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Klebstoff auf der Basis von Wasserglas Zur Verklebung von wasserfesten
oder wasserabweisenden Papieren werden bisher unter anderem Caseinlösungen verwendet.
Das Wasserfestwerden der Klebverbindung wird dadurch erreicht, daß entweder zur
Auflösung des Caseins flüchtige Basen Verwendung finden oder daß der alkalischen
Caseinlösung solche Basen (wie z. B. Kalk) zugesetzt sind, die nach einiger Zeit
mit Casein wasserunlösliche Verbindungen ergeben. Die Mängel dieser Klebstoffe sind
entweder Geruchsbelästigung durch die flüchtigen Basen oder kurze Lebensdauer des
angesetzten Leimes durch Bildung von Calciumcaseinat.
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Ferner sind wasserlösliche Harnstoff-Formaldehyd-Harze bekannt, die
durch Zusatz eines sauren Härters nach dem Auftrocknen wasserunlöslich werden. Auch
hier ergibt sich der Nachteil, daß die mit dem Härter versetzte Harzlösung nur eine
begrenzte Lebensdauer besitzt, d. h. vorzeitig unbrauchbar wird.
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Für wasserfeste Verklebungen besteht besonderes Interesse bei der
Herstellung wasserfester Verpackungen aus hydrophobiertem Papier oder hydrophobierter
Pappe, da diese Verpackungen auch bei unverhofften Feuchtigkeitseinflüssen ihre
Standfestigkeit behalten sollen.
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Bei der Herstellung wasserfester Wellpappe z. B. scheidet die unveränderte
Anwendung der obengenannten Klebstoffe aus wirtschaftlichen Gründen aus. Wasserfeste
Wellpappe wird bis jetzt aus wasserfest imprägniertem Papier unter Verwendung von
Stärkeklebstoffen in Kombination mit wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen
oder anderen wasserlöslichen Kunstharzen hergestellt. Der Kunstharzanteil
beträgt
hierbei etwa 6 bis io °/o der Stärke und bewirkt eine gewisse Wasserfestigkeit der
Wellpappe, wobei jedoch die umständliche Herstellung der Stärkesuspension nachteilig
ins Gewicht fällt und außerdem die Haltbarkeit des Klebstoffes nach Zusatz des sauren
Härters auf i bis 2 Tage begrenzt ist.
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Es wurde auch versucht, das billigere Wasserglas, das bekanntlich
zur Wellpappenerzeugung dient, durch geeignete Zusätze zur wasserfesten Verklebung
von wasserfest geleimtem Papier brauchbar zu machen, wobei die im Wasserglas enthaltene
Kieselsäure in Freiheit gesetzt und wasserunlöslich gemacht wird. So wurde bereits
empfohlen, daß man das zur Verwendung kommende Papier vor dem Klebstoffauftrag mit
einer Aluminiumchloridlösung tränkt, wodurch die Ausfällung der Kieselsäure bewirkt
wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zwei Arbeitsgänge notwendig sind und
außerdem keine für die Praxis brauchbaren Ergebnisse erzielt wurden.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen eine wasserfeste Verbindung
ergebenden Klebstoff, insbesondere zum Verkleben von wasserfestem Papier oder wasserfester
Pappe, zu schaffen, wobei die erwähnten Mängel des Klebstoffes beseitigt werden,
d. h., der Klebstoff soll einfach herstellbar sein, eine gute Verklebung wasserfester
Papiere ergeben und außerdem eine unbegrenzte Lebensdauer haben.
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Der beanspruchte Klebstoff auf der Basis von Wasserglas weist einen
Gehalt an wasser- oder alkalilöslichen bzw. wasserunlöslichen Siliconen und gegebenenfalls
noch viskositätserhöhenden Mitteln, z. B. Kaolin und/oder Bentonit, auf.
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Wie Versuche ergeben haben, ist es zweckmäßig, als Zusatz für das
Wasserglas wasser- oder alkalilösliche Silicone zu verwenden, wobei auf ioo Gewichtsteile
Wasserglas etwa o,i bis 15 Gewichtsteile des oder der Silicone verwendet werden.
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Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das dem Wasserglas zugesetzte
wasser- oder alkalilösliche Silicon ein Methylsiloxan ist. Als besonders günstig
haben sich aus der Reihe der Methylsiloxane die wasser- oder alkalilöslichen Alkalisalze
- gegebenenfalls in Wasser oder Alkali gelöst - von vorzugsweise hochpolymeren Methylsiloxanen
mit Carbonsäuregruppen erwiesen. Diese Verbindungen haben den Vorteil, daß sie in
starken Basen, also auch in Wasserglas, leicht löslich und einen auf einfache Weise
herstellbaren Klebstoff mit der angestrebten langen Haltbarkeit ergeben. Ferner
haben die erwähnten Verbindungen eine hohe Wirksamkeit, so daß man mit verhältnismäßig
geringen Mengen eine ausgezeichnete wasserfeste Verklebung erreicht.
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An Stelle der wasser- oder alkalilöslichen Silicone können nach der
Erfindung auch wasserunlösliche Silicone verwendet werden. Welche von beiden zur
Anwendung kommen, richtet sich ganz nach dem technischen Verwendungszweck und nach
wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Es versteht sich, daß die Silicöne der erwähnten
Art, da sie sich in Wasser und Wasserglas nicht lösen, in das Wasserglas einemulgiert
sind.
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Zur Anpassung des erfindungsgemäßen Klebstoffs an die Saugfähigkeit
des wasserfesten oder wasserabweisenden Papiers ist es von Vorteil, dem Klebstoff
viskositätserhöhende Mittel, wie z. B. Kaolin oder Bentonit oder beide, zuzusetzen.
Durch die hohe Adsorptionsfähigkeit dieser Mittel wird die Abwanderung von Alkali
in das Papier unterbunden.
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Als zweckmäßig hat sich ein Zusatz von etwa i bis 3o Gewichtsteilen
solcher viskositätserhöhender Mittel auf ioo Gewichtsteile Wasserglas ergeben. Man
erhält einen Klebstoff mit einer solchen Viscosität, daß z. B. beim Verkleben von
Wellpappe, der Klebstoff auf dem wasserfesten Papier stehenbleibt und an den durch
die Wellung entstehenden Öffnungswinkeln zwischen Wellen- und Deckenbahn Schultern
bildet, die eine überaus hohe Stabilität der Wellpappe bewirken.
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Durch den Zusatz der Silicone zum Wasserglas wird außerdem der Vorteil
erzielt, daß das Wasserglas in seinen Eigenschaften nicht verändert wird und deshalb
auf den gleichen Maschinen verarbeitet werden kann, die man bisher für die üblichen
Wasserglasklebstoffe verwendet hat.
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Erfindungsgemäß werden die wasserfest machenden Mittel sowie die gegebenenfalls
notwendigen, die Viscosität erhöhenden Zusätze durch chargenweise Zugabe dem durch
Rührwerke bekannter Bauart in Bewegung gehaltenen Wasserglas, vorzugsweise unter
Luftabschluß, zugesetzt.
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In besonders gelagerten Fällen kann-der Klebstoff unmittelbar am Verbrauchsort
hergestellt werden, und zwar in der Weise, daß die wasserfest machenden Mittel sowie
die gegebenenfalls notwendigen, die Viskosität erhöhenden Zusätze dem kontinuierlich
zugeführten, in Bewegung befindlichen Wasserglas unmittelbar vor der Verarbeitung,
d. h. in einem an die Verarbeitungsmaschine, z.B. an eine Wellpappenmaschine, angeschlossenen
Mischer bekannter Bauart, einverleibt werden, wobei der Mischer das oder die wasserfest
machenden Mittel kontinuierlich, z. B. durch stufenlos regelbare Pumpen, und die
die Viskosität erhöhenden Zusätze über vollautomatisch arbeitende, ebenfalls regelbare
Aufgabevorrichtungen erhält und dieser Vorgang unter Luftabschluß erfolgt.
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Bei und nach dem Auftrocknen der Klebstoffschicht wirkt die Kohlensäure
der umgebenden Luft auf den Klebstoff ein, und hierbei werden Methylsiloxane ausgefällt.
Dadurch wird ein dünner, aber äußerst wasserabweisender Siliconfilm gebildet. Das
Wasserfestwerden erfolgt von selbst ohne weitere Nachbehandlung. Die mit dem neuen
Klebstoff verklebten Papiere bzw. hergestellten Kartonagen aus wasserfestem Papier
können nach dem Abbinden des Klebstoffes tagelang in Wasser eingetaucht werden,
ohne daß ein Auflösen der Klebstellen zu befürchten ist, was i besonders für Verpackungen
zum Transport von mit Flüssigkeit gefüllten Flaschen und für den Versand nach Übersee
und in Gegenden mit tropischem Klima von Wichtigkeit ist. Anwendungsbeispiel ioo
Gewichtsteile handelsübliches Natronwasserglas von 35 bis ¢5° B6 werden mit 3 Gewichtsteilen
einer Siliconlösung versetzt, die aus 2o Gewichtsteilen Natrium-Methylsiliconat
und 8o Gewichtsteilen einer
zo %igen Natronlauge besteht. Dieser
Klebstoff wird an Stelle von Wasserglas z. B. auf der Wellpappenmaschine zum Verkleben
der Wellen- und Deckenbahnen bei der Herstellung einseitiger oder zweiseitiger,
wasserfester Wellpappe verwendet.