Einleitung: Die Notwendigkeit der Doppelgrößenbestimmung bei modernen Verpackungen
Bei Verpackungspapier und -karton ist das richtige Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Bedruckbarkeit und Wasserbeständigkeit entscheidend. Traditionelle Leimungsverfahren konzentrieren sich oft nur auf die Innen- oder Oberflächenleimung. In den letzten Jahren hat sich jedoch die duale Leimung – eine Kombination aus Innen- und Oberflächenleimung – aufgrund ihrer überlegenen Leistung durchgesetzt. Dieser Artikel untersucht, wie sich diese beiden Systeme ergänzen, um die Eigenschaften von Verpackungspapier zu verbessern.
Interne Dimensionierung mit AKD: Eine Grundlage der Wasserbeständigkeit
Bei der Innenleimung wird in erster Linie Alkylketendimer (AKD) während der Nassverarbeitung zugesetzt. AKD reagiert mit Zellulosefasern und bildet hydrophobe Esterbindungen, die die Wasseraufnahme des Papiers verringern. Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:
- Verbesserte Dimensionsstabilität
- Bessere Tintenbeständigkeit
- Beständigkeit gegen das Eindringen von Flüssigkeiten durch die gesamte Platte
Prozesstipp: AKD sollte mit ausreichender Verweilzeit (≥15 Min.) am Hochbehälter oder Mischbehälter hinzugefügt und zur Verbesserung der Effizienz zusammen mit Retentionshilfen wie CPAM verwendet werden.
Oberflächendimensionierung: Erstellen einer funktionalen Barriereschicht
Die Oberflächenleimung erfolgt üblicherweise während der Papierveredelung durch Auftragen eines dünnen Films einer Leimlösung – oft auf Basis von oxidierter Stärke, PAE-Harz oder synthetischen Polymeren – auf die Papieroberfläche.
Die Vorteile sind:
- Verbesserte Oberflächenfestigkeit und Druckqualität
- Reduzierung von Oberflächenfusseln und Fusseln
- Verbesserte Beständigkeit gegen Kantensaugwirkung und Rücknässung
Wichtige Notiz: Bei Verpackungspapier, das wasserdampfbeständig sein muss (z. B. Lebensmittelverpackungen), gewährleistet die Verwendung eines Oberflächenleimungsmittels mit einer Partikelgröße ≤ 0.2 μm eine dichte, gleichmäßige Beschichtung.
Synergie zwischen Innen- und Oberflächenleimung
Bei gemeinsamer Anwendung von Innen- und Oberflächenleimung entsteht ein Synergieeffekt, der sowohl die innere Struktur als auch die Oberflächenbarriere der Platte verbessert. Die wichtigsten Vorteile sind:
| Merkmal | Interne Dimensionierung | Oberflächendimensionierung | Kombiniertes System |
|---|---|---|---|
| Hauptfunktion | Hydrophobe Bindung im Inneren der Fasern | Bildung von Oberflächenfilmen | Vollständige Wasserdichtigkeit |
| Trocknungsbedarf | ≥24h Aushärtung | ≥95°C Sofortfixierung | Effiziente und optimierte Trocknung |
| Typische Probleme | Falsche Dimensionierung bei zu niedriger Trocknungstemperatur | Ungleichmäßige Größenbestimmung bei instabiler Verdünnung/Druck | Ausgewogene Leistung bei Optimierung |
Durch die Verwendung einer Strategie zur doppelten Größenbestimmung kann außerdem der Gesamtchemikalienverbrauch um 20–30 % gesenkt und gleichzeitig die Leistung verbessert werden.
Vorschläge zur Prozessoptimierung
Um die Vorteile eines Dual-Sizing-Systems optimal zu nutzen, beachten Sie die folgenden Tipps:
- Trocknungsprofil: Schließen Sie ein Schnellhärtungssegment bei ≥110 °C für mindestens 3 Minuten ein.
- pH-Kontrolle: Halten Sie den pH-Wert der Aufschlämmung zwischen 7.5 und 8.5, um eine AKD-Hydrolyse zu verhindern.
- Partikelgrößenmanagement: Verwenden Sie Emulgatoren mit hoher Scherkraft (z. B. Typ SDH), um die Oberflächengröße der Partikel ≤ 0.15 μm zu halten.
- Rückhaltesystem: Verwenden Sie eine doppelte Retention (kationische Stärke + CPAM), um beide Schlichtemittel effektiv zu binden.
Fazit: Ein intelligenterer Ansatz für Funktionspapier
Durch die Nutzung der Stärken der AKD-Innenleimung und der Oberflächenleimung können Verpackungspapierhersteller Produkte entwickeln, die anspruchsvollen Endanwendungsbedingungen gerecht werden – beispielsweise für Lebensmittelverpackungen, Industriefolien oder Trägerkartons. Die Doppelleimung ist nicht nur eine technische Verbesserung, sondern eine strategische Neuausrichtung hin zu Leistung, Effizienz und Nachhaltigkeit.
