EP2224058A1 - Pressspan - Google Patents

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EP2224058A1
EP2224058A1 EP09014195A EP09014195A EP2224058A1 EP 2224058 A1 EP2224058 A1 EP 2224058A1 EP 09014195 A EP09014195 A EP 09014195A EP 09014195 A EP09014195 A EP 09014195A EP 2224058 A1 EP2224058 A1 EP 2224058A1
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EP
European Patent Office
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pressboard
pulp
styrene
copolymer dispersion
aqueous copolymer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09014195A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Gotthardt
Edwin Egolf
Thomas Reinhard
Christian Gromes
Jörg NELGES
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ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
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Publication date
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    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/10—Packing paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/08—Creasing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/35—Polyalkenes, e.g. polystyrene
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/25—Surface scoring
    • B31B50/252—Surface scoring using presses or dies

Definitions

  • the invention relates to a pressboard provided for the purpose of corrugating cardboard material, which is produced using pulp and adhesive and optionally with the addition of plastic.
  • Cardboard or other paperboard material for example to make board blanks, is grooved or scored to facilitate folding into its final shape by being pressed between a creasing ruler of a cutting and creasing press and a creasing die rail.
  • the material used is pre-scored or "grooved" prior to mechanical folding. This creasing results in localized necking, but without weakening the carton. Due to this scoring, an exact folding along the fold lines provided for this purpose can be made.
  • the folding lines arranged on the embossing surfaces are formed by trimming strips for scoring the cardboard material in the form of two base strips which run parallel to one another and which define a groove channel between them, and wherein an adjustment profile element is releasably attached to the two base strips, bridging the groove channel.
  • the so-called “creasing” means a targeted weakening of the rigidity of the carton, so that in folding machines the folding operations can be carried out automatically.
  • the material from which the trimming or base strips are made is intermittently subjected to high loads, which means that the desired elastic reversion is steadily decreasing due to the decreasing material-dependent springback of the material used, so that the edges on the groove channel become longer and longer flatten more.
  • This flattening on the groove channel has a detrimental effect on the thus determined creasing of the cardboard material, which may require a premature replacement of the creasing operations.
  • the pressboard of cellulose and an approximately equal proportion is formed either on aqueous copolymer dispersion based on n-butyl acrylate or on aqueous copolymer dispersion based on styrene-butadiene or on polyvinyl acetate with the addition of fixing agent.
  • the pressboard according to the invention accordingly has, in addition to a sufficiently high surface quality in particular an excellent springback behavior, which allows a significantly longer residence time in the folding tool, without prematurely leading to a decrease in springback and thus to its inevitable replacement of trimming because of the inevitable flattening of the groove bottom and the resulting deterioration of the crease and thus the foldability of the rigid carton.
  • the pressboard from a proportion of 40% to 60%, preferably about 55%, pulp, from a proportion of 60% to 35%, preferably about 40%, aqueous copolymer dispersion based on n-butyl acrylate or aqueous copolymer dispersion based on styrene-butadiene and composed of a proportion of between 0% and 10%, preferably about 5%, of fixing agent, the individual proportions complementing each other to 100%.
  • the respective details of the individual components of the pressboard are to be understood in such a way that, of course, no more than 100% of the components result in any case.
  • styrene-butadiene copolymer causes at the same time an increase in the springback compared to the addition of polyvinyl acetate at about the same strength, as can be shown in addition to the practical experience by dynamic mechanical analysis.
  • These analyzes have shown improved behavior of styrene-butadiene and latex variants as additives.
  • a preferred composition of the pressboard is characterized by 55% pulp, 5% polyethyleneimine and 40% styrene polymer dispersion.
  • Polyethyleneimines are polymers having NH groups in their backbones and serve as flocculation aids or as retention aids to improve the wet strength of paper.
  • polyethyleneimines are sold under the trade name Polymin P.
  • Polyethyleneimine-based retention agents are characterized by a very good drainage and retention effect, especially in the case of wood and paper-based paperboard grades. It is important to retain as much of the suspended fibers, fines and fillers as possible on the screen and return an unloaded white water. At the same time, the solids retained on the screen should appear highly uniform.
  • a further advantageous composition of the pressboard is characterized by proportions of 55% pulp, 5% portions of polyethyleneimine and 40% portions of styrene-acrylate latex .
  • the latter component is available, for example, under the trade name of BASF Acronal® S360.
  • an advantageous blend of the ingredients of 55% pulp, 5% portions of polyethyleneimine and 40% portions of an aqueous copolymer dispersion of styrene-n-butyl acrylate containing no plasticizers or solvents is compounded.
  • the latter component is available, for example, under the trade name of BASF Acronal® S728.
  • a finished thickness of 0.2 mm to 1.0 mm is provided for the pressboard according to the invention, which is achieved by gluing two or more thinner layers.
  • the pressboard according to the invention is characterized in that polyethyleneimine is added to it as a fixing agent.
  • polyethyleneimine is added to it as a fixing agent.
  • This causes, inter alia, as a retention agent an improvement in the wet strength of the press chip and its fixation in its manufacture.
  • polyethyleneimine results in reliable bonding of the styrene-butadiene complex to the cellulosic fibers.
  • pressboard takes place in a similar manner as the production of paper, by first forming a pasty mixture of cellulose and other ingredients with the addition of water, which is finally removed by means of a sieve arrangement, the water.
  • the inventively provided plastic additives cause an increase in the mechanical strength of the press chip and its layer strength and rigidity.
  • the production of the press chip is first carried out on a paper machine, which is the above-mentioned arrangement in which the raw batch of cellulose fibers and additives and water is processed to a pulp, which then distributed areally according to the required width or the existing possibilities and then in a dewatering process receives its preliminary final contour.
  • the pressboard raw material is preferably adhered to its final thickness on a laminating machine. If larger material thicknesses are required, these are achieved in the same way by increasing the number of individual layers.
  • the finished pressboard is placed on rolls of about 500 kg mass for delivery in principle, however, the production of flat sheets is possible, preferably for larger wall thicknesses that can not be rolled or where there are increased demands on their flatness.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen zum Rillen von Kartonagen-Material vorgesehenen Pressspan, welcher unter Verwendung von Zellstoff und Klebstoff und gegebenenfalls unter Hinzufügung von Kunststoff gefertigt ist, wobei_der Pressspan aus Zellstoff und einem etwa gleich großen Anteil an wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder an wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien oder an Polyvinylacetat unter Hinzufügung von Fixiermittel gebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen zum Rillen von Kartonagen-Material vorgesehenen Pressspan, welcher unter Verwendung von Zellstoff und Klebstoff und gegebenenfalls unter Hinzufügung von Kunststoff gefertigt ist.
  • Pappkarton oder anderes kartonartiges Material zur Herstellung beispielsweise von Karton-Rohlingen wird mit Rillen oder Ritzen versehen, um das Falten in seine endgültige Form zu erleichtern, indem er zwischen ein Rill-Lineal einer Schneid- und Rillpresse und einer Rill-Matrizenschiene gepresst wird.
  • Dementsprechend wird bei der Faltschachtelherstellung das verwendete Material vor dem mechanischen Falten vorgekerbt beziehungsweise "gerillt". Dieses Rillen führt zu einer örtlichen Querschnittsverminderung, ohne jedoch den Karton zu schwächen. Aufgrund dieser Rillung kann eine exakte Faltung entlang den hierfür vorgesehenen Faltlinien vorgenommen werden.
  • Zur Durchführung der Rillung dienen mit sogenannten Rillzurichtungen versehene Prägeflächen, die üblicherweise in Verpackungsmaschinen integriert sind und die den Faltlinien der jeweiligen Faltschachtel entsprechen. Diese Prägeflächen beaufschlagen ihrerseits den zugeführten noch glatten Karton derart, dass dieser in einem anschließenden Arbeitsgang bestimmungsgemäß gefaltet werden kann.
  • Die auf den Prägeflächen angeordneten Faltlinien sind von Zurichtstreifen zum Rillen des Kartonmaterials gebildet in Form zweier Basisstreifen, die zueinander parallel verlaufen und die zwischen sich einen Nutkanal bestimmen, und wobei auf den beiden Basisstreifen, den Nutkanal überbrückend, ein Justierprofilelement Ioslösbar angebracht ist. Das sogenannte "Rillen" bedeutet eine gezielte Schwächung der Steifigkeit des Kartons, so dass in Verpackungsmaschinen die Faltvorgänge automatisiert ausgeführt werden können.
  • Bei dem Rillvorgang ist das Material, aus welchem die Zuricht- beziehungsweise Basisstreifen bestehen, stoßweise hohen Belastungen ausgesetzt, was dazu führt, dass aufgrund der nachlassenden materialabhängigen Rückfederung des eingesetzten Materials die erwünschte elastische Rückverformung stetig geringer wird, so dass die Kanten am Nutkanal mehr und mehr abflachen.
  • Diese Abflachung am Nutkanal hat nachteilige Auswirkung auf die hierdurch bestimmte Rillung des Kartonmaterials, was ein vorzeitiges Auswechseln der Rillzurichtungen erforderlich werden lässt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Pressspan der eingangs genannten Art weiterzubilden, der mit höherer Zuverlässigkeit die von ihm geforderten Eigenschaften über eine längere Betriebszeit beibehält.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Pressspan aus Zellstoff und einem etwa gleich großen Anteil entweder an wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder an wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien oder an Polyvinylacetat unter Hinzufügung von Fixiermittel gebildet ist.
  • Der erfindungsgemäße Pressspan weist demgemäß neben einer ausreichend hohen Oberflächengüte insbesondere ein vorzügliches Rückfederungsverhalten auf, das eine bedeutend längere Verweilzeit im Falzwerkzeug gestattet, ohne dass es vorzeitig zu einem Nachlassen der Rückfederung und damit zu seinem zwangsläufigen Austausch der Zurichtstreifen kommt wegen der unausbleiblichen Abflachung am Nutgrund und der daraus resultierenden Verschlechterung der Rillung und damit der Faltbarkeit des steifen Kartons.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Pressspan aus einem Anteil von 40% bis 60%, vorzugsweise etwa 55%, Zellstoff, aus einem Anteil von 60% bis 35%, vorzugsweise etwa 40%, wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien und aus einem Anteil zwischen 0% und 10%, vorzugsweise etwa 5%, an Fixiermittel zusammengesetzt, wobei sich die einzelnen Anteile zu 100% ergänzen. Dabei sind hier und im Folgenden die jeweiligen Angaben der einzelnen Anteile an dem Pressspan so zu verstehen, dass selbstverständlich in keinem Fall mehr als 100% Anteile resultieren.
  • Es ist vielmehr so, dass es sich erwiesen hat, dass durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse der Komponenten zueinander die verschiedenen geforderten Eigenschaften des Pressspans, wie Festigkeit, Oberflächengüte, Rückfederung und Alterungsbeständigkeit sich abhängig vom jeweiligen Anteil unterschiedlich ausbilden und dass durch unterschiedliche Anteile der Bestandteile des Pressspans dieser gezielt in der entsprechenden Weise ausgerüstet werden kann.
  • Insbesondere die Zugabe von Styrol-Butadien Copolymer bewirkt im Vergleich zum Beispiel gegenüber der Zugabe von Polyvinylacetat bei etwa gleicher Festigkeit gleichzeitig eine Erhöhung der Rückfederung, wie neben den praktischen Erfahrungen auch durch dynamisch mechanische Analysen gezeigt werden kann. Diese durchgeführten Analysen haben ein verbessertes Verhalten von Styrol-Butadien und Latexvarianten als Zugabestoffe gezeigt.
  • Im Einzelnen haben sich die nachfolgend angegebenen Mischungen als besonders vorteilhaft erwiesen. So ist eine bevorzugte Zusammensetzung des Pressspans gekennzeichnet durch 55 % Anteile an Zellstoff, 5 % Anteile Polyethylenimin und 40% Anteile an Polymer-Dispersion auf Basis von Styrol.
  • Polyethylenimine sind Polymere, in deren Hauptketten NH-Gruppen vorliegen, und dienen als Flockungshilfsmittel oder als Retentionsmittel zur Verbesserung der Nassfestigkeit von Papier. Unter anderem werden Polyethylenimine angeboten unter der Handelsbezeichnung Polymin P.
  • Retentionsmittel auf Basis Polyethylenimin zeichnen sich durch eine sehr gute Entwässerungs- und Retentionswirkung speziell bei holz- und altpapierhaltigen Papier- / Kartonsorten aus. Dabei kommt es darauf an, soviel der suspendierten Fasern, Feinstoffe und Füllstoffe wie möglich auf dem Sieb zurückzuhalten und ein unbelastetes Siebwasser zurückzuführen. Gleichzeitig sollen die auf dem Sieb zurückgehaltenen Feststoffe in hohem Maße gleichmäßig formiert erscheinen.
  • Eine weitere vorteilhafte Zusammensetzung des Pressspans zeichnet sich durch Anteile von 55 % Zellstoff, 5 % Anteile an Polyethylenimin und 40% Anteile an Styrol-Acrylat-Latex aus. Letzterer Bestandteil ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung der BASF Acronal® S360 erhältlich.
  • Schließlich ist eine vorteilhafte Mischung aus den Bestandteilen von 55 % Zellstoff, 5 % Anteile an Polyethylenimin und 40% Anteile an einer wässerigen Copolymer-Dispersion an Styren-n-Butylacrylat, welches keine Weichmacher oder Lösungsmittel enthält, zusammengesetzt. Letzterer Bestandteil ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung der BASF Acronal® S728 erhältlich.
  • Vorteilhafterweise ist für den erfindungsgemäßen Pressspan eine Fertigdicke von 0,2mm bis 1,0mm vorgesehen, die durch Verkleben zweier oder mehrer dünnerer Lagen erreicht wird.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der erfindungsgemäße Pressspan dadurch gekennzeichnet, dass ihm Polyethylenimin als Fixiermittel zugefügt ist. Dieses bewirkt unter anderem als Retentionsmittel eine Verbesserung der Nassfestigkeit des Pressspans sowie dessen Fixierung bei seiner Herstellung. Insbesondere bewirkt die Zugabe von Polyethylenimin eine zuverlässige Bindung des Styrol-Butadien Komplexes an die Zellulosefasern.
  • Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Herstellung von Pressspan erfolgt auf ähnliche Weise wie die Herstellung von Papier, indem zunächst ein breiartiges Gemisch aus Zellulose und anderen Inhaltsstoffen unter Zugabe von Wasser gebildet wird, dem schließlich mittels einer Siebanordnung das Wasser entzogen wird.
  • Entsprechend den jeweiligen Anforderungen an die Beschaffenheit des so hergestellten Pressspans sind in den Fertigungsablauf zusätzliche Arbeitsschritte integriert, die letztlich zu einer Veredelung des Fertigprodukts beitragen. Neben der Fasergröße des Zelluloseanteils sind auch die Verbindung der Fasern sowie deren Ausrichtung von Bedeutung.
  • Insbesondere die erfindungsgemäß vorgesehenen Kunststoffzusätze bewirken eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Pressspans sowie dessen Lagenfestigkeit und seine Steifigkeit.
  • Die Fertigung des Pressspans erfolgt zunächst auf einer Papiermaschine, das ist die vorstehend erwähnte Anordnung, in welcher das Rohgemenge aus Zellulosefasern und Zugabestoffen sowie Wasser zu einem Brei verarbeitet wird, der dann flächig entsprechend der geforderten Breite beziehungsweise der vorhandenen Möglichkeiten verteilt und anschließend in einem Entwässerungsvorgang seine vorläufige Endkontur erhält. Um die geforderte Materialdicke von zum Beispiel 0,2 mm bis 1,0 mm zu erhalten, wird das Pressspan-Rohmaterial vorzugsweise auf einer Kaschiermaschine zu seiner endgültigen Dicke verklebt. Sind größere Materialdicken erforderlich, so werden diese auf die gleiche Weise erreicht, indem die Zahl der einzelnen Lagen erhöht wird.
  • Vorzugsweise wird der fertige Pressspan auf Rollen von etwa 500 kg Masse zur Auslieferung gebracht Prinzipiell ist jedoch auch die Herstellung von ebenen Tafeln möglich, vorzugsweise bei größeren Wanddicken, die nicht gerollt werden können beziehungsweise bei denen erhöhte Anforderungen an deren Planheit bestehen.

Claims (9)

  1. Zum Rillen von Kartonagen-Material vorgesehener Pressspan, welcher unter Verwendung von Zellstoff und Klebstoff und gegebenenfalls unter Hinzufügung von Kunststoff gefertigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan aus Zellstoff und einem etwa gleich großen Anteil an wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder an wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien oder an Polyvinylacetat unter Hinzufügung von Fixiermittel gebildet ist.
  2. Pressspan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan aus einem Anteil von 40% bis 60% Zellstoff, aus einem Anteil von 60% bis 40% wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien und aus einem Anteil zwischen 0% und 10% an Fixiermittel zusammengesetzt ist, wobei sich die einzelnen Anteile zu 100% ergänzen.
  3. Pressspan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan aus einem Anteil von 48% bis 60%, vorzugsweise 55%, Zellstoff, aus einem Anteil von 50% bis 30%, vorzugsweise 40% wässriger Copolymerdispersion auf Basis von n-Butylacrylat oder an wässriger Copolymerdispersion auf Basis Styrol-Butadien und aus Fixiermittel zusammengesetzt ist, wobei sich die einzelnen Anteile zu 100% ergänzen.
  4. Pressspan nach einem der vorherigen Ansprüche, dessen Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch 55 % Anteile an Zellstoff, 5 % Anteile Polyethylenimin und 40% Anteile an Polymer-Dispersion auf Basis von Styrol.
  5. Pressspan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch Anteile von 55 % Zellstoff, 5 % Anteile an Polyethylenimin und 40% Anteile an Styrol-Acrylat-Latex.
  6. Pressspan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Zusammensetzung gekennzeichnet ist durch 55 % Anteile an Zellstoff, 5 % Anteile an Polyethylenimin und 40% Anteile an einer wässerigen Copolymer-Dispersion auf Basis von Styren-n-Butylacrylat, welches keine Weichmacher oder Lösungsmittel enthält.
  7. Pressspan nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan Polyethylenimin als Fixiermittel aufweist.
  8. Pressspan nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan eine Dicke zwischen 0,15 mm und 1,0 mm aufweist.
  9. Pressspan nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressspan eine Dicke zwischen 0,3 mm und 0,85 mm aufweist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1184878A (en) 1967-06-28 1970-03-18 Monsanto Co Flame-Retardant Fibrous Cellulosic Materials
US5076887A (en) * 1990-09-25 1991-12-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pressboard and process for its production
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