[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von imprägnierten Papieren innerhalb
oder außerhalb der Papiermaschine, nach welchem den Papieren ein hoher Durchdringungswiderstand
gegen Fette und Öle verliehen wird.
[0002] Bekannt sind verschiedene Verfahren, welche geeignet sind, Papieren einen Durchdringungswiderstand
gegen Fette und Öle zu verleihen. Dabei handelt es sich um Verfahren, die sowohl innerhalb
der Papiermaschine als auch außerhalb der Papiermaschine Anwendung finden. Der Durchdringungswiderstand
gegen Fette und Öle kann bei den bekannten Verfahren unterschiedliche qualitative
Abstufungen erreichen, welche nach allgemein anerkannten und standardisierten Prüfverfahren
prüfbar sind.
[0003] Bekannt ist ein Verfahren, nach welchem eine Papierbahn, die aus Zellstofffasern
besteht, durch eine heiße, wässerige Zinkchloridlösung oder durch ein Schwefelsäurebad
geführt wird und dabei durch partielle Hydrolyse der Zellstoffe eine hohe Fettdichte
erzielt wird. Ein nach diesem Verfahren mit einem hohen Durchdringungswiderstand gegen
Fette und Öle ausgerüstetes Papier ist nicht mehr recycelbar.
[0004] Bekannt sind weiterhin Verfahren, bei denen zur Erzeugung eines hohen Durchdringungswiderstandes
gegen Fette und Öle Chromsalze der Fettsäuren verwendet werden. Nach diesen Verfahren
behandelte Papiere enthalten Chrom als Schwermetall und gelten somit als gesundheitsschädlich,
sofern damit Nahrungsmittel verpackt werden.
[0005] Bekannt sind auch Verfahren, nach welchen Papiere innerhalb oder außerhalb der Papiermaschine
mit Imprägniermedien imprägniert werden, die zur Erzeugung des gewollten Durchdringungswiderstandes
gegen Fette und Öle organische Fluorverbindungen verwenden. Diese organischen Fluorverbindungen
werden dabei nur mit Wasser verdünnt, oder in Kombination mit Lösungen von Bindemitteln
und/oder Dispersionen von synthetischen Polymeren in das Papier eingebracht. Der mit
den organischen Fluorverbindungen erreichbare Durchdringungswiderstand gegen Fette
und Öle ist hoch, gemessen nach allgemein anerkannten und standardisierten Prüfverfahren,
jedoch migrieren die organischen Fluorverbindungen in das Verpackungsgut.
[0006] Handelt es sich bei diesem Verpackungsgut um ein Nahrungsmittel oder ein Tierfutter,
gelangen diese organischen Fluorverbindungen in die Nahrungskette. Da sie jedoch weder
vom menschlichen oder vom tierischen Stoffwechsel abgebaut werden, verbleiben sie
im Körper. Dabei stehen sie in Verdacht, menschliches und tierisches biologisches
Erbgut zu schädigen. Außerdem werden diese Papiere wegen ihrer Verwendung zur Verpackung
von trockenen oder feuchten, fettenden Nahrungsmitteln regelmäßig nassfest ausgerüstet
und hierfür werden Epichlorhydrinharze verwendet, welche die gesundheitsschädlichen
Substanzen Monochlorpropandiol (MCPD) und Dichlorpropanol (DCP) enthalten.
[0007] Bekannt sind weiterhin Verfahren, nach denen die Papierbahn innerhalb oder außerhalb
der Papiermaschine mit Lösungen von nativen und/oder synthetischen Polymeren, Paraffinen
und Wachsen imprägniert werden. Dabei handelt es sich um Lösungen von Stärken und
Stärkederivaten und/oder Galaktomannanen und/oder Polyvinylalkoholen und/oder Carboxymethylcellulosen
und/oder Lösungen von anderen synthetischen Polymeren außer Polyvinylalkoholen, beispielsweise
anionischen Polyacrylamiden.
[0008] Ein nach einem solchen Verfahren hergestelltes Papier verfügt nur über eine niedrige
Fettdichte, geprüft nach allgemein anerkannten und standardisierten Prüfverfahren.
[0009] Bekannt sind ebenfalls noch Verfahren, nach denen das Papier innerhalb oder außerhalb
der Papiermaschine mit wässrigen Dispersionen von Paraffinen und/oder Wachsen imprägniert
wird und damit die Fettdichte erzeugt wird. Die so behandelten Papiere sind nicht
mehr recycelbar, sofern so große Mengen Verwendung finden, dass eine Fett- und Ölbarriere
erreicht wird.
[0010] Bekannt sind weiterhin Verfahren, nach denen das Papier innerhalb oder außerhalb
der Papiermaschine in der Oberfläche versiegelt wird. Hier wird der hohe Durchdringungswiderstand
gegen Fette und Öle auf dem Wege der zwingend notwendigen geschlossenen Filmbildung
erzielt. Als Mittel hierzu werden Polymerdispersionen und/oder Wachsdispersionen und/oder
Paraffindispersionen verwendet. Papiere die nach diesen Verfahren hergestellt werden,
sind nicht mehr recycelbar. Wird eine Kombination aus Polyolefindispersionen und Wachsdispersionen
bzw. Paraffindispersionen verwendet, leidet mit zunehmendem Anteil der Wachs- bzw.
Paraffindispersionen auch die Bedruckbarkeit des Papiers.
[0011] Bekannt sind weiterhin Verfahren, nach welchen mit Schmelzen von Polymeren und/oder
Wachsen und/oder Hotmelts und/oder Paraffinen Papieren auf dem Weg der Extrusionsbeschichtung
hohe Durchdringungswiderstände gegen Fette und Öle verliehen werden.
[0012] Diese Extrusionsbeschichtung ist nur außerhalb der Papiermaschine möglich. Nach diesen
Verfahren hergestellte Papiere sind nicht mehr recycelbar.
[0013] Bekannt sind außerdem Verfahren, nach denen für die Erzeugung des Durchdringungswiderstandes
gegen Fette und Öle hydrierte Fettsäuren verwendet werden. Die Patentschrift
DE 41 33 716 Cl beschreibt ein solches Verfahren. Demnach erfolgt die Beschichtung aus der Schmelze
der hydrierten Fettsäure heraus auf einer separaten Beschichtungsanlage außerhalb
der Papiermaschine. Auf diese Weise hergestellte Papiere sind nicht mehr bedruckbar.
[0014] Bekannt sind schließlich noch Verfahren, Papiere durch eine besonders hohe Ausmahlung
ihrer Faserstoffe auf dem Wege der mechanischen Pergamentierung eine kurzzeitig wirksame
Barriere gegen Fette und Öle zu verleihen. Die
EP 1170418 A1 beschreibt eine Beschichtung für fettbeständiges Papier mit einer speziellen hydrophob
modifizierten Stärke.
[0015] EP 0 697 622 A1 und
EP 0 545 043 A1 offenbaren die Beschichtung von Papieren mit einem hydrophobierenden Leimungsmittel
wie Polyolfinen und Polyvinylalkoholen als wasserlöslichem Harz. Diese Papiere sind
als fotographische Schichtträger geeignet; Informationen über deren Durchdringungswiderstand
gegen Öle oder Fette sind diesen Publikationen nicht zu entnehmen. Als wasserlöslicher
Bestandteil des Leimungsmittels ist lediglich Polyvinylalkohol offenbart.
[0016] Die Erfindung hat sich zum Ziel gestellt, einem Papier auf dem Wege einer neuartigen
Gestaltung der chemischen Technologie einen hohen Durchdringungswiderstand gegen Fette
und Öle zu verleihen, es dabei recycelbar bleibt, bedruckbar bleibt und keine gesundheitsschädlichen
Substanzen, wie Schwermetalle, Fluorcarbonverbindungen, Monochlorpropandiol, Dichlorpropanol
oder Formaldehyd rezepturbedingt enthält.
[0017] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Papier bereitzustellen, welches über
einen hohen Durchdringungswiderstand gegen Fette und Öle verfügt, das sich gut recyceln
lässt gut bedruckbar und frei von den oben erwähnten schädlichen Stoffen ist, sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Papiers anzugeben.
[0018] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Papier nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 11 gelöst.
[0019] Der Mahlgrad wird als Schopper-Riegler-Zahl (°SR) nach ISO 5267-1 bestimmt. Erfindungsgemäß
wird ein Wert von 65 - 90 °SR, insbesondere von 78 - 82 °SR bevorzugt. Es ist auch
möglich, geringwertige Papiere (Karton) mit einem Mahlgrad von 15 - 65 °SR, insbesondere
30 bis 65 °SR einzusetzen.
[0020] Zur Masseleimung können die in der Papierindustrie üblichen Leimsysteme wie Alkenylbernsteinsäureanhydrid
(ASA), Alkyl-Keten-Dimere (AKD) oder Harzleime (Baumharz) verwendet werden.
[0021] Das zur Leimung verwendete Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) ist beispielsweise
ein Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid und α-Olefinen mit 16 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 0,3 Masse-%, vorzugsweise
0,1 Masse-%, bezogen auf das trockene Papier, eingesetzt. Dazu wird es mit Hilfe eines
Schutzkolloids, beispielsweise kationische Stärke, emulgiert. Eine Darstellung dieser
sog. ASA-Leimung mit weiteren Zitaten gibt beispielsweise
T. Gliese, Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) als Leimungsmittel, Das Papier 2003,
T141-T145.
[0022] Die Behandlung mit der wässrigen Imprägnierflotte kann sowohl in der Papiermaschine
als auch außerhalb derselben erfolgt sein. Neben dem Bindemittelsystem kann die Flotte
noch weitere Hilfsstoffe wie Vernetzer, Komplexbildner usw. enthalten.
[0023] Das Bindemittelsystem besteht aus wasserlöslichen Bindemitteln und ggf. wasserunlöslichen
Polymeren. Wasserunlösliche Polymere sind bevorzugt Polyacrylnitrile, Polyacrylate,
Polyvinylacetate und Polystyrol-Polyacrylat-Copolymerisate. Ihr Anteil sollte nicht
so groß sein, daß das Papier nicht mehr recycelbar ist und beträgt erfindungsgemäß
höchstens 20 Masse-%.
[0024] Wasserlösliche Bindemittel sind erfindungsgemäß bevorzugt carboxylgruppenhaltige
Polyvinylalkohole (Vinylalkohol-Carbonsäure-Copolymerisate), Ethylen-Vinyl-alkohol-Copolymerisate,
acetalisierte Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisate, acetalisierte Polyvinylalkohole,
Polyvinylbutyrale, Silanolgruppen-haltige, kationisch modifizierte Polyvinylalkohole,
acetalisierte Silanolgruppen-haltige, acetalisierte kationisch modifizierte Polyvinylalkohole,
acetalisierte carboxylgruppenhaltige Polyvinylalkohole, Gelatine, Galaktomannane,
Alginate, Carboxymethylcellulose sowie Mischungen aus mehreren aus diesen Stoffklassen
ausgewählten Bindemitteln.
[0025] Zur Acetalisierung der optional Silanolgruppen-haltigen, carboxylgruppenhaltige Polyvinylalkohole
oder kationisch modifizierten Polyvinylalkohole und der Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisate
können C1-C10-Alkanale oder substituierte oder unsubstituierte aromatische Aldehyde,
jeweils einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden. Besonders geeignet sind Formaldehyd,
Acetaldehyd, Propionaldehyd, Benzaldhyd und/oder Benzaldhydsulfonsäure als Alkalisalz
(Natriumsalz).
[0026] Besonders bevorzugt umfaßt das Bindemittelsystem Polyvinylalkohol und Gelatine. Dabei
wird solche Gelatine bevorzugt, deren wäßrige Lösung mit 0,1 Masse-% bei 24 °C eine
Oberflächenspannung von weniger als 42 mN/m hat. Vorteilhaft ist eine Kombination
dieser Komponenten mit carboxylgruppenhaltigen Polyvinyl-alkohol und/oder mindestens
eine Verbindung der Gruppe Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, acetalisiertes Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat,
acetalisierter Polyvinylalkohol, acetalisierte Silanolgruppen-haltige, acetalisierte
kationisch modifizierte Polyvinylalkohole und/oder Polyvinylbutyral.
[0027] Ebenfalls bevorzugt ist der Polyvinylalkoholanteil des Bindemittelsystems durch ein
Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Polyvinylalkoholen realisiert, von denen
mindestens einer eine Viskosität von weniger, der andere bzw. die anderen eine von
mehr als 35 mPa.s aufweist. Unter Viskosität von Polyvinylalkohol wird in dieser Anmeldung
die nach DIN 53015 an einer wässrigen Lösung mit 4 Masse-% bei 20 °C gemessene Viskosität
verstanden.
[0028] Bevorzugt enthält die Imprägnierflotte zur Herstellung des erfindungsgemäßen Papierbogens
ein Vernetzungsrnittel, besonders bevorzugt Glyoxal in einer Konzentration von 2 bis
15 Masseprozent, bezogen auf die Gesamtmenge von Bindemittel und Vernetzer.
[0029] Die Konzentration der Imprägnierflotte liegt vorteilhaft zwischen 2 und 15, bevorzugt
zwischen 5 und 7,5 Masseprozent Trockensubstanz.
[0030] Das Auftragsgewicht der Imprägnierflotte, berechnet als Trockensubstanz, liegt vorteilhaft
zwischen 0,3 und 1,5 g/m
2 je Seite.
[0031] Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Papierbogens umfasst die Herstellung
eines Rohpapiers aus Zellstoff, Holzstoff oder recycliertem Altpapier mit den vorgenannten
Mahlgraden, die Leimung dieses Papiers in der Masse, insbesondere mit Alkenylbernsteinsäureanhydrid
(ASA), und die Imprägnierung des geleimten Rohpapiers mit einer Imprägnierflotte,
die ein Bindemittelsystem aus 80 bis 100 Masseteilen wasserlöslichen Bindemitteln
und 20 bis 0 Masseteilen wasserunlöslicher Polymere in Dispersion enthält.
[0032] Die Imprägnierung kann sowohl in der Papiermaschine als auch außerhalb derselben
erfolgen. Übliche Vorrichtungen, z. B. Leimpressen, Filmpressen etc. können hierzu
verwendet werden. Vorzugsweise wird das Rohpapier vor der Imprägnierung auf einen
Trockengehalt von 95 bis 99 % getrocknet. Nach der Imprägnierung schließt sich ebenfalls
ein Trocknungsvorgang auf die gewünschte Endfeuchte an.
[0033] Neun bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Imprägnierflotte sind in
Tabelle 1 aufgeführt. Die dafür brauchbaren wasserlöslichen Bindemittel sind wie folgt
charakterisiert:
Polyvinylalkohol (PVA) durch die nach DIN 53015 an einer wässrigen Lösung mit 4 Masse-%
bei 20 °C bestimmte Viskosität, (in mPa.s) und den Hydrolysegrad, ausgedrückt in %
an hydrolysierten Vinylacetatgruppen. Geeignete Produkte werden beispielsweise unter
den Marken Mowiol und Poval von Kuraray Specialties Europe vertrieben.
[0034] Carboxylgruppenhaltiger Polyvinylalkohol (PVA-C) ebenfalls durch Viskosität und Hydrolysegrad
wie oben. Geeignete Produkte sind die Typen KL-318 und KL-506 von Kuraray Specialties
Europe.
[0035] Kationisch modifizierter Polyvinylalkohol (PVA-K) ebenfalls durch Viskosität und
Hydrolysegrad wie oben. Geeignete Produkte sind die Typen CM-318, C-118 und C-506
von Kuraray Specialties Europe.
[0036] Silanolgruppen-haltige Polyvinylalkohol (PVA-R) ebenfalls durch Viskosität und Hydrolysegrad
wie oben. Geeignete Produkte sit z.B. der Typ R-1130 von Kuraray Specialties Europe.
[0037] Ethylen-vinylalkohol-Copolymer (PEVA) ebenfalls durch Viskosität und Hydrolysegrad.
Geeignete Produkte werden unter der Marke Exceval von Kuraray Specialties Europe vertrieben
beispielsweise der Typ HR-3010. PEVA kann durch Copolymerisation von Vinylacetat und
Ethylen sowie nachfolgende Hydrolyse der Vinylacetat- zu Vinylalkoholeinheiten hergestellt
werden.
[0038] Acetalisierte Polyvinylalkohole wie Polyvinylbutyral (PVB) ebenfalls gekennzeichnet
durch Viskosität, Hydrolysegrad und Acetalisierungsgrad. Zur Wahrung der Wasserlöslichkeit
beträgt der Acetalisierungsgrad dabei höchstens 30 Mol%.
[0039] Die erfindungsgemäß einsetzbaren acetalisierten Polyvinyl-alkohole wie Polyvinylbutyral
werden durch Acetalisierung eines durch Hydrolyse hergestellten Polyvinylacetats gewonnen.
Als Polyvinylacetat können Homopolymere des Vinylacetat als auch Copolymere von Olefinen
wie Ethylen, Proplyen oder weiteren α-Olefinen mit Vinylacetat eingesetzt werden.
Die nach Hydrolyse erhaltenen Polymere enthalten 0 bis 15 Mol% Olefineinheiten, 50
bis 99,9 Mol%, bevorzugt 75 bis 99,9 Mol %, besonders bevorzugt 85 bis 99,9 Mol% Vinylalkoholeinheiten
und 0,1 bis 50 Mol%, bevorzugt 0,1 bis 25 Mol%, besonders bevorzugt 0,1 bis 15 Mol%
Vinylacetateinheiten. Die Acetalisierung mit den genannten Aldehyden erfolgt bis zu
einem Acetalisierungsgrad von 1 bis 30 Mol%, bevorzugt 1 bis 20 Mol%. Analog können
die beschriebenen Silanolgruppen-haltigen, Carboxylgruppen-haltigen und kationisch
modifizierten Polyvinylalkohole acetalisiert werden.
[0040] Gelatine durch ihre Oberflächenspannung in mN/m, gemessen an einer wässrigen Lösung
mit 0,1 Masse-% bei 24 °C. Geeignete Produkte sind die Typen GELITA Imagel MA (39
mN/m) und GELITA Imagel BP (56 mN/m, Marken der Stoess AG).
[0041] Carboxymethylcellulose (CMC) ist in handelsüblicher Form brauchbar.
[0042] Alginat kann als Natriumalginat, beispielsweise erhältlich von Kimica Corp., Japan,
verwendet werden.
[0043] Die in Tabelle 1 aufgeführten Rezepturen umfassen Masseanteile an der Trockensubstanz
der Imprägnierflotte, die außerdem im Wesentlichen nur Wasser enthält. Der Trockengehalt
der Flotte kann zwischen 2 und 15 Masse-%, bevorzugt zwischen 5 und 7,5 Masse-% liegen.
Neben den geeigneten Mengenbereichen sind für jeden Bestandteil bevorzugte Werte angegeben.
[0044] Die erfindungsgemäßen Impägnierflotten lassen sich durch Lösen der Bestandteile in
Wasser bei 90 bis 95 °C, ggf. nach Quellen von einzelnen der trockenen Bestandteile
in kaltem Wasser, herstellen.

[0045] Die so hergestellten Imprägnierflotten werden auf ein Rohpapier aus Zellstoff mit
einem Mahlgrad von 65 bis 90 °SR, bevorzugt 78 - 82 °SR, das mit Alkylenbernsteinsäure
massegeleimt wurde, innerhalb oder außerhalb der Papiermaschine auf einer oder auf
beiden Seiten aufgetragen. Ein bevorzugter Bereich des Auftragsgewichts liegt zwischen
0,3 und 1,5 g/m
2 je Seite, berechnet als Trockensubstanz in der Flotte.
[0046] Die Imprägnierung der Papierbahn erfolgt dabei unter Anwendung eines der allgemein
bekannten Auftragsverfahren innerhalb oder außerhalb der Papiermaschine und anschließender
Trocknung der Bahn an Trockenzylindern oder auch kontaktlos, z.B. in Schwebetrocknern.
[0047] Die Erfindung lässt sich in einem weiten Bereich von Flächengewichten des Rohpapiers
ausführen. Bevorzugt sind Papiere oder mit 28 - 350 g/m
2.
[0048] Überraschend wurde festgestellt, dass eine auf die erfindungsgemäße Weise hergestellte
Papierbahn über einen hohen Durchdringungswiderstand gegen Fette und Öle verfügt,
gemessen nach allgemein anerkannten und standardisierten Prüfverfahren wie in den
Beispielen 1 bis 3, obwohl die Einzelkomponenten Polyvinylalkohol oder Gelatine oder
CMC oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder Alginate oder Galaktomannane oder Stärkederivate
nur geringwertige Durchdringungswiderstände gegen Öle uns Fette entwickeln.
[0049] Überraschend wurde außerdem gefunden, dass die auf die erfindungsgemäße Weise hergestellten
Papiere über eine Nassfestigkeit von 5 bis 20%, bestimmt nach DIN ISO 3781 verfügen,
ohne dass Nassverfestiger verwendet werden müssen.
Ausführungsbeispiele
[0050] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen folgende Beispiele dienen, wobei die
Beispiele 1 und 2 den Stand der Technik beschreiben und das Beispiel 3 das erfindungsgemäße
Verfahren beschreibt. Die Beispiele 4 bis 14 betreffen erfindungsgemäß verwendbare
Polymere, Beispiele 15 bis 30 die mit diesen Polymeren imprägnierte Papiere.
[0051] Die am fertigen Papier ermittelten maßgeblichen Prüfergebnisse sind aus der Tabelle
2 ersichtlich. Die in den Beispiele beschriebenen Imprägniermedien wurden mit einer
Leimpresse auf ungeleimtes Rohpapier (Beispiel 1 und 2 - Stand der Technik) aufgetragen,
während im Beispiel 3 die Imprägnierflotte mit einer Leimpresse auf alkenylbernsteinsäureanhydridgel
eimtes Rohpapier (erfindungsgemäß) aufgetragen wird.
[0052] Alle in den Beispielen 1, 2 und 3 genannten Rohpapiere werden aus Zellstoffen hergestellt,
denen ein Mahlgrad von 78 °SR bis 82 °SR verliehen wurde. Die Imprägnierung erfolgt
bei einer Geschwindigkeit der Papierbahn von ca. 600 m/min. Der Auftrag erfolgt beidseitig
der Papierbahn. Die Trocknung nach der Imprägnierung erfolgt zunächst kontaktlos in
einem Infrarottrockner und danach mit Trockenzylindern.
[0053] Beispiel 1 gemäß dem Stand der Technik:
Es wird eine Papierbahn hergestellt aus Faserstoffen wie oben beschrieben. Dieser
Faserstoffsuspension werden 2 %, bezogen auf das Papier, einer 12%igen Epichlorhydrinharz
lösung zugefügt, um dem Papier eine gewollte Nassfestigkeit zu verleihen. Die vorgetrocknete
Papierbahn wird mit einem Trockengehalt von 95 bis 99 % in einer Leimpresse mit einer
Imprägnierflotte imprägniert, die aus 2 Masseteilen Komplexbildnerlösung, 10 Masseteilen
Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 28 mPa.s, bestimmt wie oben beschrieben,
und einem Hydrolysegrad von 99 %, 6,5 Masseteilen CMC mit einer mittleren Viskosität,
6,5 Masseteilen eines Galaktomannans, 65 Masseteilen eines Kartoffelstärkeesters mit
filmbildenden Eigenschaften (Perfectamyl 150A - Avebe), 10 Masseteilen einer Glyoxallösung
von 40%-iger Konzentration und 25 Masseteilen einer 33%-igen Lösung von Fluorcarbonen
(Cartafluor UHC - Clariant AG oder Baysize FCP - Bayer AG) sowie Wasser besteht. Die
Imprägnierflotte besitzt einen pH-Wert von 7,0 bis 7,3, eine Viskosität von 27 bis
30 s Auslaufzeit aus dem Fordbecher, Düse 4 mm, bei 20°C und eine Konzentration an
Trockensubstanz von 6,4 bis 6,5 %. Das Auftragsgewicht auf das Rohpapier beträgt 0,9
g/m2 pro Seite, also insgesamt 1,8 g/m2. Die Papierbahn wird nach der Imprägnierung erneut getrocknet auf einen Endtrockengehalt
von 93 %.
[0054] An diesem Papier werden folgende Durchdringungswiderstände gegen Öle und Fette ermittelt
(vergleiche auch Tabelle 1):
Fettdichte nach DIN 53116
| Stufe V: |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe IV: |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe III : |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe II: |
2 Durchschläge |
| Stufe I: |
30 Durchschläge, davon 10 größer als 1 mm2 |
[0055] Bei der Prüfmethode nach DIN 53116 wird mittels einer Schablone auf einer Fläche
von 50 cm
2 rot gefärbtes Palmkernfett auf den Prüfling aufgetragen. Die Stufe V gibt die Durchschläge
nach 10 min an, die an einem untergelegten weißen Papierblatt ausgezählt werden. Die
Stufe IV wird ebenfalls nach einer Prüfdauer von 10 min ermittelt, jedoch wurde das
Palmkernfett mit einem Druck von 20 N/cm
2 belastet. Die gleiche Belastung wird bei den Stufen III, II, und I angewendet, jedoch
beträgt dann die Prüfdauer 60 min (Stufe III); 24 Stunden (Stufe II) und 36 Stunden
(Stufe I).
[0056] Fettdichte nach Tappi T454: t > 1800 s.
[0057] Bei dieser Prüfmethode Tappi T454 wird ein definiertes Häufchen eines definierten,
trockenen Sandes auf dem Prüfling platziert, dieses Häufchen wird dann mit 1,1 ml
rot gefärbten Terpentinöl beträufelt. Es wird dann die Zeit in Sekunden gemessen und
als Ergebnis genannt, nach der sich auf einem unter dem Prüfling befindlichen weißen
Papierblatt der erste rote Durchschlag zeigt.
[0058] Entsprechend Tappi T454 entspricht eine Zeit von 1800 s einem hohen Durchdringungswiderstand
gegen Fette uns Öle.
[0059] Auf Grund der Verwendung von Epichlorhydrinharzen zur Nassverfestigung enthält das
Papier die kritischen Substanzen Monochlorpropandiol und Dichlorpropanol in rechtlich
zulässiger Menge. Außerdem enthält es organisch gebundenes Fluor, das im Verdacht
steht, erbgutschädigend zu wirken.
[0060] Beispiel 2 gemäß dem Stand der Technik:
Es wird eine Papierbahn hergestellt aus Faserstoffen wie in Beispiel 1 beschrieben.
Dieser Faserstoffsuspension werden ebenfalls wie in Beispiel 1 0,5 bis 2 % bezogen
auf das Papier einer 12%igen Epichlorhydrinharzlösung zugefügt, um dem Papier eine
gewollte Nassfestigkeit zu verleihen.
[0061] Die vorgetrocknete Papierbahn wird nun mit einem Trockengehalt von 95 bis 99% in
einer Leimpresse mit einer Imprägnierflotte imprägniert, die aus 12 Masseteilen Polyvinylalkohol
mit einer viskosität von 28 mPa.s, bestimmt wie oben, und einem Hydrolysegrad von
99 %, 7 Masseteilen CMC mit einer mittleren Viskosität, 7 Masseteilen eines Galaktomannans,
70 Masseteilen eines Kartoffelstärkeesters mit filmbildenden Eigenschaften und 10
Masseteilen einer 40 %-igen Glyoxallösung sowie Wasser besteht.
[0062] Die Imprägnierflotte enthält keine Fluorcarbonverbindungen. Sie besitzt einen pH-Wert
von 6,2 - 6,8, eine Viskosität von 24 bis 27 s Auslaufzeit aus dem Fordbecher, Düse
4 mm, und einer Konzentration an Trockensubstanz von 6,1 bis 6,3 %. Das Auftragsgewicht
auf das Rohpapier beträgt 0,6 g/m
2 pro Seite, also 1,2 g/m
2 insgesamt. Die Papierbahn wird nach der Imprägnierung erneut getrocknet auf einen
Endtrockengehalt von 93 %.
[0063] Am nach Beispiel 2 imprägnierten, fertigen Papier werden folgende Durchdringungswiderstände
gegen Fette und Öle ermittelt (vergleiche auch Tabelle 1):
Fettdichte nach DIN 53116
| Stufe V: |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe IV: |
65 Durchschläge, davon 16 größer als 1 mm2 |
| Stufe III,II,I : |
großflächige Durchschläge |
[0064] Fettdichte nach Tappi T454: t = 20 sec.
[0065] Aufgrund der Verwendung von Epichlorhydrinharzen zur Nassverfestigung enthält das
Papier Monochlorpropandiol und Dichlorpropanol in rechtlich zugelassener Menge. Es
besitzt jedoch nur geringen Durchdringungswiderstand gegen Fette und Öle.
Beispiel 3 - erfindungsgemäß
[0066] Es wird eine Papierbahn hergestellt aus Faserstoffen wie in Beispiel 1 beschrieben.
Der Faserstoffsuspension wird kein Epichlorhydrinharz zugefügt, jedoch werden der
Faserstoffsuspension 0,1 % Alkenylbernsteinsäureanhydrid (Baysize 18 - Bayer) und
0,9 % kationische Kartoffelstärke (HI-CAT 145 - Roquette Frères), bezogen auf Papier
zugesetzt.
[0067] Die vorgetrocknete Papierbahn wird nun mit einem Trockengehalt von 96 bis 99 % in
der Leimpresse mit einer Imprägnierflotte imprägniert, die sich zusammensetzt aus
7 Masseteilen eines Polyvinylalkohols mit einer Viskosität von 15 mPa.s, bestimmt
wie oben, und einem Hydrolysegrad von 79 %, 25 Masseteilen eines Polyvinylalkohols
mit einer viskosität von 28 mPa.s und einem Hydrolysegrad von 99 %, 12 Masseteilen
eines Polyvinylalkohols mit einer viskosität von 40 mPa.s und einem Hydrolysegrad
von 88 %, 15 Masseteilen eines Polyvinylalkohols mit einer viskosität von 56 mPa.s
und einem Hydrolysegrad von 88 %, 15 Masseteilen eines carboxylgruppenhaltigen Polyvinylalkohols
mit einer Viskosität von 18 mPa.s und einem Hydrolysegrad von 84 %, 17 Masseteilen
einer Gelatine mit einer Oberflächenspannung von 38 mN/m, gemessen wie oben beschrieben,
3 Masseteilen eines Ethylen-Vinylalkohol-Copolymers mit einer Viskosität von 18 mPa.s
und einem Hydrolysegrad von 98 % (gemäß Bsp. 10 oder 11) und 15 Masseteilen einer
40%-igen Lösung von Glyoxal zur Vernetzung der Komponenten sowie Wasser. Die Imprägnierflotte
besitzt einen pH-Wert von 6,4 bis 6,9, eine Viskosität von 30 bis 32 s Auslaufzeit
aus dem Fordbecher, Düse 4 mm, und eine Konzentration von 7,2 bis 7,4 %. Der Trockenauftrag
betrug 1,2 g/m
2 je Seite.
[0068] Die Papierbahn wird nach der Imprägnierung erneut getrocknet auf einen Endtrockengehalt
von 93 %. An dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Papier werden
folgende Durchdringungswiderstände gegen Fette und Öle ermittelt (vergleiche auch
Tabelle 2):
Fettdichte nach DIN 53116
| Stufe V: |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe IV: |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe III : |
keine Durchlässigkeit |
| Stufe II: |
3 Durchschläge |
| Stufe I: |
28 Durchschläge |
| Fettdichte nach Tappi T454: |
t > 1800 s. |
| Nassfestigkeit: |
5 %. |
Tabelle 2: Rezepturen und Prüfergebnisse der Beispiele
| |
Beisp.1 |
Beisp.2 |
Beisp.3 |
| |
SdT |
SdT |
Erfindung |
| Epichlorhydrinharz 12% |
2 |
2 |
0 |
| Leimung |
keine |
keine |
ASA |
| Flächengewicht g/m2 |
40 |
40 |
40 |
| Rezeptur der Imprägnierflotte |
|
|
|
| PVA 15 mPa.s, 79% |
|
|
7 |
| PVA 28 mPa.s, 99% |
10 |
12 |
25 |
| PVA 40 mPa.s, 88% |
|
|
12 |
| PVA 56 mPa.s, 88% |
|
|
15 |
| PVA-C, 18 mPa.s, 84% |
|
|
15 |
| PEVA, 16-20 mPa.s,98% |
|
|
3 |
| Gelatine 38 mN/m |
|
|
17 |
| CMC |
6,5 |
7 |
|
| Kartoffelstärkeester |
65 |
70 |
|
| Galactomannan |
6,5 |
7 |
|
| Glyoxal |
4 |
4 |
6 |
| Fluorcarbon |
8 |
|
|
| Auftragsgewicht (g/m2 je Seite) |
0,9 |
0,6 |
1,2 |
| Prüfergebnisse |
|
|
|
| Fettdichte nach DIN 53116 |
|
|
|
| Stufe V |
0 |
0 |
0 |
| Stufe IV |
0 |
65/16 |
0 |
| Stufe III |
0 |
GD |
0 |
| Stufe II |
2 |
GD |
3 |
| Stufe I |
30/10 |
GD |
28 |
| Fettdichte nach TAPPI T454 |
> 1800 s |
20 s |
> 1800 s |
| Naßfestigkeit DIN ISO 3781 |
22% |
23% |
5% |
[0069] GD bedeutet großflächige Durchschläge, bei zahlreichen Durchschlägen ist hinter dem
Schrägstrich die Zahl der Durchschläge größer als 1 mm
2 angegeben.
[0070] Die Rezepturen und Prüfergebnisse der Ausführungsbeispiele 1 bis 3 sind in Tabelle
2 zusammengefasst. Die Rezepturen der Flotte sind Masseprozent der Trockensubstanz.
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 die
gleichen hohen Durchdringungswiderstände erreicht werden wie im dem Stand der Technik
entsprechenden Beispiel 1, ohne Fluorcarbonverbindungen zu verwenden.
[0071] Das nach dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 hergestellte Papier besitzt einen hohen
Durchdringungswiderstand gegen Fette und Öle, ist frei von organisch gebundenem Halogen
einschließlich Epichlorhydrinharz und Fluorcarbonverbindungen, ist frei von Schwermetallen,
ist recycelbar, ist bedruckbar mit Druckfarben sowohl auf Wasser- wie auf Lösungsmittelbasis
und ist innerhalb der Papiermaschine im Rahmen des Herstellungsprozesses entstanden.
Beispiele zur Herstellung von acetalisierten Polyvinylalkoholen und deren Verwendung
zur Herstellung von erfindungsgemäßen Papieren
Beispiel 4:
[0072] 720 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 28-99 werden in 6480 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 29,01 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität
nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 23 mPas
und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 302 mPa s. Das Produkt hat keinen Trübungs-
und keinen Fällungspunkt. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt
78°C.
Beispiel 5:
[0073] 1080 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 15-99 werden in 6120 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 60,8 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 2 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-6,5 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die
Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser
15 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 138 mPa s. Die Lösungen sind bei
Raumtemperatur schon trüb. Heizt man sie auf, fallen sie bei ca. 76°C aus. Der mittels
DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 83°C.
Beispiel 6:
[0074] 1440 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 4-98 werden in 5760 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 172,02 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität
nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 5 mPas
und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 21 mPa s. Die Lösungen sind bei Raumtemperatur
schon trüb. Heizt man sie auf, fallen sie bei ca. 30°C aus. Der mittels DSC Messung
ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 79°C.
Beispiel 7:
[0075] 1440 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 5-88 werden in 5760 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 92,52 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität
nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 5 mPas
und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 23 mPa s. Die Lösungen werden bei ca.
30°C trüb. Heizt man sie weiter auf, fallen sie bei ca. 35°C aus. Der mittels DSC
Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 72°C.
Beispiel 8:
[0076] 1080 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 15-99 werden in 6120 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 60,8 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität
nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 14 mPas
und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 124 mPa s. Die Lösungen sind bei Raumtemperatur
schon trüb. Heizt man sie auf, fallen sie bei ca. 70°C aus. Der mittels DSC Messung
ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 81°C.
Beispiel 9:
[0077] 1080 g Polyvinylalkohol Mowiol
® 26-88 werden in 6120 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag von 69,4 g n-Butyraldehyd wird
mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden
bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend wird die Lösung mit 10%iger
Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität
nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 23 mPas
und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 328 mPa s. Die Lösungen sind bei Raumtemperatur
schon trüb. Heizt man sie auf, fallen sie bei ca. 33°C aus. Der mittels DSC Messung
ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 78°C.
Beispiel 10:
[0078] 1062,5 g Polyvinylalkohol Exceval RS-2117 werden in 7437,5 ml Wasser gelöst. Nach
Eintrag von 41,57 g n-Butyraldehyd wird mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca.
1 eingestellt. Die Lösung wird 2 Stunden bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt.
Anschließend wird die Lösung mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt
und 1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei
einer 4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 19 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser
261 mPa s. Die Lösungen werden bei ca. 41°C trüb. Heizt man sie weiter auf, fallen
sie bei ca. 48°C aus. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 77°C.
Beispiel 11:
[0079] 900 g Polyvinylalkohol Exceval HR-3010 werden in 6300 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag
von 43,34 g n-Butyraldehyd wird mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt.
Die Lösung wird 2 Stunden bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend
wird die Lösung mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und
1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer
4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 12,6 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser
130,4 mPa s. Die Lösungen sind bei Raumtemperatur schon trüb. Heizt man sie auf, fallen
sie bei ca. 30°C aus. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 55
°C.
Beispiel 12:
[0080] 720 g Polyvinylalkohol K-Polymer KL-318 werden in ml Wasser gelöst. Nach Eintrag
von 28,71 g n-Butyraldehyd wird mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt.
Die Lösung wird 2 Stunden bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend
wird die Lösung mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und
1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer
4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 22 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser
282 mPa s. Die Lösungen werden bei ca. 73°C trüb. Heizt man sie weiter auf, fallen
sie nicht aus. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 78°C.
Beispiel 13:
[0081] 900 g Polyvinylalkohol R-Polymer R-1130 werden in 6300 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag
von 21,67 g n-Butyraldehyd wird mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt.
Die Lösung wird 2 Stunden bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend
wird die Lösung mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und
1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer
4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 20 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser
261 mPa s. Die Lösungen werden bei ca. 24°C trüb. Heizt man sie weiter auf, fallen
sie bei ca. 53°C aus. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 80°C.
Beispiel 14:
[0082] 1080 g Polyvinylalkohol C-Polymer C-506 werden in 6120 ml Wasser gelöst. Nach Eintrag
von 37,71 g n-Butyraldehyd wird mit 20%iger Salzsäure der pH-Wert auf ca. 1 eingestellt.
Die Lösung wird 2 Stunden bei dem eingestellten pH-Wert nachgerührt. Anschließend
wird die Lösung mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6-8 eingestellt und
1 Stunde nachgerührt. Die Viskosität nach Höppler gemäß DIN 53015 beträgt bei einer
4 Gew.-%igen Lösung in Wasser 4 mPas und bei einer 8 Gew.-%igen Lösung in Wasser 13
mPa s. Die Lösungen werden bei ca. 38°C trüb. Heizt man sie weiter auf, fallen sie
bei ca. 44°C aus. Der mittels DSC Messung ermittelte Glaspunkt (Tg) beträgt 63°C.
[0083] In Tabelle 3 sind Beispiele von Rezepturen mit den Polymeren gemäß den Beispielen
4 bis 14 zur Beschichtung von Papieren aufgeführt.
[0084] Tabelle 4 zeigt die Durchdringungswiderstände dieser Papiere.
Tabelle 3
| Beispiel |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
| PVA 56 mPa.s, 98% |
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
| Bevorzugt |
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
| Glyoxal |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
0-15 |
| Bevorzugt |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
| Polyvinylbutyral gemäß Bsp. 4 bis 9 |
5-90 |
5-90 |
5-90 |
5-90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Bevorzugt |
70 |
70 |
70 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Polyvinylbutyral gemäß Bsp. 12 |
|
|
|
|
5-90 |
5-90 |
5-90 |
5-90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Bevorzugt |
|
|
|
|
70 |
70 |
70 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Polyvinylbutyral gemäß Bsp. 14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5-90 |
5-90 |
5-90 |
5-90 |
|
|
|
|
| Bevorzugt |
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
70 |
70 |
70 |
|
|
|
|
| Polyvinylbutyral gemäß Bsp. 13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5-90 |
5-90 |
5-90 |
5-90 |
| Bevorzugt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
70 |
70 |
70 |
| PVA-C |
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
| Bevorzugt |
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
| PVA-K |
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
| Bevorzugt |
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
| PVA-R |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
|
|
|
0-95 |
| Bevorzugt |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
Tabelle 4
| Beispiel |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
| Auftragsgewicht (g/m2 je Seite) |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
| Fettdichte nach DIN 53116 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Stufe V |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Stufe IV |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| (Stufe III |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Stufe II |
2 |
3 |
0 |
2 |
10/2 |
10 |
2 |
4 |
2 |
3 |
9 |
2 |
6 |
4/2 |
0 |
0 |
| Stufe I |
20/5 |
10 |
14 |
20/10 |
26 |
16 |
12 |
15/10 |
10 |
14 |
20/10 |
28/8 |
20/10 |
30/16 |
10 |
8 |
| Fettdichte nach Tappi T 454 [s] |
1680 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
>1800 |
1500 |
>1800 |
>1800 |
| Naßfestigkeit DIN ISO 3781 [%] |
15 |
15 |
17 |
13 |
15 |
16 |
18 |
20 |
24 |
16 |
15 |
18 |
16 |
15 |
15 |
15 |
1. Imprägniertes Papier mit einem hohen Durchdringungswiderstand gegen Fette und Öle,
dadurch gekennzeichnet, dass es aus hochausgemahlenen Zellstoffen mit einem Mahlgrad von 15° SR bis 90° SR hergestellt,
mit Alkenylbernsteinsäureanhydrid und/oder Alkyl-Keten-Dimeren (AKD) und/oder Harzleimen
massegeleimt und mit einer Imprägnierflotte behandelt ist, die ein Bindemittelsystem
aus 80 bis 100 Masseteilen wasserlöslichen Bindemitteln, ausgewählt aus der Gruppe
Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere, acetalisierte Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisate,
acetalisierte Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyrale, Silanolgruppen-haltige kationisch
modifizierte Polyvinylalkohole, acetalisierte Silanolgruppen-haltige Polyvinylalkohole,
acetalisierte kationisch modifizierte Polyvinylalkohole, carboxylgruppenhaltige Polyvinylalkohole
einschließlich Mischungen daraus umfasst.
2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,05 bis 0,3 Masseprozent Alkenylbernsteinsäureanhydrid zur Masseleimung enthält.
3. Papier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierflotte zusätzlich bis zu 20 Masseteile wasserunlöslicher Polymere in
Dispersion enthält.
4. Papier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlöslichen Polymere in Dispersion aus der Gruppe ausgewählt sind, die
Polyacrylnitrile, Polyacrylate, Polyvinylacetate und Polystyrol-Polyacrylat-Copolymerisate
umfasst.
5. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine eine Oberflächenspannung von weniger als 42 mN/m, gemessen als 0,1-prozentige
Lösung bei 24 °C, hat.
6. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyvinylalkohol ein Gemisch aus mindestens zwei Typen ist, von denen mindestens
einer eine Viskosität größer und mindestens einer eine Viskosität kleiner als 35 mpa.s
aufweist.
7. Papier nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierflotte ein Vernetzungsmittel enthält.
8. Papier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsmittel Glyoxal ist.
9. Papier nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierflotte eine Mischung aus Glyoxal als Vernetzungsmittel und acetalisierten
Polyvinyl-alkohol und/oder acetalisierte Carboxylgruppen-haltige Polyvinylalkohole
als wasserlösliche Bindemittel enthält.
10. Papier nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsgewicht der Imprägnierflotte, als Trockensubstanz berechnet, 0,3 bis
1,5 g/m2 je Seite beträgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Papiers, umfassend die Schritte
- Herstellung eines Rohpapiers aus Zellstoff, Holzstoff oder recycliertem Altpapier
mit einem Mahlgrad von 15° SR bis 90° SR unter Masseleimung mit Alkenylbernsteinsäureanhydrid
und/oder Alkyl-Keten-Dimeren (AKD) und/oder Harzleimen und Imprägnierung dieses Papiers
mit einer Imprägnierflotte, die ein Bindemittelsystem aus 80 bis 100 Masseteilen wasserlöslichen
Bindemitteln ausgewählt aus der Gruppe Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere, acetalisierte
Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisate, acetalisierte Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyrale,
Silanolgruppen-haltige, kationisch modifizierte Polyvinylalkohole, acetalisierte Silanolgruppen-haltige
Polyvinylalkohole, acetalisierte kationisch modifizierte Polyvinylalkohole, carboxylgruppenhaltige
Polyvinylalkohole einschließlich Mischungen daraus.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierflotte zusätzlich bis zu 20 Masseteile wasserunlösliche Polymere in
Dispersion enthält.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlöslichen Polymere in Dispersion aus der Gruppe ausgewählt sind, die
Polyacrylnitrile, Polyacrylate, Polyvinylacetate und Polystyrol-Polyacrylat-Copolymerisate
umfasst.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung in einer Leimpresse, Filmpresse oder einer sonstigen der allgemein
bekannten Auftragsvorrichtung erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das geleimte Rohpapier vor der Imprägnierung auf einen Trockengehalt von 95 bis 99
% getrocknet wird.
1. An impregnated paper with a high penetration resistance to fats and oils, characterised in that the paper is produced from strongly beaten pulps with a degree of beating of 15°
SR to 90° SR, internal sized with alkenyl succinic anhydride and/or alkyl ketene dimers
(AKD) and/or resin sizes and treated with an impregnating liquor which contains a
binder system of 80 to 100 parts by mass of water-soluble binders selected from the
group comprising ethylene-vinyl alcohol copolymers, acetalised ethylene-vinyl alcohol
copolymers, acetalised polyvinyl alcohols, polyvinyl butyrals, cationically modified
polyvinyl alcohols containing silanol groups, acetalised polyvinyl alcohols containing
silanol groups, acetalised cationically modified polyvinyl alcohols, and polyvinyl
alcohols containing carboxyl groups, including mixtures thereof.
2. The paper according to Claim 1, characterised in that the paper contains 0.05 to 0.3 mass percent of alkenyl succinic anhydride for internal
sizing.
3. The paper according to Claim 3, characterised in that the impregnating liquor additionally contains up to 20 parts by mass of water-insoluble
polymers in dispersion.
4. The paper according to Claim 3, characterised in that the water-insoluble polymers in dispersion are selected from the group comprising
polyacrylonitriles, polyacrylates, polyvinyl acetates and polystyrene-polyacrylate
copolymers.
5. The paper according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the gelatine has a surface tension of less than 42 mN/m measured as a 0.1 percent
solution at 24 °C.
6. The paper according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the polyvinyl alcohol is a mixture of at least two types, of which at least one exhibits
a viscosity of more than 35 mPa.s and at least one exhibits a viscosity of less than
35 mPa.s.
7. The paper according to one of the preceding claims, characterised in that the impregnating liquor contains a crosslinking agent.
8. The paper according to Claim 7, characterised in that the crosslinking agent is glyoxal.
9. The paper according to one of Claims 7 or 8, characterised in that the impregnating liquor contains a mixture of glyoxal as crosslinking agent and acetalised
polyvinyl alcohol and/or acetalised polyvinyl alcohols containing carboxyl groups
as water-soluble binder.
10. The paper according to one of the preceding claims, characterised in that the application weight of the impregnating liquor, calculated as dry substance, is
0.3 to 1.5 g/m2 per side.
11. A process for producing a paper, comprising the following steps
- producing a raw paper of pulp, mechanical wood pulp or recycled waste paper with
a degree of beating of 15° SR to 90° SR with internal sizing with alkenyl succinic
anhydride and/or alkyl ketene dimers (ATD) and/or resin sizes, and
- impregnating this paper with an impregnating liquor containing a binder system of
80 to 100 parts by mass of water-soluble binders selected from the group comprising
ethylene-vinyl alcohol copolymers, acetalised ethylene-vinyl alcohol copolymers, acetalised
polyvinyl alcohols, polyvinyl butyrals, cationically modified polyvinyl alcohols containing
silanol groups, acetalised polyvinyl alcohols containing silanol groups, acetalised
cationically modified polyvinyl alcohols, and polyvinyl alcohols containing carboxyl
groups, including mixtures thereof.
12. The process according to Claim 11, characterised in that the impregnating liquor additionally contains up to 20 parts by mass of water-insoluble
polymers in dispersion.
13. The process according to Claim 12, characterised in that the water-insoluble polymers in dispersion are selected from the group comprising
polyacrylonitriles, polyacrylates, polyvinyl acetates and polystyrene-polyacrylate
copolymers.
14. The process according to one of Claims 11 to 13, characterised in that the impregnation is carried out in a size press, film press or another coating device
that is known in general.
15. The process according to one of Claims 11 to 14, characterised in that the sized raw paper is dried before impregnation to a dry matter content of 95 to
99 %.
1. Papier imprégné présentant une faible perméabilité vis-à-vis de graisses et d'huiles,
caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir de fibres cellulosiques finement broyées dont le degré de
broyage est compris entre 15° SR et 90° SR, collé dans la masse avec de l'anhydride
d'acide alcénylsuccinique et/ou des dimères alkyl-cétène (AKD) et/ou des colles de
résine, traité avec un bain d'imprégnation comprenant un système de liants réalisé
à hauteur de 80 à 100 % parts en poids à partir de liants hydrosolubles choisis dans
le groupe des copolymères éthylène / alcool vinylique, des copolymérisats acétalisés
d'éthylène / alcool vinylique, des alcools polyvinyliques acétalisés, des butyrales
de polyvinyle, des alcools polyvinyliques à modification cationique contenant des
groupes silanol, des alcools polyvinyliques acétalisés contenant des groupes silanol,
des alcools polyvinyliques acétalisés à modification cationique, des alcools polyvinyliques
contenant des groupes carboxyle y compris leurs mélanges.
2. Papier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient 0,05 à 0,3 % en poids d'anhydride d'acide alcénylsuccinique pour réaliser
le collage dans la masse.
3. Papier selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bain d'imprégnation contient en outre jusqu'à 20 parts en poids de polymères en
dispersion qui sont insolubles dans l'eau.
4. Papier selon la revendication 3, caractérisé en ce que les polymères dispersés et insolubles dans l'eau sont choisis dans le groupe comprenant
des polyacrylonitriles, des polyacrylates, des acétates de polyvinyle et des copolymérisats
de polystyrène / polyacrylate.
5. Papier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la gélatine présente une tension superficielle inférieure à 42 nM/m, mesurée à 24
°C à une concentration de 0,1 % en solution.
6. Papier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit alcool polyvinylique est un mélange d'au moins deux types dont au moins un
présente une viscosité supérieure à 35 mPa.s alors qu'au moins un autre présente une
viscosité y étant inférieure.
7. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bain d'imprégnation contient un agent de réticulation.
8. Papier selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est le glyoxal.
9. Papier selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le bain d'imprégnation contient un mélange de glyoxal servant d'agent de réticulation
et d'alcool polyvinylique acétalisé et/ou alcools polyvinyliques acétalisés contenant
des groupes carboxyle servant de liants hydrosolubles.
10. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bain d'imprégnation est appliqué de manière à ce que son poids, calculé sous forme
de matière sèche, soit compris entre 0,3 et 1,5 g/m2 sur chaque face.
11. Procédé de fabrication d'un papier, comprenant les étapes suivantes
- fabrication d'un papier brut à partir de fibres cellulosiques, de fibres de bois
ou de papier recyclé ayant un degré de broyage compris entre 15° SR et 90° SR, en
réalisant un collage dans la masse avec de l'anhydride d'acide alcénylsuccinique et/ou
des dimères alkyl-cétène (AKD) et/ou des colles de résine, et
- imprégnation dudit papier avec un bain d'imprégnation comprenant un système de liants
réalisé à hauteur de 80 à 100 % parts en poids à partir de liants hydrosolubles choisis
dans le groupe des copolymères éthylène / alcool vinylique, des copolymérisats acétalisés
d'éthylène / alcool vinylique, des alcools polyvinyliques acétalisés, des butyrales
de polyvinyle, des alcools polyvinyliques à modification cationique contenant des
groupes silanol, des alcools polyvinyliques acétalisés contenant des groupes silanol,
des alcools polyvinyliques acétalisés à modification cationique, des alcools polyvinyliques
contenant des groupes carboxyle y compris leurs mélanges.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bain d'imprégnation contient en outre jusqu'à 20 parts en poids de polymères en
dispersion qui sont insolubles dans l'eau.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les polymères dispersés et insolubles dans l'eau sont choisis dans le groupe comprenant
des polyacrylonitriles, des polyacrylates, des acétates de polyvinyle et des copolymérisats
de polystyrène / polyacrylate.
14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que l'imprégnation est réalisée dans une presse encolleuse, une presse encolleuse à film
ou un autre dispositif d'application généralement connu.
15. Procédé selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le papier brut collé est séché, avant l'imprégnation, jusqu'à atteindre une teneur
en matières sèches comprise entre 95 et 99 %.