DE2501225B2

DE2501225B2 - Verfahren zur herstellung von verbundsgebilden aus zellstoff- und polyolefinfasern

Info

Publication number: DE2501225B2
Application number: DE19752501225
Authority: DE
Inventors: Fabrizio Dr San Donato Milanese; Serboli Giancarlo Dr Saronno; Foti Vincenzo Dr Mailand; D'Amico (Italien)
Original assignee: Anic S.pA, Palermo (Italien)
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1975-01-14
Publication date: 1977-12-22
Also published as: AT343459B; US4212703A; ATA27575A; DE2501225A1; DK141377B; NO750082L; SE7500424L; NL7500490A; GB1493001A; DK658174A; FI750046A; FI58178B; FR2257737A1; SE416219B; NO143998C; FI58178C; BE824360A; IT1009562B; FR2257737B1; CA1025712A

Description

Es ist bekannt, daß die Herstellung von Verbundstoffen, die durch Kombination von zellstoffhaltigen Stoffen (Papier, Karton usw.) und polymeren Kunststoffen aufgebaut sind, die Verwendung von verschiedenen Vorrichtungen erfordert, nämlich solchen, die die Produktion von Papier bzw. Karton ermöglichen und anderen, mit denen die polymeren Kunststoffe aufgestrichen bzw. aufgetragen werden.

So erfolgt beispielsweise das Bestreichen von Papier oder Karton mit Polyolefinen in der Wärme mit Hilfe eines Extruders und unter Einschaltung einer im wesentlichen aus einem Walzwerk mit einer Auf- und Abwickeleinrichtung bestehenden Kopplungsstrecke, innerhalb deren der Kunststoff auf das Papier aufgetragen wird, das vorher in einem besonderen Arbeitsgang auf den üblichen kontinuierlich arbeitenden Maschinen hergestellt wurde.

Aus der OE-PS 2 40152 ist ein Mehrlagenpapier bekannt, das aus zwei oder mehr Einzellagen besteht, die durch Einarbeiten von Dispersionen oder Lösungen von thermoplastischen Substanzen oder von fertigen thermoplastischen Fasern »siegelfähig« gemacht sind. Allenfalls kann die »Siegelfähigkeit« auch durch imprägnieren mit Thermoplasten erreicht werden, Da, mit Rücksicht auf die in diesem Fall mitzuverwendende Zwischenlage (Einzelfäden, Gewebe u. dgl.), die Einzellagen nicht an allen Stellen unmittelbar zusammenhängen sollen, ist bei dem bekannten Produkt eine homogene, geschlossene Kunstharzschicht weder nötig noch erwünscht, was dieses bekannte Mehrlagenpapier grundsätzlich von den noch zu beschreibenden erfindungsgemäßen Verbundgebilden unterscheidet.
Auch die US-PS 35 11 750 beschreibt eine Verbundpappe aus mehreren Schichten, von denen mindestens eine aus Zellstoffbrei, vermischt mit 20—90% eines Breis aus faserigem thermoplastischem Kunststoff (z. B. auch Polyolefinfasern), besteht. Die Pappe kann als

ίο Zwischen- oder als Deckschicht, Papier oder eine Kunststoffolie aufweisen, die jedoch dann getrennt in einem besonderen Arbeitsgang hergestellt werden muß, wodurch das Herstellungsverfahren für die bekannten Schichtpapiere bzw. -pappen, falls sie eine geschlossene Deck- oder Zwischenschicht enthalten sollen, kompliziert wird. Dieser Nachteil bei der Herstellung der bekannten Verbundgebilde wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden. Es wurde nämlich gefunden, daß man Verbundgebilde aus Zellstoffasern, insbesondere Papier oder Karton, und Synthesefasern, insbesondere Polyolefinfasern, als Kunststoffkomponente auf wesentlich vereinfachte Art und unter ausschließlicher Verwendung der für die Papier- bzw. Kartonerzeugung allgemein verwendeten Vorrichtungen herstellen kann, so daß die bisher notwendige Mitverwendung von vorgefertigten Kunststoffolien überflüssig wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundgebildes aus Zellstoffasern mit einer zusammenhängenden Kunststoffoberfläche, ähnlich einem kunststoffbeschichteten oder kunststoffkaschierten Papier, unter Verwendung eines Gemisches aus Zellstoff- und Polyolefinfaserbrei ist dadurch gekennzeichnet, daß man auf eines oder mehrere der Siebe einer Langsiebmaschine eine Dispersion von Polyolefinfasern in einem geeigneten flüssigen Medium aufbringt, während die übrigen Siebe auf an sich bekannte Weise mit Dispersionen von Zellstoffasern bzw. Gemischen aus Zellstoff- und Synthesefasern beschickt werden, worauf man die daraus auf übliche Weise erzeugten, getrockneten und zu einem mehrschichtigen Verbundgebilde vereinigten Stoffbahnen bei einer Temperatur kalandert, bei der die aus Polyolefinfasern bestehende Schicht sintert oder schmilzt.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man mit einer Aufbringung, die derjenigen bei der Erzeugung von Zellstoffkarton entspricht, ein Verbundmaterial erhalten, ohne daß man dabei das Polymer auf den getrennt hergestellten Zellstoffkarton auftragen

so muß. Man erhält auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise Schichtstoffe, bei denen eine oder mehrere Schichten aus einem Gemisch aus Zellstoff- und Polyolefinfasern bestehen, was mit Hilfe der üblichen Streichverfahren nicht möglich ist. Beim vorliegenden Verfahren kann man außerdem die Art des Fertigproduktes dadurch beliebig variieren, daß man eine oder mehrere der Beschickungen für die Langsiebe entsprechend einstellt.
Das Verfahren wird anhand eines Beispiels, das seine

6u kontinuierliche Durchführungsform zeigt, näher erläutert.

Beispiel

Mit Hilfe einer üblichen Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Karton wurde ein Verbundgebilde ^b5 hergestellt, bei dem eine Mittelschicht aus Zellstoffkarton an einer Seite bedeckt war durch eine zu 100% aus Synthesefaserbrei auf Polyolefinbasis bestehende Bahn (50 g/m²) und an der anderen Seite durch eine Bahn, die

aus einem Gemisch aus dispergierten Zellstoff- und Synthesefasern auf Polyolefinbasis (80 g/m²) bestand.

Das Verbundgebilde aus drei Schichten wurde dann in der Trockenzone der Vorrichtung getrocknet, d. h. auf gleiche Weise behandelt wie ein Karton (Pappe) aus reinem Zellstoff.

Anschließend wurde das Gebilde dann bei 135⁰C kalandert, so daß der Teil der Bahn, der zu 100% aus Polyolefinfaserbrei bestand, schmolz und man einen transparenten Film erhielt, der dem Film entsprach, der ι ο beim üblichen Beschichten in der Wärme entsteht. Das endgültige Gebilde enthielt also drei Schichten, wobei die Mittelschicht ein Zellstoffkarton und die eine Außenschicht ein Polyolefinfilm war, die andere aus einem Gemisch aus Zellstoff- und Polyolefinfaserpapier is bestand.

Die erfindungsgemäßen Verbundgebilde, wie das nach dem obigen Beispiel erhaltene, eignen sich besonders gut als Behälter oder Umhüllungen für flüssige oder feste Lebensmittel (Milch, Fruchtsäfte, Butter usw.), da die Innenschicht aus Papier bzw. Karton dem Gebilde eine gewisse Steifheit verleiht, während die mit dem Inhalt in Berührung stehende Schicht, die einen geschlossenen Polymerfilm darstellt, das Gebilde undurchdringlich für Flüssigkeiten und Gase macht und die nach außen gerichtete Schicht aus einem Mischpapier aus Zellstoff und Kunststoff dem Verbundgebilde eine hochgradige dichte und glänzend weiße Oberfläche sowie eine gute Dimensionsstabilität und Wasserbeständigkeit verleiht. Außerdem lassen sich die Außenflächen leicht bedrucken. Da die Außenschicht des Fertigproduktes rein weiß und opak ist, kann man für die Mittelschicht aus Papier oder Karton gegebenenfalls ungebleichten Zellstoff von geringerer Qualität verwenden.

Wird das Verbundgebilde, das eine Schicht aus reinem Polyolefinfaserbrei und eine solche aus einem Gemisch aus Zellstoff- und Kunststoffasern enthält, bei einer Temperatur kalandert, die noch unter dem Schmelzpunkt des Polymers liegt, d. h. bei einer Temperatur, bei der die Ausbildung eines geschlossenen Polyolefinfilmes verhindert wird, so verfestigt sich das Schichtgebilde durch den Sintervorgang, bei dem die Kunststoffasern nur an ihren Berührungsstellen miteinander verschmelzen und seine Oberfläche entspricht dann weitgehend derjenigen eines auf übliche Weise hergestellten Schichtpapiers.

Allerdings beeinträchtigt die Wärmebehandlung, insbesondere wenn dabei die Oberfläche der Bahn ganz oder teilweise zum Schmelzen kommt, die Absorptionskraft des Papiers für Druckfärben, woraus sich Schwierigkeiten beim nachfolgenden Bedrucken ergeben können. Dies kann jedoch weitgehend vermieden werden, wenn man entweder Polyolefinfasern verwendet, die Mineralfüllstoffe enthalten oder wenn man dem Gemisch aus Zellstoff- und Synthesefasern Füllstoffe zufügt, wie sie in der Papierindustrie üblich sind; auf diese Weise kann man an der Bahnoberfläche Stellen mit hoher Absorptionskraft erzeugen. Die synthetischen Ganzstoffe, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, sind z. B. aus den Polymeren erzeugt, die in der IT-PS 9 95 549 beschrieben sind. Vorzugsweise sind die Kunststoff-Ganzstoffe in jedem Fall vom Polyäthylentyp.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man mit Hilfe der in der Papiertechnik üblichen Methode beliebige Typen von Verbundgebilden mit mehr als einer Komponente herstellen. Man kann, wie beschrieben, Zellstoff und Kunststoffe in verschiedener Kombination in zwei, drei oder mehr Schichten verbinden.

Das Heißkalandern kann hinsichtlich der Temperatur, des Druckes und der Walzengeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches gesteuert werden, der vom Zusammensintern der Polymerfasern nur an ihren Berührungsstellen, bis zum völligen Schmelzen der Polymerschicht reicht.

Durch völliges Einschmelzen einer beispielsweise aus reinem Kunststoff, z. B. Polyäthylen von hoher Dichte, bestehenden Zwischenschicht beim Kalandern kann man Verpackungsfolien herstellen, die sämtliche Eigenschaften aufweisen, die von einem derartigen Material verlangt werden.

Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäD hergestellten Verbundgebilde ist die Elektrotechnik, da hierbei die guten dielektrischen Eigenschaften der Polyolefine mit besonderem Vorteil zur Wirkung kommen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundgebildes aus Zellstoffasern mit einer zusammenhängenden Kunststoffoberfläche, ähnlich einem kunststoffbeschichteten oder kunststoffkaschierten Papier, unter Verwendung eines Gemisches aus Zellstoff- und Polyolefinfaserbrei, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eines oder mehrere der Siebe einer Langsiebmaschine eine Dispersion von Polyolefinfasern in einem geeigneten flüssigen Medium aufbringt, während die übrigen Siebe auf an sich bekannte Weise mit Dispersionen von Zellstofffasern bzw. Gemischen aus Zellstoff- und Synthesefasern beschickt werden, worauf man die daraus auf übliche Weise erzeugten, getrockneten und zu einem mehrschichtigen Verbundgebilde vereinigten Stoffbahnen bei einer Temperatur kalandert, bei der die aus Polyolefinfasern bestehende Schicht sintert oder schmilzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der aus drei Langsieben bestehenden Vorrichtung zur Herstellung von Karton oder Pappe die Ausgangsstoffe derart zuführt, daß das mittlere Langsieb mit einer Dispersion von Zellstoffasern beschichtet wird, während von den äußeren Langsieben das eine mit einem Gemisch aus dispergierten Zellstoff- und Polyolefinfasern, das andere mit einer Dispersion von Polyolefinfasern allein beschichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bereitung des Gemisches aus dispergierten Zellstoff- und Polyolefinfasern und bzw. oder als Dispersion aus Polyolefinfasern allein einen Polyäthylen-Ganzstoff verwendet.