DE1569472C3

DE1569472C3 - Verwendung einer Polystyrollösung zum Wasserdichtmachen und Verstärken von Papier oder Pappe

Info

Publication number: DE1569472C3
Application number: DE1569472A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Tokio Takeda
Original assignee: WATANABE MOMOTOSHI TOKIO
Current assignee: WATANABE MOMOTOSHI TOKIO
Priority date: 1964-12-29
Filing date: 1965-12-23
Publication date: 1976-01-02
Also published as: GB1133463A; FR1461289A; US3479213A; DE1569472A1; DE1569472B2; SE335671B

Description

(1) Xylol 5 kg

Methylenchlorid 1 kg
Weichmacher . .0,03 kg
Polystyrol 1 kg

(2) Xylol 8 kg

Perchloräthylen 3 kg
Polystyrol 1 kg

auflösend wirkende
Lösung (Lösungsmittel)

Die vorstehend angegebenen Polystyrol-Grundlösungen werden je nach ihrem Verwendungszweck, vorzugsweise nach dem Verdünnen mit einer zusätzlich auflösend wirkenden Lösung (Lösungsmittel), verwendet.

Die so hergestellten Polystyrollösungen lassen sich in wirksamer Weise sowohl für die Verarbeitung von Papieren, für die Verstärkung von Wellpappe als auch für die Verklebung, Abdichtung und Verstärkung von sonstifen faserartigen Produkten verwenden. Die Polyftyollösung kann ferner durch Zugabe eines bestimmten Farbstoffes gefärbt werden.

Werden die erfindungsgemäßen Polystyrollösungen beispielsweise zur Verstärkung von Wellpappe verwendet, dann ist die ■; vorstehend unter (1) angegebene Lösung vorzuziehen, die mit einem Weichmacher zur Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit, Bruchs Druck- und Biegefestigkeit versetzt wurde. Zur VerTabelle I

Stärkung einer Wellpappe werden beispielsweise 7 kg der Polystyrol-Grundlösung mit 8 kg der auflösend wirkenden Lösung (Lösungsmittel) vermischt; die ' Pappe wird 50 Sekunden lang in die Lösung eingetaucht und anschließend 20 Stunden lang getrocknet. Dabei erhält man eine zähe Wellpappe.

Vergleichsbeispiel 1

Bei verschiedenen Prüfungen, die an der Wellpappe

ίο vorgenommen wurden, die mit der Polystyrollösung erfindungsgemäß behandelt worden war, hat sich gezeigt, daß diese verstärkte Pappe billiger ist und bessere Eigenschaften besitzt, als die bisher hergestellten ähnlichen Pappen.

Dabei wurden die Bruch- und Kerbschlagfestigkeiten von zwei Wellpappen bestimmt, die aus einer äußeren Schicht, einem Kern und einer inneren Schicht bestanden; eine der beiden Pappen war mit der Polystyrollösung erfindungsgemäß verstärkt worden, während die andere nicht behandelt worden war. Ferner wurden die Druckfestigkeiten von zwei Kartons mit einer Abmessung von 585 X 290 χ 273 mm bestimmt, von denen der eine aus einer verstärkten Wellpappe und der andere aus einer, handelsüblichen Wellpappe hergestellt worden waren. Die bei diesen Prüfungen erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt: '""'.'""'

Zahl der Probestücke

Verstärkt
1 2

Nicht verstärkt

1 2 3

Druckfestigkeit
(cg/cm²)

Kerbschlagzähigkeit
(kg/cm*)

Druckfestigkeit

Maximum
Minimum
Durchschnitt
Gesamtdurchschnitt

Druckbelastung (kg) _{; r}

Ausmaß der Eindrückung (mm) Durchschnittliche Druckbelastung

Durchschnittliches Ausmaß
der Eindrückung

Bemerkungen: '■■'■'■■·'- ν ^: ''■'''■ ^:-^; ''-

"(1) Aufgetragene*Menge ......... 60g/m^{2 :} " ^v

(2) Wassergehalt: Verstärkt\ .-.. i ■ 10% ^;

^; :.-■ ^: >■ nichtverstärkt.. 1,5 % ⁵;⁵⁵

Darüber hinaus wurde eine Lösung nach einem Verfahren der Japanischen Pharmazeutischen Gesellschaft geprüft, die durch Auslaugen der Oberfläche der verstärkten Pappen; mit 2 ml einer 4°/_oigen Essigi säure pro lern? Oberfläche: erhalten worden war* Dabei wurde festgestellt, daß diese Lösung keine ; arsenhaltige Substanzen, kein Blei und keinen Formaldehyd enthielt.

Vergleichsbeispiel 2

Zum Nachweis des erfindungsgemäß erzielten technischen Fortschrittes gegenüber dem Stand der

14,4	14,1	14,4	10,4	10,8	11,0
12,6	12,6	12,5	8,0	8,2	8,1
13,4	13,3	13,2	9,38	9,17	9,38
	13,3			9,31
73,0	74,0	74,0	54,0	58,0	54,0
65,0	67,0	66,0	47,0	48,0	48,0
69,4	69,4	70,1	51,2"	54,8	51,9
	69,6			^52,6 ^;'
80	540	480	270 .	300	270
16	14 '-.,	15	",14	18	16
	500 kg			247 kg
	15 mm			16 mm

Technik wurden Papierprüfstücke in Polystyrollösungen eingetaucht, die als Lösungsmittel entweder ; nur .eine einzige Verbindung (Stand der Technik) oder: ein Lösungsmittelgemisch (erfindungsgemäß) enthielten. Dann wurden die Eigenschaften der so behandelten Papierproben (Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Biegefestigkeit) miteinander verglichen.

A) Durchführung der-Versuche ; . ,·.._; _>λ

c; 1. Prüfstücke: ein' 20 x<25 cm großes Stück aus mittelstarkem Papier zur Verwendung als Wellpappe (Gewicht 145 g/m²).

2. Prüfverfahren: das Prüfstück wurde etwa 15 bis 20 Sekunden lang in eine Polystyrollösung eingetaucht, die eine der nachfolgend angegebenen Zusammensetzungen aufwies, dann wurde das Prüfstück aus der Lösung herausgezogen, mit einer Quetschwalze aus-

gedrückt, 24 Stunden lang getrocknet und dann untersucht. ,

3. Meßwerte: Maximum, Minimum und Mittelwert der Messung bei jedem der 10 Prüfstücke und Zunahme gegenüber dem nicht behandelten Papier mittlerer Stärke.

4. Verwendete Lösungsmittel:

Lösungsmittel ; ' "

pMethylenchlorid/Xylo'r'· Erfindungs- Perchloräthylen/Xylol

gemäß ~Methyläthylketon/Xylol

Vergleichsversuch _i 1-Komponenten-

Lösungsmittel Gewichtsverhältnis

1/5
1/5

ρ Xylol

—— Methyläthylketon
— Perchloräthylen

nicht behandeltes Papier "mittlerer Stärke

B) Prüfergebnisse

Die bei den durchgeführten Vergleichsversuchen erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.

C) Zusammenfassung

1. Die erfindungsgemäß verwendete Lösung mit der Lösungsmittelmischung ist dem Vergleichsbeispiel deutlich überlegen.

2. Bei Verwendung von Xylol oder Methylenchlorid

2o allein als Lösungsmittel dringt die Lösung schlechter in das Papier ein, und der Uberzugsfilm von Polystyrol wird auf der Oberfläche des Papiers gebildet, er ist deshalb leicht abtrennbar, wenn das Papier gebogen wird, und seine Biegefestigkeit und Reißfestigkeit

25 sind schlechter. - ,.

3. Die Verwendung von Perchloräthylen als alleinigem Lösungsmittel liefert eine hochviskose Lösung, diese dringt schlechter in das Papier .ein, und auf der Oberfläche des Papiers kann kein gleichmäßiger FiIm-

30 überzug erhalten werden.

Tabelle II

Lösungsmittel
(Mischungsrate)

Richtung

Erfindungsgemäßer Versuch

Methylenchlorid/Xylol

(1:5) h i

Perchloräthylen/Xylol

(1:5) h i

Methyläthylketon/
Xylol

(1:5) Vergleichsversuch
einzelnes Lösungsmittel

Xylol

Methyläthylketon

Perchloräthylen

nicht

behandeltes Papier mittlerer Stärke

Zugfestigkeit (kg)

11,4 8,3

10,1 6,5

11,0 7,3

159 192

11,6 10,1 10,7 155

Reißfestigkeit (kg/cm²)

Max.,- ■<·. 3,53 3,52 3,58

Min. 3,00 2,80 - 2,89

M 3,39 3,28 3,23

/d;_:;^:- ■; ;: ; 174 160 ; 166

Biegefestigkeit (Anzahl der Biegungen)

Max. 83 71 85

Min. ' 49 45 ■ ^;:51^r;:

Λ 393 509 ^:J425

7,7 10,6 7,4 8,8 5,3 9,2 5,5 9,5 5,7 7,5 4,2

6,5 9,2 6,3 6,2 4,0 7,5 4,1 7,7 4,4 5,2 3,1

7,1 10,1 7,0 7,8 4,4 8,2 4,6 8,8 5,0 6,9 3,8

187 146 184 113 116 119 121 127 132 100 100

3,59 3,34 3,23 2,75 2,80 3,08 3,02 3,10 3,12 2,15 2,20

2,88 2,84 2,93 2,30 2,04 2,28 2,38 2,40 2,50 1,75 ,1,97

3,25 3,18 3,13 2,56 2,55'_ 2,64 2,54 2,70 7,72 1,95 2,05

158 163 153 131 124 ,135 124 148 133 100 100

75 . 87 69 38 35 54. 24 35 25 24 _; 15

43 49 - 45 17 12 23 7-16 H H ;■■ 3

53 65 55 26 19 "34 15 23 18 16 - : 11

482 406 500 162 173 212 136 144 164 100 100

M = Mittelwert,

Δ = Zunahme gegenüber dem nichtbehandelten Papier mittlerer Stärke,

h = in Längsrichtung, ■

i "= in Querrichtung.

Claims

ist, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander Patentanspruch: vorliegen.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung

Verwendung einer Polystyrollösung, deren Lö- einer Polystyrollösung der eingangs angegebenen sungsmittel ein Lösungsmittelgemisch aus Xylol 5 Zusammensetzung zum Wasserdichtmachen und Ver- und Methylenchlorid, Methyläthylketon oder Per- stärken von Papier oder Pappe,
chloräthylen ist und bei dem das Verhältnis von Mit -Hilfe ,der erfindurigsgemäß verwendeten PoIy-

Xylol zu den anderen Lösungsmittelbestandteilen styrollösüng'^: ist' es möglich, die Wasserdichtheit und 5:1 bis 2 beträgt, zum Wasserdichtmachen und die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Verstärken von Papier oder Pappe. io Festigkeit, von damit behandeltem Papier oder

behandelter Pappe wesentlich zu verbessern. Dies zeigen die Ergebnisse der weiter unten beschriebenen Vergleichsversuche mit einer unbehandelten Pappe und mit einer mit einer Polystyrollösung mit nur einem 15 einzigen Lösungsmittel behandelten Pappe. Ein weiterer.

Vorteil, der erfindungsgemäß gegenüber den bisher

bekannten Behandlungslösungen erzielt werden kann, besteht darin, daß erfindungsgemäß minderwertigere Ausgangsmaterialien behandelt werden können, wobei 20 dennoch ein Endprodukt erhalten wird, das sich durch eine hohe Wasserdichtheit und gute Festigkeits-

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Poly- eigenschaften auszeichnet. So ist es beispielsweise styrollösung, deren Lösungsmittel ein Lösungsmittel- erfindungsgemäß möglich, minderwertiges Papier, z. B. gemisch aus Xylol und Methylenchlorid, Methyläthyl- regeneriertes Papier aus Altpapier bzw. Abfallpapier, keton oder Perchloräthylen ist und bei dem das 25 erfindungsgemäß zu behandeln, wodurch dessen Verhältnis von Xylol zu den anderen Lösungsmittel- Festigkeitseigenschaften und dessen Wasserdichtheit bestandteilen 5:1 bis 2 beträgt, zum Wasserdicht- beträchtlich verbessert werden können. Solche erfinmachen und Verstärken von Papier oder Pappe. dungsgemäß behandelten Unterlagen- bzw. Einlagen-Es ist bekannt, daß Papier oder Pappe durch papiere können dann als solche oder für die Her-Behandeln mit Polystyiollösungen wasserdicht ge- 30 stellung von Wellpappe mit ausgezeichneten Festigmacht und verstärkt werden kann. Diese bekannten keitseigenschaften verwendet werden.
Behandlungslösungen, in denen das Polystyrol in Durch die erfindungsgemäße Verwendung lassen

einem einzigen Lösungsmittel gelöst ist, haben jedoch sich Papier und Pappe auf sehr wirksame und dennoch den Nachteil, daß in der Oberfläche eines derart technisch einfache Art und Weise behandeln, wodurch behandelten Papiers oder einer derart behandelten 35 ihre Wasserdichtheit und ihre Festigkeitseigenschaften, Pappe feine Risse auftreten und daß die dabei ent- insbesondere ihre Zugfestigkeit, ihre Reißfestigkeit stehenden Polystyrolüberzüge sich leicht von der und Bindungsfestigkeit, in bemerkenswerter Weise Unterlage ablösen, wenn diese gebogen oder gekrümmt verbessert werden. Aus einem solchen Material läßt wird. sich eine ausgezeichnete Wellpappe herstellen.. Der

Es ist ferner bereits bekannt, daß zur Herstellung 40 Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist von Beschichtungslösungen thermoplastische Kunst- nahezu unbegrenzt, da bei allen Papier- und Pappenstoffe, insbesondere Vinylchloridharze, in aus zwei oder herstellern bereits seit langem ein Bedürfnis nach mehreren Komponenten bestehenden Lösungsmittel- einem Behandlungsverfahren besteht, mit dessen gemischen aufgelöst werden können (vergleiche z. B. Hilfe es möglich ist, auch minderwertiges Papier und Guamm-Sommer, »Die Lösungsmittel und 45 Abfallpapier, insbesondere regeneriertes Papier, so zu Weichmachungsmittel« 1958, S. 107,126,139 und 287, behandeln, daß es wiederverwendet werden kann, die USA.-Patentschriften 3112 287, 30 43 714, Wenn eine Polystyrollösung der eingangs geschilder-

30 35 007, 29 41974, 28 25 709, 27 83 165, die bri- ten Zusammensetzung erfindungsgemäß bei der Vertischen Patentschriften 9 76 424, 9 06 565 und H. F. arbeitung von Papier, beispielsweise zur Verstärkung Payne, »Organic Coating Technology«, Bd. I, 1954, 50 von Wellpappe, oder als Klebe- oder Überzugsmittel S. 451, 503 und 549). Die auf diese Weise erhaltenen verwendet wird, treten auf den so verstärkten, verkleb-Beschichtungslösungen eignen sich jedoch nicht zum ten oder beschichteten Oberflächen keine Risse auf, Beschichten von Papier und Pappe, um dessen (deren) und die so behandelten Substrate behalten ihre physikalische Eigenschaften, insbesondere die Festig- vorteilhaften Eigenschaften über lange Zeitspannen keitseigenschaften und die Beständigkeit gegen das 55 hinweg bei. _:

Eindringen von Wasser, zu verbessern. Die erfindungsgemäß verwendete Polystyrollösung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bei der kann gewünschtenfalls einen geeigneten Weichmacher Behandlung von Papier und Pappe mit den bekannten enthalten. Als besonders gut geeignet hat sich ein solpher Beschichtungslösungen auftretenden Nachteile zu ver- Weichmacher erwiesen, der durch Zugabe eines meiden und insbesondere eine Möglichkeit auf zu- 60 Emulgiermittels, im wesentlichen eines nichtionischen zeigen, mit deren Hilfe es möglich ist, Papier und oberflächenaktiven Mittels, zu einem flüssigen oder Pappe auf wirksamere Art und Weise wasserdicht zu festen Paraffin und anschließendes Erhitzen und machen und zu verstärken. Abkühlen der erhaltenen Mischung hergestellt worden

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch ist.

gelöst werden kann, daß man zum Behandeln von 65 Nachfolgend ist eine beispielhafte Zusammenset-Papier oder Pappe eine Polystyrollösung verwendet, zung einer erfindungsgemäß zum Wasserdichtmachen in der das Polystyrol in einem aus bestimmten Korn- und Verstärken verwendeten Polystyrollösung angeponenten bestehenden Lösungsmittelgemisch gelöst geben: