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Verfahren zur Herstellung eines hochglänzenden Überzuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochglänzenden Wachs- überzuges auf ein fortschreitendes Band, z. B. aus Papier.
Bei der Herstellung von mit Wachs überzogenem Papier für Verpackungsmaterial für Lebensmittel, insbesondere Brot, sind drei Ge- sichtspunkte zu berücksichtigen : Das erste und wichtigste Problem ist die Schaffung einer hinreichend wasserdampfundurchlässigen Umhüllung ; weiters muss die Wachskomposition gute Wärmeabdichtungseigenschaften aufweisen, und schliesslich soll die Umhüllung eine glänzende Oberfläche besitzen, um das Aussehen der verpackten Ware zwecks Zurschaustellung zu verbessern. Bisher wurden solche Umhüllungen oft mit verhältnismässig glänzenden Überzügen von Paraffinwachs versehen.
Es ist bekannt, dass mikrokristallines Wachs dem Paraffinwachs für diesen Zweck vorzuziehen wäre, da sich Überzüge aus dem erstgenannten im Vergleich zu Paraffinwachsüberzügen leichter ohne Verringerung ihrer Feuchtigkeitsbeständigkeit falten lassen und das mikrokristalline Wachs bessere Wärmedichtungseigenschaften aufweist. Schon sehr geringe Beimischungen von mikrokristallinem Wachs zu Paraffinwachs zerstören aber, wenn sie nach dem üblichen Verfahren angewendet werden, den Glanz des erzeugten überzuges. Offenbar ist dieser Unterschied im Aussehen in erster Linie auf die Art und Grösse der Kristalle des verwendeten Wachses zurückzuführen.
Wenn Paraffinwachs in geschmolzenem Zustand zur Herstellung eines überzuges verwendet wird, kristallisiert es in relativ grossen, regelmässigen Kristallen, welche das Licht gut reflektieren. Anderseits bildet mikrokristallines Wachs ausserordentlich kleine, unregelmässige Kristalle, die einen Lichtstrahl eher brechen oder zerstreuen als reflektieren, wodurch eine matte statt einer glänzenden Oberfläche erhalten wird.
Es ist bereits bekannt, zur Herstellung eines Wachsüberzuges auf ein fortschreitendes Papierband eine warme Wachsmischung auf das Band aufzubringen, worauf das so beschickte Band über eine gekühlte Unter- lage geführt und ein Druck auf das Band ausgeübt wird.
Es wurde nun gefunden, dass mit Wachs überzogenes bandförmiges Material mit hohem Oberflächenglanz unter Verwendung von mindestens 10 Gew.-o/o mikrokristallinem Wachs erhalten werden kann, wenn nach Aufbringen der heissen Wachsmischung auf das Band die mit einer glatten glänzenden Oberfläche versehene Unterlage mit dem beschichteten Band ohne Relativbewegung mitbewegt wird, bis die überzugsmischung in Kontakt mit der Unterlage erstarrt ist. Dabei wird vorteilhafterweise die Unterlage unter Druck gegen die beschichtete Oberfläche des Bandes gepresst, solange sich die Oberzugsmischung noch in warmem plastischem Zustand befindet, und in enger Druckberührung bis zur Verfestigung der Mischung belassen.
Zur Durchführung der Erfindung wird vorzugsweise eine Unterlage in Form eines bewegten endlosen Bandes verwendet. Man kann dabei auch das beschichtete Band und das Unterlagsband zum festen Aneinanderhaften bringen und in Form eines Mehrschichtenbandes durch die Kühlzone führen.
Eine innige Druckberührung zwischen beschichtetem Band und Unterlageband kann dadurch bewirkt werden, dass die beiden Bänder in gespanntem Zustand in Kontakt miteinander gebracht und gemeinsam durch einen Spalt gepresst werden. Das so erhaltene wachsbedeckte Band besitzt, selbst bei Vorliegen beträchtlicher Mengen an mikrokristallinem Wachs, einen Glanz, der demjenigen unter Verwendung von Paraffinwachs nach andern Verfahren erzielten gleichkommt und i'bn in den meisten Fällen sogar übertrifft, sowie eine Wasserdampfundurchdringlichkeit nach dem Biegen, welche wesentlich grösser ist als bei Paraffinwachs- überzügen gleicher Stärke. Wird die Erfindung auf Oberzüge von Paraffinwachs allein angewendet, wird ein höherer Glanz als nach allen bisher bekannten Verfahren erzielt.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen, in welchen bedeuten : Fig. 1 eine
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schematische Darstellung einer Beschichtungs- anlage, die zur Erzeugung des verbesserten, mit Wachs überzogenen Papiers gemäss der
Erfindung dienen kann ; Fig. 2 eine modifi- zierte Ausführungsform einer erfindungsge- mäss verwendbaren Beschichtungsanlage und
Fig. 3 eine weitere Modifikation einer sol- chen Anlage.
Die Beschichtungsanlage nach Fig. 1 be- 'sitzt eine Zuführungseinrichtung 10, für die überzugsmasse, welche einen Vorrat von
Wachs, z. B. geschmolzenem mikrokristal- linem Wachs, Paraffinwachs oder einer Mi- schung beider, enthält. Bei der Durchführung 'der Erfindung unter Verwendung von Mi- schungen aus Paraffinwachs und mikrokristal- li em Wachs besitzen diese Mischungen ei- nen Gehalt an mikrokristillinem Wachs von mindestens 10 Gew. -ofo und vorzugsweise 'über 50 Gew.-o/o, wenn höchster Glanz er- wünscht ist. Geeignete Mischungen können aus gewöhnlichem Paraffinwachs mit Schmelz- punkten von 49 -66 C und mikrokristallinem
Wachs mit Schmelzpunkten von 57 -90 C erhalten werden.
Die überzugsmasse kann auch übliche Zusätze wie Estergummi, syn- thetische Harze und Metallverbindungen der
Fettsäuren mit höherem Molekulargewicht enthalten. überraschenderweise wird durch
Zusatz von Paraffinwachs zum mikrokristal- linen Wachs der Glanz der fertigen Ober- fläche eher herabgesetzt als erhöht. Der er- zeugte Glanz ist annähernd proportional dem angewendeten Verhältnis an mikrokristallinem
Wachs, so dass der Glanz bei Erhöhung des relativen Anteils an mikrokristallinem Wachs ebenfalls erhöht wird.
Die Zuführungseinrichtung 10 lagert einen kontinuierlichen Wachsfilm von beliebiger Stärke in den Spalt zwischen einem Paar gegenläufig rotierender Beschichtungswalzen 11 und 12 ab. Rund um die Walze 11 läuft ein Unterlagsband 13 in Form eines endlosen Bandes. Das Material dieser Unterlage ist ein solches, das nur eine schwache Bindung mit der aufgebrachten Wachsschicht eingeht. Diese schwache Bindefähigkeit kann dem Material eigentümlich sein oder z. B. durch einer, Siliconüberzug hervorgerufen werden. Ein bevorzugtes Material besteht z. B. aus Zelluloseacetat, es können aber auch andere Stoffe wie Polyäthylen, Äthylzellulose, regenerierte Zellulose, Pergaminpapier oder polymeres Material, das eine glatte Oberfläche bildet und keine feste Bindung mit dem verwendeten Wachs eingeht, verwendet werden.
Das endlose Unterlagsband 13 ist zwischen der Be- schichtungswalze ?. ? und einer Abziehwalze 14, welche unmittelbar unter der Walze 11 angeordnet ist, gespannt.
Das zu überziehende Grundpapier wird in Form des Bandes 20 von einer Zubringerrolle
16 zugeführt und läuft über eine Reihe von
Spannwalzen 17, 18 und 19, bevor es über die
Beschichtungswalze 12 gezogen wird. Beim
Durchgang durch den Spalt zwischen den
Walzen 11 und 12 wird die äussere Ober- fläche des Papierbandes mit einem Wachsfilm aus der Zuführungseinrichtung 10 versehen, wobei das beschichtete Papier gleichzeitig an das Unterlagsband 13 angepresst wird.
Die zwischen dem Unterlagsband 13 und dem Papierband 20 befindliche Wachsschicht ist nach Verlassen der Beschichtungswalzen 11, 12 noch in einem verhältnismässig plasti- schen Zustand. Um den Wachsüberzug in ei- nen verhältnismässig nicht-plastischen, festen zusammenhängenden Zustand zu bringen, wird ein Strom gekühlter Luft, durch die Pfeile
21 schematisch angedeutet, gegen das die
Walzen 11, 12 verlassende beschichtete Band
22 gerichtet. Nach der Abkühlung wird das besdhichtete Bared 22 zwischen die Abzieh- walze 14 und eine weitere Walze 23 ge- führt, wo das Unterlagsband 13 von dem be- schichteten Band abgezogen wird, während das mit Wachs überzogene Papierband auf einer Auflaufrolle 25 aufgewunden wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird das Papierband 30 von der Zubringerolle 31' zunächst über eine Spannrolle 32 geführt.
Anschliessend wird das Band 30 um die eine eines Paares Beschichtungswalzen 33,34 ge- zogen, wobei die Walze 33 teilweise in den Tauchbehälter 35 eintaucht, welcher flüssige, mikrokristallines Wachs enthaltende überzugsmasse enthält. Beim Durchgang des gespannten Bandes 30 durch den Behälter 35 erfolgt die Beschichtung der Oberfläche mit der Wachskomposition in Form eines Films, worauf das so überzogene Band nach Eintritt in den Spalt zwischen den Walzen 33 und 34 an ein Unterlagsband 37 der beschriebenen Art angepresst wird. Hiedurch haftet das Unterlagsband 37 an der mit Wachs über- zogenen Oberfläche des Bandes 30 unter Bildung des mehrschichtigen Bandes 38. Es ist wichtig, dass die mit Wachs bedeckte Oberfläche nur mittels relativ schwachen Bindungskräften am Unterlagsband haftet.
Im IJ Falle die Unterlage aus Zelluloseacetat od. dgl. besteht, ist eine solche schwache Bindung von vorn herein gegeben. Wenn das Material der Unterlage jedoch nicht die geeignete Art der Bindung ermöglicht, kann sie mit einem filmbildenden Material wie einem SilxanPolymeren behandelt werden, um die richtigen Bindungseigenschaften zu erzielen. Die Unterlage 37 besitzt die Form einer endlosen Schleife, die zwischen einer Spannwalze 39 12 und einer Kühlwalze 40 gespannt ist. Die Temperatur der Kühlwalze 40 wird vorteilhafterweise durch Zirkulieren eines Kühlmittels wie Salzsole durch die Walze so ein-
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gestellt, dass das geschichtete Band 38 so weit abgekühlt wird, um den Wachsüberzug in einen nicht-plastischen, festen, zusammen- hängenden Zustand überzuführen.
Nach Füh- ren des geschichteten Bandes 38 über einen
Teil des Umfanges der Kühlwalze 40 wird das resultierende, mit einem glänzenden
Wachsüberzug versehene Band 42 von dem
Unterlagsband abgezogen und nach Durchführen unter'der Rolle 43 auf der Auflauf- rolle 44 aufgewunden.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 wird ein Papierband 50 konti- nuierlich von einer Zubringerrolle 51 über eine Reihe von Spannrollen 52, 53, 54,55 und 56 in den Spalt eines Paares zusammen- wirkender Beschichtungswalzen 57, 58 ge- führt. Die Walze 58 taucht teilweise in einen
Behälter 59, in welchem sich eine, mikro- kristallines Wachs enthaltende Wachskom- position befindet. Nach Aufbringen des Wachs- überzuges läuft das überzogene Band 61 über eine Abstreichwalze 62, welche den vorher aufgebrachten Wachsfilm glättet. Hierauf ge- langt das Band in den Spalt zwischen einer
Beschichtungswalze 63 und einer Kühlwalze
64.
Die letztere rotiert, wie aus Fig. 3 er- sichtlich, im Sinne des Uhrzeigers und be- sitzt eine zur Verfestigung des vorher auf- gebrachten Wachsüberzuges geeignete Tem- peratur.
Ein Unterlagsband 66 ist in Form einer endlosen Schleife über die Rollen 68 und 69 und die Kühlwalze 64 gelegt. Eine zusätzliche
Spannwalze 70 dient der Einstellung der richtigen Spannung des Unterlagsbandes 66, wenn es gemeinsam mit dem wachsbedeckten Band
61 zwischen die Walzen 63 und 64 eingeführt wird.
Nach Abschrecken der Wachskomposition wird das mit Wachs überzogene Band 72 von dem gebildeten mehrschichtigen Band in der Nähe der Rolle 69 abgezogen und nach Passieren einer Spannrolle 73 auf die Auflaufrolle 74 aufgewunden.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die verbesserten Resultate, die durch Mitverwendung von mikrokristallinem Wachs mit Paraffinwachs erzielt wurden. Alle Überzüge wurden auf Papier unter Verwendung einer Zello- phanunterlage hergestellt. Die Proben wurden in einen Raum mit konstanter Temperatur gebracht, wo der Glanz mit Hilfe einer Gardner-Maschine unter einem Winkel von 750 von der Vertikalen bestimmt wurde. Die mikrokristallinen Wachse umfassen Wachse mit einem Schmelzpunkt von 88-900 C, bzw.
82-850 C und 77-790 C.
Die mit Starwax 100"und Barecozite" bezeichneten Proben sind im Handel erhältliche mikrokristalline Wachse. Tabelle
EMI3.1
<tb>
<tb> o0 <SEP> Mikro- <SEP> o0 <SEP> 133/35 <SEP> Glanz
<tb> kristall. <SEP> Paraffin <SEP> Stunden <SEP> Tage <SEP>
<tb> Wachs <SEP> l <SEP> 24 <SEP> 48 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 14 <SEP> 21 <SEP> 28 <SEP> 60
<tb> 190/195
<tb> 100solo <SEP> 0 <SEP> 90 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 92
<tb> 180/185
<tb> 10000 <SEP> 0 <SEP> 93 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93
<tb> 95 <SEP> 5 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 94 <SEP> 92 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 92
<tb> 90 <SEP> 10 <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 98 <SEP> 98 <SEP> 98 <SEP> 98 <SEP> 94
<tb> 75 <SEP> 25 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 98 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 92
<tb> 50
<SEP> 50 <SEP> 91 <SEP> 91 <SEP> 91 <SEP> 91 <SEP> 93 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 80
<tb> 25 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 77 <SEP> 77 <SEP> 77 <SEP> 76 <SEP> 82 <SEP> 82 <SEP> 80 <SEP> 75
<tb> 10 <SEP> 90 <SEP> 67 <SEP> 71 <SEP> 71 <SEP> 71 <SEP> 70 <SEP> 72 <SEP> 72 <SEP> 70 <SEP> 65
<tb> 5 <SEP> 95 <SEP> 30 <SEP> 37 <SEP> 37 <SEP> 37 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 42 <SEP> 42 <SEP> 42
<tb> 170,'175
<tb> 100% <SEP> 0 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 88 <SEP> 90 <SEP> 87 <SEP> 86 <SEP> 85 <SEP> 77
<tb> Starwax
<tb> loto.
<SEP> O <SEP> 93 <SEP> 90 <SEP> 95 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 91 <SEP> 90 <SEP> 82
<tb> 95 <SEP> 5 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 95 <SEP> 94 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 87
<tb> 75 <SEP> 25 <SEP> 87 <SEP> 85 <SEP> 90 <SEP> 87 <SEP> 89 <SEP> 88 <SEP> 87 <SEP> 88 <SEP> 80
<tb> 90 <SEP> 10 <SEP> 88 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 91 <SEP> 87
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 80 <SEP> 90 <SEP> 94 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 92 <SEP> 84
<tb> 25 <SEP> 75 <SEP> 81 <SEP> 81 <SEP> 81 <SEP> 80 <SEP> 87 <SEP> 85 <SEP> 86 <SEP> 86 <SEP> 75
<tb> 10 <SEP> 90 <SEP> 54 <SEP> 54 <SEP> 54 <SEP> 62 <SEP> 66 <SEP> 62 <SEP> 62 <SEP> 64 <SEP> 60
<tb> 5 <SEP> 95 <SEP> 65 <SEP> 76 <SEP> 76 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 77 <SEP> 75 <SEP> 70
<tb>
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EMI4.1
EMI4.2
<tb>
<tb> Tabel% <SEP> Mikro- <SEP> % <SEP> 133/35 <SEP>
Glanz
<tb> kristall. <SEP> Paraffin <SEP> Stunden <SEP> Tage <SEP>
<tb> Wachs <SEP> 1 <SEP> 24 <SEP> 48 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 14 <SEP> 21 <SEP> 28 <SEP> 60
<tb> Barecozite
<tb> lOOo/o <SEP> O <SEP> M <SEP> M <SEP> % <SEP> 96 <SEP> 97 <SEP> 96 <SEP> 98 <SEP> 97 <SEP> 87
<tb> 95 <SEP> 5 <SEP> 92 <SEP> 93 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 95 <SEP> 85
<tb> 90 <SEP> 10 <SEP> 85 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 95 <SEP> 87
<tb> 75 <SEP> 25 <SEP> 80 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 88 <SEP> 87 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 82
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 97 <SEP> 96 <SEP> 85
<tb> 25 <SEP> 75 <SEP> 90 <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 83 <SEP> 84 <SEP> 85 <SEP> 84 <SEP> 75
<tb> 10 <SEP> 90 <SEP> 69 <SEP> 64 <SEP> 66 <SEP> 64 <SEP> 64 <SEP> 66 <SEP> 66 <SEP> 65 <SEP> 58
<tb> 5 <SEP> 95 <SEP> 75 <SEP> 77
<SEP> 76 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 77 <SEP> 75 <SEP> 69
<tb> 0 <SEP> 100 <SEP> 82 <SEP> 83 <SEP> 85 <SEP> 81 <SEP> 80 <SEP> 78 <SEP> 77 <SEP> 76 <SEP> 69
<tb> Blankes
<tb> Papier <SEP> 7
<tb>
Im allgemeinen weisen Mischungen von Paraffinwachs und mikrokristallinem Wachs mit zunehmendem Gehalt an Paraffinwachs geringeren Glanz und Dauerhaftigkeit auf.
Dieser Effekt macht sich besonders dann bemerkbar, wenn der Anteil an Paraffinwachs in der Mischung auf 50 Gew.-o/o und darüber erhöht wird.
Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind verschiedene Modifikationen der oben er- örterten und in den Zeichnungen dargestellten Verfahren möglich. Wie erwähnt, kann die geschmolzene Wachsmischung durch Aufgiessen auf das zu beschichtende Band oder durch Eintauchen aufgebracht werden. Die überzugsmischung braucht aber auch keine warme Schmelze zu sein, sondern kann aus wässerigen, mikrokristallines Wachs enthaltenden Gemischen bestehen. In diesem Fall kann das Wasser durch Führen der mit einer solchen Emulsion überzogenen Papierbahn über beheizte Trocknungswalzen entfernt werden. Die Wärme der Trocknungswalzen entfernt nicht nur das Wasser, sondern verschmilzt und bindet auch die Wachsphase zu einem kontinuierlichen Film. Es kann auch das Unterlagsband fortgelassen werden und eine Metallwalze mit glänzender Oberfläche an seine Stelle treten.
Insbesondere kann eine polierte Metallwalze oder eine mit Nickel oder Chrom platierte Walze von spiegelartiger Oberflächenbeschaffenheit, welche mit einer Einrichtung zur Kühlung der Walzenoberfläche versehen ist, als glatte Unterlage verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines hochglänzenden überzuges auf ein fortschreiten- des Band z. B. aus Papier, wobei eine heisse, geschmolzene, mindestens 10 Gew.-o/o mikrokristallines Wachs enthaltende Wachsmischung auf dieses Band aufgebracht, das beschichtete Band mit einer gekühlten Unterlage in Kontakt gebracht und auf das Band ein Druck ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer glatten glänzenden Oberfläche versehene Unterlage mit dem beschichteten Band ohne Relativbewegung zwischen Band
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zugsmischung in Kontakt mit der Unterlage erstarrt ist.