittleren Luftfeuchtigkeiten entscheidend verbessern kann. Aus diesen weiteren Beispielen ist auch die Wirkung von Zuschlagstoffen und zusätzlichen Grund- und Deckstrichen ersichtlich.
    • Beispiel 3:
  • In Beispiel 3 werden PVA-Beschichtungen untersucht. Ein unbeschichtetes Papier wird zu Vergleichszwecken zunächst einem Papier gegenübergestellt, das mit einem Strich aus Polyvinylalkohol und Ethylenacrylsäure im Verhältnis 70:30 versehen ist. In den beiden rechten Spalten werden Beschichtungen mit der folgenden Zusammensetzung untersucht:
       35% Polyvinylalkohol
       65% Talkum
    • Versuchsergebnisse:
  • Figure imgb0002
  • Wird nun eine Beschichtung nach den Beispielen 1 und 2 mit einer Freiharzleimdispersion zusammen mit einer Beschichtung des Beispiels 3 PVA kombiniert, so ergibt sich ein Synergieeffekt dadurch, daß der Freiharzleimstrich besonders wirksam bei hohen Luftfeuchtiskeiten ist, wogegen der PVA-Strichs seine vorteilhaften Eigenschaften besonders bei niedrigeren und mittleren Luftfeuchtigkeiten zeigt. Wesentlich dabei ist jedoch immer, daß sich der Strich mit der Freiharzleimdispersion auf der feuchten Seite und der PVA auf der trockenen Seite des Papiers befindet.
    • Beispiele 4 bis 7:
  • Im Beispiel 4 wird die Freiharzleimdispersion, deren Zusammensetzung der des Beispiels 2 entspricht in geringerer Menge aufgetragen.
  • In Beispiel 5 ist nur ein PVA-Strich, bestehend aus 65% Talkum und 35% PVA Mowiol 6-98 aufgebracht, der 140°C wärmebehandelt ist.
  • In Beispiel 6 ist ein Freiharzleimdispersion-Grundstrich entsprechend Beispiel 4 mit einem PVA-Deckstrich entsprechend Beispiel 5 kombiniert.
  • Im Beispiel 7 ist ein Doppelstrich mit einer Freiharzleimdispersion mit einer Auftragsmenge von 10 g/m² mit einem PVA-Strich kombiniert, wobei die PVA-gestrichene Seite dem trockenen Klima zugewendet ist.
    • Versuchsergebnisse der Beispiele 4 bis 7
  • Figure imgb0003

Claims (14)

  1. Verfahren zur Verringerung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Papier, Pappe o. dgl., bei dem das Papier mit einem Auftragsmedium beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium aus einer Freiharzleimdispersion gebildet wird, die zur Verbesserung der Film-bildungseigenschaften Additive, darunter Tenside oder Wachse, sowie vorzugsweise weitere Additive enthält, wobei die Auftragsmenge bei der Beschichtung bezogen auf die Trockensubstanz zwischen 5 g/m² und 30 g/m² beträgt und eine Trocknung des Auftrags bei 50°C bis 120°C erfolgt.
  2. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Emulsionen aus Paraffinwachsen, Alkylphenolpolyethylenglycolether, Amine, Fettaminoxethylate, Fettalkoholethoxylate, Fettalkoholpolyglykolether mit Fettsäuren oder Ammoniak verwendet werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium zusätzlich Polymere wie z.B. Latex, Ethylenvinylazetat, Ethylenacrylsäure, Ethylenacrylsäureester oder Ethylenacrylsäurecopolymere enthält.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium zusätzlich einen Füllstoff mit plättchenförmiger Struktur enthält, der vorzugsweise aus der Gruppe Kaolin, Talkum und Glimmer ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium zusätzlich einen Füllstoff enthält, der aus der Gruppe Kalziumkarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat und Titanoxid ausgewählt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des Auftragsmediums ein Vorstrich aufgetragen wird, der vorzugsweise Polyvinylalkohol enthält und daß dieser Vorstrich besonders vorzugsweise einer thermischen Behandlung mit Temperaturen zwischen 120°C und 170°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 160°C unterworfen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Deckstrich aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich als Hauptkomponente Polyvinylalkohol enthält und daß dieser Deckstrich vorzugsweise einer thermischen Behandlung mit Temperaturen zwischen 120°C und 170°C, vorzugsweise zwischen 140°C und 160°C unterworfen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich einen Füllstoff, vorzugsweise aus der Gruppe Kalziumcarbonat, Kaolin, Talkum, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat, Titanoxid und Glimmer, sowie gegebenenfalls ein Ethylenacrylsäurecopolymer enthält.
  10. Papier mit erhöhter Wasserdampfdichtheit, das mit einem Auftragsmedium beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium vor der Trocknung auf dem Papier aus einer Freiharzleimdispersion besteht, die, zur Verbesserung der Filmbildungseigenschaften Additive, darunter Tenside oder Wachse, sowie vorzugsweise weitere Additive enthält, wobei die Auftragsmenge der Beschichtung zwischen 5 g/m² und 30 g/m² und vorzugsweise zwischen 10 g/m² und 20 g/m² beträgt.
  11. Papier nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Emulsionen aus Polyethylenwachsen, Alkylphenolpolyethylenglycolether, Amine, Fettaminoxethylate, Fettalkoholethoxylate oder Ammoniak, vorgesehen sind.
  12. Papier nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Auftragsmedium ein Vorstrich vorgesehen ist, der vorzugsweise Polyvinylalkohol enthält oder daß auf dem Auftragsmedium ein Deckstrich vorgesehen ist, der vorzugsweise Polyvinylalkohol enthält.
  13. Papier nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium und/oder der Deckstrich und/oder der Vorstrich zusätzlich einen Füllstoff mit plättchenförmiger Struktur enthält, der vorzugsweise aus der Gruppe Kaolin, Talkum und Glimmer ausgewählt wird.
  14. Papier nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium und/oder der Deckstrich und/oder der Vorstrich zusätzlich einen Füllstoff enthält, der aus der Gruppe Kalziumkarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikat und Titanoxid ausgewählt wird.
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