DE2018088C3

DE2018088C3 -

Info

Publication number: DE2018088C3
Application number: DE2018088A
Authority: DE
Inventors: A Roberts
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1969-04-18
Filing date: 1970-04-15
Publication date: 1974-05-30
Also published as: US3849184A; GB1301100A; BE749147A; NL7005635A; DE2018088A1; FR2045439A5; NL158865B; CH532685A; AT298228B; DE2018088B2

Description

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Die »Concora-Festigkeit« wird als der Bruch-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als hy- widerstand gemessen, den die Pappe (geriefelte drophobes, wachsartiges Material ein Paraffin- 30 Pappe) gegen eine rechtwinklig zur Riefelebene anwachs verwendet wird. greifende Kraft aufbringt. Die Messung wird ge-

5. Verfahren tiacii einem der vorhergehenden wohnlich gemäß der Methode, welche in TAPPI Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der T 809 (SU 66) beschrieben ist, unter Verwendung Dispersion an hydrophobem, wachsartigem Ma- eines Gaydon-Geräts durchgeführt.

terial 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den 35 Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in

Feststoffgehalt der Dispersion, verwendet wer- wirtschaftlicher Weise eine Pappe herzustellen,

den. welche verbesserte physikalische Festigkeitseigenschaften in bezug auf mindestens einen der oben an-

gegebenen Parameter zeigt, insbesondere unter den

40 Bedingungen hoher Feuchtigkeit. Pappen mit derartigen verbesserten Eigenschaften können zwar von

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behänd- Pulpen mit hoher Festigkeit hergestellt werden, sie

lung von Pappe, wobei mindestens eine Oberfläche sind jedoch teuer, insbesondere wenn sie mit Pappen

der Pappe mit einer 5- bis 60gewichtsprozentigen, verglichen werden, die von Abfallpapier hergestellt

wäßrigen Dispersion eines wasserlöslichen Ligninsul- 45 sind.

fonatsalzes und eines hydrophoben, wachsartigen Es wurde große Anstrengungen unternommen, um

Materials behandelt wird, wodurch insbesondere die ein wirtschaftliches Verfahren zur Verbesserung der

physikalischen Festigkeitseigenschaften der Pappe physikalischen Festigkeitseigenschaften von Pappe

verbessert werden. aus einer Cellulosepulpe geringer Festigkeit zu ent-

Unter dem Ausdruck Pappe, wie er im folgenden 50 wickeln. Es wurde z. B. der Zusatz von bestimmten

der Einfachheit halber verwendet wird, sind auch Pa- wasserlöslichen oder wasserquellbaren hochmoleku-

piere zu verstehen, d. h. Produkte mit einem Grund- laren Polysacchariden wie z. B. Stärke oder Manno-

gewicht im Bereich von 130 bis 850 g/m⁸ und mit im galactan oder von hochmolekularen Derivaten der

wesentlichen aus einem Cellulosefasermaterial beste- Polysaccharide wie z. B. Carboxymethylcellulosen

henden Schichten, welches auf einer Pappenmaschine 55 vorgeschlagen, um die physikalischen Festigkeitsei-

hergestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist genschaften von aus Pulpe niedriger Festigkeit herge-

bei einer Pappe mit einer Dicke von 0,1 bis 1,3 mm stellter Pappe zu verbessern.

und insbesondere bei einer Pappe mit einer Dicke Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 3 192 172

von 0,2 bis 1,3 mm anwendbar. eine Wachsemulsion und ihre Verwendung zur Pa-

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaf- 60 pier- und Pappenbehandlung bekannt, wobei diese

terweise bei einer Pappe angewandt, welche aus CeI- Emulsion jedoch einen hohen Anteil an Wachs und

lulosepulpe mit einem größeren Anteil an Fasermate- gegebenenfalls weiteren Polymerisaten enthält, so

rial geringer Festigkeit hergestellt wurde. Diese Pap- daß diese Emulsion beim Auftragen auf Papier oder

pen, wie z. B. unkaschierte Schrenz- oder Speltpappe, Pappe an der Oberfläche verbleibt und beim nachfol-

kaschierte Zellstoffschrenz- oder Zellstoffspeltpappe 65 genden Erhitzen einen zusammenhängenden^ wasser-

und geriefelte Zwischenlagenpappe werden zur Her- abstoßenden Film bildet. Eine besondere Festigkeit

stellung von Karton, steifer Pappe oder Starkpappe, durch einen festeren Zusammenhalt der Einzelfasem

verklebter Pappe und Wellpappe verwendet. wird hierbei nicht erreicht. Ferner ist aus der USA.-

3 4

Patentschrift 2 803 171 die Verwendung von Lignin- lekularen Polysaccharide umfaßt. Die Gegenwart des sulfonaten zur Herstellung von Wachsemulsionen be- Polysaccharide, insbesondere einer Stärke oder eines schrieben. Die Lignosulfonate werden hierbei jedoch Mannogalactans, dient zur Erhaltung der Berstfestignur in ganz geringen Mengen als oberflächenaktiver keitseigenschaften der Pappe. Die Berstfestigkeitsei-Stoff hinzugegeben. Besondere Festigkeitseigenschaf- 5 genschaften können durch den Mullenwert angegeten werden durch solche Emulsionen den damit be- ben --verden, welcher gemäß B. S. 3137/1959 behandelten Pappen ebenfalls nicht erteilt. Auch in der stimmt wird.

im »Wochenblatt für Papierfabrikation« Nr. 7 (1935) Die in Verbindung mit vorliegender Erfindung

von F. O h 1, S. 124, beschriebenen Verfahren zur verwendbare Pappe kann aus mechanischer Pulpe,

Herstellung von Bitumenpapieren unter Verwendung io einem Gemisch von chemischer und mechanischer

von Bitumenemulsionen, welche Ablaugen aus der Pulpe, einer von Sekundärfasern abgeleiteten Pulpe,

Zellstoffabrikation enthalten, läßt sich nicht entneh- Siebrückständen oder Mischungen dieser Materialien

men, daß hiermit dem Papier besondere Festigkeits- hergestellt sein. Eine Sekundärfaserpulpe z.B. aus

eigenschaften erteilt werden, wie dies erfindungsge- Abfallpapiermischungen, Pappkartonabfällen oder

maß möglich ist. 15 Zeitungspapierabfällen ist ein bevorzugtes Material,

Ferner wurde die Anwendung einer wäßrigen Lö- da die Festigkeitseigenschaften eines solchen Matesung eines Salzes von Ligninsulfonsäure vorgeichla- rials am ctärksten verbessert werden,
gen. Die Verwendung von Lignosulfonaten des CaI- Der Feststoffgehalt der Dispersion kann von 5 bis ciums und Magnesiums in Form von Emulsionen ist 60 Gewichtsprozent variieren. Die obere Grenze dieebenfalls in der USA.-Patentschrift I 444 844 als 20 ses Bereichs bestimmt sich in erster Linie durch die Bindemittel für Briketts aus pulverförmigen Stoffen Viskosität und durch die Stabilität der Dispersion bei beschrieben. Ligninsulfonsäuresalze sind jedoch der Temperatur, bei der sie angewandt wird. Die unhochhygroskopisch, und eine damit behandelte tere Grenze dieses Bereichs bestimmt sich durch die Pappe verliert ihre verbesserte Steifheit und Starrheit zwangiäufige Aufnahme von Festkörperteilchen seiweitgehend, wenn sie hochfeuchten Bedingungen »5 tens der Pappe während der Anwendung der Disperausgesetzt wird. sion. Ein bevorzugter Bereich des Feststoffgehaltes

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß reich! von 20 bis 40 Gewichtsprozent,
eine Verbesserung der Steifheit und Starrheit von Der bevorzugte Bereich der Anwendungstempera-Pappe erzielt werden kann, wobei diese Verbesserun- tür liegt zwischen 15 und 40° C und sollte vorzugsgen überraschenderweise auch unter hochfeuchten 30 weise unterhalb des Schmelzpunktes des wachsarti-Bedingungen weitgehend erhalten bleiben, wenn man gen Materials liegen. Je höher die Anwendungstemeine geringe Menge eines hydrophoben Wachsmate- peratur, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß rials in einer wäßrigen Ligninsulfonatlösung disper- die Überzugsdispersion zusammenbricht, wobei sich giert und die Pappe mit der erhaltenen Dispersion zwangläufig große Mengen von wachsartigem Matebehandelt. 35 rial auf der Pappe absetzen. Die Parameter des erfin-

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich da- dua£Sgemäßen Verfahrens werden günstigerweise so

durch aus, daß eine Dispersion vsrwendet wird, de- eingestellt, daß die Menge an Ligninsulfonat und

ren Feststoffgehalt zu 95 bis 99 Gewichtsprozent aus wachsartigem Material, welche von der Pappe aufge-

einem wasserlöslichen Ligninsulfonatsalz und zu 5 nommen wird, zwischen 0,5 und 15 Gewichtsprozent,

bis 1 Gewichtsprozent aus einem hydrophoben, 40 bezogen auf das Gewicht der Pappe, beträgt,

wachsartigen Material besteht. Das Ligninsulfonatsalz sollte in Wasser löslich sein

Bei Pappe, welche nicht mit hochfestem Cellulose- und vorzugsweise ein Minimum an hygroskopischen fasermaterial kaschiert ist (unkaschierte Schrenz- Zuckerverunreinigungen enthalten. Calcium-, Na- oder Speltpappe), werden bevorzugterweise beide trium-, Magnesium- und Aluminium-Ligninsulfo-Oberfläehen behandelt, insbesondere wenn die Pappe 45 natsalze sind allgemein erhältlich. Natriumligninsuleine Dicke von annähernd 1,3 mm aufweist, um eine fonat oder Calciumligninsulfonat werden bei dem erVerbesserung der physikalischen Festigkeitseigen- findungsgemäßen Verfahren bevorzugt,
schäften zu erzielen. Bei einer Pappe, welche auf Das hydrophobe wachsartige Material sollte in einer Seite mit einem hochfesten Cellulosefasermate- eine stabile Dispersion mit der wäßrigen Ligninsulforial (weiße kaschierte Pappe) kaschiert ist, wird die 50 natlösung gebracht werden, und es sollte einen unkaschierte Oberfläche vorteilhafterweise einer oder Schmelzpunkt von solchem Wert haben, daß die Dismehreren Behandlungen mit der wäßrigen Dispersion persion bei der Temperatur stabil bleibt, bei der sie unterworfen. Es ist ferner möglich, eine der Oberflä- auf die Pappe aufgebracht wird. Das wachsartige chen einer unkaschierten Pappe mit der wäßrigen Dis- Material kann direkt in der wäßrigen Lösung des persion zu behandeln und die unbehandelte Ober- 55 Ligninsulfonatsalzes disperglert werden. Bequemerfläche dieses Produkts mit der unbehandelten Ober- weise kann man ferner zunächst eine wäßrige Disperfläche einer in ähnlicher Weise behandelten unka- sion des wachsartigen Materials mit Hilfe eines Disschierten Pappe zu verkleben, wobei eine laminierte pergiermittels bilden, welches in bezug auf das Lig-Pappe mit verbesserten physikalischen Festigkeitsei- ninsulfonatsalz inert ist, wonach diese Dispersion der genschaften erhalten wird. 6° Ligninsulfonatsalzlösung zugesetzt wird. Falls er-

Bei einer Abwandlung des erfindungsgemäßen wünscht, kann auch festes Ligninsulfonatsalz einer

Verfahrens wird die Pappe an mindestens einer geeigneten wäßrigen Dispersion des wachsartigen

Oberfläche mit einer wäßrigen 5- bis 60gewichtspro- Materials zugesetzt werden.

zentigen Dispersion behandelt, wobei deren Fest- Geeignete wachsartige Materialien sind z.B. Pastoffgehalt 47,5 bis 95 Gewichtsprozent eines wasser- 65 raffinkohlenwasserstoffe (Paraffinwachs mit einem löslichen Ligninsulfonatsalzes, 5 bis 1 Gewichtspro- Schmelzpunkt von mindestens 40° C oder ein PoIyzent eines hydrophoben Wachsmaterials und 47,5 bis äthylenwachs mit einem niedrigen Molekulargewicht) 4 Gewichtsprozent eines wasserquellbaren hoohmo- oder Fettalkohol (wie z. B. Cetylalkohol). Bevorzug-

terweise wird ein nichtionisches oberflächenaktives obiger Beschreibung hergestellten Dispersion auf die

Mittel verwendet, um eine wäßrige Dispersion des Pappeoberflächen wurde eine Aufnahme von

wachsartigen Materials herzustellen. Die Menge an 24,5 g/m^ä auf der Pappe erzielt. Die Steigerung der

wachsartigem Material, welche in der Dispersion ver- Quersteilheit der Pappe beträgt etwa 45% (320 bis wendet wird, liegt vorzugsweise zwischen 1 und 5 464 Tabereinheiten).

2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt . . . ' ,

der Dispersion. Beispiel 2 I

Die wäßrige Dispersion von I igninsulfonat und Eine Dispersion mit einer Zusammensetzung gewachsartigem Material kann auf die Oberfläche der maß der im Beispiel 1 beschriebenen Dispersion wird Pappe durch eine Behandlung »in der Maschine« io hergestellt. Diese Dispersion wird zur Behandlung oder durch eine Behandlung »außerhalb der Ma- der unkaschierten Oberfläche einer weißen kaschierschine« aufgebracht werden. Vor der Behandlung ten Pappe mit einer Stärke von 0,52 mm und einem kann die Pappe entweder teilweise oder vollständig Grundgewicht von 370 g/m² verwendet, .wobei 7,5 getrocknet werden. Die wäßrige Dispersion wird vor- g/m² Feststoffe aus der Dispersion aufgenommen \ zugsweise mittels einer Leimpresse, mittels eines Ka- 15 werden. Eine Probe der behandelten Pappe wird un- { landerwasserkastens oder durch Sprühung auf die ter den Bedingungen konstanter tropischer Feuchtig- \ Pappe aufgebracht. Die Aufnahme der Dispersion keit und Temperatur (90% RH/40° C) konditio- j durch die Pappe hängt von der Aufbringungstempe- niert, und ihre Quersteifheit wird bestimmt. Die i ratur, dem Feststoffgehalt der angewandten Disper- Quersieifheit der behandelten Pappe ist um 22% ge- j sion, dem Grad der Verleimung der Pappe und der ao genüber der Quersteifheit unbehandelter und unter Maschinengeschwindigkeit ab. ähnlichen tropischen Bedingungen equlibrierter

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her- Pappe verbessert.

gestellte Pappe besitzt eine verbesserte Steifheit und Eine weitere Probe dieser Pappe wird mit einer

Starrheit (selbst unter dem Einfluß von tropischen wäßrigen Lösung mit 35 Gewichtsprozent Calcium-Feuchtigkeitsbedingungen). Diese physikalischen »5 ligninsulfonat allein gemäß dem im Beispiel 1 beEigenschaften sind besser als bei ähnlichen Pappen, schriebenen Verfahren behandelt. Hierbei war jewelche nicht in derartiger Weise behandelt wurden. doch die Quersteifheit der behandelten Pappe bei Zum Beweis des technischen Fortschrittes wird auf 90% RH/40° C niedriger als bei unbehandelter die nachstehenden Vergleichsversuche verwieser. Pappe.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von 30
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Beispiel 3

20 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat mit 10%

Beispiel 1 Zuckerverunreinigung werden in 80 Gewichtsteilen

Wasser aufgelöst. 0,5 Gewichtsteile einer 40gewichts-

35 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat (enthal- 35 prozentigen wäßrigen Dispersion von Paraffinwachs tend 10% Zuckerverunreinigung) werden in 65 Ge- mit einem Schmelzpunkt von 40° C, wobei 2 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 50° C wichtsprozcnt Calciumligninsulfonat, bezogen auf unter Rühren gelöst. 0,88 Gewichtsteile einer 40ge- das Gewicht des Wachses, als Dispergiermittel zugewichtsprozentigen wäßrigen Dispersion von Paraffin- setzt wurden, werden unter Rührung in diese Lösung wachs mit einem Schmelzpunkt von 40° C wurden 40 gegeben. Eine riefelbare Pappe mit einer Dicke von sodann in die Lösung eingerührt. Das Wachs wurde 0,21mm und einem Grundgewicht von 136 g/m² zuvor mit Hilfe von 2 Gewichtsprozent Calciumlig- wird auf einer Seite mit der so hergestellten Disperninsulfonat in wäßrige Dispersion gebracht. Die bei- sion bei 25° C behandelt. Die Behandlung wird in den Oberflächen von unverleimter Pappe mit einem der Verleimprcssc einer Pappenmaschine durchge-Grundgewicht von 670 g/m² und einer Dicke von 45 führt, wobei sich eine Feststoffaufnahme von 4 g/m² 1,01 mm, welche ausschließlich aus rückgewonnener ergibt. Die behandelte Pappe wird bei 65% Abfallpapierpulpe hergestellt wurde, wird mit der so RH/20 C konditioniert und sodann geriefelt. Das hergestellten wäßrigen Dispersion bei 38° C behan- geriefelte Material wird in einem Gaydonbruchprüfer delt. Die Dispersion wird mittels Kalandcnvasscrbc- einer Bruchpiüfung unterworfen, hälter aufgebracht, wobei pro Oberfläche der Pappe 5° Es wurde festgestellt, daß die oehandelte Pappe eine Behandlung erfolgt. Dabei ergibt sich eine Ge- Concoia-Wcrtc zeigt, die um 40% höher lagen als samtaufnahme auf der Pappe von 10,5 g'm². diejenigen unbehandelter Pappe (22 bis 28,6 kg).

Eine Probe der behandelten Pappe wild unter den . .

Bedingungen konstanter relativer Feuchtigkeit (RH) Beispiel 4

und Temperatur (65% RH/20 C) in¹ Glcichge- 55 20 Gewichtsteile Natriumligninsulfonat werden in wicht gebracht, und ihre Quersteifheit v\iul mit Hilfe 80 Gewiehlsteilen Wasser aufgelöst. Unter heftigem der in B. S. 3748/1964 beschriebenen Methode be- Rühren werden in diese Lösung 0,5 Gewichtsteile stimmt. Eine nicht behandelte Pappe des gleichen einer 'Ulgewichtsprozcntigcn wäßrigen Dispersion Grundgewichts, welche ebenfalls von älinlichci von Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von wiedergewonnener Abfallpapierpulpe auf dir glci- 6° 40 C" gegeben.

chen Maschine und bei ähnlicher Produktionsge- Eine Pappe ähnlich der gemäß Beispiel 3 wird mit

schwindigkeit hergestellt wurde und unter iilinliehen der so hergestellten Dispersion behandelt, wobei sich Bedingungen der Feuchtigkeit und Tempeialur kon- eine Feststolfaulnalmic der Pappen von 4 g/m² erditioniert wurde, wird mit der behandelten Pappe gibt. Eine Probe der so behandelten Pappe wird gevcrglichen. Die behandelte Pappe zeigt einen Zu- 65 riefelt und ihre Concorawertc werden bestimmt. Es wachs an Quersteifheit von 27% (320 bis 4()(i Taber- wird festgestellt, daß die behandelte Pappe Concoraeinheiten). Durch Anwendung von zwei Wasserbe- werte aufweist, die etwa um 40% höher liegen als haltern pro Oberfläche bei Aufbringung der gemäß diejeniger einer Probe unbehandelter Pappe.

Beispiel 5

20 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat und 6 Gewichtsteile Kartoffelstärke werden in 74 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst. Unter Rühren werden in diese Lösung 0,5 Gewichtsteile einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Dispersion von Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40⁰C gegeben, wobei die Dispersion 2 Gewichtsprozent Calciumligninsulfonat, bezogen auf das Gewicht des Wachses, als Dispersionsmittel enthält. Eine riefelbare Pappe mit ei'.ier Stärke von 0,21 mm und einem Grundgewicht von 136 g/m² wird auf beiden Seiten bei 25° C mit der so hergestellten Dispersion behandelt. Die Dispersion wirrt in einer Verleimpresse einer Pappenmaschine aufgebracht, wobei sich ei* Gesamtfeststoffaufnahme von 4 g/m² ergibt.

Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20° C wurde festgestellt, daß die so behandelte Pappe einen Starrheitswert (28 kg) aufweist, der um 30% höher liegt a=» de; Starrheitswert (23 kg) von ähnlicher unbehandelter Pappe.

Beispiel 6

30 Gewichtsteile Calciumligninsulfonat werden in 70 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 50° C aufgelöst. In diese Lösung werden sodann 0,75 Gewichtsteile einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Wachsdispersion eingerührt.

Eine weiße verleimte Pappe mit einem Grundgewicht von 378 g/m* und einer Stärke von 0,5 mm wird auf ihrer unkaschierten Fläche mit der so hergestellten Dispersion behandelt. Die Behandlung erfolgt mittels zweier Kalanderwasserkästen, und es ergibt sich eine Feststoffaufnahme von 7,5 g/m². Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20°C wird eine Quersteifheit gefunden, welche um 40% (62 bis 87 Tabereinheiten) höher liegt als die Quersteifheit einer ähnlichen, jedoch unbehandelten weißen kaschierten Pappe, welche unter ähnlichen Bedingungen equilibriert wurde.

Beispiel 7

Eine wäßrige Dispersion wird gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt.

Eine Oberfläche einer Pappe mit einem Grundgewicht von 670 g/m² und einer Stärke von 1,01 mm, welche ausschließlich aus rückgewonnener Abfallpapierpulpe hergestellt wurde, wird mit Hilfe von Kalanderwasserbehältern mit der oben beschriebenen wäßrigen Dispersion zweifach behandelt. Es wird eine Feststoffaufnahme von 13,5 g/m² erzielt. Das so hergestellte Produkt wird mit einer weiteren Papprollc verbunden, welche in ähnlicher Weise behandelt wurde, so daß die behandelten Oberflächen nicht in Berührung miteinander kommen. Nach dem Konditionieren bei 65% RH/20°C wird erne Steifheit des Verbundes gefunden, die in der Querrichtung um 50% und in der Maschinenrichtung um 27 % verbessert ist.

Beispiel 8

Drei wäßrige Dispersionen werden hergestellt, welche 5 bzw. 20 bzw. 40% des Calciumligninsulfonats gemäß Beispiel 1 und 1 Gewichtsprozent Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40 C bezogen auf das Gewicht des Ligninsulfonate, enthalten.

Eine ausschließlich von Abfallpapierpulpe hcrgestellte Pappe mit einem Grundgewicht von 395 g/m² und einer Dicke von 0,69 mm wird zweifach mit der 5 %igen Dispersion behandelt. Es werden die prozentuale Feststoffaufnahme und die Verbesserung der Steifheit in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung (gemessen bei 65% RH/20°C) bestimmt. Die erhaltenen Werte finden sich in der untenstehenden Tabelle. Dieses Experiment wird mit Proben der mit der 20 %igen und der 40 %igen wäßrigen Dispersion behandelten Pappe wiederholt.

Behandlung 15 mit Dispersion °/o	Feststoff aufnahme •/0	Durch schnittliche Verbesserung der Steifheit in der Maschinen richtung ·/.	Durch schnittliche Verbesserung der Steifheit in der Quer richtung ·/·
30 5	0,5 2,0 4,7	7,1 34,8 53,6	8,6 62,5 106,0
20
40

„ Beispiel ?

Eine Pappe mit Mittel- und Decklagen aus Abfallpapierpulpe, mit einer einzigen Kaschierung aus ungebleichten Kraftpapierfasern und einem Grundgewicht von 226 g/m² wird auf der unkaschierten Oberfläche mit einer wäßrigen Dispersion von 540 Gewichtsteilen Calciumligninsulfonat, 312 Gewichtsteilen Stärke und 5,4 Gewichtsteilen Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 40⁰C behandelt. Der Feststoffgehalt dieser wäßrigen Dispersion beträgt etwa 17 %. Es ergibt sich eine angenäherte Feststoffaufnahme von 4,5% Calciumligninsulfonat/Wachs und 2,0 % (4,5 g/m²) Stärke.

Sodann wird die Starrheit einer Probe der behandelten und einer unbehandelten Pappe bestimmt. Die Starrheit der behandelten Pappe beträgt 29,4 kg, während die Starrheit der unbehandelten Pappe 26,8 kg beträgt.

Beispiel 10

Weiße kaschierte Schrenz- oder Speltpappe mit einem Grundgewicht von 295 g/m² und einer Stärke von 0,44 mm wird mit einer wäßrigen Dispersion mit 40 Gewichtsprozent Calciumligninsulfonat und 1 Gewichtsprozent Paraffinwachs, bezogen auf das Gewicht des Calciumligninsulfonats, behandelt. Die unkaschierte Oberfläche der Pappe wird einer einzigen Behandlung mit dieser Dispersion unterworfen. Die prozentuale Feststoffaufnahme beträgt 2,7% (8,1 g/m²). Die behandelte Pappe zeigt eine Steigerung der Quersteifheit um 35 %.

Eine Probe der weißen kaschierten Schrenz- odei Speltpappe wird ferner mit einer wäßrigen Dispersion mit 40 Gewichtsprozent Calciumligninsulfonai und 20 Gewichtsprozent Paraffinwachs, bezogen aul das Gewicht des Calciumligninsulfonats, behandelt Die behandelte Pappe zeigt eine Zunahme der Quer Steifheit um 23 %. Es wird ferner eine Zunahme dei Wasserbeständigkeit der Pappe um 25 % erzielt, ver

glichen mit einer gemäß dem ersten Teil dieses Bei spiels behandelten Pappe.

Eine weitere Probe der weißen kaschierte! Schrenz- oder Speltpappe wird mit einer wäßrigei

409622/1

Dispersion einer Wachsmenge äquivalent der im obigen Experiment verwendeten behandelt. Die Feststoffaufnahme beträgt 2 "Ό (6 g/m²). Die behandelte Pappe zeigt eine Abnahme der Quersteifheit um 9 %. Bei Wiederholung dieses Experiments unter Bedingungen, die zu einer Feststoffaufnahme von 4% führen, wird eine Abnahme der Quersteifheit um 14 °/o beobachtet.

Vergleichsversuche

Sechs Probestücke von 33 χ 22,9 cm aus frisch hergestellter Pappe mit einem Grundgewicht von 558 g/m^ä und 0,835 mm Dicke wurden aus einer Cellulosepulpe hergestellt, welche vollständig aus Altpapier »5 gewonnen worden war. Eine Oberfläche von jedem dieser Probestücke wurde zunächst mit Wasser behandelt und anschließpnd an der Luft trocknen gelassen.

Dann wurde eine wäßrige Dispersion hergestellt, ao welche 1,2 Gewichtsteile Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 40° C in 60 Gewichtsteilen Wasser enthielt. Das Paraffinwachs wurde im Wasser unter Zuhilfenahme von 2°/u Calciumligninsulfonat, bezogen auf das Gewicht des Wachses, dispergiert. »5 Ein Teil dieser wäßrigen Dispersion wurde auf die an Luft getrockneten Pappeprobestücke aufgegeben und der Überschuß mittels einer »Meyer-Stange« entfernt. Proben der behandelten Pappe in einer Größe von 20,3 χ 17,8 cm wurden dann ausgeschnitten, bei 105¹C getrocknet und gewogen.

Ein Vergleich einer gewogenen Standardprobe der Pappe vor und nach der Behandlung mit der wäßrigen Wachsdispersion zeigt, daß eine Feststoffaufnahme von 1,5 g/m² der Pappe erfolgt war.

Die behandelten Probestücke wurden bei 65 % relativer Luftfeuchtigkeit/20⁰ C bis zur Gleichgewichtseinstellung gelagert, dann wurden vier Teststücke aus jeder Probe ausgeschnitten. Der Rest der Probestücke wurde bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit/34° C bis zur Gleichgewichtseinstellung gelagert und weitere vier Teststücke ausgeschnitten. Die Steifigkeit in Querrichtung (C. D.) und in der Maschinenrichtung (M. D.) von jedem im Gleichgewichtszustand befindlichea Teststück wurde entsprechend der in der Norm B. S. 3748/1964 beschriebenen Methode bestimmt. Die Durchschnittswerte der Steifigkeit sind in der folgenden Zusammenstellung aufgeführt:

	C.D.-	M.D.-
	Steifigkeit	Steifigkeit
Unbehandelte Pappe,
konditioniert bei 65¹Vo
- r. F./2O⁰ C	194	901,5
behandelte Pappe,
konditioniert bei 65ⁿ/o
r. F./20°C	190	890
unbehandelte Pappe,
konditioniert bei 90%
r.F./34°C	157	685,5
behandelte Pappe,
konditioniert bei 90%
r.F./34°C	165	740

Aus diesen Versuchen ergibt sich, daß eine Behandlung mit einer Dispersion, welche zu einem überwiegenden Teil aus Paraffinwachs und nur zu einem geringen Anteil Ligninsulfonatsalz besteht, keine irgendwie bemerkenswerte Verbesserung der C. D.-Steifigkeit bewirkt, weder nach der Gleichgewichtseinstcllung unter normalen Bedingungen noch nach der Gleichgewichtseinstellung bzw. Konditio nierung bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit/34° C. Demgegenüber werden bei Anwendung der erfindungsgemäßen Dispersion, d. h. einer Dispersion, die einen größeren Anteil von Ligninsulfonatsalz und einen kleineren Anteil eines hydrophoben, wachsartigen Materials enthält, überraschende Verbesserunger erhalten.

Claims

Der Ausdruck »physikalische Fcstigkeitsejgen- Patentansprüche- schäften« kann für Pappen in bezug auf Steifheit, Starrheit oder Concora-Festigkeit angegeben werden.

1. Verfahren zum Behandeln von Pappe, wo- Die Steifheit der Pappen ist durch das Ausmaß des bei mindestens eine Oberfläche der Pappe mit 5 Widerstandes definiert, den eine Pappe aufbringt, einer 5- bis 60gewichtsprozentigen, wäßrigen Di- wenn sie unter spezifizierten Bedingungen durch Anspersion eines wasserlöslichen Ligninsulfonatsal- wendung einer Kraft gebogen wird. Ihr Wert wird zes und eines hydrophoben, wachsartigen Mate- gewöhnlich gemäß der Methode in B. S. 3748/1964 rials behandelt wird, dadurch gekenn- bestimmt, wobei als Untersuchungsgerät z.B. ein Tazeichnet, daß eine Dispersion, deren Fest- io berprüfer verwendet wird. Der Taberprüfer mißt die stoffgehalt zu 95 bis 99 Gewichtsprozent aus Steifheit in Form eines Biegemoments, welches in einem wasserlöslichen Ligninsulfonatsalz und zu Tabereinheiten angegeben wird. Die Größe hängt 5 bis 1 Gewichtsprozent aus einem hydrophoben, von einer Anzahl von Faktoren ab, wie z. B. der wachsartigen Materia! besteht, verwendet wird. Dicke der Pappe, der Herstellungsart der Pappe und

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 dem Elastizitätsmodul des Zellulosefasermaterials, kennzeichnet, daß eine Dispersion, deren welches zur Herstellung der, Pappe verwendet wird, Feststoffgehalt neben 47,5 bis 95 Gewichtspro- und der Richtung, in welcher die Messungen durchzent aus einem wasserlöslichen Ligninsulfonat- geführt werden.

salz und 5 bis 1 Gewichtsprozent aus einem hy- Die Starrheit der Pappe ist als Maß für den Wider-

drophoben, wachsartigen Material noch zu 47,5 ao stand definiert, welchen eine Pappe aufbringt, wenn

bis 4 Gewichtsprozent aus einem in Wasser quell- sie unter spezifizierten Bedingungen durch Anwen-

baren, hochmolekularen Polysaccharid besteht, dung einer Kraft auf den Rand deformiert wird. Eine

verwendet wird. Methode zur Bestimmung der Starrheit ist in TAPPI

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Standard T 472 (SU 68) beschrieben. Die Messung gekennzeichnet, daß eine Dispersion, deren Fest- 25 dieser Größe wird gewöhnlich durchgeführt, indem stoffgehalt 20 bis 40 Gewichtsprozent beträgi, man auf einem Gaydon-Gerät einen Ringbruchhalter verwendet wird. verwendet.