WO1997041300A1 - Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln - Google Patents

Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln Download PDF

Info

Publication number
WO1997041300A1
WO1997041300A1 PCT/EP1997/001953 EP9701953W WO9741300A1 WO 1997041300 A1 WO1997041300 A1 WO 1997041300A1 EP 9701953 W EP9701953 W EP 9701953W WO 9741300 A1 WO9741300 A1 WO 9741300A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
abhesive
paper
steam
fatty acids
acid
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/001953
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Werres
Bernd Reinhardt
Original Assignee
Stockhausen Gmbh & Co. Kg
Kämmerer Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stockhausen Gmbh & Co. Kg, Kämmerer Gmbh filed Critical Stockhausen Gmbh & Co. Kg
Priority to US09/147,187 priority Critical patent/US6156387A/en
Priority to AT97920715T priority patent/ATE248949T1/de
Priority to JP9538375A priority patent/JP2000509110A/ja
Priority to EP97920715A priority patent/EP0895553B1/de
Priority to DE59710694T priority patent/DE59710694D1/de
Publication of WO1997041300A1 publication Critical patent/WO1997041300A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/001—Release paper
    • 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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12

Definitions

  • the invention relates to the improvement of the thermal-mechanical surface treatment of sheet-like material webs, in particular paper and cardboard webs, by the use of means which improve the adhesion between the sheet-like material web and the surface of the tool used for the thermal-mechanical surface treatment, e.g. B. a roller, reduce or even avoid (so-called abhesive).
  • the processes for thermal-mechanical surface treatment represent the last process step in the production process of special paper and cardboard qualities, in which the properties of the material web can be changed considerably and adapted to the requirements of use.
  • the requirement profile for types of paper and cardboard is varied and includes properties such as permeability, ink absorption, printability and special barrier properties, e.g. B. compared to solvent-based or aqueous coatings, which in turn are influenced by such paper properties, such as micro and macro roughness, porosity, absorbency, pick and rub resistance, dust-free. Many of these characteristic properties that influence the surface are very closely linked to the local distribution of moisture and bulk density.
  • thermal-mechanical surface forming of flat material webs are based on the principle of action of the simultaneous or immediately successive action of heat and pressure on the flat material to be deformed when the web passes between two or more whales ⁇ zen different surface properties, hardness and elasticity.
  • This thermal-mechanical surface treatment is often preceded by a moist pretreatment of the the web ahead, whereby the pre-wetting can be done by water or steam
  • smoothing units, calendering calenders, hot gloss presses, smoothing cylinders, soft calenders and similar devices are used for this.
  • thermal-mechanical surface treatment have significant disadvantages which arise from the fact that when the materials are heated to higher temperatures, the melting or softening temperatures of components of the material to be treated are reached. This results in partial or complete adhesion of the material webs to the surfaces of the aggregates mentioned, for example by adhesion.
  • B. rollers so that it is not possible to exploit the aggregate conditions that can be achieved, for example with regard to the supply of heat and production speeds, for an efficient production flow.
  • abhesive agents means for reducing adhesive forces between adjacent surfaces. Silicones, oil-in-water emulsions, metal soaps, waxes and in particular paraffins and talc are used for this. In addition to these substances, film-forming tetrafluoroethylene polymers are used as antiblocking agents in the processing of thermoplastics. In the food industry, the use of separating emulsions based on oil-in-water emulsions from self-emulsifying fatty acid mono- and triglycerides is known. According to this status, anionic co-emulsions of carnauba wax and paraffin wax are used as antiblocking agents for cardboard manufacture according to EP 0 478 177 AI.
  • abhesive agents mentioned so far are not suitable for thermal-mechanical surface treatment, since they are either insufficiently effective or cannot be used in a manner appropriate to the process, for example without impairing the desired surface quality of the products.
  • the patent DE 43 01 677 C2 proposes the use of certain ethylene / acrylic acid ester copolymers to improve the printability of plastic films for the furniture industry in the production of thermoplastic laminating films on calenders.
  • DE 44 12 624 AI describes the production of paper with satin in an off-line calender, in which the material web wound on a roll is temporarily stored in a temperature and / or humidity-controlled ambient atmosphere for uniform treatment and improvement of printability.
  • compositions which are used to remove toners from paper surfaces, adhesive residues from plastics, to detach plastic coatings and to clean metal surfaces from cutting oil residues or colored pencil markings, and to remove PVC attached by adhesives Parts can be used.
  • Concentrated oil-in-water emulsions with a non-aqueous phase content of 8 - 90% by weight are used, which contain a wide variety of organic compounds, as well as dicarboxylic acid diesters, and which, with the partial use of ultrasound and other auxiliaries ( unwoven fabric strips) in the temperature range of 5 - 70 ° C, that is to say partly with additional heating of the cleaning agent during the cleaning process.
  • the emulsions also contain solvents, such as isopropanol, toluene, benzyl alcohol, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone, di- and triethylene glycol dimethyl ether, and 3-methyl-3-methoxybutanol, which limit the use of these emulsions. restrict them in closed systems for reasons of occupational safety and health hazards.
  • solvents such as isopropanol, toluene, benzyl alcohol, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone, di- and triethylene glycol dimethyl ether, and 3-methyl-3-methoxybutanol
  • German patent application P 195 19 268 relates to the use of compositions which are used as emulsions for cleaning machine and plant parts in the production of cellulose, paper, cardboard and cardboard and for preventing contamination by adhesives and adhesive resins on such units are and contain as part of the oil phase saturated or unsaturated fatty acids monoalkyl esters and mono- or polyesters of a saturated or unsaturated mono- or polyvalent carboxylic acid with 2 to 30 carbon atoms and polyols.
  • EP 0 529 385 B1 describes a process for producing smoothness and / or gloss on paper surfaces, in which, after heating and pressurization, the paper web is subjected to a shock treatment in order to gloss and smooth the surface by fixing the preformed To reach fibers.
  • No. 4,776,970 describes lubricants with a separating effect for use in paper coating, in particular for printing on paper, which are fatty acid esters of C1-C21 fatty acids with C12-C22 alkanols and as an additive for coating and for calendering in the temperature range from 40-100 ° C can be used.
  • the comparatively tested ethylene glycol distearate shows a lower effectiveness compared to the fatty acid esters described.
  • Römpp, 9th edition, p. 5019 (1992) the use of special dicarboxylic acid esters, in particular adipic acid, phthalic acid, sebacic acid and azelaic acid, for the production of plastic products and films is known.
  • the object of the invention is therefore to reduce or avoid the adhesion effects, in particular the sticking of material webs to device parts of units such as rollers and pressing tools in the thermal-mechanical surface treatment of sheet-like materials, in particular paper and cardboard webs, in order to To enable the production of such material webs with improved surface properties and, at the same time, to better utilize the existing procedural possibilities in the production of such sheet-like materials.
  • H. z. B. to work with higher skills and at higher temperatures.
  • agents which are dialkyl dicarboxylic acids and / or esters of saturated and / or unsaturated C8-C 18 fatty acids with polyhydric alkanols having 3 to 6 carbon atoms and / or one and / or polyunsaturated C16-C22 fatty acids contain as an abhesive component.
  • the invention accordingly relates to a process for the thermal-mechanical surface treatment of sheet-like materials, preferably sheet-like materials with a water content below 50% by weight, in particular of paper and cardboard, using at least one abhesive agent, which is characterized in that the abhesive contains dicarboxylic acid dialkyl esters and / or esters of saturated and / or unsaturated C8-C 18 fatty acids with polyhydric alkanols with 3 to 6 carbon atoms and / or mono- and / or polyunsaturated C16-C22 fatty acids.
  • dicarboxylic acid esters esters of unsaturated and / or unsaturated C8-C18 fatty acids with polyhydric alkanols with 3-6 carbon atoms and unsaturated C16-C22 fatty acids.
  • agents according to the invention can be used in particular in the production of paper and cardboard webs, and in particular in the production of surface-treated special papers as well as in the coating, smoothing or satin finishing.
  • the abhesive agents to be used according to the invention are dicarboxylic acid esters, preferably dicarboxylic acid dialkyl and / or diisoalkyl esters of C2 - C12 dicarboxylic acids with Cl - C13 n- and / or isoalkanols, such as di-n-butyl oxalate, di-n-butylmalonate, di -n-butyl succinate, di-n-butyl glutarate, di-n-butyl adipate, di-n-butyl suberate, di-n-butyl sebacate, dimethyl adipate, diethyl adipate, di-n-propyl adipate, diisopropyl adipate, diisobutyl adipate, di-tert-butylad , Di-isoamyl adipate, di-n-hexyl adipate, di- (2-eth
  • Esters of saturated and / or unsaturated C8 to C18 fatty acids with polyhydric alkanols with 3 to 6 carbon atoms such as glycerol, sorbitol and sorbitan esters of the fatty acids mentioned, for.
  • esters of adipic acid or sorbitan are preferably used, and particularly preferably the adipic esters of Cl to C6 n- and / or isoalkanols, such as dimethyl adipate, diethyl adipate, di-n-isopropyl adipate and diisopropyl adipate, di-n-butyl adipate and / or diisobutyl adipate, as well as glycerol trioleate and the mixed esters of the dicarboxylic acids mentioned and different Cl - C6 n- and / or iso-alkanols. - 7 -
  • the unsaturated fatty acids to be used as abhesive agents according to the invention are unsaturated C16-C22 carboxylic acids, preferably oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eleaostearic acid and 5, 9, 12 octadecantrienoic acid, which occur as mixtures in vegetable and animal oils and are known, for example, as tall oil fatty acids.
  • esters and unsaturated fatty acids are used directly or as a dilute or concentrated water-containing or water-free solution or in the form of water-containing dispersions.
  • Suitable solvents are n- and iso-alkanols, liquid hydrocarbons, acetone and other known solvents, in particular natural oils or modified natural oils, such as methylated rapeseed oil, are used.
  • the abhesive ester and unsaturated fatty acids can be used alone or in combination with such water-soluble or water-insoluble solvents to form emulsions in dispersed form, nonionic, ionic and amphoteric, in particular nonionic and anionic, surfactants being used as emulsifiers.
  • Suitable nonionic emulsifiers are, for example, oxalkyl ethers, preferably oxethylates and / or terminally blocked oxethylates of fatty alcohols and fatty acids or oils.
  • Anionic emulsifiers are alkyl and / or aryl sulfonates, ⁇ -olefin sulfonates, ⁇ -sulfofatty acid esters, sulfosuccinic acid esters as well as alkyl sulfates and ether sulfates as well as carboxymethylated oxethylates and soaps.
  • the preparation of the preferably stable emulsions to be used according to the invention is known.
  • the hydrophobic phase which contains the abhesive component, is introduced into the aqueous emulsifier-containing phase and dispersed with stirring or pumping around.
  • the thermally stable abhesive agents according to the invention can be applied directly to the surfaces of the devices, e.g. B. applied by rollers and and presses, but they can also be added to the impregnating liquid or the paper coating composition or the fountain solution or steam during the pre-moistening or, preferably, shortly after the impregnation or application plant or directly in front of the smoothing roller on the finished paper web.
  • the abhesive agent according to the invention is preferably metered into the superheated steam for steam humidification, preferably continuously, with the volatile abhesive agent being metered in, for example dissolved in a water-miscible solvent such as ethanol, isopropanol or acetone.
  • a water-miscible solvent such as ethanol, isopropanol or acetone.
  • the amount of the abhesive used can be determined by the application amounts on the surfaces of the devices, e.g. B. of rollers and presses, depending on the required effect, the desired temperature increase or other process measures. Usually 0.1 to 10.0 g / m 2 , preferably 0.1 to 5 g / m 2, of the abhesive is applied to the surface of the aggregate. When metering into the hot steam line, 0.1 to 10.0 kg / hour. Abhesive, preferably 0.2 to 4.0 kg / h. Abhesive added to the steam. The amounts given relate in each case to the active substance of an anti-abhesive composition.
  • the abhesive agents can also be used as a mixture or as a mixture with known abhesive agents.
  • pigment-coated papers with significant improvement in the surface properties, in particular the smoothness, the gloss and the micro-roughness are obtained, while the bulk density of the paper web remains unchanged.
  • the paper properties of the papers treated according to the invention almost reach a quality level which was previously only possible by soft calendering twice.
  • the gloss is significantly improved after painting, without negatively influencing the wettability compared to aqueous and / or solvent-based gravure inks. Likewise, the gravure printability is not changed significantly.
  • the abhesive agents can be applied to heated steel rollers , which makes it possible to increase the surface temperature by values of over 70 ° C without any sticking effects.
  • the temperature increase results in a smoothness increase of approx. 80%, a reduction in the micro roughness and a reduction in the thickness as well as a reduction in the rigidity.
  • compositions according to the invention in the production of surface-pigmented silicone base papers.
  • the invention is illustrated by the following examples; Here, the substance-related percentages relate to the weight of the components.
  • Strips of approx. 20 cm wide and approx. 80 cm length of an abrasive base paper impregnated with latex on both sides and subsequently coated with latex on one side of 120 g / m 2 and a total latex content of approx. 25% were at an equilibrium moisture content of approx. 6% in a two-roll laboratory calender from the company Kleinewefers AG, D-47803 Krefeld, smoothed with the highest possible line pressure and increasing temperature of the heated steel roller.
  • the counter roll was a cotton hard paper roll analogous to a conventional hard nip calender construction. Even at a surface temperature of the steel roller of approximately 60 ° C., the paper web adhered slightly to the roller, which was increasingly observed at approximately 70 ° C.
  • the thermally stable abhesive agent according to the invention consisting of 1.85 parts by weight of a nonionic vegetable oil ethoxylate, 17.1 parts by weight of water and 3.1 parts by weight of di-n-butyl adipate, was applied to the heating roller (steel) and the heating roller was further heated strong adherence of the paper web to the steel roller only at a surface temperature of 150 ° C.
  • the effect of sticking when using the abhesive agent therefore only occurred after a temperature increase of over 70 ° C.
  • the method of operation possible in this way with greater heating of the material web caused an increase in smoothness from approx. 755 Bekk-s to approx.
  • a latex-impregnated and coated abrasive base paper of 120 g / m 2 according to Example 1 was moistened to approx. 13%, stored in a closed plastic bag for approx. 1 hour for the purpose of uniform moisture distribution and then satinized. While the paper web again began to stick strongly at a surface temperature of the untreated steel roller above 60 ° C., the paper web did not stick to the steel roller treated with the thermally stable abhesive agent according to Example 1 until the surface temperature was approximately 140 ° C.
  • the improvements in the surface properties of the processed abrasive base paper were even more pronounced than the improvements described in example 1 due to the higher moisture content of the paper webs before the satin finish (13% instead of 6% in example 1).
  • the counter roll had a fiber / plastic cover of 91 ° Sh D hardness analogous to a soft calender construction.
  • the calendering was carried out with a moisture content of the paper samples of 7.7 and 9.7%. If the heating roller surface was not treated in accordance with the invention, slight sticking occurred at a surface temperature of 70 ° C. or strong sticking occurred in the paper sample with a higher moisture content. Surface temperatures of over 80 ° C. could not be set for either of the two pre-moistened papers, since the sticking effect led to wrinkling in the paper web. After a surface treatment of the heating roller with the thermally stable abhesive according to Example 1, no sticking of the paper webs at the maximum possible surface temperature could be determined visually.
  • Strips approx. 20 cm wide and approx. 80 cm long of a furniture film of 70 g / m 2 pre-impregnated with a mixture of latex and urea-formaldehyde resin and a latex / resin content of approx. 30% were used in a two-roll calender according to Example 1 after heating the steel roller to the maximum possible surface temperature of 150 ° C smoothed.
  • the paper had been brought to different moisture contents of 2.5%, 6.4%, 7.1% and 9.4% and then had to be stored separately in a sealed plastic bag for 1 hour.
  • thermostable abhesive consisting of 4.2 parts by weight of di- (2-ethylbutyl) adipate, 23.2 parts by weight of water and 2.5 parts by weight of a nonionic Surfactants treated.
  • the paper samples adhered more strongly to the untreated roll surface from a web moisture of 7.1%, while on the surface-treated roll side there was no sticking of the paper webs even at the highest web moisture content of 9.4%.
  • Example 4 The tests were repeated analogously to Example 4 with a pre-impregnated furniture film of 80 g / m 2 , but with a very high filler content, the individual samples being which is why the moisture levels of 2.5%, 5.8%, 6.4% and 8.5% were set differently.
  • Example 4 The tests were repeated analogously to the conditions of Example 4 with samples of a silicone base paper of 62 g / m 2 pigmented on one side of the surface.
  • the coating was 5 g / m 2 with a very high latex content of over 40%.
  • the samples were pre-moistened to 4.5%, 8.1%, 9.2% and 12.0% respectively and again stored separately. After the steel roller had been heated to the maximum possible surface temperature of 150 ° C., a slight sticking occurred at 12% on the untreated side of the roller.
  • sanding paper with a finish application was satinized at a line pressure of 400 bar, the surface of the steel cylinder being set to temperatures of 70 ° C. or 130 ° C.
  • Various abhesive agents in the form of an oil-in-water emulsion were tested, the abhesive agent being applied to the surface by rubbing in the heated steel cylinder.
  • the emulsions were formed from 2.0 parts by weight of a fatty alcohol oxyethylate, 11.6 parts by weight of water and 1.3 parts by weight of the abhesive component.
  • the abhesive was diluted with water in a ratio of 1: 1 or 1:10 to a furniture pre-impregnate according to Example 4 using a laboratory doctor applicator and then in a two-roll laboratory calender, according to Example 1, at the highest possible line pressure and a surface temperature of the heated steel roll of 150 ° C satined.
  • the smoothing level of the paper samples thus satin was 300 ⁇ 30 Bekk-s smoothness.
  • a likewise laboratory-satinized paper sample with approx. 300 Bekk-s was used, but without this surface application.
  • the data in Table 2 show that the The wetting agent does not significantly change the contact angle to the water in the satin-finished sample, while a significant improvement is achieved in the gloss after painting by using the abhesive in a mixing ratio of 1: 1 with water.
  • the gravure printability is changed insignificantly compared to the comparison sample.
  • a paper coated with pigment on one side of 50 g / m 2 was smoothed in a technical smoothing machine (soft calender: steel / plastic roller) under the following practical conditions:
  • the completely vapor-volatile abhesive consisting of a 10% solution of di-butyl adipate in isopropanol was dosed at 1 l / h. continuously introduced into the heating steam line for the lower steam humidifier.
  • experiment 201 2 x 58 kg steam / hour at 120 ° C. be applied before the heating roller was occupied.
  • the addition of the fiction abhesive according to example 1 a maximum possible amount of steam of about 1 10 kg steam / hour. be applied without Aass it came to the roller.
  • the final moisture content of the paper increased by approximately 0.5% (absolute), so that there was a slight decrease in the values of the surface properties.
  • experiment 204 using the abhesive at an elevated roller temperature of 160 ° C, the paper web with a maximum possible amount of steam of 170 kg steam / hour. (total) are applied without any deposits on the smoothing roller being found.
  • test data and paper properties after soft calendering with and without the use of the abhesive agent are listed in Table 3 for comparison.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenförmigen Materialbahnen, insbesondere aus Papier und Karton und Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Adhäsion zwischen der flächenförmigen Materialbahn und der Oberfläche des zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung eingesetzten Werkzeugs, z.B. einer Walze oder Presse, durch Verwendung eines Abhäsivmittels verringert oder vermieden, welches Dicarbonsäureester-dialkylester und/oder Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8-C18 Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder ein- und/oder mehrfach ungesättigte C16-C22 Fettsäuren als abhäsiv wirksame Komponente enthält. Das Abhäsivmittel wird bevorzugt als Öl-in-Wasser-Emulsionen eingesetzt und entweder auf die Oberfläche des bei der thermisch-mechanischen Behandlung verwendeten Werkzeugs aufgebracht oder der Imprägnierflüssigkeit oder der Papierbeschichtungsmasse oder dem Feuchtwasser oder dem Dampf bei der Vorbefeuchtung zugegeben oder nach dem Imprägnierwerk oder direkt vor der Glättwalze auf die Papierbahn aufgebracht. Bevorzugt wird ein wasserdampfflüchtiges Abhäsivmittel eingesetzt, das dann durch die Dampfleitung für die Dampfbefeuchtung zudosiert wird.

Description

VERFAHREN ZUR OBERFLÄCHENBEHANDLUNG VON FLÄCHENFÖRMIGEN MATERIALBAHNEN, INS¬ BESONDERE AUS PAPIER UND KARTON UNTER VERWENDUNG VON ABHÄSIVMITTELN
Die Erfindung betrifft die Verbesserung der thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenformigen Materialbahnen, insbesondere von Papier- und Kartonbahnen, durch die Verwendung von Mitteln, welche die Adhäsion zwischen der flächenformigen Materialbahn und der Oberfläche des zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung eingesetzten Werkzeugs, z. B. einer Walze, verringern oder gar vermeiden (sogenannte Abhäsivmittel).
Die Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung stellen beim Her¬ stellungsprozeß spezieller Papier- und Kartonqualitäten die letzte Prozeßstufe dar, in der die Eigenschaften der Materialbahn erheblich verändert und den Gebrauchsanforderungen ange¬ paßt werden können. Das Anforderungsprofil an Papier- und Kartonsorten ist vielfältig und umfaßt Eigenschaften, wie beispielsweise die Durchlässigkeit, die Farbaufnahme, die Be- druckbarkeit bzw. spezielle Barriereeigenschaften, z. B. gegenüber lösungsmittelhaltigen oder wässrigen Beschichtungen, die wiederum durch solche Papiereigenschaften, wie Mikro- und Makrorauhheit, Porosität, Saugfähigkeit, Rupf- und Scheuerfestigkeit, Staubfreiheit beeinflußt werden. Viele dieser, die Oberfläche beeinflussenden charakteristischen Eigenschaften sind sehr eng mit der örtlichen Verteilung von Feuchte und Rohdichte verbunden.
Alle Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenumformung von flächigen Material¬ bahnen, insbesondere von Papier und Karton, beruhen auf dem Wirkungsprinzip der gleich¬ zeitigen oder unmittelbar aufeinanderfolgenden Einwirkung von Wärme und Druck auf das zu verformende flächige Material beim Durchlauf der Bahn zwischen zwei oder mehreren Wal¬ zen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit, Härte und Elastizität. Oft geht dieser ther¬ misch-mechanischen Oberflächenbehandlung eine feuchte Vorbehandlung der zu verformen- den-Bahn voraus, wobei die Vorfeuchtung durch Wasser oder Dampf erfolgen kann. Abhän¬ gig von der Art der Papier- oder Kartonqualität, der geforderten Oberflächengüte und Produk¬ tionsgeschwindigkeit werden hierfür Glättwerke, Satinierkalander, Heißglanzpressen, Glätt¬ zylinder, Softkalander und ähnliche Vorrichtungen eingesetzt.
Die bekannten Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung weisen jedoch wesentliche Nachteile auf, die dadurch entstehen, daß bei der Erwärmung der Materialen auf höhere Temperaturen die Schmelz- bzw. Erweichungstemperaturen von Komponenten des zu behandelnden Materials erreicht werden. Hierbei kommt es durch Adhäsion zum partiellen oder vollständigen Ankleben der Materialbahnen an die Oberflächen der genannten Aggregate, z. B. Walzen, so daß es nicht möglich ist, die beispielsweise hinsichtlich der Wärmezufuhr und Produktionsgeschwindigkeiten erreichbaren Aggregatebedingungen für einen rationellen Produktionsfluß auszunutzen.
Diese Nachteile treten insbesondere bei der Herstellung von gestrichenen Papieren mit hohen Latexanteilen im Pigmentstrich, bei oberflächengeleimten oder -beschichteten Papieren mit Wasser und/oder wärmeempfindlichen Bindemittelanteilen sowie bei latexverstärkten, latex¬ imprägnierten oder latexbeschichteten und synthesefaserhaltigen Spezialpapieren auf, wobei es beispielsweise bei einer bestimmten Temperatur und/oder Durchlaufgeschwindigkeit zu Störungen des Produktionsablaufs in der angegebenen Weise kommt.
Die Verwendung von Mitteln zur Verringerung von Adhäsionskräften zwischen aneinander grenzenden Oberflächen (sogenannten Abhäsivmitteln) ist bekannt. Hierfür werden Silikone, Öl-in- Wasser-Emulsionen, Metallseifen, Wachse und insbesodere Paraffine und Talk einge¬ setzt. Bei der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe werden neben diesen Stoffen film- bildende Tetrafluorethylenpolymere als Antiblockmittel verwendet. In der Nahrungsmittelin¬ dustrie ist die Verwendung von Trennemulsionen auf der Basis von Öl-in-Wasser- Emulsionen aus selbstemulgierenden Fettsäuremono- und -triglyzeriden bekannt. Diesem Stand entsprechend werden nach EP 0 478 177 AI anionische Coemulsionen aus Carnaubawachs und Paraffinwachs als Antiblockmittel zur Kartonherstellung verwendet.
Die bisher genannten Abhäsivmittel sind für die thermisch-mechanische Oberflächenbehand¬ lung nicht geeignet, da sie entweder unzureichend wirksam sind oder nicht verfahrensgerecht, beispielsweise ohne Beeinträchtigung der gewünschten Oberflächenqualität der Produkte, ver¬ wendet werden können.
In der Patentschrift DE 43 01 677 C2 wird zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Kunst¬ stoff-Folien für die Möbelindustrie bei der Herstellung von thermoplastischen Kaschierfolien auf Kalandern die Verwendung bestimmter Ethylen-acrylsäureester-copolymerisate vorge¬ schlagen.
In DE 44 12 624 AI wird die Papierherstellung unter Satinage in einem Off-Line-Kalander beschrieben, bei der die auf einer Rolle aufgewickelte Materialbahn zwischenzeitlich zur gleichmäßigen Behandlung und Verbesserung der Bedruckbarkeit in einer Temperatur- und/oder Feuchtigkeit regulierten Umgebungsatmosphäre gelagert wird.
Weiterhin sind aus EP 0 648 820 A2 Zusammensetzungen bekannt, die zur Entfernung von Tonern von Papieroberflächen, Klebstoffresten von Kunststoffen, zum Ablösen von Kunstoff- beschichtungen und zur Reinigung von Metallflächen von Schneidölresten oder Farbstiftmar¬ kierungen eingesetzt, sowie zur Entfernung von durch Klebstoffe befestigten PVC-Teilen ver¬ wendet werden. Hierbei werden konzentrierte Öl-in- Wasser-Emulsionen mit einem Anteil an nichtwässriger Phase von 8 - 90 Gew.% eingesetzt, die verschiedenste organische Verbindun¬ gen, wie auch Dicarbonsäurediester, enthalten und die unter teilweiser Anwendung von Ultra¬ schall und weiterer Hilfsmittel (unwoven fabric Strips) im Temperaturbereich von 5 - 70 °C, also teilweise unter zusätzlichem Erwärmen des Reinigungsmittels während des Reinigungs¬ vorganges eingesetzt werden. Weiterhin enthalten die Emulsionen Lösungsmittel, wie Isopro- panol, Toluol, Benzylalkohol, Methylethylketon, N-Methylpyrrolidon, Di- und Triethylengly- coldimethylether sowie 3-Methyl-3-methoxybutanol, welche die Anwendung dieser Emulsio- nen in abgeschlossenen Systemen aus Gründen der Arbeitssicherheit und wegen Gesundheits¬ gefahrdung einschränken.
Die deutsche Patentanmeldung P 195 19 268 betrifft die Verwendung von Zusammensetzun¬ gen, die zur Reinigung von Maschinen- und Anlagenteilen bei der Herstellung von Zellstoff, Papier, Pappe und Karton sowie zur Verhinderung von Verunreinigungen durch Klebstoffe und anhaftender Harze an solchen Aggregaten als Emulsionen eingesetzt werden und die als Bestandteil der Ölphase gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren Monoalkylester und Mono- oder Polyester einer gesättigten oder ungesättigten ein- oder mehrwertigen Carbonsäure mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und Polyolen enthalten.
In EP 0 529 385 B l wird ein Verfahren zur Glätte- und/oder Glanzerzeugung auf Papierober¬ flächen beschrieben, bei der nach der Erwärmung und Druckbeaufschlagung die Papierbahn einer Schockbehandlung unterzogen wird, um Glanz und Glätte der Oberfläche durch das Fi¬ xieren der vorgeformten Fasern zu erreichen.
Weiterhin ist aus der Veröffentlichung von F. Debuan und P. Hänßle in Erdöl & Kohle, Erd¬ gas, Petrochemie 3JZ, Heft 1 1 , S. 51 1 bis 514 (1984) die Verwendung von aliphatischen Dicar- bonsäureestern wegen ihrer Hochtemperaturviskosität, der geringen Verdampfungsneigung und Oxidationsbeständigkeit als Komponente für synthetische Schmieröle bekannt, wobei festgestellt wurde, daß Dicarbonsäureester die Metalloberflächen in Verbrennungsmotoren belegen und eine verbesserte Kolbensauberkeit erreicht wird.
In der US 4,776,970 werden Gleitmittel mit Trenneffekt zur Verwendung bei der Papierbeschichtung, insbesondere beim Bedrucken von Papier beschrieben, die Fettsäureester von Cl 1-C21 Fettsäuren mit C12-C22 Alkanolen darstellen und als Zusatz zur Beschichtung sowie beim Kalandern im Temperaturbereich von 40-100°C eingesetzt werden. Das vergleichsweise getestete Ethylenglykoldistearat zeigt eine geringere Wirksamkeit gegenüber den beschriebenen Fettsäureestern. Ebenso ist nach Römpp, 9. Auflage, S. 5019 (1992), die Verwendung spezieller Dicarbonsäu¬ reester, insbesondere der Adipinsäure, Phthalsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure zur Her¬ stellung von Kunststoffprodukten und Folien bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Adhäsionseffekte, insbesondere das Ankleben von Materialbahnen an Vorrichtungsteilen von Aggregaten wie Walzen und Preßwerkzeugen bei der thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenformigen Materialien, insbe¬ sondere von Papier- und Kartonbahnen zu verringern oder zu vermeiden, um so die Herstel¬ lung derartiger Materialbahnen mit verbesserten Oberflächeneigenschaften zu ermöglichen und gleichzeitig die vorhandenen verfahrenstechnischen Möglichkeiten bei der Herstellung solcher flächenformigen Materialien besser auszunutzen, d. h. z. B. mit höheren Durchlaufge¬ schwindigkeiten und bei höheren Temperaturen arbeiten zu können.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung von Mitteln gelöst, welche Dicarbonsäure- dialkylester und/oder Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8-C 18 Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder ein und/oder mehrfach ungesättigte C16-C22 Fettsäuren als abhäsiv wirksame Komponente enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflä¬ chenbehandlung von flächenformigen Materialien, vorzugsweise von flächenformigen Materialien mit einem Wassergehalt unterhalb von 50 Gew.%, insbesondere aus Papier und Karton, unter Verwendung wenigstens eines Abhäsivmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Abhäsivmittel Dicarbonsäuredialkylester und/oder Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8-C 18 Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder ein- und/oder mehrfach ungesättigte C16-C22 Fettsäuren enthält.
Es wurde festgestellt, daß Dicarbonsäureester, Ester von ungesättigten und/oder ungesättigten C8-C18 Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3-6 Kohlenstoffatomen und ungesättigte C16-C22 Fettsäuren. eine überraschende Abhäsivwirkung auf den thermo-mechanischen Bearbeitungsvorgang ausüben, so daß das Ankleben der Materialien an Teile der Vorrichtung, wie beheizten Walzen- oder Pressenoberflächen vermindert wird oder vollständig unterbleibt.
Der erfindungsgemäße Einsatz der Mittel ist insbesondere bei der Herstellung von Papier und Kartonbahnen und hierbei besonders bei der Herstellung oberflächenbehandelter Spezialpa- piere sowie bei der Beschichtung, Glättung oder Satinage zu nutzen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Abhäsivmittel sind Dicarbonsäureester, vorzugsweise Dicarbonsäure-dialkyl- und/oder -diisoalkylester von C2 - C12 Dicarbonsäuren mit Cl - C13 n- und /oder iso-alkanolen, wie Di-n-butyloxalat, Di-n-butylmalonat, Di-n-butylsuccinat, Di- n-butylglutarat, Di-n-butyladipat, Di-n-butylsuberat, Di-n-butylsebacat, Dimethyladipat, Di¬ ethyladipat, Di-n-propyladipat, Diisopropyladipat, Diisobutyladipat, Di-tert-butyladipat, Di- isoamyladipat, Di-n-hexyladipat, Di-(2-ethylbutyl)adipat, Di-(2-ethylhexyl)adipat, Diiso- decyladipat, Dimethylphthalat, Diethylphthalat, Di-n-butylphthalat, Diisobutylphthalat, Di-(2-ethylhexyl)phthalat und Diisodecylphthalat sowie die Diester der C9 -Dicarbonsäure (Trimethyladipinsäure) und der Dodecandicarbonsäure.
Weiterhin zu verwenden sind Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8 bis C18 Fett¬ säuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Glycerin-, Sorbitol- und Sorbitanester der genannten Fettsäuren, z. B. Glycerinmono- und/oder Glycerindi- und/oder Glycerintrifettsäureester, Sorbitolmono- und -difettsäureester und Sorbitanmono- und/oder Sorbitandifettsäureester und/oder Sorbitantrifettsäureester.
Vorzugsweise werden die Ester der Adipinsäure bzw. des Sorbitans verwendet und besonders bevorzugt die Adipinsäureester von Cl bis C6 n- und/oder iso-Alkanolen, wie Dimethyl¬ adipat, Diethyladipat, Di-n-isopropyladipat und Diisopropyladipat, Di-n-butyladipat und/oder Diisobutyladipat, sowie Glycerintrioleat und die gemischten Ester aus den genannten Dicarbonsäuren und unterschiedlichen Cl - C6 n- und/oder iso-Alkanolen. - 7 -
Die erfindungsgemäß als Abhäsivmittel zu verwendenden ungesättigten Fettsäuren sind ungesättigte C16 - C22-Carbonsäuren, vorzugsweise Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Eleaostearinsäure und 5, 9, 12 Octadecantriensäure, die als Gemische in Pflanzen- und Tierölen vorkommen und beispielsweise als Tallölfettsäuren bekannt sind.
Die Ester und ungesättigten Fettsäuren werden direkt oder als verdünnte oder konzentrierte wasserhaltige oder wasserfreie Lösung oder in Form von wasserhaltigen Dispersionen verwendet. Geeignete Lösungsmittel sind n- und iso-Alkanole, flüssige Kohlenwasserstoffe, Aceton und andere bekannte Lösungsmittel, insbesondere werden natürliche Öle oder modifizierte natürliche Öle, wie Rübölmethylester eingesetzt.
Die abhäsiv-wirksamen Ester und ungesättigten Fettsäuren können allein oder in Kombination mit solchen wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Lösungsmitteln zu Emulsionen dispergiert zum Einsatz gelangen, wobei nicht-ionogene, ionische und amphotere, insbesondere nichtionische und anionische Tenside als Emulgatoren verwendet werden.
Geeignete nichtionische Emulgatoren sind beispielsweise Oxalkylether, vorzugsweise Oxethylate und/oder endständig blockierte Oxethylate von Fettalkoholen und Fettsäuren bzw. Ölen. Als anionische Emulgatoren sind Alkyl- und/oder Arylsulfonate, α-Olefinsulfonate, α- Sulfofettsäureester, Sulfobernsteinsäureester sowie Alkylsulfate und Ethersulfate sowie carboxymethylierte Oxethylate und Seifen. Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwen¬ denden, vorzugsweise stabilen Emulsionen ist bekannt. Beispielsweise wird die hydrophobe Phase, welche die Abhäsivkomponente enthält, in die wässrige emulgatorhaltige Phase einge¬ tragen und unter Rühren oder Umpumpen dispergiert.
Erfindungsgemäß können die thermo-stabilen erfindungsgemäßen Abhäsivmittel direkt auf die Oberflächen der Vorrichtungen, also z. B. von Walzen und und Pressen aufgebracht wer¬ den, sie können aber auch der Imprägnierflüssigkeit oder der Papierbeschichtungsmasse oder dem Feuchtwasser oder Dampf bei der Vorbefeuchtung zugegeben oder, bevorzugt kurz nach dem Imprägnier- bzw. Auftrags werk oder direkt vor der Glättwalze auf die fertige Papierbahn aufgebracht werden.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Abhäsivmittel dem Heißdampf für die Dampfbefeuch¬ tung, und zwar bevorzugt kontinuierlich, zudosiert, wobei das dampfflüchtige Abhäsivmittel, beispielsweise gelöst in einem wassermischbaren Lösungsmittel wie Ethanol, Isopropanol oder Aceton zudosiert wird.
Die Menge des verwendeten Abhäsivmittels kann durch die Auftragmengen auf die Oberflä¬ chen der Vorrichtungen, also z. B. von Walzen und Pressen, in Abhängigkeit von der erforder¬ lichen Wirkung, der gewünschten Temperaturerhöhung oder anderen Verfahrensmaßnahmen reguliert werden. Üblicherweise werden 0,1 bis 10,0 g/m2, vorzugsweise 0,1 bis 5 g/m2 des Abhäsivmittels auf die Aggregatoberfläche aufgetragen. Beim Zudosieren in die Hei߬ dampfleitung werden 0,1 bis 10,0 kg/Std. Abhäsivmittel, vorzugsweise 0,2 bis 4,0 kg/Std. Abhäsivmittel dem Dampf zugesetzt. Die Mengenangaben beziehen sich jeweils auf die wirk¬ same Substanz einer Abhäsivmittelzusammensetzung.
Die Abhäsivmittel können erfindungsgemäß auch als Mischung oder als Mischung mit be¬ kannten Abhäsivmitteln verwendet werden.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Mittel werden pigmentgestrichene Papiere mit si¬ gnifikanter Verbesserung der Oberflächeneigenschaften, insbesondere der Glätte, des Glanzes und der Mikrorauhheit erhalten, während die Rohdichte der Papierbahn unverändert bleibt. Die Papiereigenschaften der erfindungsgemäß behandelten Papiere erreichen bei der Bearbei¬ tung in einem Verfahrensschritt nahezu ein Qualitätsniveau, das bisher nur durch zweimaliges Softkalandrieren möglich war.
Bei der Herstellung von Möbelvorimprägnaten wird der Glanz nach der Lackierung deutlich verbessert, ohne eine negative Beeinflußung der Benetzbarkeit gegenüber wässrigen und/oder lösungsmittelhaltigen Tiefdruckfarben. Ebenso wird die Tiefdruckbarkeit nicht wesentlich verändert.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von flächenformigen Materialbahnen unter erfin¬ dungsgemäßer Verwendung der Abhäsivmittel werden weitere Produkte mit deutlich ver¬ besserten Eigenschaften erhalten: So können beispielsweise bei der Herstellung von beidseitig lateximprägnierten und einseitig latexbeschichteten, flexiblen Schleifrohpapieren die Abhä¬ sivmittel auf beheizte Stahl walzen aufgetragen werden, wodurch eine Erhöhung der Ober- flächentemperatur um Werte von über 70 °C möglich wird, ohne daß Klebeffekte auftreten. Durch die Temperaturerhöhung wird eine Glättesteigerung von ca. 80 %, eine Erniedrigung der Mikrorauhheit und eine Verminderung der Dicke sowie eine Reduzierung der Steifigkeit erreicht.
Zu ähnlichen Vorteilen gelangt man bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Mittel bei der Herstellung von oberflächenpigmentierten Silikonrohpapieren.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele belegt; hierbei beziehen sich die stoffbezogenen Prozentangaben jeweils auf das Gewicht der Komponenten.
Beispiel 1
Streifen von ca. 20 cm Breite und ca. 80 cm Länge eines beidseitig lateximprägnierten und anschließend noch einseitig latexbeschichteten Schleifrohpapiers von 120 g/m2 und einem Ge¬ samtlatexanteil von ca. 25 % wurden bei einer Gleichgewichtsfeuchte von ca. 6 % in einem Zweiwalzenlaborkalander der Fa. Kleinewefers AG, D-47803 Krefeld, bei höchstmöglichem Liniendruck und steigender Temperatur der beheizten Stahlwalze geglättet. Die Gegenwalze war eine Baumwolle- Hartpapier- Walze analog einer üblichen Hartnip-Kalander-Konstruk- tion. Bereits bei einer Oberflächentemperatur der Stahlwalze von ca. 60 °C trat ein leichtes Ankle¬ ben der Papierbahn an der Walze auf, das bei ca. 70 °C verstärkt zu beobachten war.
Beim Auftragen des erfindungsgemäßen thermo-stabilen Abhäsivmittels, bestehend aus 1,85 Gewichtsteilen eines nichtionogen Pflanzenöl-Ethoxylats, 17,1 Gewichtsteilen Wasser und 3,1 Gewichtsteilen Di-n-butyladipat, auf die Heizwalze (Stahl) und weiterer Erwärmung der Heizwalze trat ein starkes Ankleben der Papierbahn an der Stahlwalze erst bei einer Oberflä¬ chentemperatur von 150 °C auf. Im Vergleich zwischen unbehandelter und behandelter Heizwalze erfolgte der Effekt des Anklebens bei der Verwendung des Abhäsivmittels dem¬ nach erst nach einer Temperaturerhöhung von über 70 °C. Die auf diese Weise mögliche Ar¬ beitsweise unter stärkerer Erwärmung der Materialbahn bewirkte eine Glätteerhöhung von ca. 755 Bekk-s auf ca. 1 180 Bekk-s, eine Erniedrigung der Mikrorauhheit (Parker Print Surf) von ca. 2,8 μm auf ca. 2,4 μm, eine Verminderung der Dicke von 124 mm auf 118 mm und eine Reduzierung der Steifigkeit von 227 raN auf 212 mN.
Beispiel 2
Ein lateximprägniertes und -beschichtetes Schleifrohpapier von 120 g/m2 gemäß Beispiel 1 wurde auf ca. 13 % aufgefeuchtet, ca. 1 Std. zwecks gleichmäßiger Feuchteverteilung in Pa¬ pier in einer geschlossenen Plastiktüte zwischengelagert und danach satiniert. Während die Papierbahn wiederum bei einer Oberflächentemperatur der unbehandelten Stahlwalze ober¬ halb von 60 °C stark zu kleben begann, trat das Kleben der Papierbahn an der mit dem themo- stabilen Abhäsivmittel gemäß Beispiel 1 behandelten Stahlwalze erst bei einer Oberflächen¬ temperatur von ca. 140 °C auf. Die Verbesserungen der Oberflächeneigenschaften des bear¬ beiteten Schleifrohpapiers war durch den höheren Feuchtegehalt der Papierbahnen vor der Satinage (13 %, anstatt 6 % beim Beispiel 1) noch deutlicher als die im Beispiel 1 beschriebe¬ nen Verbesserungen.
Beispiel 3
Das lateximprägnierte und -beschichtete Schleifrohpapier von 120 g/m2, gemäß den Beispie¬ len 1 und 2 wurde in einem Technikumsglättwerk einer Kalandrierung bei maximal mögli¬ chen Liniendruck und einer geringstmöglichen Bahngeschwindigkeit von 5 m/min und unter zunehmender Erwärmung auf Temperaturen bis zu maximal möglichen 200 °C an der Ober¬ fläche der Stahl walze unterworfen. Die Gegenwalze hatte einen Faser/Kunststoffbezug von 91 ° Sh D Härte analog einer Softkalanderkonstruktion.
Die Kalandrierung erfolgte bei einem Feuchtegehalt der Papierproben von 7,7 bzw. 9,7 %. Bei nicht erfindungsgemäß behandelter Heizwalzenoberfläche, trat bereits bei einer Oberflächen¬ temperatur von 70 °C ein leichtes Kleben bzw. bei der Papierprobe mit höherem Feuchtig¬ keitsgehalt ein starkes Kleben auf. Oberflächentemperaturen von über 80 °C konnten bei kei¬ nem der beiden vorgefeuchteten Papiere eingestellt werden, da der Anklebeffekt zur Faltenbildung in der Papierbahn führte. Naeh einer Oberflächenbehandlung der Heizwalze mit dem thermo-stabilen Abhäsivmittel ge¬ mäß Beispiel 1 konnte visuell kein Ankleben der Papierbahnen bei der maximal möglichen Oberflächentemperatur festgestellt werden. Durch die Temperaturerhöhung von 80 auf 200 qC wurde am Schleifrohpapier eine Glättesteigerung um ca. 80 % und eine Verringerung der Mi¬ krorauhheit (Parker Print Surf) um ca. 25 % erreicht. Die Verminderung von Dicke und Stei¬ figkeit lagen im Bereich der Werte des Beispiels 1.
Beispiel 4
Streifen von ca. 20 cm Breite und ca. 80 cm Länge einer mit einem Gemisch von Latex und Harnstoff- Formaldehydharz vorimprägnierten Möbelfolie von 70 g/m2 und einem La¬ tex/Harzanteil von ca. 30 % wurden in einem Zweiwalzenkalander gemäß Beispiel 1 nach Er¬ wärmen der Stahl walze auf die maximal mögliche Oberflächentemperatur von 150 °C geglät¬ tet. Zuvor war das Papier jeweils auf unterschiedliche Feuchtgehalte von 2,5 %, 6,4 %, 7,1 % und 9,4 % gebracht und anschließend 1 Std. jeweils separat in einem verschlossenen Plastik¬ beutel zwischengelagert worden.
Bei der Kalandrierung wurde die Oberfläche der Heizwalze zur Hälfte mit einem thermo¬ stabilen Abhäsivmittel, bestehend aus 4,2 Gew.Teilen Di-(2-ethylbutyl)adipat, 23,2 Gew.Teilen Wasser und 2,5 Gew.Teilen eines nichtionogenen Tensids, behandelt.
Bei der Kalandrierung klebten die Papiermuster bereits ab einer Bahnfeuchte von 7, 1 % auf der unbehandelten Walzenoberfläche stärker an, während auf der oberflächenbehandelten Walzenseite auch bei der höchsten Bahnenfeuchte von 9,4 % kein Ankleben der Papierbahnen festzustellen war.
Beispiel 5
Die Versuche wurden analog zum Beispiel 4 mit einer vorimprägnierten Möbelfolie von 80 g/m2, jedoch mit sehr hohem Füllstoffgehalt wiederholt, wobei die einzelnen Proben wie- derum unterschiedlich auf Feuchtigkeitsgehalte von 2,5 %, 5,8 %, 6,4 % und 8,5 % eingestellt wurden. Bei der Kalandrierung traten an der unbehandelten Stahlwalze mit einer Oberflächen¬ temperatur von 150 °C bereits bei der Probe mit einer Feuchte 5,8 % Klebeffekte auf, die bei Proben mit höherer Bahnfeuchte immer stärker wurden. Auf der mit einem thermo-stabilen Abhäsivmittel, bestehend aus 4,2 Gew. Teilen Diisodecyladipat, 23,2 Gew.Teilen Wasser und 2,5 Gew. Teilen eines nichtionogenen Tensids behandelten Oberfläche wurde erst bei einer Bahnfeuchte von 8,5 % ein leichtes Kleben festgestellt.
Beispiel 6
Die Versuche wurden analog den Bedingungen des Beispiels 4 mit Proben eines einseitig oberflächenpigmentierten Silikonrohpapiers von 62 g/m2 wiederholt. Der Strichauftrag betrug 5 g/m2 bei einem sehr hohen Latexanteil von über 40 %. Die Proben wurden jeweils auf 4,5 %, 8,1 %, 9,2 % und 12,0 % vorgefeuchtet und wiederum separat gelagert. Nach Erwärmung der Stahlwalze auf die maximal mögliche Oberflächentemperatur von 150 °C trat auf der un¬ behandelten Walzenseite bei 12 % ein leichtes Kleben auf. Auf der mit einem thermo-stabilen Abhäsivmittel, bestehend aus 5,46 Gew. Teilen Trimethyladipinsäure C8/10 Alfolester, 25,0 Gew.Teilen Wasser, 5,2 Teilen Isopropanol und 3,3 Gew.Teilen eines nichtionogenen Tensids behandelten Stahlwalze wurde auch bei höchster Bahnfeuchte kein Ankleben des Pa¬ piers festgestellt.
Beispiele 7 bis 12
In einem beheizten Laborkalander gemäß Beispiel 1 wurde Schleifpapier mit einem Finishauf¬ trag bei einem Liniendruck von 400 bar satiniert, wobei die Oberfläche des Stahlzylinders auf Temperaturen von 70 °C bzw. 130 °C eingestellt wurde. Es wurden verschiedene Abhäsivmit¬ tel in Form einer Öl-in- Wasser-Emulsion getestet, wobei das Abhäsivmittel auf die Ober¬ fläche duch Einreiben des beheizten Stahlzylinders aufgetragen wurde. Die Emulsionen wur¬ den aus 2,0 Gewichtsteilen eines Fettalkoholoxethylats, 1 1 ,6 Gewichtsteile Wasser und 1 ,3 Gewichtsteilen der Abhäsivkomponente gebildet. Beim Kalandrieren wurde das Klebverhal- ten" sowie die Planlage des satinierten Papiers mit den Merkmalen: leichtes Rollen (+), fast ebenen Planlage (++) und ideale Planlage (+++) beurteilt. Beim Ankleben (+) des Papieres an der Walzenoberfläche wurde es zu einem kreppapierähnlichen Zustand verdrillt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt:
Figure imgf000016_0001
Beispiel 13
Es wurde untersucht, ob bei der Verwendung des thermo-stabilen Abhäsivmittels die Oberflä- cheneigenschaften von Papieren hinsichtlich der Benetzung mit Wasser, wässrigen Lacken oder wässrigen Tiefdruckfarben verändert werden.
Dazu wurde auf ein Möbelvorimprägnat gemäß Beispiel 4 das Abhäsivmittel im Verhältnis 1 : 1 bzw. 1 : 10 mit Wasser verdünnt mittels eines Laborrakel-Auftraggerätes aufgebracht und anschließend in einem Zweiwalzenlaborkalander, entsprechend Beispiel 1 , bei höchstmögli¬ chem Liniendruck und einer Oberflächentemperatur der beheizten Stahlwalze von 150 °C sati¬ niert.
Das Glättenniveau der so satinierten Papierproben betrug 300 ± 30 Bekk-s-Glätte. Als Ver¬ gleichsprobe wurde ein ebenfalls laborsatiniertes Papiermuster mit ca. 300 Bekk-s, aber ohne diesen Oberflächenauftrag herangezogen. Die Daten der Tabelle 2 weisen aus, daß durch das Abhäsivmittel der Randwinkel zum Wasser bei der satinierten Probe nicht signifikant verän¬ dert wird, während beim Glanz nach der Lackierung durch die Verwendung des Abhäsiv¬ mittels im Mischungsverhältnis 1 : 1 mit Wasser eine deutliche Verbesserung ereicht wird. Die Tiefdruckbarkeit wird gegenüber der Vergleichsprobe unwesentlich verändert.
Die Versuchsdaten zeigen weiterhin, daß das mit thermo-stabilen Abhäsivmitteln oberflächen¬ behandelte Papier bezüglich der Wasserbenetzbarkeit nicht beeinträchtigt und zum Teil sogar etwas verbessert wird. In gleicher Weise wurde gegenüber lösungsmittelhaltigen Druckfarben ebenfalls kein signifikanter Unterschied im Benetzungs verhalten der Papiere ermittelt. Zum weiteren Vergleich sind in Tabelle 2 die Daten eines ungeglätteten Papiers (Nullprobe) sowie eines produktionsmäßig hergestellten Papiers angeführt.
Tabelle 2
Eigenschaften von Möbelvorimprägnaten, 70 g/m1 nach unterschiedlicher Oberflächen¬ behandlung
Figure imgf000017_0001
*) ' Note: 1 sehr gut, 5 am schlechtesten
Die Tesafestigkeit der Proben war einwandfrei; bezüglich der Lackierbarkeit waren keine Nachteile durch mangelnde Benetzbarkeit festzustellen.
Beispiel 14
Ein einseitig pigmentgestrichenes Papier von 50 g/m2 (Rohpapier ,Vers.-Nr. 200) wurde in einem Technikums-Glättwerk (Softkalander: Stahl/Kunststoffwalze) unter folgenden praxis¬ nahen Bedingungen geglättet:
Geschwindigkeit: 500 m/min
Liniendruck: 400 kN/m2 beidseitige Dampffeuchtung vor 1. Durchgang
Oberflächentemperatur der Heizwalze (unten)
1. Durchgang 120 °C bzw. 160 °C
2. Durchgang 160 °C
Das vollkommen dampfflüchtige Abhäsivmittel bestehend aus einer 10%igen Lösung von Di- n-butyladipat in Isopropanol wurde mit einer Dosierung von 1 1/Std. kontinuierlich in die Heizdampfleitung für den unteren Dampfbefeuchter eingebracht.
Der Versuch wurde in den Teilschritten Vers.-Nr. 201 bis Vers.-Nr. 204 durchgeführt. Hier¬ bei sollte soviel Dampf vor dem ersten Durchgang auf die Papierbahn aufgetragen werden, bis ein zunehmendes Belegen der beheizten Glattwerkswalze (Stahl) zu beobachten war.
Beim Versuch 201 konnten bei 120 °C 2 x 58 kg Dampf/Std. aufgebracht werden, bevor es zum Belegen der Heizwalze kam. Beim Versuch 203 konnte durch den Zusatz des erfindungs gemäßen Abhäsivmittels gemäß Beispiel 1 eine maximal mögliche Dampfmenge von ca. 1 10 kg Dampf/Std. aufgebracht werden, ohne Aaß es zum Belegen der Walze kam. Gleichzeitig erhöhte sich aber auch die Endfeuchte des Papiers um ca. 0,5 % (absolut), so daß ein leichter Abfall in den Werten der Oberflächeneigenschaften auftrat. Beim Versuch 204 konnte unter Verwendung des Abhäsivmittels bei einer erhöhten Walzentemperatur von 160 °C die Papier¬ bahn mit einer maximal möglichen Dampfmenge von 170 kg Dampf/Std. (gesamt) beauf¬ schlagt werden, ohne daß Ablagerungen auf der Glättwerkswalze festzustellen waren.
Durch die Erhöhung der Temperatur um 40 °C und die gleichzeitig erhöhte Dampfaufnahme von 54 kg/Std. (gesamt) wurde eine signifikante Verbesserung der Oberflächeneigenschaften des Papiers bezüglich Glätte, Glanz und Mikrorauhheit erreicht, während die Rohdichte un¬ verändert blieb.
Die Papiereigenschaften erreichen nahezu ein Qualitätsniveau, das bisher nur durch zweimali¬ ges Softkalandrieren (Vers.-Nr. 202) erreicht wurde.
Die Versuchsdaten und Papiereigenschaften nach der Softkalandrierung mit und ohne Ver¬ wendung des Abhäsivmittel sind zum Vergleich in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3
Softkalandrierung von Dünnpapier P, 50 g/m2
Figure imgf000020_0001
') mit Abhäsivmittel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenformigen Materialien, insbesondere aus Papier und Karton, unter Verwendung von Abhäsivmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abhäsivmittel verwendet wird, welches Di- carbonsäure-dialkylester und/oder Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8-C18 Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und /oder ein- und/oder mehrfach ungesättigte C16-C22 Fettsäuren als abhäsiv wirksame Komponente enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abhäsivmittel verwendet wird, welches Dicarbonsäure-dialkyl- und/oder -diisoalkylester von C2- C ^-Dicarbonsäu¬ ren mit Ci - Cι3 n- und/oder iso-Alkanolen als abhäsiv wirksame Komponente enthält.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abhäsiv¬ mittel verwendet wird, welches die Adipinsäure-diester von C, - C6 n- und/oder -iso-Al¬ kanolen enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abhäsivmittel ver¬ wendet wird, welches die Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8 - C] 8- Fettsäuren mit Glycerin, Sorbitan und/oder Sorbitol, bevorzugt Sorbitanmonostearat und/oder Glycerintrioleat enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsivmittel als ungesättigte C16-C22 Fettsäuren Linolsäure, Linolensäure, Eleaostearinsäure und 5, 9, 12 - Octadecantriensäure enthält.
6. " Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsiv¬ mittel als Öl-in- Wasser-Emulsion eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsiv¬ mittel auf die Oberfläche des bei der thermisch-mechanischen Behandlung verwendeten Werkzeugs aufgebracht oder der Imprägnierflüssigkeit oder der Papierbeschichtungs¬ masse oder dem Feuchtwasser oder dem Dampf bei der Vorbefeuchtung zugegeben oder, bevorzugt kurz nach dem Imprägnier- bzw. Auftragswerk oder direkt vor der Glättwalze auf die Papierbahn aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsivmittel wasser- dampfflüchtig ist und direkt, vorzugsweise kontinuierlich, durch die Dampfleitung für die Dampfbefeuchtung zudosiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsivmittel in Mengen von 0,1 bis 10,0 g/m Aggregatoberfläche eingesetzt wird, bezogen auf wirksame Sub¬ stanz des Abhäsivmittels.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhäsivmittel dem Dampf in Mengen von 0,1 bis 10,0 kg/h, vorzugsweise 0,2 bis 4,0 kg/h, bezogen auf wirksame Substanz zugesetzt wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl-in- Wasser-Emulsion des Abhäsivmittels einen nichtionischen, anionischen oder amphoteren Emulgator, bevorzugt einen nichtionischen oder anionischen Emulgator enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß flächenformige
Materialien mit einem Gehalt unterhalb von 50 Gew.% Wasser verwendet werden.
PCT/EP1997/001953 1996-04-26 1997-04-18 Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln WO1997041300A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/147,187 US6156387A (en) 1996-04-26 1997-04-18 Process for surface treatment of material webs, in particular paper and cardboard webs, using adhesive agents
AT97920715T ATE248949T1 (de) 1996-04-26 1997-04-18 Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln
JP9538375A JP2000509110A (ja) 1996-04-26 1997-04-18 不粘着剤を使用して材料、特に紙及び厚紙からできた材料からなる平坦なウェブを熱機械表面処理する方法
EP97920715A EP0895553B1 (de) 1996-04-26 1997-04-18 Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln
DE59710694T DE59710694D1 (de) 1996-04-26 1997-04-18 Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19616733A DE19616733C2 (de) 1996-04-26 1996-04-26 Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenförmigen Materialbahnen, insbesondere aus Papier und Karton unter Verwendung von Abhäsivmitteln
DE19616733.7 1996-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997041300A1 true WO1997041300A1 (de) 1997-11-06

Family

ID=7792544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1997/001953 WO1997041300A1 (de) 1996-04-26 1997-04-18 Verfahren zur oberflächenbehandlung von flächenförmigen materialbahnen, insbesondere aus papier und karton unter verwendung von abhäsivmitteln

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6156387A (de)
EP (1) EP0895553B1 (de)
JP (1) JP2000509110A (de)
CN (1) CN1084817C (de)
AT (1) ATE248949T1 (de)
CA (1) CA2253191A1 (de)
DE (2) DE19616733C2 (de)
ID (1) ID17397A (de)
RU (1) RU2179210C2 (de)
WO (1) WO1997041300A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19959826A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-28 Stockhausen Chem Fab Gmbh Verfahren zur Verminderung und/oder Vermeidung von Ablagerungen von Holzinhaltsstoffen
DE10111115A1 (de) * 2001-03-08 2002-10-02 Technocell Dekor Gmbh & Co Kg Rohpapier mit verbesserter Bedruckbarkeit
DE10112327A1 (de) * 2001-03-13 2002-10-02 Zanders Feinpapiere Ag Seidenglänzendes Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial
US7416767B2 (en) * 2004-09-30 2008-08-26 Graphic Packaging International, Inc. Anti-blocking coatings for PVdc-coated substrates
US7404999B2 (en) * 2004-09-30 2008-07-29 Graphic Packaging International, Inc. Anti-blocking barrier composite
EP1889641A1 (de) 2006-08-18 2008-02-20 Cognis IP Management GmbH Kosmetische Zusammensetzungen enthaltend Ester auf Basis von 2-Ethylbutanol

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950210A (en) * 1958-12-08 1960-08-23 Harold D Schrier Coating composition
US3455726A (en) * 1966-02-10 1969-07-15 Grace W R & Co Paper article coated with a slip coating of a partial ester of a fatty acid
US3946135A (en) * 1974-11-07 1976-03-23 Scott Paper Company Release coating composition and release papers prepared therefrom

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE621221A (de) * 1962-03-23
US3505844A (en) * 1966-08-22 1970-04-14 Reynolds Metals Co Rolling lubrication
US4110155A (en) * 1971-07-17 1978-08-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of manufacturing synthetic resin coated papers
US4776970A (en) * 1985-11-20 1988-10-11 San Nopco Limited Lubricant for use in paper coating and method for producing the same
DE3635490A1 (de) * 1986-10-18 1988-04-21 Basf Ag Verwendung von polycarbonsaeureestern in voll- oder teilsynthetischen schmiermitteln und schmiermittel, die diese ester enthalten
DE3643935C2 (de) * 1986-12-22 1995-07-06 Henkel Kgaa Synthetische Polyolester
JP3452406B2 (ja) * 1993-10-07 2003-09-29 有限会社ケントス 有機系付着物の除去性能を有する組成物
DE4422470A1 (de) * 1994-06-28 1996-01-11 Hiendl Heribert Betontrennmittel
DE19519268C1 (de) * 1995-05-31 1997-01-23 Stockhausen Chem Fab Gmbh Verwendung von Mitteln zur Zellstoff- und Papierherstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950210A (en) * 1958-12-08 1960-08-23 Harold D Schrier Coating composition
US3455726A (en) * 1966-02-10 1969-07-15 Grace W R & Co Paper article coated with a slip coating of a partial ester of a fatty acid
US3946135A (en) * 1974-11-07 1976-03-23 Scott Paper Company Release coating composition and release papers prepared therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
ATE248949T1 (de) 2003-09-15
ID17397A (id) 1997-12-24
CN1084817C (zh) 2002-05-15
CA2253191A1 (en) 1997-11-06
RU2179210C2 (ru) 2002-02-10
US6156387A (en) 2000-12-05
JP2000509110A (ja) 2000-07-18
CN1222210A (zh) 1999-07-07
DE19616733A1 (de) 1997-11-06
DE19616733C2 (de) 2000-07-13
EP0895553A1 (de) 1999-02-10
DE59710694D1 (de) 2003-10-09
EP0895553B1 (de) 2003-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2714391B1 (de) Papier- und kartonverpackungen mit einer barrierebeschichtung aus einer polymermischung
DE2603155C2 (de)
DE1546370C3 (de)
DE4224351A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gussbeschichteten papiers
EP2714990B1 (de) Papier- und kartonverpackungen mit barrierebeschichtung
DE2406795B2 (de) Verfahren zum nachbearbeiten bzw. glaetten einer gestrichenen papierbahn
JP2002512321A (ja) 紙コーチング用潤滑剤
DE60203284T2 (de) Nichtwässrige freigabe aus einem papiermaschinengerät
DE19616733C2 (de) Verfahren zur thermisch-mechanischen Oberflächenbehandlung von flächenförmigen Materialbahnen, insbesondere aus Papier und Karton unter Verwendung von Abhäsivmitteln
DE10307966B4 (de) Vorimprägnat und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3754109B1 (de) Vorimprägnat mit verbesserter planlage
DE1546415A1 (de) Verfahren zur Erhoehung der Nassfestigkeit von Papier
EP0715020B1 (de) Verwendung eines Beschichtungsmittels für Papieroberflächen
DE19633766C1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen Beaufschlagung der Oberseite und der Unterseite einer Papierträgerbahn
DE19755724C1 (de) Mattes gußgestrichenes Papier und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4336214A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Überzügen auf Oberflächen
DE4139386C1 (de)
DE1546370B (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstel lung von gestrichenem bedruckbarem Papier
WO2023245223A1 (de) Fettabweisendes papier
EP0852253B1 (de) Selbstklebendes Abdeckband
DE1696172C3 (de) Verfahren zur Behandlung von Papier produkten
DE102022122470A1 (de) Barrierepapier
DE2031257B2 (de) Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier
CH712249A1 (de) Silikon- und fluorfreies Trennpapier.
DE4335247A1 (de) Verfahren und Mittel zur Oberflächenbehandlung von Karton, Papier und Vollpappe

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97195562.X

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN JP RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2253191

Country of ref document: CA

Ref document number: 2253191

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997920715

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09147187

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997920715

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997920715

Country of ref document: EP