DE69409683T2

DE69409683T2 - Wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69409683T2
Application number: DE69409683T
Authority: DE
Inventors: Takashi Araki; Morio Horiuchi; Shunichi Kawamura; Yasutada Kinoshita; Yoshiki Nishinaka; Yasuchika Oki
Original assignee: TOKAI PULP KK; Unitika Ltd
Current assignee: TOKAI PULP KK; Unitika Ltd
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2014-02-01
Also published as: EP0609808A1; EP0609808B1; DE69409683D1

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, welches wärmeempfindliche Klebeeigenschaften aufweist, und in kurzer Zeit in Wasser gelöst oder zu größeren Filamenten oder zu Fasern aufgeweicht werden kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein Film und/oder ein Papier, das wärmeempfindliche Klebeeigenschaften aufweist und in Wasser löslich oder zersetzlich ist, wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 51-106183, dem japanischen Patent 58-25710, und der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-151243 offenbart. Papier, das keine wärmeempfindliche Klebeeigenschaften jedoch eine Zersetzbarkeit in Wasser aufweist, wird in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 63-264998 und 2-68397 beschrieben.
In der JP-B-58-25710 wird ein wärmeempfindlich klebendes Papier offenbart, das auf seiner Oberfläche mit einem wasserlöslichen Heißkleber beschichtet ist, der in der Hauptsache aus Polyvinylalkohol besteht.
Dieses wärmeempfindlich klebende Papier weist eine Zersetzbarkeit in Wasser auf, um das nach Gebrauch erhaltene Abfallpapier besser wieder aufarbeiten zu können. Man benötigt jedoch eine kräftige Rührvorrichtung um das zu zersetzende Abfalipapier zu rühren. Das Papier kann nach einem der folgenden Verfahren beschichtet werden:
Auftragen des Schmelzklebers; Auftragen einer wäßrigen Lösung des Klebstoffs auf die Oberfläche des Papiers; und Eintauchen des Papiers in eine wäßrige Lösung des Klebstoffs.
In der JP-A-62-184193 wird ein ungewebter Stoff für Haushaltspapierwaren beschrieben, der in Wasser zerfällt und der teilweise mit einem wasserunlöslichen Harz bedeckt ist. Das Harz wird durch Besprengen, Aufsprühen, durch Aufbringen eines Pulvers oder von Klebepunkten oder Vergleichbarem aufgetragen.
In der US-A-2,681,637 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem auf die Oberfläche eines flächigen Materials feine Partikel aufgebracht werden und anschließend in der Hitze ein Schmelzprozeß durchgeführt wird, durch den die Partikel fest mit dem flächigen Material verbunden werden.
Wasserlösliche Filme mit wärmeempfindlicher Haftfähigkeit, wasserlösliches Papier und in Wasser zerfallendes Papier wird für Saatbänder, pharmazeutische Beutel und Etiketten verwendet. Andere Anwendungen umfassen beispielsweise die Verwendung von Filmen für Wäschereibeutel und die Verwendung von Papier für verschiedene Arten von Wischtüchern. Die meisten Anwendungen betreffen die Verwendung in Form von Beuteln oder dergleichen.
Weist der Film oder das Papier eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf, kann es daher leicht zu Taschen verarbeitet werden, was eine einfache Automatisierung des Herstellverfahrens ermöglicht.
Bei Filmen wird einerseits eine gewisse Steifheit verlangt, andererseits fehlt einem wasserlöslichen Film, der eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufweist, diese Steifheit, weil die Zugabe von Weichmachern und/oder eine Anpassung der Stärke erforderlich ist, um dem Film Heißklebeeigenschaften wie auch eine Wasserlöslichkeit zu verleihen. Ein solcher Film hat daher den Nachteil, daß er während der Verarbeitung nicht leicht handhabbar ist. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der Film, möglicherweise wegen des Einflusses des Weichmachers, stark von der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit beeinflußt wird und zu Blöcken verklebt. Werden die Beutel einer über dem anderen in einem Stapel gelagert, führt dies zu dem Problem, daß sie leicht miteinander verkleben. Weiterhin wird der Beutel, wenn ein Gegenstand in ihm aufbewahrt wird, leicht vom Feuchtigkeitsgehalt, von der Feuchtigkeitsaufnahme und der Temperatur des Gegenstands beeinflußt. Besonders bei erhöhter Temperatur und Feuchtigkeit ist daher besondere Sorgfalt bei der Lagerung derartiger Beutel notwendig. Bei Beuteln, die aus einem Film hergestellt wurden, tritt ferner das Problem auf, daß, wenn die Beutel in Wasser gelegt werden, der Beutel nicht im Wasser schwimmt sondern an die Oberfläche getrieben wird, wenn im Beutel Luft eingeschlossen ist, weshalb es einige Zeit braucht, bis das Wasser eindringt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Papier zur Verfügung zu stellen, das auf einer Seite eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufweist und innerhalb kurzer Zeit bei gewöhnlicher Temperatur oder Raumtemperatur in der Größenordnung von nicht höher als 30 ºC in Wasser aufgelöst oder leicht zu größeren Filamenten oder einzelnen Fasern aufgeweicht werden kann, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Zur Lösung der Aufgabe ist lediglich erforderlich, die wärmeempfindliche Klebeeigenschaft auf ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier zu übertragen, wodurch ein Papier erhalten wird, das sowohl eine Wasserlöslichkeit bzw. -dispergierbarkeit als auch eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufweist. Wird jedoch ein Verfahren verwendet, wie es in der JP-B-25710 vorgeschlagen wird, um dem wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papier die Eigenschaft einer wärmeempfindlichen Haftfähigkeit zu verleihen, weist das Papier zwar eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf, seine Wasserlöslichkeit bzw. seine Dispergierbarkeit in Wasser wird jedoch wesentlich verschlechtert, da die Behandlung ein Heißkleben bei erhöhter Temperatur umfaßt. Um das Papier in Wasser aufzulösen oder in größere Filamente oder Fasern aufzuweichen, ist es daher notwendig, eine Rührvorrichtung zu verwenden oder längere Zeit aufzuwenden. Es ist daher auf diese Weise nicht möglich, ein Papier zu erhalten, das die gewünschte wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufweist und dennoch in kurzer Zeit einfach in Wasser aufgelöst oder in größere Filamente oder Fasern aufgeweicht werden kann.
Es mag naheliegen, ein Verfahren zu verwenden, bei dem ein wasserlösliches Harzpulver, das eine wärmeempfindliche Hattfähigkeit aufweist, in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, die erhaltene Lösung auf ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier aufgetragen wird und die Beschichtung getrocknet wird. Es ist jedoch nicht möglich, mit einem solchen Naßverfahren ein Papier mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Der Grund dafür liegt darin, daß die Lösung das Papier auf beiden Seiten durchdringt und dadurch die Festigkeit des Papiers reduziert; ferner beschleunigt die für die Trocknung erforderliche Wärme die Auskristallisation des Harzes, was dazu führt, daß sich die Wasserlöslichkeit bzw. die Wasserdispergierbarkeit des Papiers erniedrigt.
Weiter ist vorstellbar, ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier und einen wärmeempfindlichen Klebstoffilm zusammenzulaminieren. Dieser Ansatz ist jedoch aus Kostengründen nicht praktikabel.
Die Arbeiten der Erfinder haben zu der Vorstellung geführt, ein wärmeempfindliches, wasserlösliches Harzpulver auf eine Seite eines Papiers aufzusprayen und die so erhaltene Beschichtung durch eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zu fixieren, die etwas oberhalb des Schmelzpunktes des Harzes liegt. Auf der Grundlage dieser Idee wurde die vorliegende Erfindung entwickelt.
Entsprechend stellt die Erfindung zur Verfügung:
(1) Ein wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Papiers in einem Abschnitt oder auf der gesamten Fläche eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit von mehr als 4,8 N und weniger als 15,0 N aufweist; wobei mindestens 40 s und höchstens 58 s benötigt werden, um ein Papier von einer Größe von 2 cm x 2 cm in 200 ml Wasser von 20 ºC, welches in einem 300 ml Gefäß mit einem Magnetrührer bei 250 Upm gerührt wird, aufzulösen oder in einzelne Fasern zu dispergieren.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papiers, umfassend die Schritte:
Aufsprühen eines wasserlöslichen und wärmeempfindlich klebenden Harzpulvers von einer Partikelgröße von 2 mm (10 mesh) oder geringer, auf eine Seite eines wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papiers in einer Menge von 5 bis 50 g/m²; und
Fixieren des Harzpulvers auf dem Papier durch eine anschließende Wärmebehandlung, vorzugsweise durch Heißpressen, bei einer Temperatur, die nicht höher als 30 º über dem Schmelzpunkt des Harzes liegt.
(3) Ein wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, wie es in Anspruch 7 beschrieben ist.
Das erfindungsgemäße wärmeempfindlich klebende, wasserlösliche oder wasserdispergierbare Papier weist auf einer Seite in einem Abschnitt oder auf der gesamten Fläche eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf und kann deshalb sehr leicht zu einem Beutel verarbeitet werden, indem einfach ein Blatt des Papiers auf ein anderes gelegt wird und diese entlang ihrer Kanten mit Wärme behandelt werden. Dies erlaubt eine einfache und zeitsparende Herstellung von Beuteln, wobei die Herstellung der Beutel einfach automatisiert werden kann.
Da das Papier in seiner Gesamtheit in Wasser löslich ist oder in kurzer Zeit in größere Filamente oder Fasern zersetzt werden kann, wird die Entsorgung des Abfalls erleichtert, nachdem das Papier in Form eines Beutels oder in einer anderen geeigneten Form verwendet wurde.
Weist nur ein Abschnitt einer Seite des Papiers eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf, ist es erforderlich, daß dieser Abschnitt zumindest einen wärmeempfindlich klebenden Bereich umfaßt, der zumindest den Kantenabschnitten entspricht, die verklebt werden sollen.
Im weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen bzw. wasserdispergierbaren Papiers genauer beschrieben.
Zur Herstellung des gewünschten wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen bzw. wasserdispergierbaren Papiers ist es erfindungsgemäß erforderlich, als Ausgangspapier ein wasserlösliches Papier zu verwenden, das innerhalb kurzer Zeit in Wasser gelöst werden kann oder ein wasserdispergierbares Papier, das innerhalb kurzer Zeit in Wasser zu größeren Filamenten oder Fasern aufgeweicht werden kann.
Für das Ausgangspapier gibt es, soweit es die oben beschriebenen Merkmale aufweist, keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials oder des Flächengewichts. Als spezielles Beispiel eines wasserlöslichen Papiers, das als Ausgangspapier verwendet werden kann, kann Na-Salz Carboxymethylcellulosepapier angeführt werden. Beispiele für wasserdispergierbares Papier umfassen Papier aus Pulpe; Papier aus Pulpe, bei dem als Füllmaterial ein teilweise verseifter Polyvinylalkohol eingesetzt wurde sowie davon abgeleitete Produkte oder Methylcellulose oder ein davon abgeleitetes Produkt; Reyonpapier; sowie ein Mischpapier aus Pulpe und Reyon, bei dem als Bindemittel Fasern verwendet wurden, die aus einem teilweise verseiften Polyvinylalkohol hergestellt wurden sowie davon abgeleitete Produkte. Im Hinblick auf die Verarbeitung sollte das Flächengewicht des Ausgangspapier vorzugsweise 10 g/m² oder höher betragen.
Erfindungsgemäß wird auf einer Seite des Ausgangspapiers ein wasserlösliches wärmeempfindlich klebendes Harzpulver mit einer Korngröße von 2 mm (10 mesh) oder geringer in einer Menge von 5 bis 50 g/m² aufgesprayt; anschließend wird bei einer Temperatur die nicht höher als 30 ºC oberhalb des Schmelzpunktes des Harzes liegt, eine Wärmebehandlung ausgeführt, wodurch das Harzpulver auf dem Papier fixiert wird und das gewünschte wärmeempfindlich klebende wasserlösliche oder wasserdispergierbare Papier erhalten wird.
Als ein oben erwähntes wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches Harz können Harze wie Polyvinylalkoholharze oder davon abgeleitete Harze eingesetzt werden. Von Polyvinylalkoholharzen ist aus ihrer mehr als 40 Jahre langen Geschichte ihrer Produktion bekannt, daß sie keine toxische Wirkung auf den menschlichen Körper ausüben und gleichzeitig ideale Eigenschaften für die Herstellung von wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papieren aufweisen, die für Anwendungen, wiebeispielsweise als Wegwerfartikel, verwendet werden.
Die für die Ausführung der Erfindung geeigneten Polyvinylalkohole umfassen solche, die einen definierten Polymerisations- und Verseifungsgrad aufweisen, verschiedene modifizierte Arten, Copolymerisate, sowie Mischungen hiervon. Jede dieser Arten kann geeignet verwendet werden, soweit sie bei Umgebungs- oder Raumtemperatur, die nicht höher als 30ºC betragen soll, in Wasser löslich sind und wärmeempfindliche Klebeeigenschaften aufweist. Einige dieser Harze sind im Allgemeinen für die Herstellung von Filmen ungeeignet; erfindungsgemäß können auch solche Harze problemlos verwendet werden, da das Harzpulver auf dem Ausgangspapier durch Schmelzkleben oder Heißpressen fixiert wird&sub4; Harze mit definiertem Polymerisations- und Verseifungsgrad sind zu niedrigen Kosten verfügbar und im Allgemeinen für die Anwendung bevorzugt. In diesem Fall wird ein Polymerisationsgrad von 50 bis 500 bevorzugt. Ist der Polymerisationsgrad höher als 500, gehen die wärmeempfindlichen Eigenschaften verloren, wohingegen bei einem Polymerisationsgrad von unter 50 die thermische Stabilität verloren geht. Vorzugsweise beträgt der Verseifungsgrad 50 bis 90 mol%, insbesondere 65 bis 85 mol. Mit steigendem Verseifungsgrad sinkt die wärmeempfindliche Haftfähigkeit, mit sinkendem Verseifungsgrad sinkt die Wasserlöslichkeit.
Das auf das Ausgangspapier auf zusprayende Harzpulver weist eine Korngröße von 2 mm (10 mesh) oder geringer auf und um ein gleichmäßiges Aufsprayen oder Aufrollen zu gewährleisten ist eine Korngröße von 0,30 mm (50 mesh) oder geringer besonders bevorzugt. Ist die Korngröße geringer als 0,059 mm(250 mesh), neigt das Harzpulver während des Sprayens dazuwegzufliegen; eine solch gering Korngröße ist daher nicht erwünscht. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Weichmachers nicht erforderlich da das Harzpulver durch eine Wärmebehandlung auf dem Papier fixiert wird, beispielsweise durch Schmelzkleben oder Heißpressen; ein Harzpulver, dem ein Weichmacher beigegeben ist, kann jedoch verwendet werden. Die aufgesprayte Menge an Harzpulver beträgt vorzugsweise 5 bis 50 g/m², insbesondere 8 bis 20 g/m². Beträgt die aufgesprayte Menge weniger als 5 g/m², wird keine zufriedenstellende Haftfähigkeit erhalten. Beträgt die Menge mehr als 50 g/m², kann keine Verbesserung der Klebeeigenschaften beobachtet werden, außerdem ist dies unter ökonomischen Gesichtspunkten nachteilhaft.
Um das aufgesprayte Harzpulver auf dem Papier zu fixieren ist es erforderlich, daß die Temperatur für die Wärmebehandlung nicht höher als 30 ºC über dem Schmelzpunkt des Harzes gewählt wird. Liegt die Temperatur für die Wärmebehandlung höher als 30 ºC über dem Schmelzpunkt des Harzes, erniedrigt sich die Wasserlöslichkeit oder die Wasserdispergierbarkeit des erhaltenen wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papiers, vermutlich weil die Auskristallisation des Harzes beschleunigt wird. Für das Schmelzkleben kann als Wärmequelle ein Ofen oder ein Heißluftgebläse für die Wärmebehandlung verwendet werden. Beim Heißpressen kann die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymeren durchgeführt werden; liegt die Temperatur jedoch unterhalb einer Temperatur, die um 100 ºC unterhalb der Schmelztemperatur des Harzes liegt, verschlechtert sich die Rollbarkeit des Harzes. Die untere Grenze für die Temperatur der Wärmebehandlung liegt daher vorzugsweise 100 ºC unterhalb des Schmelzpunktes des Harzes. Heißpressen wird mit heißen Preßrollen ausgeführt. Die Bedingungen für das Heißpressen, wie Temperatur und Druck, werden in Abhängigkeit von der Preßzeit geeignet gewählt. Für den Arbeitsdruck der Presse ist ein Oberflächendruck von 106 N/m² (10 kg/cm²) ausreichend. Diese Arbeitsbedingungen können innerhalb eines weiten Bereichs gewählt werden. Durch eine Wärmebehandlung wie Schmelzkleben oder Heißpressen kann das Harzpulver wirksam auf dem Papier fixiert werden, wodurch das so erhaltene Papier eine stark verbesserte Zugfestigkeit aufweist. Des weiteren ist es in Abhängigkeit von der aufgesprayten Menge an Harzpulver möglich, ein Papierprodukt zu erhalten, das eine um Größenordnungen höhere Zugfestigkeit aufweist als das Ausgangspapier vor seiner Behandlung.
Das erfindungsgemäße wärmeempfindlich klebende, wasserlösliche oder wasserdispergierbare Papier kann zu einem Beutel weiterverarbeitet werden, indem einfach ein Blatt auf ein anderes gelegt wird und diese an ihren Kanten wärmebehandelt werden. Dies erlaubt eine schnelle und einfache Herstellung von Beuteln und eine einfache Automatisierung der Herstellung. Weiterhin erleichtert die Tatsache, daß das Papier als ganzes wasserlöslich oder innerhalb kurzer Zeit zu größeren Filamenten oder Fasern aufgeweicht werden kann die Entsorgung des Abfalls, nachdem das Papier in Form eines Beutels oder einer anderen Form benutzt wurde.
Nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren kann ein derartiges wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier mit den oben geschilderten vorteilhaften Eigenschaften einfach unter trockenen Bedingungen hergestellt werden. Da das Harzpulver auflediglich der Seite des Ausgangspapiers aufgebracht wird, die wärmeempfindliche Klebeeigenschaften aufweisen soll, ist es möglich, das erfindungsgemäße Papier zu vergleichsweise niedrigen Kosten herzustellen, was einen ökonomischen Vorteil darstellt. Das auf diese Weise erhaltene Produkt zeigt eine im Vergleich zum Ausgangspapier überraschend hohe Zugfestigkeit und behält dennoch die Wasserlöslichkeit oder die Wasserdispergierbarkeit, die das Ausgangspapier zuvor aufwies.

BEISPIELE:

In den folgenden Beispielen wurden verschiedene physikalische Eigenschaften mit Hilfe der folgenden Methoden gemessen:
(i) Für die Zugfestigkeit und die Dehnbarkeit des Papiers wurden die Messungen entsprechend der JIS P-8113 durchgeführt.
(ii) Zur Prüfung der Wasserlöslichkeit und der Wasserdispergierbarkeit wurden 200 ml Wasser von 20 ºC in einem 300 ml Becher vorgelegt und eine 4 cm² große Papierprobe (2 x 2 cm) in das Wasser gegeben, welches mit 250 Upm mit einem Magnetrührer gerührt wurde. Zur Prüfung wurde die Zeit gemessen, die benötigt wurde um die Papierprobe aufzulösen oder sie in einzelne Filamente oder Fasern zerfallen zu lassen.
(iii) Zur Messung der wärmeempfindlichen Haftfähigkeit wurde, nachdem mit Hilfe einer Heißklebevorrichtung eine Verklebung hergestellt worden war, nach dem in der JIS P-8113 spezifizierten Verfahren eine Abziehkraft gemessen, die benötigt wird, um einen 20 mm breiten Papierstreifen abzuziehen, wobei diese Kraft der wärmeempfindlichen Haftfähigkeit gleichgesetzt wurde.

Beispiele 1 bis 4:

Auf ein Papier mit einem Flächengewicht von 50 g/m², das aus 40 % H-Typ-Carboxymethylcellulose und 60 % Pulpe hergestellt und anschließend mit einer wäßrigen Lösung von NaOH behandelt wurde, wurde ein Polyvinylalkoholharzpulver UMR (Polymerisationsgrad, 260; Schmelzpunkt, 150 ºC; Verseifungsgrad, 65 %, Korngröße 0,59 mm (passiert 30 mesh); hergestellt von Unitika Chemical Co., Ltd.) auf der gesamten Fläche aufgesprayt, wobei die aufgesprayte Harzpulvermenge 8 g/m² (Beispiel 1); 13 g/m² (Beispiel 2); und 20 g/m² (Beispiel 3) betrug. Anschließend wurde mit einem Oberflächendruck von 2 x 10&sup6; N/m² (20 kg/cm²) bei einer Temperatur von 100 ºC und einer Dauer von 0,5 s heißgepresst. Auf diese Weise wurden wärmeempfindlich klebende, wasserdispergierbare Papiere erhalten. In einem weiteren Beispiel (Beispiel 4) wurde an Stelle des vorher verwendeten Heißpressens für 45 s eine Wärmebehandlung bei 160 ºC in einem heißen Ofen durchgeführt, um das aufgesprayte Harz aufzuschmelzen. Für die anderen Schritte wurden dieselben Bedingungen wie in Beispiel 3 gewählt. Auf diese Weise wurde ein wärmeempfindlich klebendes, wasserdispergierbares Papier erhalten.
Die mit den erhaltenen wasserdispergierbaren Papierproben gemessenen Prüfungsergebnisse sind in Tab. 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiele 1 und 2:

Die Behandlung wurde in derselben Weise durchgeführt wie in Beispiel 1, jedoch wurde das Polyvinylalkoholharzpulver in einer Menge von 3 g/m² aufgesprayt. Auf diese Weise wurde ein wasserdispergierbares Papier erhalten (Vergleichsbeispiel 1). Weiterhin wurde eine Probe in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei die aufgesprayte Menge an Polyvinylalkoholharzpulver 12 g/m² betrug und die Heißpressung bei einer Temperatur von 200 ºC durchgeführt wurde. Auf diese Weise wurde ein wasserdispergierbares Papier erhalten (Vergleichsbeispiel 2).
Die für diese wasserdispergierbaren Papiere gemessenen Prüfungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
a: aufgesprayte Menge
b: Flächengewicht
c: Zugfestigkeit
d: Bruchdehnung
e: Haftfähigkeit
f: Wasserdispergierbarkeit
Vbsp.: Vergleichsbeispiel
Referenzbeispiele 1 und 2
Die mit dem in Beispiel 1 verwendeten Ausgangspapier (Referenzbeispiel 1) erhaltenen Werte sind in Tabelle 2 den Werten gegenübergestellt, die mit HI-SELON erhalten wurden, einem wärmeempfindlich klebenden wasserlöslichen Film (hergestellt durch Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.; Referenzbeispiel 2). Tabelle 2
a: Probe
b: Flächengewicht
c: Zugfestigkeit
d: Bruchdehnung
e: Haftfähigkeit
f: Wasserdispergierbarkeit
WP: wasserdispergierbares Papier
Rbsp.: Referenzbeispiel
Wie aus Tab. 1 zu entnehmen ist, weisen die wasserdispergierbaren Papiere der Beispiele 1 bis 4 sowohl eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit wie auch eine Wasserdispergierbarkeit auf. Wurden die wasserdispergierbaren Papiere bei hoher Feuchtigkeit (30 ºC Raumtemperatur, 90 % rel. Feuchte) für 6 Stunden in einem Stapel gelagert, konnte keine Bildung von Blöcken oder eine Verklebung zwischen den einzelnen Papieren beobachtet werden.
Die Vergleichsbeispiele aus den Tabellen 1 und 2 wiesen nur eine der beiden Eigenschaften auf, wärmeempfindliche Haftfähigkeit bzw. Wasserdispergierbarkeit. Genauer gesagt war im Vergleichsbeispiel 1 die aufgesprayte Harzpulvermenge so gering, daß das Papier keine ausreichende Klebkraft bzw. wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufwies. Im Vergleichsbeispiel 2 lag die Temperatur für das Heißpressen wesentlich über dem Schmelzpunkt des Harzes, weshalb die Wasserdispergierbarkeit deutlich beeinflußt wurde, was dazu führte, daß sich das Papier nicht innerhalb einer kurzen Zeitspanne in 20 ºC warmen Wasser auflöste.
Das als Referenzbeispiel 1 angeführte Papier war nicht für eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit ausgerüstet, es wies daher auch keine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf, es war aber in Wasser dispergierbar. Der als Referenzbeispiel 2 angeführte wasserlösliche Film besaß, wie aus Tabelle 2 entnommen werden kann, sowohl eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit wie auch eine Wasserdispergierbarkeit, wurden diese Filme jedoch bei einer Raumtemperatur von 30 ºC und einer relativen Feuchte von 90 % für 6 Stunden in Form eines Stapels gelagert, erfolgte eine Verklebung zwischen den Filmen und eine Bildung von Blöcken.

Beispiele 5 bis 10

Als Ausgangspapier wurde eine wasserlösliches Papier mit einem Flächengewicht von 55 g/m² (Hersteller: Mishima Paper Co., Ltd.; MDP-Typ) verwendet und dasselbe Harzpulver wie in Beispiel 1 auf die gesamte Fläche des Ausgangspapiers aufgesprayt, wobei die aufgesprayte Harzpulvermenge 8 g/m² (Beispiel 5) 12 g/m² (Beispiel 6); und 20 g/m² (Beispiel 7) betrug. Anschließend wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 heißgepreßt. Auf diese Weise wurde ein wasserlösliches Papier mit einer wärmeempfindlichen Haftfähigkeit erhalten.
Ein wasserdispergierbares Papier (Flächengewicht 48 g/m²), das aus einer Mischung aus Reyon und Pulpe bestand, die von Unitika Co., Ltd. hergestellte Polyvinylalkoholbindefasern SMB1x3 enthielt, wurde als Ausgangspapier verwendet und dasselbe Harzpulver wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde auf der gesamten Fläche des Ausgangspapiers aufgesprayt, wobei die aufgesprayte Menge 8 g/m² (Beispiel 8), 12 g/m² (Beispiel 9) und 20 g/m² (Beispiel 10) betrug. Anschließend wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 heißgepreßt. Auf diese Weise wurde ein wasserdispergierbares Papier mit wärmeempfindlichen Klebeeigenschaften erhalten. Die mit den wasserdispergierbaren Papieren erhaltenen Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Tabelle 3
a: aufgesprayte Menge
b: Flächengewicht
c: Zugfestigkeit
d: Bruchdehnung
e: Haftfähigkeit
f: Wasserdispergierbarkeit
Wie aus Tabelle 3 entnommen werden kann besaßen sowohl die wasserlöslichen Papiere der Beispiele 5 bis 7, wie auch die wasserdispergierbaren Papiere der Beispiele 8 bis 10 sowohl eine Wasserlöslichkeit bzw. eine Wasserdispergierbarkeit als auch eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf. Die Papiere wiesen eine Steifigkeit auf, wie sie für die Herstellung von Beuteln gefordert ist und bei der Herstellung von Beuteln traten auch nahezu keine Schwierigkeiten auf.
Im Gegensatz dazu wies das im Vergleichsbeispiel 3 erhaltene wasserdispergierbare Papier, bei dem eine Temperatur von 200 ºC zum Heißpressen gewählt worden war, was 50 ºC über dem Schmelzpunkt von 150 ºC des aufgesprayten Harzes liegt, zwar eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit auf, es wurde jedoch ein deutlicher Abfall der Wasserdispergierbarkeit beobachtet, was dazu führte, daß das Papier nicht innerhalb kurzer Zeit in 20 ºC warmem Wasser zersetzt werden konnte.

Claims

1. Wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Papiers in einem Abschnitt oder auf der gesamten Fläche eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit von mehr als 4,8 N und weniger als 15,0 N aufweist; wobei mindestens 40 s und höchstens 58 s benötigt werden, um ein Papier von einer Größe von 2 cm x 2 cm in 200 ml Wasser von 20 ºC, welches in einem 300 ml Gefäß mit einem Magnetrührer bei 250 Upm gerührt wird, aufzulösen oder in einzelne Fasern zu dispergieren.

2. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlich klebenden, wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papiers, umfassend die Schritte:

Aufsprühen eines wasserlöslichen und wärmeempfindlich klebenden Harzpulvers von einer Partikelgröße von 2 mm (10 mesh) oder geringer, auf eine Seite eines wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Papiers in einer Menge von 5 bis 50 g/m²; und

Fixieren des Harzpulvers auf dem Papier durch eine anschließende Wärmebehandlung, vorzugsweise durch Heißpressen, bei einer Temperatur, die nicht höher als 30 über dem Schmelzpunkt des Harzes liegt.

3. Herstellverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißpressen bei einer Temperatur ausgeführt wird, die höchstens 100 ºC unterhalb der Schmelztemperatur des Harzes liegt.

4. Herstellverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzpulver ein Harzpulver auf Polyvinylalkoholbasis ist, welches einen Polymerisationsgrad von 50 bis 500 und einen Verseifungsgrad von 50 bis 90 % aufweist.

5. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerharz eine Partikelgröße von 0,30 mm bis 0,059 mm (50 bis 250 mesh) aufweist.

6. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerpulver in einer Menge von 8 bis 20 g/m² aufgesprüht wird.

7. Wärmeempfindlich klebendes, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Papier, welches auf einer Seite in einem Abschnitt oder auf der gesamten Fläche eine wärmeempfindliche Haftfähigkeit aufweist, wobei das Papier in seiner Gesamtheit in Wasser löslich oder in Wasser in einzelne Fasern dispergierbar ist, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 2.