WO2015169424A1 - Papiersack und leim für dessen herstellung - Google Patents

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Eduard Lisek
Jens STAMMS
Alexander Diener
Michael Merschmann
Gerhard Schulte
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    • C09J103/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • C08L23/08—Copolymers of ethene
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Definitions

  • the invention relates to a paper bag for particular fine-grained bulk material such as cement, gypsum, granules, animal feed or the like, as well as a glue for the production of such paper sacks.
  • Another aspect of the invention relates to the use of such a glue for the manufacture of paper sacks.
  • Generic paper sacks are known, for example from EP 1 858 769 B1.
  • the usual sizes 5 Kg, 10 Kg or 25 Kg are distributed in commerce. They have one or more paper layers which are formed from paper or a paper composite and / or coated paper. There may also be layers of other materials, such as. B. a plastic film in the case of EP 1 858 769 B1.
  • Individual paper surfaces are glued together with suitable glue to form the desired bag shape.
  • different types of material such as paper surfaces with coated paper surfaces or plastic films may be glued.
  • the present invention is therefore concerned with the task of further developing the glue used for the production of such paper sacks -that in such a way that the necessary drying time after the production of the paper sacks is shortened.
  • the invention is based on the known glue based on a starchy aqueous solution.
  • This glue is added according to the invention, a further adhesive which is incorporated with a proportion of more than 10% by weight of the known glue.
  • a further adhesive in the amount claimed not only the adhesive strength of the resulting glue is reinforced, but also achieved the desired reduction of the drying time.
  • a reduction of the drying time only occurs when the admixed adhesive has a weight percentage of more than 10% of the resulting glue.
  • the glue composition according to the invention is characterized by a comparatively very short drying time after paper bag production, so that the paper sacks produced can ideally be delivered shortly after production. At least, a shortening of the drying time of at least one to two weeks is achieved by the glue composition according to the invention.
  • the further admixed adhesive has a weight percentage of more than 10% to 50%, preferably at least 20%, or between 20% and 50% weight percent. The higher the added amount of additional adhesive, the further the drying time of the glue is shortened.
  • the conventional starch-containing glue for the production of paper sacks is mixed with a water-based glue to which a dispersion adhesive has been added.
  • a dispersion adhesive is, for example, ethyl vinyl acetate (EVA) and / or latex and / or one or more suitable polymer systems. Due to this advantageous composition of the novel glue, the resulting drying time can be significantly reduced.
  • composition of the glue according to the invention with a starch-water mixture having a weight percentage between 50% to 90% of the glue, preferably between 50% and 80% of the glue, while the proportion of the at least one added adhesive in the weight percent range of more than 10% and up to 50%, more preferably in the range between 20% and 50% by weight.
  • the limitation of the added amount of the at least one further adhesive is preferably to be defined in view of the rheological properties of the resulting glue desired for paper bag production.
  • a maximum proportion of the admixed adhesive of 50% is just a sufficient viscosity of the resulting glue, to be able to ensure the automated production of such paper bags with existing production facilities and manufacturing processes.
  • the glue is applied, in particular, by means of nozzles and / or rollers, etc., to the paper surfaces or material layers of the paper sacks to be glued and prepared for the gluing.
  • the maximum weight percentage of the added adhesive is determined taking into account its constituents.
  • the viscosity of the resulting glue which is as constant as possible, is about 70 to 80 seconds according to the Ford cup 8 mm.
  • the glue has a viscosity of about 75 seconds measured by Ford cup 8 mm.
  • the starch-water mixture proportionally added to the glue according to the invention comprises a starch weight fraction of between 20% to 30%, ideally about 25% by weight, while the water fraction preferably ranges between 70% to 80%, ideally 75% by weight of the starch-water mixture is.
  • the present invention also relates to the use of the glue for the production of paper sacks and a correspondingly produced paper sack for in particular fine-grained bulk material such as cement, gypsum, granules, animal feed or the like.
  • the paper bag comprises a bottom, preferably a cross or block bottom, and a top opposite the bottom.
  • a glue according to the present invention or an advantageous embodiment of the present invention is used for the bonding of certain material surfaces of the paper bag according to the invention.
  • the glue composition of the invention which is used for the bonding of the paper bag, the drying time of the paper bags can be significantly reduced, so that they can be shipped in the optimal case directly after production. But at least the drying time will be one to two Reduced weeks. Shortening the drying time allows customers to be supplied on a just-in-time basis, significantly reducing inventory costs, and compensating customers for sudden changes in deadlines, which obviously has the same advantages and properties as the glue of the present invention. which is why a repetitive description is omitted here.
  • the resulting paper bag also has a valve for filling the paper bag in the upper part, whose structure also by certain Klebe perennial- with the invention
  • the paper bag consists of several coated and / or uncoated paper layers, possibly combined with plastic films.
  • the glue according to the invention can be used, for example, for bonding different paper surfaces or for bonding different paper surfaces with and / or without coating, in particular PE coating.
  • FIGURE 1 shows a paper bag 10 according to the invention with a cross bottom 2 and a top part 3, the bottom 2 and the top part 3 being folded on the front side 5 of the paper bag 10. Not recognizable is the back of the bag 10, which is below the front 5.
  • a valve tube 4 is used for filling the paper bag 10.
  • the paper bag may include two layers of paper. Both paper layers are glued to the end in the region of their overlaps 19, 22 and thereby form a tube section between the upper part 3 and the bottom 2.
  • the paper bag can also be designed in one layer or with more than two layers.
  • the embodiment of Figure 1 shows a paper bag 10 with an outside coated paper surfaces, which is glued in the region of the overlap 22.
  • the embodiment according to FIG. 1 comprises a further inner layer, for example made of paper or a paper composite, which is glued in the region of its overlap 19.
  • a starch-water mixture is used as a glue, which is mixed with a dispersion glue (PE glue).
  • PE glue dispersion glue
  • the mixing ratio of the glue used can be varied depending on the application. In this case, a mixing ratio of about 50% starch-water mixture mixed with 50% dispersion size, wherein the amount of the attached dispersion adhesive application and / or process-dependent can be further reduced, for example to at least 20% by weight. However, the proportion should be more than 10% by weight, since otherwise no reduction of the drying time can be achieved.
  • the starch-water mixture may, for example, comprise about 25% by weight of starch and about 75% by weight of water.
  • the admixed dispersion size can be based on one or more of the constituents ethyl vinyl acetate, latex or another commercially available system, for example a polymer system.

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Abstract

Papiersack für insbesondere feinkörniges Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter oder Ähnliches, sowie Leim für dessen Herstellung, wobei der Leim eine stärkehaltige wässrige Lösung ist, wobei dem Leim wenigstens ein weiterer Klebstoff mit einem Anteil von mehr als 10% Gewichtsprozent beigemengt ist.

Description

Papiersack und Leim für dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Papiersack für insbesondere feinkörniges Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter oder Ähnliches, sowie einen Leim für die Herstellung derartiger Papiersäcke. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines derartigen Leims für die Herstellung von Papiersäcken.
Gattungsgemäße Papiersäcke sind bekannt, beispielsweise aus der EP 1 858 769 B1. Im Handel verbreitetet sind insbesondere die üblichen Größen 5 Kg, 10 Kg oder 25 Kg. Sie weisen eine oder mehrere Papierlagen auf, die aus Papier oder einem Papierverbund und/oder beschichtetem Papier gebildet sind. Es können auch Lagen aus anderen Materialien vorhanden sein, wie z. B. eine Kunststofffolie im Fall der EP 1 858 769 B1. Einzelne Papierflächen sind mit geeignetem Leim miteinander verklebt, um die gewünschte Sackform zu bilden. Auch können unterschiedliche Materialarten, beispielsweise Papierflächen mit beschichtetem Papierflächen bzw. Kunststoff-Folien verklebt sein.
Vorbekannt ist die Verleimung von Papiersäcken mit einem Leim aus reiner Stärke, beispielsweise ein Gemisch aus Kartoffel- bzw. Getreidestärke und Wasser. Der Nachteil dieser Verleimung liegt darin, dass durch den hohen Wasseranteil eine sehr lange Trocknungszeit nach der Herstellung des Papiersacks erforderlich ist. So wird eine ausreichende Trocknung oftmals erst nach drei, vier oder mehr Wochen erzielt, was hohe Lagerkosten beim Hersteller verursacht, da die Säcke beim Hersteller vor der Auslieferung in einem Trocknungslager gelagert werden müssen. Dies erschwert bzw. verhindert zudem eine„Just-in-time" Lieferung, da die Produktion wegen der langen Trocknungszeit vom Hersteller mehrere Wochen vor Auslieferung geplant werden muss.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, den verwendeten Leim für die Herstellung derartiger Papiersäcke -dahingehend weiterzuentwickeln, so dass die notwendige Trocknungszeit nach der Herstellung der Papiersäcke verkürzt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Leim gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Leims sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden abhängigen Unteransprüche 2 bis 6. Weiter wird die Aufgabe gelöst durch die erfindungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäßen Leims für die Herstellung von Papiersäcken gemäß dem Nebenanspruch 8 und einen Papiersack gemäß Nebenanspruch 9 mit vorteilhafter Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 10.
Die Erfindung geht von dem bekannten Leim basierend auf einer stärkehaltigen wässrigen Lösung aus. Diesem Leim wird erfindungsgemäß ein weiterer Klebstoff zugesetzt, der mit einem Anteil von mehr als 10% Gewichtsprozent dem bekannten Leim beigemengt wird. Durch das Hinzufügen eines weiteren Klebstoffes in der beanspruchten Menge wird nicht nur die Klebekraft des resultierenden Leims verstärkt, sondern zudem die gewünschte Verkürzung der Trocknungszeit erreicht. Eine Reduzierung der Trocknungszeit stellt sich allerdings erst dann ein, wenn der beigemengte Klebstoff einen Gewichtsprozentanteil von über 10% am resultierenden Leim hat. Die erfindungsgemäße Leimzusammensetzung zeichnet sich durch eine vergleichsweise sehr kurze Trocknungszeit nach der Papiersackherstellung aus, so dass die produzierten Papiersäcke im Idealfall kurz nach der Herstellung ausgeliefert werden können. Zumindest wird durch die erfindungsgemäße Leimzusammensetzung eine Verkürzung der Trocknungszeit von mindestens ein bis zwei Wochen erzielt.
Insbesondere hat der weitere beigemengte Klebstoff einen Gewichtsprozentanteil von mehr als 10% bis 50%, vorzugsweise von mindestens 20%, bzw. zwischen 20% und 50% Gewichtsprozent. Je höher die beigefügte Menge an zusätzlichem Klebstoff, desto weiter verkürzt sich die Trocknungszeit des Leims.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der konventionelle stärkehaltige Leim für die Herstellung von Papiersäcken mit einem wasserbasierten Leim, dem ein Dispersionskleber hinzugefügt ist, vermischt. Bestandteile des Dispersionsklebers sind beispielsweis Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA) und/oder Latex und/oder ein oder mehrere geeignete Polymer-Systeme. Durch diese vorteilhafte Zusammensetzung des neuartigen Leims lässt sich die resultierende Trocknungszeit maßgeblich reduzieren.
Besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Leims mit einem Stärke-Wasser-Gemisch, das einen Gewichtsprozentanteil zwischen 50% bis 90% des Leims, bevorzugt zwischen 50% und 80% des Leims aufweist, während der Anteil des wenigstens einen beigemengten Klebstoffs im Gewichtsprozentbereich von mehr als 10% und bis zu 50%, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 20% und 50% Gewichtsanteil liegt.
Die Begrenzung der beigemengten Menge des wenigstens einen weiteren Klebstoffes ist vorzugsweise im Hinblick auf die für die Papiersackproduktion gewünschten rheologischen Eigenschaften des resultierenden Leims zu definieren. Hier hat es sich gezeigt, dass bei einem maximalen Anteil des beigemengten Klebstoffes von 50% gerade noch eine ausreichende Viskosität des resultierenden Leims vorliegt, um die automatisierte Fertigung derartiger Papiersäcke mit bestehenden Produktionsanlagen und Herstellungsverfahren gewährleisten zu können. Hier ist zu berücksichtigen, dass der Leim insbesondere mittels Düsen und/oder Wälzen, etc. auf die zu verklebenden Papierflächen bzw. Materialschichten der Papiersäcke aufgetragen und für die Verklebung vorbereitet wird. Bevorzugt wird der maximale Gewichtsprozentanteil des beigemengten Klebstoffes unter Berücksichtigung seiner Bestandteile festgelegt.
Wichtig bei allen Mischverhältnissen ist eine möglichst gleichbleibende Viskosität des resultierenden Leims von ca. 70 bis 80 Sekunde nach Ford-Becher 8 mm gemessen. Idealerweise weist der Leim eine Viskosität von ca. 75 Sekunden nach Ford-Becher 8 mm gemessen auf.
Vorzugsweise umfasst das dem erfindungsgemäßen Leim anteilig beigefügte Stärke-Wasser-Gemisch einen Stärke-Gewichtsanteil von zwischen 20% bis 30%, idealerweise ca. 25% Gewichtsanteil auf, während der Wasseranteil vorzugsweise im Bereich zwischen 70% bis 80%, idealerweise 75% Gewichtsanteil des Stärke- Wasser-Gemisches liegt.
Neben dem erfindungsgemäßen Leim betrifft die vorliegende Erfindung zudem die Verwendung des Leims zur Herstellung von Papiersäcken sowie einen entsprechend hergestellten Papiersack für insbesondere feinkörniges Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter oder Ähnliches. Der Papiersack umfasst einen Boden, vorzugsweise einen Kreuz- oder Blockboden, und ein dem Boden gegenüberliegendes Oberteil. Für die Verklebung bestimmter Materialflächen des erfindungsgemäßen Papiersackes wird ein Leim gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eingesetzt.
Durch die erfindungsgemäße Leimzusammensetzung, die für die Verklebung des Papiersackes verwendet wird, kann die Trocknungszeit der Papiersäcke maßgeblich reduziert werden, so dass diese im Optimalfall direkt nach der Produktion versendet werden können. Zumindest aber wird die Trocknungszeit um ein bis zwei Wochen reduziert. Durch die Verkürzung der Trocknungszeit können Kunden beispielsweise„Just-in-time" beliefert werden. Die herstellerseitig anfallenden Lagerkosten werden deutlich reduziert. Zudem können plötzliche Terminverschiebungen von Kunden spontan kompensiert werden. Der Papiersack weist offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie der erfindungsgemäße Leim auf, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
Denkbar ist es, dass der resultierende Papiersack zudem ein Ventil für die Befüllung des Papiersackes im Oberteil aufweist, dessen Struktur ebenfalls durch bestimmte Klebeflächen- mit dem erfindungsgemäß
Es besteht die Möglichkeit, dass sich der Papiersack aus mehreren beschichteten und/oder unbeschichteten Papierlagen, ggf. kombiniert mit Kunststoff-Folien, zusammensetzt. Der erfindungsgemäße Leim kann beispielsweise zur Verklebung unterschiedlicher Papierflächen bzw. zur Verklebung von unterschiedlichen Papierflächen mit und/oder ohne Beschichtung, insbesondere PE-Beschichtung eingesetzt werden.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Die einzige Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Papiersack 10 mit einem Kreuzboden 2 und einem Oberteil 3, wobei der Boden 2 und das Oberteil 3 auf der Vorderseite 5 des Papiersacks 10 gefaltet sind. Nicht erkennbar ist dabei die Rückseite des Sackes 10, die unter der Vorderseite 5 liegt. Im Oberteil 2 ist ein Ventilschlauch 4 zum Befüllen des Papiersackes 10 eingesetzt.
Beispielsweise kann der Papiersack zwei Papierlagen umfassen. Beide Papierlagen sind endseitig im Bereich ihrer Überlappungen 19, 22 verklebt und bilden dadurch einen Schlauchabschnitt zwischen Oberteil 3 und Boden 2 aus. Der Papiersack kann jedoch auch einlagig oder mit mehr als zwei Lagen ausgestaltet sein. Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 zeigt einen Papiersack 10 mit einer außenlie- genden beschichteten Papierflächen, die im Bereich der Überlappung 22 verleimt ist. Zusätzlich umfasst das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 eine weitere innenliegende Lage, beispielsweise aus Papier oder einem Papierverbund, die im Bereich ihrer Überlappung 19 verklebt ist.
Einzelne Material- bzw. Papierlagen des Papiersackes 10 sind mit dem erfindungsgemäßen Leim verklebt, um die dargestellte Sackform auszubilden. So zum Beispiel im Bereich der Überlappungen 19, 22 oder an anderen Stellen des Papiersackes. Gegenüber dem herkömmlichen Leim, der auf einem Stärke-Wasser- Gemisch basiert, kann mittels des -erfindungsgemäße Leims die Trocknungszeit des Papiersackes 10 maßgeblich reduziert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Papiersack 10 wird als Leim ein Stärke-Wasser- Gemisch eingesetzt, das mit einem Dispersionsleim (PE-Leim) vermengt wird. Das Mischverhältnis des eingesetzten Leims kann anwendungsabhängig variabel gewählt werden. Dabei bietet sich ein Mischverhältnis von ca. 50% Stärke-Wasser- Gemisch versetzt mit 50% Dispersionsleim an, wobei die Menge des beigefügten Dispersionsleims anwendungs- und/oder verfahrensabhängig auch weiter reduziert werden kann, so zum Beispiel auf mindestens 20% Gewichtsprozent. Der Anteil sollte jedoch mehr als 10% Gewichtsprozent betragen, da ansonsten keine Reduzierung der Trocknungszeit erreicht werden kann. Das Stärke-Wasser-Gemisch kann seinerseits beispielsweise ca. 25 Gewichts-Prozent Stärke und ca. 75 Gewichts-Prozent Wasser aufweisen.
Wichtig bei allen Mischverhältnissen ist jedoch, dass eine möglichst gleichbleibende Viskosität von ca. 75 Sekunden nach Ford-Becher 8 mm gemessen erreicht wird, um keine Beeinträchtigung während der automatisierten Papiersackproduktion in Kauf nehmen zu müssen.
Der beigemengte Dispersionsleim kann auf einem oder mehrerer der Bestandteile Ethyl-Vinyl-Acetat, Latex oder einem anderen marktüblichen System, beispielsweise einem Polymer-System, basieren.

Claims

Patentansprüche
1. Leim für die Herstellung von Papiersäcken für Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter o. Ä., wobei der Leim eine stärkehaltige wässrige Lösung ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Leim wenigstens ein weiterer Klebstoff mit einem Anteil von mehr als 10% Gewichtsprozent des Leims beigemengt ist.
2. Leim nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Klebstoff einen Anteil von mehr als 10% bis maximal 50 % Gewichtsprozent, vorzugsweise von mindestens 20% hat, besondere bevorzugt in einem Bereich zwischen 20% und 50% Gewichtsprozent liegt.
3. Leim nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Klebstoff ein Dispersionsleim ist.
Leim nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dispersionsleim wenigstens einen der Klebstoffe Ethyl-Vinyl-Acetat, Latex oder ein oder mehrere Polymer-Systeme umfasst.
Leim nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leim ein Stärke- Wasser-Gemisch mit einem Gewichtsprozentanteil zwischen 50% bis 90%, bevorzugt zwischen 50% und 80%, aufweist und einen Gewichtsprozentanteil des wenigstens einen weiteren Klebstoffes von mehr als 10% bis maximal 50%, besonders bevorzugt zwischen 20% und 50% aufweist.
Leim nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärke-Wasser-Gemisch zwischen 20% bis 30%, idealerweise ca. 25 % Gewichtsanteil Stärke und zwischen 70% bis 80%, idealerweise 75% Gewichtsanteil Wasser umfasst.
Leim nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis derart gewählt ist, so dass sich eine gleichbleibende Viskosität des Leims von zwischen 70 bis 80 Sekunden, vorzugsweise ca. 75 Sekunden nach Ford-Becher 8mm gemessen einstellt.
Verwendung eines Leims nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Herstellung eines Papiersacks.
Papiersack für Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter o. Ä., mit einem Boden, vorzugsweise einem Kreuz- oder Blockboden, und mit einem dem Boden gegenüberliegenden Oberteil,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Papiersack mit einem Leim gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 verleimt ist.
10. Papiersack nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beschichtete und/oder unbeschichtete Papierflächen des Papiersackes miteinander und/oder Kunststoff-Folien mit Papierflächen des Papiersackes verklebt sind.
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