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Title:
IMPREGNATING AGENT FOR PRODUCING PAPERS WITH HIGH RESISTANCE TO THE PENETRATION OF GREASE, OIL AND AQUEOUS MEDIA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/004753
Kind Code:
A1
Abstract:
Paper production, impregnating agent, polyester-polyurethane dispersion, waterproofed precipitation silicic acid, perfluoroalkylethyl phosphatediethanol ammonium salt, styrene-butyl acrylate copolymer, alkyl ketene dimer dispersion, grease-proofing and water-proofing are disclosed. An impregnating agent is used to produce grease-proof and oil-proof recyclable papers with high resistance against the penetration of aqueous media. Besides the state-of-the-art perfluorocompounds and glueing agents, a waterproofed precipitation silicic acid and an aliphatic-aromatic polyester-polyurethane dispersion are used.

Inventors:
ULLMANN BERND (DE)
Application Number:
PCT/DE1993/000724
Publication Date:
March 03, 1994
Filing Date:
August 12, 1993
Export Citation:
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Assignee:
DRESDEN PAPIER AG (DE)
ULLMANN BERND (DE)
International Classes:
D21H17/06; D21H17/07; D21H17/10; D21H17/11; D21H17/17; D21H17/36; D21H17/53; D21H17/57; D21H17/68; D21H21/18; D21H21/20; (IPC1-7): D21H21/18; D21H17/05; D21H17/36; D21H17/53; D21H17/57; D21H17/68
Foreign References:
DD290106A71991-05-23
GB2241966A1991-09-18
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Claims:
Patentansprüche
1. Imprägniermittel zur Fett- und Wasserdichtausrüstung von Papieren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer 2 bis 6 % konzentrierten Polyvinylalkohollösung, vor¬ zugsweise 3 % konzentriert, 3 bis 10 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalkohollösung, vorzugsweise 6 %, einer anionischen aliphatisch-aromatischen Poly¬ ester-Polyurethan-Dispersion des Molmassebereiches 10.000 bis 30.000 und einer Konzentration von 40 %, 5 bis 20 Masseprozent hydrophobierter Fällungskiesel¬ säure bezogen auf Polyvinylalkohol , 1 bis 3 Volumen¬ prozent bezogen auf die Polyvinylalkohollösung, vor¬ zugsweise 2 %, anionischer Alkylketendimer-Dispersion mit einer Konzentration von 11 % und einer Teilchen¬ größe von 0,2 bis 0,9 Mikron, 0,5 bis 3 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalkohollösung, vorzugsweise 2 % einer anionischen Perfluoralkylethylphosphat- Diethanolammoniumsalzlösung in Isopropylalkohol mit einer Konzentration von 33 %, 0,2 bis 1 Volumenprozent bezogen auf Polyvinylalkohollösung, vorzugsweise 0,5 %, Glyoxal besteht.
2. Verfahren zur Herstellung des Imprägniermediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobierte Kieselsäure in Methanol angeteigt wird, dieser Anteigung die Alkylketendimer-Dispersion zugesetz wird und dieses Gemisch der Polyvinylalkohol¬ lösung zugesetzt wird.
Description:
Imprägniermittel zur Herstellung von Papieren mit hohem Durchdringungswiderstand gegen Fette, öle und wässrige Medien

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Herstellung von imprägnierten Papieren innerhalb oder außerhalb der Pa¬ piermaschine, mit welchem dem Papier auf dem Wege der Oberflächenveredlung hohe Durchdringungswiderstände ge¬ gen Fette, öle und wässrige Medien verliehen werden.

Bekannt sind verschiedene technische Verfahren zur fett- und wasserdichten Ausrüstung von Papieren innerhalb und außerhalb der Papiermaschine. Innerhalb der Papiermaschi¬ ne werden zu diesem Zweck Kombinationen von Stärkelösunl5 gen und/oder Polyvinylalkohollösungen mit Zusätzen von Fluorchemikalien, synthetischen Hydrophobierungsmitteln, wie Alkylketendimerleime und/oder Copolymerisatleime aus Styrol- und Butylacrylaten unter Zusatz verschiedener Vernetzer, wie Glyoxal , Melaminformaldehydharze bzw. Epi- chlorhydrinharze verwendet.

Diese Zusammensetzung von Imprägniermedien gestattet zwar die Herstellung von Papieren mit hoher Fettdichte, jedoch die Wasserdichte entspricht oft noch nicht den anwen- dungstechnischen Forderungen.

Bekannt sind weiterhin Imprägniermedien zur Beschichtung von Papieren innerhalb und außerhalb von Papiermaschinen, die Silikonöldispersionen und/oder Silikonwachsdispersio¬ nen enthalten. Mit diesen Imprägnierungen werden dem Pa- pier zwar sehr gute Durchdringungswiderstände gegen Fet¬ te, öle und auch wässrige Medien verliehen, jedoch nehmen die so behandelten Papiere keine Klebstofflösungen mehr an und sind somit anwendungstechnisch nicht für die

Herstellung von Verbundmaterialien geeignet. Bekannt sind weiterhin Verfahren zur fett- und wasser¬ dichten Veredlung von Papieren außerhalb der Papierma¬ schine, bei denen die Dichtheitsmerkmale durch Disper- sions- oder Extrusionsbeschichtungen oder auch durch Kaschieren mit Metall- oder Plastikfolien oder auch durch Bedampfen mit Metall erreicht werden. Alle diese Verfahren und Mittel bewirken zwar hohe Durchdringungs¬ widerstände gegen Fette, öle und wässrige Medien, er- schweren jedoch stark die Recyclefähigkeit der Produkte.

Die Erfindung hat zum Ziel, ein Imprägniermittelsystem zu gestalten zur Herstellung von fett-, öl- und wasser dichten, recyclebaren Papieren innerhalb und außerhalb der Papiermaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Imprägnier¬ medium zur Herstellung von fettdichten, öldichten, was¬ serdichten und dennoch recyclebaren Papieren innerhalb und außerhalb der Papiermaschine zu entwickeln, das ge¬ genüber dem Stand der Technik von innerhalb der Papier¬ maschine angewendeten Imprägniermedien, bei Beibehaltung der Fettdichte, einen erhöhten Durchdringungswiderstand gegen Wasser bewirkt und dennoch ein ausreichende Auf- nahmefähigkeit für Kaschierklebstoffe sichert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer vorbereiteten Polyvinylalkohollösung von 2 bis 6 % Konzentration, vorzugsweise 3 %, 3 bis 10 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalkohollösung, vorzugsweise 6 % einer anionischen aliphatisch-aromatischen Polyester- Polyurethan-Dispersion der Shore A-Härte von 40 bis 60 und des Molmassenbereiches von 10.000 bis 30.000 und

einer Konzentration von 40 % zugegeben und eingemischt werden, daß der nun vorliegenden Mischung eine gesondert vorbereitete Mischung, bestehend aus 5 bis 20 Massepro¬ zent bezogen auf Polyvinylalkohol , vorzugsweise 15 %, in Methanol angeteigter hydrophobierter Fällungskieselsäure und 1 bis 3 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalko hollösung, vorzugsweise 2„%, einer anionischen Akylketen dimer-Dispersion mit einer Konzentration von 11 % und einer Teilchengröße von 0,2 bis 0,9 Mikron, zugesetzt un gut eingemischt wird, der nun vorliegenden Mischung 0,5 bis 3 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalkohol¬ lösung, vorzugsweise 2 %, einer anionischen Perfluor- alkylethylphosphat-Diethanolam oniumsalzlösung in Isopro- pylalkohol mit einer Konzentration von 33 % zugegeben un eingemischt werden und daß abschließend der nun vorlie¬ genden Mischung 0,2 bis 1,0 Volumenprozent bezogen auf die Polyvinylalkohollösung, vorzugsweise 0,5 %, Glyoxal zugesetzt und eingemischt werden und diese Gesamtmischun zur Papierimprägnierung innerhalb der Papiermaschine ver wendet wird.

Die Verwendung dieses Imprägniermediums zur Imprägnierun von Papier innerhalb der Papiermaschine mit einem der bekannten Auftragsverfahren und anschließender Trocknung in der Nachtrockenpartie gestattet die Herstellung von fett- und öldichten, recyclebaren Papieren, die zudem infolge der anteiligen Verwendung einer anionischen Poly ester-Polyurethan-Dispersion und einer hydrophobierten Fällungskieselsäure einen sehr hohen Durchdringungswider stand gegen wässrige Medien besitzen.

Die Erfindung soll nachstehend an Beispiel 1 erläutert werden, das Beispiel 2 dient dem Vergleich mit dem Stand der Technik.

Die am fertigen Papier ermittelten maßgeblichen Prüfer¬ gebnisse sind aus der Tabelle 1 ersichtlich. Die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Imprägniermedien werden mit einer Leimpresse in einer Papiermaschiene auf unge- leimtes Rohpapier mit einem Mahlgrad des Stoffes von 40 bis 42 SR, einem Flächengewicht von 50 g/m und bei einer Geschwindigkeit von 350 m/min beidseitig aufgetragen und sofort anschließend in der Nachtrockenpartie getrocknet. Das Auftragsgewicht beträgt ca. 1,2 g/m auf jeder Seite des Papiers.

Beispiel 1 Beispiel 2

(erfindungs- (Stand der gemäß) Technik)

Polyvinylalkohollösung 6000,00 1 6000,00 1 mit ca. 3 % Feststoff oder

Stärkelösung 6000,00 1 oder Pflanzenschleimlösung 6000,00 1

Polyester-Polyurethan-dis- 37,50 1 persion m.ca.40% Feststoff

Methanol 100,00 1

hydrophobierte Kieselsäure 35,00 kg

Alkylketendimerdispersion 140,00 1 140,00 1 mit ca. 11 % Feststoff oder

Copolymerisat aus Styrol- und 140,00 1 Butylacrylat m.ca.20% Feststoff

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Beispiel 1 Beispiel 2

Perfluoralkylethylphosphat- 120,00 1 120,00 1 Diethanolammoniumsalz in Isopro- pylalkohol m. ca. 33 % Feststoff Glyoxal 30,00 1 30,00 1

Tabelle 1 - Prüfergebnisse am Papier - Gegenüberstellung

Beispiel 1 Beispiel 2 (erfindungs¬ (Stand der gemäß) Technik)

Stoffmahlgrad: in SR 41,00 42,00 Flächengewicht: in g/m 50,30 51,00 Auftragsgewicht: in g/m 1,22 1,18 Feuchtegehalt: in % 5,80 5,90

Fettdichte nach Tappi 454: (sec.) überlδOO über 1800 Widerstand gegen Wasserdurch¬ dringung nach ISO 5633: 2 Tage zwischen 6 in Tagen bzw. Std. und 24,00 Std Recyclebarkeit (Zeitdauer bis zur vollständigen Zerfaserung im Laboraufschläger): in min. 20,00 18,00 Naßreißkraft: in N 18,00 16,00

Wasseraunahme nach Cobb in 5 min: in g/m 22,00 29,00

Beim Vergleich der maßgeblichen Papierprüfwerte der Ta¬ belle 1 läßt sich feststellen, daß sich infolge der zu¬ sätzlichen Verwendung von hydrophobierter Fällungskiesel¬ säure und von einer anionischen Polyester-Polyurethan- Dispersion gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Verbesserungen im Durchdringungswiderstand des Papieres gegen Wasser ergeben.