185068. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrofil felületek vízállóságának növelésére és súrlódási tulajdonságainak módosítására
i 185 068 2 A találmány tárgya felületkezelési eljárás hidrofil, adott esetben érdes felületek, előnyösen papír és papírtermékek vízállóságának növelésére és súrlódási tulajdonságainak módosítására, amellyel főként előnyös csomagolástechnikai sajátosságokat érhetünk el. Az ipar számos területén, jellemzően pl. a csomagolástechnikában felmerül az igény arra, hogy a csomagolóeszköz ellenálljon az áru nedvességének, a külső felülete pedig a külső nedvességnek, pl. az éghajlati ártalmaknak, s ez a külső felülete a rakodás, tárolás stb. szempontjából optimális súrlódási tulajdonságokkal rendelkezzen. A nedvességnek ellent nem álló csomagolóeszköz tönkremegy, nem biztosítja sem az egységképzést, sem az áru védelmét; a kis súrlódási tényezőjű csomagolóeszközök — mind üresen, mind áruval töltve — elcsúsznak egymáson, a nagy súrlódási tényező pedig akadályozhatja mozgatásukat, rakodásukat, egymáson való elmozdulásuk pedig káros abráziót idézhet elő. A természeti erőforrások lassú kimerülésével a csomagolástechnikában fokozatos alapanyagváltás játszódik le: a fa alapanyagú fűrészáruból és a szénhidrogén bázisú műanyagokból előállított csomagolóanyagokat egyre több területről kiszorítják kisebb részben a fa anyagú szekunder alapanyagokból pl. forgácsból, fűrészporból stb. készített csomagolóeszközök, nagyobb részben pedig a jellemzően hulladékpapírból, tehát szekunder alapanyagból előállított hullámpapírlemez termékek. Jellemzően szekunder alapanyag bázisra alapozva a nem különleges kivitelű hullámpapírlemezből, pozdorja-, farost- és faforgács lemezből készített csomagolóeszközök rendszerint csak akkor felelnek meg a csomagolástechnika által támasztott egységképzési, áruvédelmi és gazdaságossági követelményeknek, ha az áru maga nem nedves vagy nem érintkezik közvetlenül a csomagolóeszköz felületével vagy pedig a csomagolóeszköz maga nincs kitéve a klimatikus hatásoknak, pl. esőnek, hónak, hűtőházi tárolásnak stb. Ha a szállítási lánc során mindez nem biztosítható, akkor a csomagolástechnikának két alternatíva áll rendelkezésére: vagy olyan - rendszerint drága - anyagból készülnek a csomagolóeszközök, amelyek a nedvességnek eleve ellenállnak, vagy valamilyen módszerrel az eredetileg nem nedvességálló csomagolóanyagok vízállóságát szükséges az igényelt mértékben növelni. Ez utóbbi vízállóság-növelésnek fontosságát aláhúzza, hogy legtöbbször alapvető befolyása van a szekunder alapanyag hasznosíthatóságára. Ez utóbbi, vízállóság növelési módszer alkalmazásakor fellépő problémákat, ill. a problémák feloldására kidolgozott eljárásunk jellemző vonásait — kiemelt fontossága miatt — hullámpapírlemez termékek esetén mutatjuk be. A papír- és hullámpapírlemez-alapanyagú csomagolóeszközök felületi súrlódási tényezője rendszerint megfelel a csomagolástechnika igényeinek. Adott esetben a hullámdobozok, kartondobozok vagy többrétegű papírzsákok esetén szállításkor, tároláskor bekövetkezhet a csomagolóeszközök egymáson való elcsúszása. Ekkor a felületeket szilikátok kolloid diszperziójával kezelik, vagy egyéb vízolóhatatlan sók, pl. Al(OH)3 vagy ZnO szoljával. A csúszásgátlással kapcsolatos problémák további részleteit, ill. a technika állását a szakirodalom ismerteti: Papíripari kézikönyv, Főszerk.: dr. Vámos Gy., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980., C. A. 93. 222 156 q (Japan Kokai Tokkyo Koho 80 90,696(1980). A hullámpapírlemezek vízállóságának növelésére a technika jelenlegi állása szerint főként parafáinak, ill. parafinnak és valamilyen polimernek az ömledékét alkalmazzák. Ezzel az ömledékkel vagy a hullámpapírlemez felületét vonják be, ún. hot melt eljárással, függönybe’■onással, esetleg adott esetben ömledékkel való mázolással, vagy a hullámpapírlemez egyes szerkezeti elemeit kezelik a papírhullámok közé anyagot juttató fúvókák :Jkalmazásával, vagy az ömledékbe való bemártással az egész hullámpapírlemez szerkezetet kezelik. A vízállóság növelésére szolgáló technika jelenlegi állásának további részleteiről tájékoztatást ad: Papíripari Kézikönyv, Főszerk.: dr. Vámos Gy., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980., International Paper Board Industry, 19.., 10. 1976. oki. 20—36 p., Boxboard Containers, 1977. jún., Enballages 1975. III. 84-87 p., 1978. III. 63-67 p.,). A paraffin vagy paraffin-bázisú anyagok alkalmazása nind a termékek előállításakor, emulzióként azok anyagába adagolva, mind a termékek felületére felhordva, a vízállóság növelése mellett a felületnek nemcsak fényt id, de azt csúszóssá, síkossá is teszi. Ez pedig nehezíti a kezelt csomagolóanyagok szállítását, raktározását, csomagolóeszközzé való feldolgozását és károsan jelentkezik mind az üres, mind a termékkel töltött csomagolóeszközök raktározásánál, szállításánál is. E probléma kiküszöbölésére a praffint emulzió formájában permetezték a felületre. Ezzel korlátozott vízállóságot elértek ugyan, de a felület továbbra is szívta a vizet, súrlódási tényezője pedig a papírfelületek általában optimális értékénél nagyobb lett, a felületkezeléssel nem sikerült olyan mértékű vízállóságot elérni, amely a rövid laboratóriumi vizsgálatok során megakadályozza a vízabszorpciót, s a korlátozott vízállóság is a papírénál nagyobb súrlódási tényező mellett jelentkezett (v. ö.: C. A. 84. 46 275 fj 821,665 sz. patent). A súrlódási tényező nehéz kézbentartása mellett a megfelelő vízállóságú termék előállítása több további problémát is jelent. Az eredetileg hidrofil anyagok kezelése - pl, ömledékkel való bevonása vagy átitatása - külön munkafolyamatot jelent. Ez tekintélyes többlet műveleti költséget, ill. bonyolult gépek beállítását igényli. A csomagolóeszközök előállításakor keletkező hulladék - mint pl. a hullámpapírlemezből való dobozgyártásnál keletkező szabási hulladék —, valamint az elhasznált csomagolóeszköz — amilyen pl. a hulladékpapírba kerülő elhasználódott hullámdoboz is - csak bonyolult kezelés, pl. a paraffin valamilyen módon való, legtöbbször energia- és vegyszerigényes eltávolítása után hasznosítható újra a papírgyártás alapanyagaként. Gondot jelent az átitatott vagy bevont felületeknek vizes diszperziókkal való ragasztása is, pl. dobozok készítésekor, lezárásakor, címkével való ellátásakor stb. Ezekben az esetekben lényegesen drágább, gyakran organikus közegű, vagy ömledékként alkalmazható - s ezért veszélyesebb és ártalmasabb — ragasztók alkalmazására van szükség. Munkánk során - elemezve a technika állását - azt tűztük ki célul, hogy — a hidrofil csomagolóanyagok esetén a csomagolástechnika által igényelt vízállóságot úgy biztosítsuk, hogy a kezelt felület súrlódási tényezőjét is az igényelt értékre állítsuk be ugyanazzal a lépéssel; — a megfelelő nedvesedés! és súrlódási tulajdonságokkal rendelkező felület előállítása ne igényeljen speciális gépeket és külön munkafolyamatot, hanem a különben is alkalmazott feldolgozó gépeken - azok termelését 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
