WO2011141355A1 - Kernpapier - Google Patents

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WO2011141355A1
WO2011141355A1 PCT/EP2011/057250 EP2011057250W WO2011141355A1 WO 2011141355 A1 WO2011141355 A1 WO 2011141355A1 EP 2011057250 W EP2011057250 W EP 2011057250W WO 2011141355 A1 WO2011141355 A1 WO 2011141355A1
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Georg Pingen
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Papierfabrik Julius Schulte Söhne GmbH & Co. KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • 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
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • 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
    • D21H27/18—Paper- or board-based structures for surface covering
    • 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
    • D21H27/18—Paper- or board-based structures for surface covering
    • D21H27/22—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses

Definitions

  • the present invention relates to core paper, in particular core paper as used for the production of decorative paper laminates.
  • core paper in particular core paper as used for the production of decorative paper laminates.
  • Invention a method for producing the core paper and the use of the core paper as a carrier material for and / or on layer structure (s) such as
  • Core paper is known in the art and is usually used as a carrier for
  • Decorative papers used to produce laminates for example, often find application in the form of laminate and countertops, floor coverings, etc.
  • the structure of such a laminate consists of several layer-connected layers, which consist of the same or different materials to fulfill special functions and properties.
  • core paper is used as one of these layers.
  • the bonding of these layers is usually carried out by pretreatment of the individual layers, such as, for example, previous impregnation impregnation and subsequent compression of the layers in the stack under pressure and temperature.
  • Core paper known in the art is made from virgin pulp as a raw material which meets the demanding conditions required
  • the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known in the prior art.
  • the above object is achieved by a core paper according to the invention according to claim 1, a method for
  • the present object is achieved by the fiber-containing and, if appropriate, wastepaper-containing core paper according to the invention.
  • the core paper according to the invention consists at least of a proportion of a recycled pulp mixture and a wet strength agent as the first additive.
  • the core paper according to the invention is characterized by the addition of a surfactant active substance as a second additive in the production, to increase the capillarity.
  • the addition amount of the second additive is in the range of 0.05% to 2% of the commercial product in terms of the atro substance.
  • a carrier paper as used for example in the lamination of decorative papers. In the production of this paper from recycled, so-called recycled fibers, at least one surface-active substance is used in addition to conventional wet strength agents.
  • laminating means in accordance with the latent word stem "lamina” meaning "layer”, all types of combination of different material layers.
  • carrier material refers to material layers to which or under which one (or more) further layer (s) can be laminated. Laminates are often referred to as layered composites.
  • recycled fiber means all types of fibrous materials which are reprocessed for the production of paper, paperboard and cardboard, in particular of core paper, and are used in the production of paper, paperboard and cardboard, in particular of core paper.
  • these types of waste paper are determined in accordance with CEN European Standard EN 643.
  • wet strength agents are to be understood as meaning all additives which have the strengths of paper, paperboard, cardboard and core paper, inter alia. when wet, increase.
  • wet strength agents are to be understood as meaning all additives which have the strengths of paper, paperboard, cardboard and core paper, inter alia. when wet, increase.
  • the wet strength is determined for example by the tensile load of a wet
  • Paper strip in a tensile tester which leads with constant feed to the break of the wet paper strip. It is necessary to use
  • Decor paper area is the wet strength for the process step of Impregnating resin impregnation, in which the paper web is passed through a liquid bath, a basic requirement. Many wet strength agents or wet strength agents must condense in the paper structure and polymerize. This takes place only partially in the dryer section of a paper machine. For complete training of
  • surfactant refers to all types of substances which form the surface or the surface
  • An interface means the area between two immiscible phases. From one
  • phase boundaries can be characterized by interfacial or surface tension, which describes the tendency to reduce the interface.
  • Surfactants also known as wetting agents, detergents (surfactants, soap) or emulsifiers. Such substances are characterized by their polar structure in that they prefer to attach to interfaces of a disperse system. While “surfactant” refers to all such materials, the term “surfactant” is limited to substances that attach to the "surface" of a liquid at the boundary to the gas phase, eg, at the surface of water, e.g., to form
  • Foam can lead.
  • capillarity an effect which occurs due to the surface tension of liquids, preferably in cavities, is referred to.
  • the effect of capillarity is based on the molecular forces that occur within a substance (cohesive forces) and at the interface between a liquid, a solid (vessel wall) and a gas (e.g., air) (adhesion forces).
  • the capillarity is based i.a. the suction effect of
  • Impregnation properties of the core paper according to the invention and the capillarity designated according to the present invention are determined by the suction behavior, height of rise, liquid absorption capacity, wetting, contact angle,
  • Atro Surface tension influenced or characterized. Under atro is understood absolutely dry. Atro is often referred to as otro (oven-dry). This designation is the standard for measuring the dry content of paper and pulp. The determination is carried out, for example, according to the standard: BS EN ISO 638 Paper, board and pulp - Determination of
  • the proportion of recycled pulp mixture is greater than 25%, moreover between greater than 40 and 100%, preferably between 50 and 95%, particularly preferably between 70 and 90%, preferably in the range of 75%, particularly preferably above 80%, most preferably over 95% and in particular up to 100% and in particular the pulp is selected from a group which, for example kraft pulp and / or kraftliner in particular from department store waste
  • Corrugated cardboard with Kraftliner and / or corrugating medium on pulp and / or Thermo Chemical Pulp used corrugated cardboard with layers of test or kraftliner and at least one layer of Kraftliner, used bags made of kraft pulp wet-tear resistant or not wet-crack resistant, unused sacks
  • the percentage of recycled pulp in the total pulp is given as a percentage.
  • Components of the total fiber material can also be so-called
  • Fresh fiber as well as artificial fibers include. Show here
  • Fresh fiber fabrics which are chemical and / or mechanical
  • the strength parameters can be static and dynamic
  • Static strength is the force that a paper can withstand under slow and even tension.
  • the static strength parameters include, for example, breaking strength, breaking length, elongation at break, expansion modulus. Under a dynamic
  • the dynamic strength parameters include, for example, specific tear propagation resistance, bursting strength, double fold number (buckling strength).
  • Examples of general paper properties are paper smoothness, porosity, roughness, air permeability, formation, stiffness, flatness and opacity.
  • Impregnation behavior of the core paper according to the invention According to the required strength and properties of the final product, the respective required proportions of the total pulp are assembled. For one
  • Total fiber material consisting of 100% reprocessed pulp mixtures requires optimized production processes and special technical know-how.
  • Recycled pulp may also be referred to as waste paper.
  • CEN European Standard EN 643 lists waste paper grades in different classes. For the present invention in particular waste paper grades from class II are of importance.
  • the wet strength agent is selected as the first additive from a group which
  • Polyolefin dispersions polyamidoamine resins, polyamidoamine-epichlorohydrin resins, combinations thereof, and the like.
  • the functioning of these listed wet strength groups with respect to the connection of the fibers at the points of contact and intersection in the fiber network has been previously considered
  • the surface-active substance is selected as the second additive from a group which has compounds which accumulate strongly, in particular at interfaces. According to their functional chemical groups, the additives become bifunctional, anionic, nonionic and cationic compounds
  • the characteristic feature of all surface-active substances is their polar structure, usually due to at least one lipophilic
  • Hydrocarbon radical and at least one hydrophilic functional group whereby they prefer to attach to interfaces of a disperse system.
  • surfactants such as surfactants are: amphiphilic
  • anionic surfactants are in particular soaps, linear
  • nonionic surfactants are in particular fatty alkyl polyethylene glycol ethers, fatty alcohol ethoxylates, fatty acid condensates, ethylene oxide / propylene oxide copolymers (EO / PO), alkylphenol ethoxylates, sorbitan fatty acid esters, sorbitan mono- (di-, tri) laurate, oleate, palmitate, stearate, polysorbates, sorbitan sesquioleates, alkyl polyglucosides, N-methylglucamides, alkylphenol polyethylene glycol ethers, fatty alcohols, oxo alcohols, Ziegler alcohols, alkylphenols and ethylene oxide.
  • cationic surfactants are in particular quaternary ammonium compounds having hydrophobic groups, salts of long-chain primary amines.
  • amphoteric surfactants are in particular betaines, amino acid surfactants, N- (acylamidoalkyl) betaines, propylene oxide.
  • surface-active substances are polyelectrolytes, emulsifiers, wetting and dispersing agents, wetting agents and polysaccharides, in particular sorbitol.
  • the stock suspension may contain further additives which are used as so-called chemical auxiliaries or additives in the papermaking process to achieve certain
  • Properties, effects and process conditions are added in a controlled manner or are already contained in a modified form in the recycled pulp or waste paper. These may be, in particular, retention aids,
  • Drainage aids dual-agent retention systems or microparticle systems, wet and dry strength agents, fillers and / or pigments, in particular from a group of talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, bentonite, barium sulfate,
  • Coating components defoamers, deaerators, biocides, enzymes,
  • Bleaching aids optical brighteners, dyes, Nuancierfarbstoffen, Störstofffworder, precipitating agent (fixer), wetting agents, pH regulators combinations thereof and the like.
  • interactions can also result in undesired effects, as a result of which the additives then negatively influence the process processes as so-called "contaminants".
  • the surface-active active substance in particular in a weight proportion of 0.1% to 3%, preferably from 0.5% to 1, 25%, more preferably from 0.1% to 1.5% or 0.5% to 1%, more preferably in the range of 0 ⁇ x ⁇ 2% and preferably of 1%, 1, 5% or 2% based on atro added.
  • the dosing range of the surfactant active substance shown here was determined from test series and represents an optimized range of effectiveness for achieving the optimum paper properties, in particular for increasing the capillarity.
  • Core paper can be produced as follows: In a so-called
  • an aqueous pulp suspension is provided.
  • the pulp suspension preferably has undergone a sorting, in particular a 2-stage pressure sorting and a 3-stage
  • Slit sorters are used, which in particular have slot widths between 0.2 to 0.3 mm and preferably 0.25 mm. Further process steps may be dispersion stages and / or ash removal processes. In addition to other chemical auxiliaries or additives, which influence the paper production process as well as the paper properties, is in this pulp suspension
  • the aqueous pulp suspension is referred to as the addition of all raw materials / additives and shortly before the paper machine as so-called finished material.
  • Hydrophobizing agent in order to thereby influence and adjust specifically the penetration behavior of the core paper targeted by the addition of two counter-acting aids, ie in particular between surfactants and water repellents.
  • the addition of a hydrophobing agent leads to the reduction of the wetting speed and in particular can dampen the abrupt wetting behavior possibly caused by the addition of the surfactant.
  • the object of the present invention is further achieved by a method for producing a core paper according to claim 1.
  • the method comprises the following steps:
  • the first additive is in
  • Process step is an optimal homogenization of the surfactant in the precursor suspension, with an additional entry of air into the system, which is usually noticeable in blistering or foaming, is to be avoided.
  • Process step shows some framework conditions of production.
  • the method according to the invention described above may also include the following additional step. Impregnation of the core paper with a synthetic resin, wherein a
  • Impregnation in particular a treatment, a saturation and / or a impregnating resin impregnation for the production of a particle in particular Fiber composite material is.
  • particles or fibers are embedded in another component of the composite, the so-called matrix.
  • the method according to the invention described above may also include the following additional step.
  • this method step also requires the use of the core paper for the production of a layered composite material.
  • the present invention also includes the use of the core paper as a material component in composites, in particular of
  • Laminated composite materials in particular compact plates (in some cases up to 10 mm thick), fiber composite materials, particle composite materials and
  • the present invention also includes the use of the
  • Core paper as a carrier material for sheet-like layer structure in particular of overlays, decorative papers, films and nonwoven materials and / or as a cover layer in particular as an overlay and Vorimoniagnatpapier and / or as a carrier material on support plates in particular of wood-based panels, such as
  • Particle board Oriented Strandboard (OSB) panels, high and medium density fiberboard, plywood panels, mineral-based engineered wood-based panels, solid wood panels, countertops, floor coverings and, preferably, for
  • surface-coated panels such as wood-based panels, panels,
  • the core paper according to the invention covers the use as carrier material for all conceivable layer structures.
  • the main advantage of the core paper according to the invention is that at least a portion of recycled pulp is used, which results in savings in the
  • Basis weight range of 40 to 400 g / m 2 preferably in the range between 140 to 300 g / m 2 , more preferably between 150 to 250 g / m 2 , most preferably above 150 g / m 2 , conventional kraftliner fresh fiber, in particular also used kraft pulp.
  • the fresh fiber pulp comes from an upstream pulp production, so that no
  • Drying steps of the pulp are interposed, whereby in particular no hornification of the pulp takes place.
  • the hornification of the pulp has an influence on the surface properties of the fibers and can negatively affect the strength properties and the capillarity or absorbency of the finished pulp
  • Lignin-containing fibers in contrast to lignin-free fibers due to the water-repellent, hydrophobic surface properties of the lignocellulosic fibers have a reduced absorbency.
  • the production of the core paper according to the invention from up to 00% reprocessed pulp takes place.
  • recycled pulp For example, according to a preferred embodiment, predominantly waste paper grades of unbleached native pulps were used.
  • the sheet formation of the core paper with a basis weight between 40 to 400 g / m 2 on the paper machine was carried out, for example, in one layer on a wire with attached top wire drainage, in particular a hybrid former and / or downstream dandy cutter.
  • the quality criterion of the test series for the process steps in production was the positive influence on the capillarity of the core paper.
  • core paper according to the invention at least comparable capillarity can be achieved, what u.a. also from a comparable suction height is visible.
  • the wet strength could be improved, showing an increase in the longitudinal (wet) breaking force in the region of 20% over the prior art.
  • the improvement in impregnability is due to an improved wet strength of the core paper. A comparison is described below with reference to table values.
  • Table 1 is a comparison of the comparison parameters of the core paper.
  • the paper parameters suction height, longitudinal force (dry), longitudinal force (wet) and air permeability are in the prior art (100% virgin fiber / 0%
  • Waste paper placed at 100% waste paper and the core paper according to the invention facing each other.
  • the suction height and air permeability are at the level of the prior art, the breaking force along (dry) is reduced by half, and the breaking force along (wet) is improved by 20% over the prior art.
  • Paper type (substance composition)
  • Table 1 Comparison of the comparison parameters of the core paper.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein faserstoffhaltiges Kernpapier zur Herstellung eines laminierbaren Trägermaterials mit wenigstens einem Anteil eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches und einem Nassverfestiger als erstes Additiv, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernpapier wenigstens eine grenzflächenaktive Wirksubstanz als zweites Additiv in einem Gewichtsanteil von 0,05% bis 2% bezogen auf atro Stoff zur Erhöhung der Kapillarität aufweist. Vorteile des erfindungsgemäßen Kernpapiers liegen in der Einsatzmöglichkeit von bis zu 100% eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches bei der Herstellung und der für das nachfolgende Imprägnierverfahren wichtigen Eigenschaft einer guten Kapillarität des Kernpapiers. Gute Imprägniereigenschaften des erfindungsgemäßen Kernpapiers sind die Grundvoraussetzung zur Erzielung hoher Nassfestigkeiten.

Description

Kernpapier
Die vorliegende Erfindung betrifft Kernpapier, insbesondere Kernpapier wie es zur Herstellung von Dekorpapierlaminaten verwendet wird. Zusätzlich betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kernpapiers und die Verwendung des Kernpapiers als Trägermaterial für und / oder auf Schichtgefüge(n) wie
beispielsweise auf Platten jeglicher Art.
Kernpapier ist im Stand der Technik bekannt und wird meist als Träger für
Dekorpapiere verwendet, um Laminate herzustellen, die beispielsweise oftmals Anwendung in Form von Schichtstoff- und Arbeitsplatten, Fußbodenbelägen, etc. finden.
Der Aufbau eines solchen Laminates besteht aus mehreren, flächig miteinander verbundenen Schichten, welche aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien zur Erfüllung spezieller Funktionen und Eigenschaften bestehen. Bei der Herstellung von Dekorpapierlaminaten wird als eine dieser Schichten beispielsweise Kernpapier verwendet. Die Verklebung dieser Schichten erfolgt meist durch Vorbehandlung der Einzellagen, wie beispielsweise vorheriger Tränkimprägnierung und anschließender Verpressung der Schichten im Stapel unter Druck und Temperatur.
Im Stand der Technik bekanntes Kernpapier wird aus Frischfaserstoff als Rohstoff hergestellt, welcher die anspruchsvollen Bedingungen an die geforderten
Festigkeiten, Imprägnier- und Papiereigenschaften erfüllt. Nachteil des Einsatzes von Frischfaserstoff sind neben dem Verbrauch natürlicher Resourcen u.a. auch die hohen Rohstoffkosten. Wiederaufbereitete Faserstoffe hingegen, wie beispielsweise recyceltes Altpapier genügen oftmals nicht den geforderten Bedingungen an Festigkeiten, Imprägnierverhalten und
Papiereigenschaften.
Der enorme Kostendruck in der heutigen Papierindustrie führt zur ständigen
Produktionsoptimierung und der Nachfrage hinsichtlich Einsparungen an Rohstoff- und Transportkosten. Dies bedingt den Trend hin zu niedrigen Flächengewichten, bei der Forderung nach gleich bleibenden Qualitätsparametern wie beispielsweise gleich bleibenden Festigkeiten, d.h. bei geringeren Flächengewichten steigen die
Festigkeitsanforderungen dementsprechend an.
Bei den herkömmlichen Imprägnierverfahren, wie beispielsweise der
Tauchimprägnierung mit Tränkharzen wird die gesamte Papierbahn durch diese Flüssigkeit geführt. Damit es bei diesem Verfahren zu keinem Abriss der Papierbahn in der Produktion oder anderen Produktionsstörungen kommt, ist eine bestimmte Nassfestigkeit der Kernpapierbahn Grundvoraussetzung. Diese Nassfestigkeit wird meist mit der Zudosierung chemischer Additive, sog. Nassverfestiger erreicht, wobei diese optimal auf die Chemie im System abgestimmt sein sollten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu überwinden. Die vorstehende Aufgabe wird durch ein erfmdungsgemäßes Kernpapier gemäß Anspruch 1 , einem Verfahren zur
Herstellung des Kernpapiers und der Verwendung des Kernpapiers gelöst.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße faserstoffhaltige und ggf. altpapierhaltige Kernpapier gelöst. Das erfindungsgemäße Kernpapier besteht wenigstens aus einem Anteil eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches und einem Nassverfestiger als erstes Additiv. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Kernpapier durch die Zugabe einer grenzflächenaktiven Wirksubstanz als zweites Additiv bei der Herstellung, zur Erhöhung der Kapillarität. Die Zugabemenge des zweiten Additivs liegt im Bereich von 0,05% bis 2% Handelsware bezogen auf den atro Stoff. Unter dem erfindungsgemäßen Kernpapier wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Trägerpapier verstanden, wie es beispielsweise beim Laminieren von Dekorpapieren zum Einsatz kommt. Bei der Herstellung dieses Papieres aus wiederaufbereiteten, sog. recyceltem Faserstoffen kommt neben herkömmlichen Nassverfestigern zusätzlich wenigstens eine grenzflächenaktive Substanz zum Einsatz.
Unter laminierbar im Sinne der vorliegenden Erfindung werden entsprechend dem lat. Wortstamm„Lamina" in der Bedeutung als„Schicht", alle Arten der Vereinigung verschiedener Werkstoffschichten verstanden. Der Begriff Trägermaterial bezieht sich auf Werkstoffschichten, auf welche oder unter welche eine (oder mehrere) weitere Schicht(en) laminiert werden kann / können. Laminate werden häufig auch als Schichtverbundwerkstoffe bezeichnet.
Unter wiederaufbereiteten Faserstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Arten von Faserstoffen verstanden, welche zur Produktion von Papier, Pappe und Karton insbesondere von Kernpapier wiederaufbereitet und bei der Herstellung von Papier, Pappe und Karton insbesondere von Kernpapier eingesetzt werden. Insbesondere sind diese Altpapiersorten gemäß dem CEN European Standard EN 643 bestimmt.
Unter Nassverfestiger im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Additive verstanden, welche die Festigkeiten von Papier, Pappe, Karton und Kernpapier u.a. im nassen Zustand erhöhen. Neben den beim Blattbildungsprozess sich
ausbildenden mechanischen Verflechtungen der Fasern und der Ausbildung von Wasserstoffbrücken, welche für die Festigkeit des Papiers verantwortlich sind, verbinden Nassfestmittel u.a. die Fasern an den Berührungs- und
Kreuzungspunkten. Wird das Papier nun feucht oder nass, wodurch die
Wasserstoffbrückenbindungen und hiermit auch die Festigkeit verloren geht, hält das Nassfestmittel einen Teil der Festigkeit im nassen Zustand des Papiers. Bestimmt wird die Nassfestigkeit beispielsweise über die Zugbelastung eines nassen
Papierstreifens in einer Zugprüfmaschine, die mit konstantem Vorschub bis zum Bruch des nassen Papierstreifens führt. Notwendig ist der Einsatz von
Nassfestmitteln in allen Einsatzbereichen, in denen Papier nass oder sehr feucht wird, wie beispielsweise im Hygiene- oder Dekorpapierbereich. Im
Dekorpapierbereich ist die Nassfestigkeit für den Verfahrensschritt der Tränkharzimprägnierung, bei dem die Papierbahn durch ein Flüssigkeitsbad geführt wird, eine Grundvoraussetzung. Viele Nassverfestiger bzw. Nassfestmittel müssen im Papiergefüge auskondensieren und polymerisieren. Dies findet nur zum Teil in der Trockenpartie einer Papiermaschine statt. Zur vollständigen Ausbildung der
Nassfestigkeit ist meist eine Nach- oder Ausreifezeit notwendig.
Unter grenzflächenaktiver Substanz im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Arten von Substanzen verstanden, welche die Oberflächen- bzw. die
Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen herabsetzen. Unter einer Grenzfläche versteht man die Fläche zwischen zwei nicht mischbaren Phasen. Von einer
Oberfläche dagegen spricht man, wenn eine der Phasen ein Gas, wie beispielsweise Luft ist. Die Phasengrenzen können durch Grenzflächen- oder Oberflächenspannung charakterisiert werden, die das Bestreben beschreibt, die Grenzfläche zu verkleinern. Je nach ihrer chemischen Zusammensetzung und Anwendung werden
grenzflächenaktive Substanzen auch als Netzmittel, Detergenzien (Tenside, Seife) oder Emulgatoren bezeichnet. Derartige Stoffe zeichnen sich durch ihre polare Struktur dadurch aus, dass sie sich bevorzugt an Grenzflächen eines dispersen Systems anlagern. Während„grenzflächenaktive Substanz" alle derartigen Stoffe bezeichnet, beschränkt sich der Begriff„oberflächenaktive Substanz" auf Stoffe, die sich an die„Oberfläche" einer Flüssigkeit an der Grenze zur Gasphase anlagern, also beispielsweise an der Oberfläche von Wasser, was z.B. zur Bildung von
Schaum führen kann.
Als Kapillarität wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Effekt, der in Folge der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten vorzugsweise in Hohlräumen auftritt, bezeichnet. Grundsätzlich beruht der Effekt der Kapillarität auf den Molekülkräften, die innerhalb eines Stoffes (Kohäsionskräfte) und an der Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit, einem festen Körper (Gefäßwand) und einem Gas (z.B. Luft) auftreten (Adhäsionskräfte). Auf der Kappilarität beruht u.a. die Saugwirkung von
Schwämmen, Dochten, Putzlappen, Stoffen und Papier. Je größer die innere
Oberfläche (pro Volumen), desto größer ist die Saugwirkung. Die
Imprägniereigenschaften des erfindungsgemäßen Kernpapiers und die entsprechend der vorliegenden Erfindung bezeichneten Kapillarität werden über Saugverhalten, Steighöhe, Flüssigkeitsaufnahmevermögen, Benetzung, Randwinkel,
Oberflächenspannung beeinflusst bzw. charakterisiert. Unter atro wird absolut trocken verstanden. Atro wird häufig auch als otro (ofentrocken) bezeichnet. Diese Bezeichnung ist der Massstab für die Messung des Trockengehalts von Papier und Zellstoff. Die Bestimmung erfolgt beispielsweise nach der Norm: BS EN ISO 638 Papier, Pappe und Faserstoff - Bestimmung des
Trockengehaltes - Wärmeschrankverfahren. Herkömmlicherweise werden
Dosiermengen von Additiven auf den trockenen Stoff berechnet.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kernpapiers ist der Anteil wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches größer 25%, des weiteren zwischen größer 40 und 100%, vorzugsweise zwischen 50 und 95%, besonders bevorzugt zwischen 70 und 90%, vorzugsweise im Bereich von 75%, besonders bevorzugt über 80%, ganz besonders bevorzugt über 95% und insbesondere bis zu 100% und insbesondere ist der Faserstoff aus einer Gruppe ausgewählt, welche beispielsweise Kraftzellstoff und/ oder Kraftliner insbesondere von Kaufhausabfällen aus
Wellpappen und Karton mit mindestens 70% Wellpappen und Resten von Festkarton und/ oder Verpackungspapieren, gebrauchten Wellkartonschachteln, Schnitzeln aus ungebrauchter Wellpappe mit Schichten aus Kraft- oder Testliner, gebrauchte
Wellpappen mit Kraftliner und/ oder Wellenstoff auf Zellstoff und/ oder Thermo- Chemical Pulp, gebrauchte Wellpappen mit Schichten aus Test- oder Kraftliner und mindestens einer Schicht aus Kraftliner, gebrauchten Säcken aus Kraftzellstoff nassreißfest oder nicht nassreißfest ausgerüstet, ungebrauchten Säcken aus
Kraftzellstoff nassreißfest oder nicht nassreißfest ausgerüstet, gebrauchten Pappen und Papieren aus Kraftzellstoff naturfarbig und/ oder weiss, Schnitzeln aus
ungebrauchten Pappen und Papieren aus Kraftzellstoff ungefärbt, neuen
Tragtaschen aus Kraftzellstoff mit oder ohne nassreißfeste Papiere enthaltend, Hüllen aus Kraftpapier mehrfach überzogen und/ oder beschichtet und/ oder gebraucht, Magazinpapieren, Zeitungen, insbesondere Tageszeitungen,
Kombinationen hiervon und dergleichen, aufweist.
Der Anteil an wiederaufbereitetem Faserstoff am Gesamtfaserstoff wird prozentual angegeben. Bestandteile des Gesamtfaserstoffes können auch sogenannter
Frischfaserstoff sowie auch künstliche Faserstoffe beinhalten. Hierbei zeigen
Frischfaserstoffe, die mittels chemischer und / oder mechanischer
Aufschlussverfahren gewonnen werden im Gegensatz zu wiederaufbereiteten Faserstoffen meist höhere Festigkeiten, sind aber auch teurer. Entsprechend des verwendeten Aufschlussverfahrens kann grundsätzlich in ligninhaltige und ligninfreie Faserstoffe unterschieden werden. Bei
wiederaufbereiteten Faserstoffen ist diese Unterscheidung aufgrund der
Durchmischung von Altpapieren bzw. auch Altpapiersorten oftmals nicht mehr gegeben. Bei den Festigkeitsparametern können statische und dynamische
Festigkeiten unterschieden werden. Unter einer statischen Festigkeit, versteht man die Kraft, der ein Papier bei langsamer und gleichmäßiger Spannungsbelastung standhalten kann. Zu den statischen Festigkeitsparametern zählt man beispielsweise Bruchkraft, Reißlänge, Bruchdehnung, Dehnmodul. Unter einer dynamischen
Festigkeit, versteht man die Kraft, der ein Papier bei schneller und/ oder
ungleichmäßiger Spannungsbelastung standhalten kann. Zu den dynamischen Festigkeitsparametern zählt man beispielsweise spezifischer Weiterreißwiderstand, Berstfestigkeit, Doppelfalzzahl (Knickfestigkeit).
Beispiele für allgemeine Papiereigenschaften sind die Papierglätte, Porosität, Rauhigkeit, Luftdurchlässigkeit, Formation, Steifigkeit, Planlage und Opazität.
Mit den jeweiligen Anteilen an wiederaufbereitetem Faserstoff lassen sich
insbesondere auch die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kernpapiers beeinflussen. Besonders von Bedeutung sind im Zusammenhang mit dem einführend genannten Trend der Reduktion von Flächengewichten die erzielbaren
Festigkeitsparameter und hinsichtlich des Imprägnierverfahrens das
Imprägnierverhalten des erfindungsgemäßen Kernpapiers. Entsprechend den geforderten Festigkeiten und Eigenschaften des Endproduktes werden die jeweilig benötigten Anteile des Gesamtfaserstoffes zusammengestellt. Für einen
Gesamtfaserstoff bestehend aus 100% wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches sind optimierte Produktionsverfahren und spezielles technisches Know How erforderlich. Wiederaufbereiteter Faserstoff kann auch als Altpapier bezeichnet werden. Entsprechend Eigenschaften und Herkunft werden im CEN European Standard EN 643 die Altpapiersorten in verschiedenen Klassen aufgelistet. Für die vorliegende Erfindung sind insbesondere Altpapiersorten aus der Klasse II von Bedeutung.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kernpapiers wird der Nassfestiger als erstes Additiv aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche
insbesondere Verbindungen von Epichlorhydrinharzen, Harnstoff-, Melamin- Formaldehydharzen, Phenolharzen, Acrylharzdispersionen, Kunstharzdispersionen auf Basis von Acrylsäureester und/ oder Styrol-Butadien, Polyurethan-,
Polyolefindispersionen, Polyamidoaminharzen, Polyamidamin-Epichlorhydrin- Harzen, Kombinationen hiervon und dergleichen sind. Die Funktionsweise dieser aufgelisteten Nassverfestiger-Gruppen in Bezug auf die Verbindung der Fasern an den Berührungs- und Kreuzungspunkten im Fasernetzwerk wurde zuvor
beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kernpapiers wird die grenzflächenaktive Substanz als zweites Additiv aus einer Gruppe ausgewählt, welche Verbindungen aufweist, die sich insbesondere an Grenzflächen stark anreichern. Gemäß ihrer funktionellen chemischen Gruppen werden die Additive in bifunktionelle, anionische, nichtionogene und kationische Verbindungen
unterschieden. Das charakteristische Merkmal aller grenzflächenaktive Substanzen ist ihre polare Struktur, meist bedingt durch mindestens einen lipophilen
Kohlenwasserstoff-Rest und mindestens einer hydrophilen funktionalen Gruppe, wodurch sie sich bevorzugt an Grenzflächen eines dispersen Systems anlagern.
Beispiele grenzflächenaktiver Substanzen, wie Tensiden sind: amphiphile
(bifunktionelle) Verbindungen mit mindestens einem hydrophoben und einem hydrophilen Molekülteil, wobei eine Kohlenwasserstoffkette acht bis zweiundzwanzig Kohlenstoff-Atome aufweist, (Dimethyl-)Siloxan-Ketten, perfluorierte
Kohlenwasserstoffketten .
Beispiele anionischer Tenside sind insbesondere Seifen, lineare
Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate,
Fettalkylpolyethylenglykolethersulfate, Fettalkylsulfate. Beispiele nichtionogener Tenside sind insbesondere Fettalkylpolyethylenglykolether, Fettalkoholethoxylate, Fettsäurekondensate, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere (EO/PO), Alkylphenolethoxylate, Sorbitanfettsäureester, Sorbitanmono-(di, tri)laurat, -oleat, -palmitat, -stearat, Polysorbate, Sorbitansesquioleate, Alkylpolyglucoside, N- Methylglucamide, Alkylphenolpolyethylenglykolether, Fettalkohole, Oxo-Alkohole, Ziegler-Alkohole, Alkylphenole und Ethylenoxid. Beispiele kationischer Tenside sind insbesondere quartäre Ammonium- Verbindungen mit hydrophoben Gruppen, Salze langkettiger primärer Amine.
Beispiele amphoterer Tenside sind insbesondere Betaine, Aminosäure-Tenside, N- (Acylamidoalkyl)betaine, Propylenoxid. Weitere Beispiele grenzflächenaktiver Substanzen sind Polyelektrolyte, Emulgatoren, Netz- und Dispergiermittel, Feuchtmittel und Polysaccharide insbesondere Sorbitol.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kernpapiers kann die Stoffsuspension weitere Additive enthalten, die als sogenannte chemische Hilfsmittel oder Zusatzstoffe im Papierherstellungsprozess zur Erzielung bestimmter
Eigenschaften, Effekte und Prozessbedingungen kontrolliert zudosiert werden oder aber auch bereits in abgewandelter Form im wiederaufbereiteten Faserstoff bzw. Altpapier enthalten sind. Dies können insbesondere Retentionsmittel,
Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel-Dual-Systeme oder Mikropartikelsysteme, Nass- und Trockenverfestiger, Füllstoffe und oder Pigmente, insbesondere aus einer Gruppe von Talkum, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Bentonit, Bariumsulfat,
Calciumcarbonat, Kaolin, Gips ausgewählt, Bindemittelkomponenten,
Streichfarbenkomponenten, Entschäumer, Entlüfter, Biozide, Enzyme,
Bleichhilfsmittel, optische Aufheller, Farbstoffe, Nuancierfarbstoffen, Störstofffänger, Fällungsmittel (Fixiermittel), Benetzungsmittel, pH-Regulatoren Kombinationen hiervon und dergleichen sein. Neben den gewünschten Funktionen der Additive können sich durch Wechselwirkungen aber auch unerwünschte Effekte ergeben, wodurch die Additive dann als sog.„Störstoffe" die Verfahrensprozesse negativ beeinflussen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kempapiers wird die grenzflächenaktive Wirksubstanz insbesondere in einem Gewichtsanteil von 0,1% bis 3%, bevorzugt von 0,5% bis 1 ,25%, weiter bevorzugt von 0,1% bis 1,5% bzw. 0,5% bis 1%, besonders bevorzugt im Bereich von 0< x ^2% und vorzugsweise von 1%, 1 ,5% oder 2% bezogen auf atro Stoff zugesetzt. Der hier aufgezeigte Dosierbereich der grenzflächenaktiven Wirksubstanz wurde aus Versuchsreihen ermittelt und stellt einen optimierten Wirkungsbereich zur Erzielung der optimalen Papiereigenschaften, insbesondere zur Erhöhung der Kapillarität, dar. Kernpapier kann wie folgt hergestellt werden: In einem sogenannten
Stoffaufbereitungsprozess wird eine wässrige Faserstoffsuspension bereitgestellt. Die Faserstoffsuspension hat vorzugsweise eine Sortierung durchlaufen die insbesondere eine 2-stufige Drucksortierung und einen 3-stufigen
Cleaneranlagenprozess beinhaltet, wobei die Drucksortierung vorzugsweise
Schlitzsortierer verwendet werden, welche insbesondere Schlitzweiten zwischen 0,2 bis 0,3 mm und vorzugsweise 0,25 mm aufweisen. Weitere Prozessschritte können Dispergierstufen und/ oder Entaschungsprozesse sein. Neben weiteren chemischen Hilfsmitteln bzw. Additiven, welche den Papierproduktionsprozess als auch die Papiereigenschaften beeinflussen, wird in diese Faserstoffsuspension ein
Nassfestmittel und eine grenzflächenaktive Substanz, ein sog. Tensid dosiert. Die wässrige Faserstoffsuspension wird nach der Zugabe aller Rohstoffe/ Additive und kurz vor der Papiermaschine auch als sog. Fertigstoff bezeichnet. Mit den
Papiermaschinenprozessschritten Entwässerung/ Blattbildung, Pressung, Trocknung, ggf. Glättung und Aufrollung ist das Basis-Kernpapier hergestellt. Nach der eventuell nötigen Nachreifezeit, in der die endgültige Nassfestigkeit erreicht wird, ist das Kernpapier bereit für den Verfahrensschritt der Imprägnierung. Beim Verfahren der Tränkharzimprägnierung wird beispielsweise die Kernpapierbahn durch ein
Tauchbad geführt und mit einem Harz imprägniert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden durch die Passivierung von Karbonaten, welche u.a. durch den Einsatz von Altpapier in das Kernpapier eingetragen werden, diese geschützt, damit bei pH-Wert Verschiebungen möglichst ein Freisetzen von C02 verhindert wird. So können beispielsweise Carbonatanteile durch den Zusatz geringer Mengen Phosphorsäure passiviert werden. Darüber hinaus können dem Faserstoff auch geeignete Puffersysteme zugesetzt werden, um eine pH-Wert Verschiebung zu vermeiden.
Schließlich umfasst ein weiterer Aspekt der Erfindung die Zugabe von
Hydrophobierungsmittel, um hierdurch insbesondere das Penetrationsverhalten des Kernpapiers gezielt durch die Zugabe zweier gegensätzlich wirkenden Hilfsmitteln, d.h. insbesondere zwischen Tenside und Hydrophobierungsmittel beeinflussen und einstellen zu können. So führt die Zugabe eines Hydrophobierungsmittels zur Reduktion der Benetzungsgeschwindigkeit und kann insbesondere das ggf. durch Zugabe des Tensides verursachte schlagartige Benetzungsverhalten dämpfen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kernpapiers gemäß Anspruch 1 gelöst. Detailliert weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
> Bereitstellen einer Stoffsuspension mit wenigstens einem Anteil eines
wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches und einem Nassverfestiger als erstes Additiv, vorzugsweise aus einem Stoffaufbereitungsprozess. Dieser Verfahrensschritt beschreibt eine Grundvoraussetzung für den (Dekor-/ Kern-)
Papierproduktionsprozess. Vorzugsweise wird das erste Additiv im
Stoffaufbereitungsprozess zugegeben, dies kann jedoch auch wenigstens teilweise im konstanten Teil erfolgen.
> Zugabe einer grenzflächenaktiven Wirksubstanz als zweites Additiv in die Fertigstoffsuspension im konstanten Teil eines Papierproduktionsprozesses.
Mit Zugabe der grenzflächenaktiven Wirksubstanz wird das
erfindungsgemäße Verfahren charakterisiert. Wichtig für diesen
Verfahrensschritt ist eine optimale Homogenisierung der grenzflächenaktiven Wirksubstanz in der Fertigstoffsuspension, wobei ein zusätzlicher Eintrag von Luft in das System, der sich üblicherweise in Blasen- oder Schaumbildung bemerkbar macht, zu vermeiden ist.
> Herstellung eines Kernpapiers aus der genannten Stoffsuspension auf einer Papiermaschine, insbesondere auf einem Langsieb, insbesondere mit Siebschüttelung, sowie mit oder ohne Egoutteur eventuell auch mit
aufgesetztem Hybridformer und Bahnführung durch ein Glättwerk. Dieser
Verfahrensschritt zeigt einige Rahmenbedingungen der Produktion auf.
Ferner kann das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auch folgenden zusätzlichen Schritt beinhalten. Imprägnierung des Kernpapiers mit einem Kunstharz, wobei eine
Imprägnierung insbesondere eine Beharzung, eine Durchtränkung und/ oder eine Tränkharzimprägnierung zur Herstellung eines Teilchen- insbesondere Faserverbundwerkstoffes ist. Bei Teilchen- und Faserverbundwerkstoffen sind Teilchen bzw. Fasern in eine andere Komponente des Verbundwerkstoffes, der sogenannten Matrix eingebettet.
Ferner kann das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auch folgenden zusätzlichen Schritt beinhalten.
> Bildung eines Stapels aus Kernpapier unter Verwendung von Druck und
Temperatur zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes. Mit diesem Verfahrensschritt wird neben der reinen Herstellung des erfindungsgemäßen Kernpapiers auch die Verwendung des Kernpapiers zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes beansprucht.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner auch die Verwendung des Kernpapiers als Materialkomponente in Verbundwerkstoffen, insbesondere von
Schichtverbundwerkstoffen, insbesondere Kompaktplatten (teilweise mit bis zu 10mm Stärke), Faserverbundwerkstoffen, Teilchenverbundwerkstoffen und
Durchdringungsverbundwerkstoffen. Hiermit ist die Verwendung des Kernpapiers für alle Geometrien des Verbundes abgedeckt.
Des weiteren umfasst die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des
Kernpapiers als Trägermaterial für bahnförmige Schichtgefüge insbesondere von Overlays, Dekorpapieren, Folien und Vliesmaterialien und/ oder als Deckschicht insbesondere als Overlay und Vorimprägnatpapier und/ oder als Trägermaterial auf Trägerplatten insbesondere von Holzwerkstoffplatten, wie beispielsweise
Spanplatten, Oriented Strandboard(OSB)-Platten, Faserplatten hoher oder mittlerer Dichte, Sperrholzplatten, mineralisch gebundene Holzwerkstoffe auf Kunststoffbasis, Massivholzplatten, Arbeitsplatten, Fußbodenbelägen und vorzugsweise zur
Herstellung von Faserverbundwerkstoffen, wie beispielsweise von
Naturfaserverstärkten Kunststoffen, Holz-Kunststoff-Komposite und Faser-Keramik- Verbunden; und/ oder als Gegenzug insbesondere als Regeneratpapier zur
Beschichtung von Rückseiten wie insbesondere bei Laminaten,
oberflächenbeschichteten Platten, wie Holzwerkstoffplatten, Paneelen,
Kombinationen hiervon und dergleichen. Mit den aufgezählten Produktbeispielen deckt das erfindungsgemäße Kernpapier die Verwendung als Trägermaterial für alle denkbaren Schichtgefüge ab. Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Kernpapiers ist, dass wenigstens ein Teil wiederaufbereiteten Faserstoffs eingesetzt wird, was Einsparungen in den
Rohstoffkosten ermöglicht, die Recyclingquoten erhöht und die nachhaltige
Verwendung nachwachsender Rohstoffe fördert. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Kernpapiers gegenüber dem Stand der Technik können u.a. sein, dass trotz des Einsatzes wenigstens eines Teils von wiederaufbereiteten Faserstoffs die anspruchsvollen Bedingungen an die geforderten Festigkeiten, Imprägnier- und Papiereigenschaften erfüllt und / oder ggf. sogar übertroffen werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass durch diese Beispiele Abwandlungen beziehungsweise Ergänzungen wie sie sich für den Fachmann unmittelbar ergeben mit umfasst sind. Darüber hinaus stellen diese bevorzugten Ausführungsbeispiele keine Beschränkungen der Erfindung in der Art dar, dass Abwandlungen und
Ergänzungen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
Im Stand der Technik wird für die Herstellung von Kernpapier im
Flächengewichtsbereich von 40 bis 400 g/m2, vorzugsweise im Bereich zwischen 140 bis 300 g/m2, besonders bevorzugt zwischen 150 bis 250 g/m2, ganz besonders bevorzugt über 150 g/m2, herkömmlicher weise Kraftliner-Frischfaserstoff, insbesondere auch Kraftzellstoff eingesetzt. Idealer weise kommt der Frischfaser- Zellstoff aus einer vorgeschalteten Zellstoffproduktion, so dass keine
Trocknungsschritte des Faserstoffs zwischengeschaltet sind, wodurch insbesondere keine Verhornung des Faserstoffs stattfindet. Die Verhornung des Faserstoffs hat Einfluss auf die Oberflächeneigenschaften der Fasern und kann sich negativ auf Festigkeitseigenschaften und die Kapillarität bzw. Saugfähigkeit des fertigen
Kernpapiers auswirken. Weitere Unterschiede hinsichtlich der Kapillarität sind zwischen ligninhaltigen und ligninfreien Faserstoffen festzustellen. Ligninhaltige Faserstoffe zeigen im Unterschied zu ligninfreien Faserstoffen aufgrund der wasserabweisenden, hydrophoben Oberflächeneigenschaften der ligninhaltigen Faserstoffe eine verminderte Saugfähigkeit.
Im Gegensatz hierzu erfolgt die Herstellung des erfindungsgemäßen Kernpapiers aus bis zu 00% wiederaufbereitetem Faserstoff. Als wiederaufbereiteter Faserstoff wurden gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiels vorwiegend Altpapiersorten aus ungebleichten, nativen Zellstoffen verwendet. Die Blattbildung des Kernpapiers mit einem Flächengewicht zwischen 40 bis 400 g/m2 an der Papiermaschine erfolgte beispielsweise einlagig auf einem Langsieb mit aufgesetzter Obersiebentwässerung, insbesondere einem Hybridformer und / oder nachgeschaltetem Egoutteur.
Qualitätskriterium der Versuchsreihen für die Verfahrensschritte in der Produktion war die positive Beeinflussung der Kapillarität des Kernpapiers.
Mit der Dosierung einer grenzflächenaktiven Wirksubstanz konnte bei dem
erfindungsgemäßen Kernpapier eine wenigstens vergleichbare Kapillarität erreicht werden, was u.a. auch aus einer vergleichbaren Saughöhe ersichtlich ist.
Gleichzeitig konnte die Nassfestigkeit verbessert werden, was eine Steigerung der Bruchkraft längs (nass) im Bereich von 20 % gegenüber dem Stand der Technik zeigt. Die Verbesserung der Imprägnierbarkeit ist auf eine verbesserte Nassfestigkeit des Kernpapiers zurückzuführen. Eine Gegenüberstellung wird im Folgenden unter Bezug auf Tabellenwerte näher beschrieben.
Tabelle 1 ist eine Gegenüberstellung der Vergleichsparameter des Kernpapiers. Die Papierparameter Saughöhe, Bruchkraft längs (trocken), Bruchkraft längs (nass) und Luftdurchlässigkeit werden beim Stand der Technik (100% Frischfaser/ 0%
Altpapier), bei 100% Altpapier und bei dem erfindungsgemäßen Kernpapier einander gegenüber gestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Kernpapier sind Saughöhe und Luftdurchlässigkeit auf dem Niveau des Stand der Technik, die Bruchkraft längs (trocken) ist um die Hälfte reduziert und die Bruchkraft längs (nass) ist gegenüber dem Stand der Technik um 20% verbessert.
Parameter: Papiersorte (Stoffzusammensetzung)
Stand der Technik 100% Erfindungsgemäßes (100% Frischfaser/ 0% Altpapier Kernpapier
Altpapier
Saughöhe 100% 40% 100% Bruchkraft längs trocken 100% 70% 50%
Bruchkraft längs nass 100% 50% 120%
Luftdurchlässigkeit 100% 20% 100%
Tabelle 1 : Gegenüberstellung der Vergleichsparameter des Kernpapiers.

Claims

Patentansprüche
1. Faserstoffhaltiges Kernpapier zur Herstellung eines laminierbaren
Trägermaterials mit wenigstens einem Anteil eines wiederaufbereiteten
Faserstoffgemisches und einem Nassverfestiger als erstes Additiv, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernpapier wenigstens eine grenzflächenaktive Wirksubstanz als zweites Additiv in einem Gewichtsanteil von 0,05% bis 3% bezogen auf atro Stoff zur Erhöhung der Kapillarität aufweist.
2. Kernpapier gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil
wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches größer 25%, zwischen größer 40 und 100%, vorzugsweise zwischen 50 und 95%, besonders bevorzugt zwischen 70 und 90%, vorzugsweise im Bereich von 75%, besonders bevorzugt über 80%, ganz besonders bevorzugt über 95% und insbesondere bis zu 100% aufweist und insbesondere aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche beispielsweise Kraftzellstoff und/ oder Kraftliner ist insbesondere von Kaufhausabfällen aus Wellpappen und Karton mit mindestens 70%
Wellpappen und Resten von Festkarton und/ oder Verpackungspapieren, gebrauchten Wellkartonschachteln, Schnitzeln aus ungebrauchter Wellpappe mit Schichten aus Kraft- oder Testliner, gebrauchte Wellpappen mit Kraftliner und/ oder Wellenstoff auf Zellstoff und/ oder Thermo-Chemical Pulp, gebrauchte Wellpappen mit Schichten aus Test- oder Kraftliner und
mindestens einer Schicht aus Kraftliner, gebrauchten Säcken aus Kraftzellstoff nassreißfest oder nicht nassreißfest ausgerüstet, ungebrauchten Säcken aus Kraftzellstoff nassreißfest oder nicht nassreißfest ausgerüstet, gebrauchten Pappen und Papieren aus Kraftzellstoff naturfarbig und/ oder weiss,
Schnitzeln aus ungebrauchten Pappen und Papieren aus Kraftzellstoff ungefärbt, neuen Tragtaschen aus Kraftzellstoff mit oder ohne nassreißfeste Papiere enthaltend, Hüllen aus Kraftpapier mehrfach überzogen und/ oder beschichtet und/ oder gebraucht, Magazinpapieren, Zeitungen, insbesondere Tageszeitungen, Kombinationen hiervon und dergleichen aufweist.
3. Kernpapier gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Nassfestiger als erstes Additiv aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche insbesondere Verbindungen von Epichlorhydrinharzen, Harnstoff-, Melamin-Formaldehydharzen, Phenolharzen, Acrylharzdispersionen,
Kunstharzdispersionen auf Basis von Acrylsäureester und/ oder Styrol- Butadien, Polyurethan-, Polyolefindispersionen, Polyamidoaminharzen, Polyamidamin-Epichlorhydrin-Harzen, Kombinationen hiervon und dergleichen sind.
4. Kernpapier gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz als zweites Additiv aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche Verbindungen aufweist, die sich aus Ihrer Lösung an Grenzflächen stark anreichern, mindestens einen lipophilen
Kohlenwasserstoff-Rest und über mindestens eine hydrophile funktionale Gruppe verfügen und die insbesondere Tenside, amphiphile (bifunktionelle) Verbindungen mit mindestens einem hydrophoben und einem hydrophilen Molekülteil, wobei eine Kohlenwasserstoffkette acht bis zweiundzwanzig Kohlenstoff-Atome aufweist, (Dimethyl-)Siloxan-Ketten, perfluorierte
Kohlenwasserstoffketten, anionische Tenside, insbesondere Seifen, lineare Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate,
Fettalkylpolyethylenglykolethersulfate, Fettalkylsulfate, nichtionogene Tenside, insbesondere Fettalkylpolyethylenglykolether, Fettalkoholethoxylate,
Fettsäurekondensate, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere (EO/PO), Alkylphenolethoxylate, Sorbitanfettsäureester, Sorbitanmono-(di, tri)laurat, - oleat, -palmitat, -stearat, Polysorbate, Sorbitansesquioleate,
Alkylpolyglucoside, N-Methylglucamide, Alkylphenolpolyethylenglykolether, Fettalkohole, Oxo-Alkohole, Ziegler-Alkohole, Alkylphenole, Ethylenoxid, kationische Tenside, insbesondere quartäre Ammonium-Verbindungen mit hydrophoben Gruppen, Salze langkettiger primärer Amine, amphotere Tenside, insbesondere Betaine, Aminosäure-Tenside, N- (Acylamidoalkyl)betaine, Propylenoxid, Polyelektrolyte, Emulgatoren, Netz- und Dispergiermittel, Feuchtmittel und Polysaccharide insbesondere Sorbitol, Kombinationen hiervon und dergleichen aufweist.
5. Kernpapier gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffsuspension weitere Additive, wie insbesondere Retentionsmittel, Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel-Dual-systeme oder
Mikropartikelsysteme, Nass- und Trockenverfestiger, Füllstoffe und oder Pigmente, insbesondere aus einer Gruppe von Talkum, Titandioxid,
Aluminiumhydroxid, Bentonit, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Kaolin ausgewählt, Bindemittelkomponenten, Streichfarbenkomponenten,
Entschäumer, Entlüfter, Biozide, Enzyme, Bleichhilfsmittel, optische Aufheller, Farbstoffe, Nuancierfarbstoffen, Störstofffänger, Fällungsmittel (Fixiermittel), Benetzungsmittel, pH-Regulatoren Kombinationen hiervon und dergleichen aufweist.
6. Kernpapier gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Wirksubstanz insbesondere in einem
Gewichtsanteil von 0,1% bis 3%, bevorzugt 0,5% bis 1 ,25%, weiter bevorzugt von 0,2% bis 0,75% und besonders bevorzugt von 0,25% bis 0,5% bezogen auf atro Stoff zugesetzt wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Kernpapiers gemäß Anspruch 1 mit den
Schritten:
> Bereitstellen einer Stoffsuspension mit wenigstens einem Anteil eines
wiederaufbereiteten Faserstoffgemisches und einem Nassverfestiger als erstes Additiv vorzugsweise aus einem Stoffaufbereitungsprozess; > Zugabe einer grenzflächenaktiven Wirksubstanz als zweites Additiv in die Fertigstoffsuspension im konstanten Teil eines
Papierproduktionsprozesses;
> Herstellung eines Kernpapiers aus der genannten Stoffsuspension auf einer Papiermaschine, insbesondere auf einem Langsieb insbesondere mit Siebschüttelung sowie mit oder ohne Egoutteur insbesondere auch mit aufgesetztem Hybridformer und Bahnführung durch ein Glättwerk.
8. Verfahren zur Herstellung eines Kernpapiers gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffaufbereitungsprozess wenigstens einen Verfahrensschritt, aus einer Gruppe ausgewählt, welche die Sortierung einer Faserstoffsuspension insbesondere mit einer mehrstufigen Schlitz-Drucksortierung, einem
Cleaneranlagenprozess, Dispergierstufen, Entaschungsprozesse,
Kombinationen hiervon und dergleichen aufweist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 mit dem zusätzlichen Schritt:
Imprägnierung des Kernpapiers mit einem Kunstharz, wobei eine
Imprägnierung insbesondere eine Beharzung, eine Durchtränkung und/ oder eine Tränkharzimprägnierung zur Herstellung eines Teilchen- insbesondere
Faserverbundwerkstoffes ist.
10.Verfahren zur Herstellung eines Kernpapiers gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 mit dem zusätzlichen Schritt: Bildung eines Stapels aus Kernpapier unter Verwendung von Druck und
Temperatur zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes.
11. Kernpapier gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, welches entsprechend einem der Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 10 hergestellt wurde.
12. Verwendung des Kernpapiers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 11 als Materialkomponente in Verbundwerkstoffen, insbesondere von
Schichtverbundwerkstoffen, Kompaktplatten, Faserverbundwerkstoffen Teilchenverbundwerkstoffen und Durchdringungsverbundwerkstoffen.
13. Verwendung des Kernpapiers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 11 als Trägermaterial für bahnförmige Schichtgefüge insbesondere von Overlays, Dekorpapieren, Folien und Vliesmaterialien und/ oder als Deckschicht insbesondere als Overlay und Vorimprägnatpapier und/ oder als
Trägermaterial auf Trägerplatten insbesondere von Holzwerkstoffplatten, wie beispielsweise Spanplatten, Oriented Strandboard(OSB)-Platten, Faserplatten hoher oder mittlerer Dichte, Sperrholzplatten, mineralisch gebundene
Holzwerkstoffe auf Kunststoffbasis, Massivholzplatten, Arbeitsplatten,
Fußbodenbelägen und vorzugsweise zur Herstellung von
Faserverbundwerkstoffen, wie beispielsweise von Naturfaserverstärkten Kunststoffen, Holz-Kunststoff-Komposite und Faser-Keramik-Verbunden; und/ oder als Gegenzug insbesondere als Regeneratpapier zur Beschichtung von Rückseiten wie insbesondere bei Laminaten, oberflächenbeschichteten Platten, wie Holzwerkstoffplatten, Paneelen, Kombinationen hiervon und dergleichen.
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