DE1013506B

DE1013506B - Verfahren zur Herstellung von mit Alginsaeure oder Verbindungen der Alginsaeure behandeltem Papier oder papieraehnlichen Stoffen fuer Verpackungszwecke sowie zur Auskleidung von Giessformen

Info

Publication number: DE1013506B
Application number: DEH25635A
Authority: DE
Inventors: Dr Max Alsfeld; Dr Wolfgang Dierichs
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1955-11-30
Filing date: 1955-11-30
Publication date: 1957-08-08
Also published as: NL212406A; BE551719A; CH351829A; GB821930A; FR1189883A; US2934453A

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, Verpackungsmaterialien insbesondere für klebende bzw. durch Temperatureinwirkung weich werdende Massen, wie Bitumina, Teerprodukte, Kunstharze, Wachse, Kitte und sonstige Pasten, dadurch herzustellen, daß man auf Papier, Holz. Metall 5 oder Faserstoffen eine Schicht eines löslichen Derivates der Alginsäure aufbringt und diese Schicht solange sie noch nicht getrocknet ist, z. B. durch Einwirkung eines Alginsäure fallenden Salzes, wie Kalziumchlorid, in eine gequollene gallertartige Schicht überführt. Dieses Verfahren ist anwendbar z. B. zur Herstellung von Verpackungsmaterial für Bitumina. Die technische Ausführung geschieht so, daß man z. B. Jutesäcke in eine Alginatlösung taucht und diese Jutesäcke dann feucht mit Kalziumchloridlösung behandelt. Man kann in einen derartig präparierten Sack geschmolzenes Bitumen von hoher Temperatur einfüllen, ohne daß das Material durch den Sack hindurchtritt.

Nach dem Erkalten des Inhaltes läßt sich gewünschtenfalls durch Aufschneiden des Sackes ein Bitumen- ao klotz gewinnen und das Verpackungsmaterial entfernen, ohne daß es am Bitumen festklebt.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Anwendung dieses Verfahrens auf erhebliche Schwierigkeiten stößt, wenn man an Stelle der Faserstoffsäeke erheblich wirtschaftlicher zu verwendende Papiersäcke benutzen will, indem z. B. die Ablösung des Verpackungsmaterials nicht in dem gewünschten Maße erfolgt. Die gleichen Schwierigkeiten treten auf, wenn man z. B. an Stelle der Säcke die eingangs erwähnten Massen in Papptrommeln abfüllen will.

Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, daß man Bitumina oder ähnliche Massen ohne Schwierigkeiten in Papptrommeln, Papiersäcken und ähnlichen Verpackungsmaterialien abfüllen kann, wenn diese außer einer dem abzufüllenden Gut zugekehrten Schicht von gequollener Alginsäure oder gequollenen Verbindungen der Alginsäure noch eine von dieser Schicht durch Papier bzw. papierähnliche Werkstoffe getrennte Schicht von geringer Durchlä-ssigkeit für Wasser und Wasserdampf besitzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Papier oder papierähnliches Material einerseits mit einer gequollenen, aber nicht wasserlöslichen Schicht aus Alginsäure oder Verbindungen von Alginsäure und andererseits mit einer von dieser durch das Papier oder papierähnliche Material getrennte Schicht eines Materials von geringer Durchlässigkeit für Wasser und Wasserdampf versehen wird. Es hat sich dabei gezeigt, daß man auf diese Weise auch Überrascheinderweise Materialien verpacken kann, für die das eingangs erwähnte Verfahren völlig unbrauchbar ist, z. B. beiße Fettsäuren, soweit diese beim Abkühlen erstarren.

Verfahren zur Herstellung

von mit Alginsäure oder Verbindungen

der Alginsäure behandeltem Papier

oder papierähnlichen Stoffen

für Verpackungszwecke
sowie zur Auskleidung von Gießformen

Anmelder:

Henkel & Cie. G.m.b.H.,
Düsseldorf-Holthausen, Henkelstr. 67

Dr. Max Aisfeld und Dr. Wolfgang Dierichs,

Düsseldorf-Holthausen,
sind als Erfinder genannt worden

Mit besonderem Vorteil kann man das nach dem neuen Verfahren hergestellte Papier zur Herstellung von Gießformen für Kunststoffe, wie z. B. für Phenolharze, Polyesterharze, Epoxydharze u. dgl., anwenden, indem diese Gießformen aus Papier oder sonstigem Material innen mit einer nach dem obigen Verfahren hergestellten Papierschicht ausgekleidet sind. Die mit dem zu vergießenden Material in direkte Berührung - kommende Seite des Papiers muß dabei die Alginatschicht enthalten.

Die Schicht von geringer Durchlässigkeit für Wasser oder Wasserdampf kann aus den verschiedensten Materialien, sofern sie diese Bedingungen erfüllen, bestehen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, hierfür Materialien auf Basis von Kunststoffen zu verwenden. Von diesen Stoffen hat sich besonders eine Schicht von Polyäthylen, die nach bekannten Verfahren leicht auf flächenartige Materialien, wie Papier u. dgl., anzubringen ist, als vorteil-

4-5 haft erwiesen.

Die Wirtschaftlichkeit der Verwendung von PoIyätt^Iensehichten kann dabei dadurch verbessert werden, daß man Gemische von Polyäthylen mit Paraffinen, wie z. B. den als »Mikrowachs« bekannten Paraffinsorten, verwendet. Ebenfalls lassen sich auch Schichten anderer polymerer Stoffe, soweit sie nicht oder nicht wesentlich durchlässig für Wasser oder Wasserdampf sind, verwenden. Diesbezüglich sind z. B. Polyvinylchlorid, Chlorkautschuk, Polystyrol,

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Polyvinylidenchloirid sowie zahlreiche Mischpolymeri- Schließlich ist es auch möglich, das Papier mit einer sationsprodukte dieser Stoffe zu nennen. Von den Lösung zu behandeln, die Alginsäurederivate, stickletzteren sei ein Mischpolymerisationsprodukt ge- stoffenrhaltende lösende Komplexbildner, wie z. B. nannt, dessen monomere Komponenten Styrol und Ammoniak, aliphatische Amine und solche Metall-Butadien sind. 5 salze enthält, die in dem Komplexbildner löslich sind An Stelle einer nicht oder nicht wesentlich wasser- und mit Alginsäure bzw. deren Derivaten wasserdurchlässigen Schicht auf Kunststoffbasis kann man unlösliche Metallalginate ergeben. Bei diesem Verjedoch auch Schichten aus Bitumen aufbringen bzw. fähren wird der Komplexbildner z. B. unter Anwenmit gutem Erfolg verwenden. Diese Arbeitsweise be- dung von Wärme entfernt.

sitzt besonders in wirtschaftlicher Hinsicht und für io Den Alginatlösungen können dabei außer den schon

die Herstellung von Papiersäcken ihre Vorzüge. Bei erwähnten hygroskopischen Stoffen auch Stoffe, die

Verwendung von Bitumen als Sperrschicht ist ledig- insbesondere die Plastizität und Elastizität fördern,

lieh zu berücksichtigen, daß das Bitumen unter Um- wie z. B. Stärke beliebigen Abbaugrades, sogenannte

ständen im Papier wandert und dadurch die Brauch- lösliche Stärke, Dextrin, wasserlösliche Cellulosebarkeit der Papiersäcke für die angegebenen Zwecke 15 äther, Pflanzenschleime, Tragant, Abbauprodukte von

beeinträchtigt werden kann. Man wird demgemäß Eiweißstoffen u. dgl. sowie gegebenenfalls Pigmente,

zweckmäßigerweise Papiersäcke mit Bitumenschicht zugesetzt werden.

überall dort verwenden, wo eine lange Lagerung der Ferner kann man den Alginatlösungen auch, um leeren Säcke nicht beabsichtigt ist. einerseits die Wirkung unerwünschter Wärmeein-Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die für Wasser 20 Strahlungen zu vermindern und andererseits eine oder Wasserdampf nicht oder nicht wesentlich durch- schnellere Abkühlung zu erreichen, abstrahlend wirlässige Schicht mögliehst so auf das Papier, welches kende Metallpulver, wie beispielsweise Aluminium die Alginatschicht auf der anderen Seite enthält, auf- oder Kupfer, zusetzen.

zubringen, daß eine feste Verankerung vorliegt, was Eine besondere Anwendungsform des erfindungsz. B. durch sogenanntes Heißsiegeln oder Leimen er- 25 gemäßen Verfahrens, welche eine erhebliche wirtreidht werden kann. Werden für die Herstellung des schaftliche Bedeutung besitzt, ist die Herstellung von Verpackungsmaterials mehrere oft nur in geringem Papiersäcken. Zu diesem Zweck kann man geeignetes Maße miteinander verbundene Papierschichten ver- Kraftpapier auf der einen Seite mit einer wasserwendet, wie z. B. bei der Herstellung von Papier- undurchlässigen Schicht, wie Polyäthylen, überziehen, säcken, so wird der mit dem neuen Verfahren erziel- 30 Dies kann z. B. durch Behandeln mit einer entsprebare Effekt im allgemeinen stark gemindert, wenn chenden Dispersion oder Lösung, im allgemeinen voreine Papierschicht mit der wasserundurchlässigen teilhafter jedoch durch Aufbringen einer Folie erfol-Schicht und eine andere, nur lose damit verbundene gen. Bei der letzten Arbeitsweise wird durch soge-Papiersehicht mit der Alginatschicht versehen wird. nanntes Heißsiegeln eine besondere feste Verankerung Eine derartige Anwendungsweise ist daher im allge- 35 zwischen dem Papier und der wasserundurchlässigen meinen nicht zweckmäßig. Schicht erzielt. Man kann jedoch auch ein für die Das Aufbringen einer gequollenen, nicht wasser- Weiterverarbeitung geeignetes Material dadurch erlöslichen Schicht von Alginsäure oder Verbindungen halten, daß durch eine geeignete Vorrichtung gevon Alginsäure auf das Papier oder papierähnliche schmolzenes Polyäthylen auf das Papier oder geMaterial kann auf verschiedene, im allgemeinen be- 40 gebenenfalls auch zwischen zwei Papierschichten gekannte Weisen erfolgen. Die bekannteste Arbeitsweise bracht wird. In dem letzteren Fall entsteht ein Matebesteht darin, daß das Papier mit einer Auflösung rial, welches zwei Papierschichten und in der Mitte einer wasserlöslichen Verbindung der Alginsäure be- «ine Polyäthylenschicht enthält. Dieses nach einem handelt und die Imprägnierungs- und Überzugs- der angeführten oder ähnlichen Verfahren erhaltene schichten durch eine anschließende Behandlung in ein 45 Material wird nun zu Säcken weiter verarbeitet. Daunlösliches Derivat der Alginsäure übergeführt wird. bei können je nach Wunsch eine oder mehrere Papier-Ais wasserlösliche Verbindungen kommen insbeson- schichten mit oder ohne wasserundurchlässige Schichdere die Alkali- und Ammoniumsalze der Alginsäure ten verwendet werden, jedoch stets so, daß die wasserin Frage. Die Überführung in ein unlösliches Derivat undurchlässige Schicht nicht die Innenseite des Sackes kann durch Behandlung mit Lösungen, die Erdalkali 50 bildet, welche mit dem einzufüllenden Material später oder Schwermetallsalze enthalten, erfolgen. Hierfür in Berührung kommt. Die mit dem einzufüllenden kommen bei spiel swei'se Kalzium-, Barium-, Stron- Material später in Berührung kommende Seite der tium-, Zink-, Kupfer-, Aluminium-, Kadmium-, Säcke wird dann nach einem der oben beschriebenen Kobalt-, Chrom-, Nickel- und Mangansalze in Frage. Verfahren mit einer gequollenen, wasserunlöslichen Es ist vorteilhaft, solche Salze zu verwenden, die 55 Alginatschicht versehen. Dies kann praktisch durch hygroskopisch sind, wie z. B. Kalziumchlorid. Ver- Ausgießen, Ausschwenken, Eintauchen oder Bewendet man nichthygroskopische Salze, so ist es für sprühen der Säcke mit den entsprechenden Alginatdie Erzeugung der gequollenen Alginatschicht zweck- bzw. Erdalkali- oder Schwermetallösungen geschehen, mäßig, hygroskopische Stoffe, wie beispielsweise Wie bereits oben dargelegt, wurde gefunden, daß es Glycerin, Glykol u. dgl., den Alginatlösungen hinzu- 60 vorteilhaft ist, bei Verpackungsmaterialien, die mehzufügen. rere Papierschichten enthalten, so zu arbeiten, daß die Weiterhin kann die Überführung der Imprägnie- innerste Papierschicht auf der dem Gut abgewandten rungs- bzw. Überzugs schichten in ein unlösliches Seite die wasserundurchlässige Schicht enthält. Ferner Derivat der Alginsäure auch durch eine anschließende hat es sich auch häufig als vorteilhaft erwiesen, um Behandlung mit gelösten oder gasförmigen Säuren 65 das Vorhandensein einer gequollenen Alginatschicht erfolgen. Ferner kann man auch das Papier oder sicherzustellen, die Alginatschicht erst kurz vor der papier ähnliche Material zunächst mit einer Lösung Verwendung der Säcke bzw. sonstiger Verpackungsdes auszufällenden Mittels, wie z. B. Kalziumchlorid, materialien aufzubringen.

behandeln und anschließend das so behandelte Material In einem derartig präparierten Papiersack kann

mit einer wasserlöslichen Alginatlösung besprühen. 70 man Pech, Bitumen, Fettsäure, soweit sie bei Zimmer-

temperatur fest sind, und ähnliche Materialien eingießen, ohne daß das heiße geschmolzene Material den Papiersack durchdringt. Nach Abkühlen und Erstarren des Inhaltes kann der Papiersack aufgeschnitten und entfernt werden, ohne daß eine Klebung an dem eingefüllten Material stattfindet, selbst wenn zur Füllung klebrig bleibende Massen, wie Bitumina und Pech, verwendet werden.

In gleicher Weise wie Papiersäcke kann man auch andere Verpackungsmaterialien, wie z. B. Papptrommeln, kleinere Papiertüten sowie gegebenenfalls Kartonagen, herstellen.

Es ist im übrigen bekannt, auf Papier, welchem gegebenenfalls wasserlösliche Alginate einverleibt sein können, unlösliche Schichten zu erzeugen, indem das Papier zunächst mit wasserlöslichen Stärkeverbindungen und nach dem Trocknen und Kalandern mit Metallsalzlösungen, wie Aluminiumsulfat, denen Fettstoffe beigefügt sein können, behandelt wird.

Dieses Verfahren hat nichts mit der vorstehend erläuterten Arbeitsweise zu tun und führt zu ganz andersartigen Schichten, mit denen sich die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergebenden vorteilhaften technischen Eigenschaften nicht erzielen lassen.

25 Beispiel 1

Ein Sack aus gewöhnlichem, 70 g schwerem Kraftpapier, das außen mit einer Polyäthylenschicht (Stärke 30 g/m²; Wasserdampf durchlässigkeit 2 g/m² in 24 Stunden) überzogen ist, wird innen mit einer 1- bis 2%igen Natriumalginatlösung ausgeschwenkt bzw. bedüst, so daß die gesamte innere Papierfläche mit der Alginatlösung befeuchtet ist. Nach Ablauf der überschüssigen Alginatlösung wird die mit Alginatlösung benetzte Fläche mit einer 30%igen Calciumchloridlösung ausgeschwenkt bzw. mittels einer geeigneten Einrichtung bedüst, bis man einen gleichmäßigen zusammenhängenden, gequollenen Film von Calciumalginat an der Innenfläche des Papiersackes erhält. Nach Abtropfen der überschüssigen Calciumchloridlösung kann in den Sack eine bei 120° aufgeschmolzene flüssige Bitumenmasse abgefüllt werden, ohne daß das flüssige Bitumen durch das Verpackungsmaterial hindurchtritt. Nach dem Erkalten und Erstarren des Inhaltes läßt sich der Papiersack aufreißen und vom Bitumen sauber und ohne Klebung entfernen.

Dieses Ausführungsbeispiel läßt sich ohne weiteres auf größere Papiersäcke übertragen, die für die Aufnähme von 50 bis 70 kg Bitumenmassen bestimmt sind, wenn man den Sack aus mehreren Papierlagen herstellt, von denen nur die innerste in der oben beschriebenen Form vorbehandelt zu sein braucht.

Beispiel 2

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Eine Papptrommel von etwa 10 1 Inhalt, welche außen eine praktisch wasser- bzw. wasserdampfunduTchlässige Schicht aus Polyvinylidenchlorid (Stärke 30 g/m²; Wasserdurchlässigkeit 1 g/m² in 24 Stunden) besitzt, wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, innen mit einem gequollenen Calciumalginatfilm überzogen. In diesen Behälter werden Bitumenmassen bei 100° eingefüllt. Nach dem Erkalten des Inhaltes läßt sich die Pappe aufschneiden und ohne Klebung von dem erstarrten Bitumenklotz ablösen.

Beispiel 3

Eine Papierbahn aus gewöhnlichem, 90 g schwerem Kraftpapier, die auf der einen Seite mit einem Polyäthyien-Paraffin-Gemisch (Stärke 30g/m²; Wasserdurchlässigkeit 2 g/m² in 24 Stunden) beschichtet ist, wird auf der entgegengesetzten Seite mit einer 20°/oigen Calci.umchloridlösung getränkt bzw. bedüst, bis man eine gleichmäßige Durchfeuchtung des Papiers erhält. Aus diesem so vorbe'handelten Papier stellt man die Innenlage eines mehrschichtigen Papiersackes in der Weise her, daß die mit der Calciumchloridlösung getränkte Seite nach innen zu liegen kommt. Vor dem Abfüllen der heißen Bitumenmasse wird der Papiersack mit einer 1- bis 2%igen Natriumalginatlösung ausgespritzt und einige Minuten gewartet. Nach dem Abtropfen des überschüssigen, nicht gefällten Alginats wird das aufgeschmolzene Bitumen bei 120° eingefüllt. Nach: dem Erkalten des Inhaltes läßt sich das Papier abreißen und ohne Klebung von dem erstarrten Bitumenklotz ablösen.

Beispiel 4

Ein gewöhnliches, etwa 90 g schweres Kraftpapier wurde auf der einen Seite mit einer Bitumenschicht versehen. Diese Schicht hatte eine Stärke von etwa 70 g/m². Das bestrichene Papier hatte eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 7 g/m² unter den üblichen Bedingungen. Dieses Papier wurde für die innere Lage eines mehrlagigen Papiersacks mit der freien Papierseite nach innen, also> dem zu verpackenden Gut zugekehrt, benutzt. Vor dem Einfüllen der heißen, geschmolzenen Bitumenmasse wurde der Papiersack innen mit einer wäßrigen l°/oigen Natriumalginatlösung und nach einigen Minuten mit einer wäßrigen 30°/oigen Calciumchloridlösung behandelt. Nach dem Erkalten des Inhaltes konnte der Papiersack ohne Ankleben von der erstarrten Bitumenmasse abgelöst werden.

Beispiel 5

Ein nach Beispiel 1 hergestellter Sack wird mit etwa 500 cm³ eines Gießharzes auf Epoxydpolyesterbasis zusammen mit einem gebräuchlichen Aminhärter gefüllt. Durch die nach einigen Minuten einsetzende Reaktion erwärmt sich der Inhalt auf eine Temperatur von 60 bis 80°. Nach 5 bis 6 Stunden ist das Harz ausgehärtet. Man kann nun die Verpackung mühelos ohne Gefahr einer Verklebung von dem ausgehärteten Harzmaterial ablösen.

In der gleichen Weise lassen sich Gießformen herstellen, die innen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Papier ausgekleidet sind, das auf der Innenseite einen gequollenen Alginatfilm und auf der Außenseite eine wasserundurchlässige Beschichtung trägt. Auch lassen sich ebenso Gießharze zu flächenhaften Gebilden ausgießen, wenn man als Unterlage die auf Grund des vorliegenden Patentes hergestellten Papiere verwendet. Nach dem Aushärten lassen die Harzplatten sich mühelos von der Papierunterlage abheben.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit Alginsäure oder Verbindungen der Alginsäure behandeltem Papier oder papierähnlichen Stoffen für Verpackungszwecke sowie zur Auskleidung von Gießformen, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier oder papierähnliche Material einerseits mit einer gequollenen, aber nicht wasserlöslichen Schicht aus Alginsäure oder Verbin-

düngen, von Alginsäure und andererseits mit einer von dieser durch das Papier oder papierähnliche Material getrennten Schicht eines Materials, welches nicht oder nicht wesentlich für Wasser bzw. Wasserdampf durchlässig ist, versehen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht oder nicht wesentlich wasserdurchlässige Schicht auf Kunststoffbasis aufgebracht wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht oder nicht wesentlich wasserdurchlässige Schicht aus Polyäthylen aufgebracht wird.

4. Verfahren, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht oder nicht wesent-Hch wasserdurchlässige Schicht aus Bitumen aufgebracht wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht oder nicht wesentlich wasserdurchlässige Schicht durch an sich bekannte Maßnahmen fest mit der Papierschicht verbunden wird, welche die innerste Schicht des Verpackungsmaterials darstellt und welche auf der dem zu verpackenden Gut zugewandten Seite die gequollene

Schicht aus Alginsäure oder Verbindungen von Alginsäure enthält.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den zur Erzeugung der Alginatschicht verwendeten Lösungen hygroskopische Stoffe zugesetzt werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der gequollenen Schicht aus Alginsäure oder Verbindungen von Alginsäure erst kurze Zeit vor der Verwendung des Verpackungsmaterials erfolgt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schicht aus Alginsäure oder Verbindungen der Alginsäure zu versehende Seite des Papiers oder papierähnlichen Materials zunächst nur mit einer Lösung der Salze mehrwertiger Metalle, insbesondere Calciumchlorid, und erst kurz vor der Verwendung des Verpackungsmaterials mit einer wasserlöslichen Alginatlösung behandelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Chem. Zentralblatt 1955, S. 2807.