SE519173C2 - Pappers-eller kartonglaminat samt sätt att framställa ett sådant laminat - Google Patents

Description

unna: 10 15 20 25 30 35 n . n fi . _ ' ' , . n n» bindemedel, med bibehållen hög böjstyvhet och god styrka i tjockleksriktning hos laminatet. Det anges därvid att 1-5 %, företrädesvis 2-5 % bindemedel kan vara tillräckligt. Detta gäller enligt WO 00/ 14333 dock bara för larninat där bulkskiktet uppvisar en ytvikt av högst 100 g/mz, företrädesvis högst 80 g/mz.

Det har senare visat sig att det är svårt att uppnå tillräcklig styrka i tjockleksriktningen (z-styrka), t.ex. högre än 200 kPa, vid bindemedelsmängder lägre än ca. l0-l2 %. Det har således visat sig vara ett problem att kunna uppnå hög z-styrka med låga halter bindemedel, speciellt då bulkskiktet uppvisar höga ytvikter. Vidare har det visat sig vara svårt att vid höga ytvikter hos laminatet, t.ex. över ca 200 g/mz, förhindra rynkning som orsakas av krympning tvärs banan vid torkning.

Andra patentansökningar som får anses tillhöra samrna teknikområde, men som inte är speciellt relevanta i förhållande till föreliggande uppfinning, är t.ex. WO 99/02777, WO 95/26441, US 5,080,758 samt US 4,9l3,773.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning har till syfie att minska ovan nämnda problem, varvid presenteras ett pappers- eller kartonglaminat som utgör en vidareutveckling av laminatet enligt WO 00/ 14333. I det uppfinningsenliga laminatet uppnås erforderlig z-styrka med relativt låga halter bindemedel, speciellt latexbindemedel, även vid utnyttjande av bulkskikt med relativt höga ytvikter. Dessutom minskas problemen med rynkning vid höga totala ytvikter hos larninatet. Det uppfinningsenliga laminatet uppvisar vidare samma fördelar vid bigning som laminatet enligt WO 00/14333.

Dessa och andra fördelar uppnås medelst det uppfinningsenli ga larninatet, såsom det presenteras i patentkrav 1. ß Enligt uppfinningen utnyttjas ett extra skikt i laminatet, i förhållande till det som visas i WO 00/ 14333. Detta extra skikt utgöres av ett tunt mellanskikt, vilket är anordnat mellan sidoskiktet och bulkskiktet, och vilket uppvisar ett högre avvattningsmotstånd än bulkskiktet, Vidare har mellanskiktet fonnerats tillsammans med bulkskiktet, vilket innebär att mellanskiktet och bulkskiktet är direkt förenade med varandra över väsent- ligen hela sina mot varandra vända ytor. F öreträdesvis är mellanskiktet, på dess fiån bulkskiktet vettande sida, direkt förenat med sidoskiktet över väsentligen hela deras mot varandra vända ytor. anar» 10 15 20 25 30 35 . e ~ 0 '° 519 173 3 u n . Q I ' ' , , ~ en Enligt en aspekt av uppfinningen består sagda mellanskikt huvudsakligen av fibrer av lätt mald blekt eller oblekt kemisk massa eller CTMP, företrädesvis av blekt eller oblekt kemisk cellulosamassa framställd av en cellulosaråvara bestående av huvudsakligen barrved och/eller lövved. Vidare uppvisar mellanskiktet en ytvikt av åtminstone 2 g/mz, företrädesvis åtminstone 3 g/mz men mindre än 20 g/mz, företrädesvis mindre än 15 g/mz och än mer föredraget mindre än 10 g/mz och ett avvattningsmotstånd mindre än 35 °SR, företrädesvis mindre än 30 °SR och än mer föredraget mindre än 20 °SR.

Enligt en utföringsform av uppfinningen anordnas det uppfinningsenliga mellanskiktet enbart på bulkskiktets ena sida, genom att det formeras på vira tillsammans med bulkskiktet. På bulkskiktets andra sida kan sidoskiktet anordnas direkt mot detsamma, varvid företrädesvis även det forrneras tillsammans med bulkskiktet och mellanskiktet, lämpligen medelst en tIeskikts inloppslâda. Enligt en alternativ utföringsfonn anordnas uppfinningsenliga mellanskikt på bulkskiktets båda sidor, genom att de formeras på vira tillsammans med bulkskiktet, företrädesvis medelst en treskikts inloppslåda.

De grundläggande orsakerna till att mängden bindemedel kan minskas är inte entydigt fastlagda, men en hypotes utan att begränsa uppfinningens omfattning är, att det tunna mellanskiktet ger en ökad kontaktyta mot sidoskiktet jämfört med den grövre fibem som utgör bulkskiktet. Det tunna mellanskiktet, som formas tillsammans med/i bulkskiktet, har fibrer som delvis är orienterade i arkets z- riktning (blandade med ytan av fibrer i bulkskiktet) och som därmed tillsammans med bindemedel förankras i bulkskiktet. Den ökade kontaktytan mellan bulkskiktet, inklusive mellanskiktet, och sidoskiktet innebär att bindemedlet verkar mot en större yta och därmed erhålles också högre z-styrka.

Andra aspekter av uppfinningen, avseende skiktens karaktär, eventuella ytterligare skikt samt tillverkningen av laminatet, inklusive eventuella additiv, etc., överensstämmer med det som presenteras i WO 00/ 14333, vilken skrifi härmed inkorporeras genom referens.

Därvid gäller exempelvis att bulkskiktet har en mycket låg densitet, 50-300 kg/m3, företrädesvis 70-200 leg/mi, lämpligen 100-180 leg/n? eeh en ytvikt på 30-300 g/mz.

Enligt ett tänkbart utförande har det en ytvikt på 40-80 g/mz, enligt en annan utförande- form en ytvikt på 70-120 g/mz. Enligt en annan aspekt på uppfinningen har bulkskiktet en tjocklek av 0,l-6 mm, företrädesvis 0,2-1,0 mm, lämpligen 0,3-0,7 mm. »na-u 10 15 20 25 30 , u nun I' .e . . I ' _ ' , . n nu Bulkskiktet med låg densitet kan med fördel framställas med torrformning eller med våtformning av kemitermomekanisk massa (CTMP) eller annan ”mekanisk” massa baserad på barrfiber, t ex TMP, med hög fieeness. Torrfonnning är fiån en aspekt att föredra, varvid kan utnyttjas vilken som helst känd teknik fór detta, men oavsett formningstekriiken bör massans freeness vara högre än 550 CSF, företrädesvis högre än 600 CSF och än mer föredraget högre än 650 CSF, allra helst högre än 700 CSF. En hög freeness på fibermaterialet till sagda första skikt säkerställer att arket kan pressas vid avvattning och konsolidering av arket utan att densiteten ökar i oönskad utsträckning. Även andra fiberråvaror med hög våt återlj ädring kan ingå i bulkskiktet i viss grad, t ex kemiskt tvärbundna fibrer, vilka ofta uppvisar ett litet avvattningsmotstånd och hög återfiädring efier våt pressning, men är av åtminstone kostnadsskäl icke att föredra.

Sidoskiktet har vidare väsentligt större densitet och dragstyrka än bulkskiktet, t ex en densitet som är minst dubbelt så stor, företrädesvis minst tre gånger så stor och allra helst minst fyra gånger så stor som bulkskiktets densitet. Sålunda kan sidoskiktet ha en densitet av 300-1 5 00 kg/m3, företrädesvis 400-850 kg/m3 . Typiskt är sidoskiktets/de enskilda sidoskiktens medeltjocklek endast 3-20 %, företrädesvis max 15 %, lämpligen max 10 % av bulkskiktets tjocklek.

Ett laminat enligt uppfinningen bestående av ett bulkskikt, ett mellanskikt och ett sidoskikt på åtminstone bulkskiktets ena sida, företrädesvis på båda dess sidor, har en ytvikt på mellan 50 och 500 g/mz. Inom nämnda intervall kan ett enligt uppfinningen sammansatt laminat ha en ytvikt som beror på de inbördes relationerna mellan bulk- skiktets, mellanskiktens och sidoskiktens tjocklekar och densiteter. Sålunda kan laminatet, då bulkskiktet är förhållandevis tjockt, ha en ytvikt av 75-400 g/mzu företrädesvis 100-350 g/mz, iärrrpligerr 100-250 g/mz eller 90-200 g/mz. om däremot bulkskiktet är förhållandevis tunt kan laminatet ha en ytvikt av 300-500 g/mz, företrädesvis 350-450 g/mz. I detta fall dominerar med andra ord sidoskíktet/sidoskikten viktsmässi gt. Även ett mellanliggande fall kan tänkas, då larninatet bestående av nämnda skikt har en ytvikt av 200-400 g/mz, företrädesvis 250-350 g/mz. Dragindex hos laminatet enligt uppfinningen kan uppgå till 25-150 Nrn/ g, företrädesvis 50-100 Nm/g.

Vid tillverkningen larnineras bulkskiktet, inklusive rnellanskiktet eller -skikten, med användning av bindemedel och med styrbart tryck och tid samman med närrmda sido- sans» 10 15 20 25 30 519 173 ¿-_-,_ -;~-=-;_-;.-;~-;=::¿ _ skikt med hög dragstyrka för bildande av ett laminat enligt uppfinningen. Lamineringen kan med fördel genomföras samtidigt med att bulkskiktet konsolideras. Detta är dock inte en förutsättning, utan det är likaväl möjligt att först forma och genom torkning konsolidera bulkskiktet, inklusive mellanskiktet eller -skikten, vilket bulkskikt därefter lamineras mot önskade sidoskikt. Utnyttjade halter bindemedel, speciellt latexbinde- medel är 1-20 %, lämpligen 1-10 %, företrädesvis l-7 % och än mer föredraget l-5 % av laminatets vikt, räknat på torra vikter. En z-styrka av minst 100 kPa, företrädesvis minst 150 kPa och än mer föredraget minst 200 kPa kan därvid uppnås enligt uppfinningen.

Lämpliga bindemedel för impregnering av bulkskiktet är, förutom latexbindemedel, andra vattenlösliga polymererer, eller vattendispersioner av polymerer, vilka väljs ur gruppen bestående av polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polyalcrylater, polyakrylsyra, polyeten-, akrylamid, polystyren och maleinsyradirevat i form av homo- och co- polymerer av nämnda polymerer. Tillsammans med bindemedlet eller bindemedlen kan även appliceras vätmedel, t ex natriumdodecylsulfat, hydrofoberingsmedel och eventuellt ytterligare, önskvärda ingredienser. Det bedöms vara lämpligt att använda latexbindemedel för impregnering av bulkskiktet och annat bindemedel, t ex stärkelse, karboxymetylcellulosa och gums för att åstadkomma bindning ”mellan olika fiber- baserade skikt, däribland mellan bulkskiktet och sidoskiktet/sidoskikten.

Laminatet enligt uppfinningen utnyttjas företrädesvis för livsmedelsförpackningar eller förpackningar till konsumentprodukter av olika slag etc. Vidare torde laminat av nämnda typ tjäna väl som skydd vid lagring och transport av gods för industriellt bruk.

KORT FIGURBESKRIVNTNG Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas ytterligare med hänvisning till figurerna, av vilka: Fig. l schematiskt visar en pilotanläggning enligt en första tänkbar utförings- form för framställning av ett kartonglarninat enligt uppfinningen, 20 25 30 , I .en II 519 173 _ _, 3:2, 6 . . - - - . . - . ..

Fig. 2 visar schematiskt en pilotanläggning enligt en arman tänkbar utförings- form för framställning av laminatet enligt uppfinningen, Fig. 3 visar schernatiskt ett laminat i genomskärning enligt ett första tänkbart utförande enligt uppfinningen, Fig. 4 visar schematiskt ett laminat i genomskärning enligt ett andra tänkbart utförande enligt uppfinningen, Fig. 5 visar schematiskt ett laminat i genomskärning enligt ett tredje tänkbart utförande enligt uppfinningen, Fig. 6-17 visar resultatdiagram enligt utförda försök.

BESKRIVNING Av SÄTT ocH ANORDNINGAR FÖR ATT FRAMSTÅLLA LAMINATET I Fig. 1 visas en pilotanläggning vilken utnyttjades för lamineringen (steg 4) i de längre ned beskrivna försöksseriema 1 och 2. Banforrnigt material 3b, 1, 2a från förrådsrulle 10 laminerades till banfonnigt material 3a från en separat fórrådsrulle 11. Det banfoxmiga materialet 3b, 1 2a på förrådsrulle 10 hade i ett tidigare steg forrnerats med hjälp av en treskikts inloppslåda (se försöksbeskrivning steg 3) och var uppbyggt enligt det som visas i Fig. 3, med sidoskikt 3b, bulkskikt 1 och det uppfinningsenliga mellanskiktet 2a. Det banforrniga materialet 3a på förrådsrulle 11 hade tillverkats i ett separat tidigare steg (se försöksbeskrivningen steg 2). Vid lamineringen vändes den fria ytan av mellanskiktet 2a mot sidoskiktet 3a och de båda banforrniga materialen föres samman i en limpress 12. I öppningen mellan de banformiga materialen som fördes av fi-ån rullama 10 och 11 och in i limpressen 12 tillfördes latexbindernedel, markerat med 13, med önskad koncentration och med utnyttjande av lämplig utrustning. Den efter limpressen 12 sammanfogade och fuktiga banan 3b, 1, 2a, 3a fördes till en tork 4 och efterföljande upprullning eller arkskärriing (ej visat). Å Apparatuppställningen enligt Fig. 1 kan även utnyttjas för framställning av laminatet enligt Fig. 5, vars sammansättning beskrivas i större detalj nedan. I detta fall uppvisar båda rullarna 10 och 11 ett banformigt material uppbyggt av sidoskikt 3b, bulkskiktl och mellanskikt 2a, varvid de båda respektive mellanskikten 2a vändes mot varandra.

I Fig. 2 visas ytterligare en möjlig utföringsform vid laminering av ett laminat enligt Fig. 4. Här består det banformiga materialet på rullen l0a av ett bulkskikt 1, vilket forrnerats i ett tidigare steg tillsammans med ett tunt mellanskikt 2a och 2b på 11,1- 10 15 20 25 30 519 173 0 Ü n ø I U . ' ' , , n respektive sida om bulkskiktet 1. Sidoskikt 3a och 3b föres från rullarna lla respektive 1 lb till respektive sida av materialet från rullen l0a, och in i limpressen 12. I limpressen 12 kan latexbindernedel 13 tillföras på båda sidor om bulkskiktet 1, via respektive mellanskikt 2a och 2b. Detta ger fördelen att absorptionen av bindemedel går fortare, efiersom transportsträckan för bindemedlet halveras.

Alternativa sätt att tillföra bindemedel är med utnyttjande av spray, blad- eller valsbestrykare före pressning och sarnmanläggning av de olika skikten så som beskrivs i WO 00/ 1 4333.

Vidare inses att förrådsrullama 10, 11 alternativt l0a, lla, 11b,i en fabriksariläggriing, kan ersättas av utrustning för framställning av motsvarande material, dvs utrustning för fornming och i förekommande fall även avvattning och torkning. Syftet härvid är då att erbjuda en kontinuerlig process från råvara till ñrdigt laminat.

UTFÖRANDEN AV LAMINATET ENLIGT UPPFINNINGEN Fig. 3-5 visar tre tänkbara utföranden av laminatet enligt uppfinningen, vilka tillverkats enligt beskrivningen avseende Fig. 1 respektive Fig. 2. Det skall inses att de visade utförandena endast utgör några illustrativa exempel och att en mängd andra utföranden är tänkbara inom uppfinningens rarn. Sålunda kan t ex antalet, karaktären och placeringen av de olika skikten varieras och kompletteras utan att fiångå uppfinningens grundläggande principer, sådana dessa uttrycks i de efterföljande patentkraven.

EXEMPEL l - Fig. 3 Laminatet L1 enligt utföringsformen består av fyra skikt. Ett tunt mellanskikt 2a av papper med relativt öppen struktur samt ett sidoskikt 3b har fonnerats tillsamnians med ett bulkskikt 1 med den för uppfinningen typiskt låga densiteten och höga fieeness- graden. Sidoskiktet 3b består därvid typiskt av ett pappersskikt, med väsentligt större densitet än bulkskiktet 1 och i övrigt valt och förenat med bulkskiktet l så att det konsoliderade laminatet erhåller de för laminatet enligt uppfinningen kärmetecknande egenskaperna. På samma sida som mellanskiktet 2a har larninatet, i ett senare steg, tillfogats ett sidoskikt 3a som typiskt består av ett pappersskikt men i princip även kan utgöras av ett icke fibröst skikt, t.ex. ett spärrskikt, exempelvis en plastfolie, en »unna 20 25 30 . . g Q I 0 CO Ü a. 10 000000 I .' .' g OI IIO '.. ....---;;:,...- --~~,; ..-~.. o .._, s. :z n.. .s unc 00 ' " p a . n a . metalliserad plastfolie eller en aluminiumfolie med väsentligt större densitet än bulkskiktet 1.

EXEMPEL 2 - Fig. 4 Laminatet L2, Fig. 4, innefattar förutom dei laminat Ll, Fig. 3, visade skikten, ett andra tunt mellanskikt 2b, som anligger mot bulkskiktet l på motsatt sidan mot mellanskiktet 2a, innanför sidoskiktet 3b. I detta fall har bulkskiktet 1 och de båda mellanskikten 2a och 2b formerats tillsammans, varefter sidoskikten 3a och 3b har tillfogats larninatet i ett senare steg. Respektive sidoskikt 3a och 3b består typiskt av ett pappersskikt men ett av dem kan i princip även utgöras av ett icke fibröst skikt, t. ex. ett spärrskikt, exempelvis en plastfolie, en metalliserad plastfolie eller en aluminiurnfolie, med väsentligt större densitet än bulkskiktet 1.

EXEMPEL 3 - Fig. 5 Laminatet L3, Fig. 5, innefattar en sammansättning uppbyggd av dubbla laminatet Ll enligt Fig. 3, dvs två gånger ett laminat uppbyggt av sidoskikt 3b, 3b', bulkskikt l, l' och mellanskikt 2a, 2a', dock utan sidoskikt 3a. Vid uppbyggnaden har därvid de båda mellanskikten 2a, 2a' vänts mot varandra och samrnanfogats, t.ex. i limpress på motsvarande sätt som visas i F ig. l. Härigenom åstadkommes êtt laminat med dubbla bulkskikt, vilket således uppvisar högre ytvikt och mycket gott böj styvhetsindex.

REDOVISNING Av UTFÖRDA FöRsöK Utrustning Försöken genomfördes på en experimentpappersmaskin (XPM) med ca. 450 mm bredd.

Den utnyttjade utrustningen var enligt följande. 0 Konísk kvarn av typ JC 00 (Jylhävaara) för malning av mälden vid 4 % massa- koncentration. i 0 Planvira utrustad med en treskikts inloppslåda. Denna ger möjlighet att forma tre skikt på varandra med olika fibersarnmansättning. Fiberkoncentrationema i inloppslådan var mellan 0,2 och l % och beroende av hastighet och ytvikten på de olika skikt som formades. »spin 10 15 20 25 30 519 1 É': É":".:' :"::"§ jnfi-ï: . E22. . n ... n. .. - ;; _ , . . - ~ 9 , . o «- u I. , , . . . | o o øø . o o v " ø Enkelfiltad press med teflonbelagd vals, Vanligt linjetryck i pressen var ca 12 kN/m vilket resulterade i en torrhalt av 36 till 40 % efter press. 0 Limpress med steglöst reglerbart linj etryck. 0 Torkparti bestående av elva elektriskt (IR) värmda cylindrar med 750 mm diameter.

Cylindrarna har teflonbelagda ytor. Alla cylindrar utom nr. 2 och ll var försedda med torkviror.

I samtliga ßrsök har Appretan 540 S från Clariant Perstorp använts som bindemedel.

Provning och analys Vid fiarnställning av flerskiktsmaterial bestämdes de olika skiktens ytvikt genom att man bestämde provets yta och vägde materialet efter formation av ett enskilt skikt och för de följ ande skikten genom att bestämma differensen i ytvikt när dessa formeras tillsammans med det förstnänmda skiktet.

Mängd bindemedel bestämdes på följande sätt. Provets ytvikt minus summa ytvikt för de ingående banformiga materialen dividerat med provets totala ytvikt. Bindemedels- koncentration i limpress bestäms genom invägning av en provmängd bindemedel följt i' av torkning till konstant vikt vid 105 °C.

Provning av alla pappersegenskaper har genomförts med standardmetoder i konditionerat klimat, 23 °C, 50 % RH. Se WO 00/ 14333 för vidare information.

Försöksserie 1 Försöken lades upp i fyra steg: 1. I steg 1 slogs fiberrâvaran upp i vatten och maldes i förekommande fall till önskad malgrad. HT-CTMP för bulkskiktet slogs upp i vatten och pumpades utan malning till förråds- respektive maskinkar. 2. I steg 2 tillverkades ytskiktet 3a (se Fig. 3) med följande sammansättning; 30 g/mz 50/50 % St32/St61 malgrad 34 °SR. Maskinhastighet ca. 18 m/min. Materialets sluttorrhalt var ca 85%. 1:11» 20 25 519 173 :@:1.:'-=¥I1;. 211 3. I steg 3 tillverkades material med två skikt (referens) eller tre skikt (enligt F ig. 3).

Se tabell 1, där ordningen från vänster till höger visar ordningen räknat från våtviran och uppåt. Materialets torrhalt efter tork var ca. 85 %. Maskinhastigheten var ca. 10 m/min. 4. I steg 4 laminerades skiktet 3a med det banformiga flerskiktsmaterialet (två eller tre skikt). I limpressen tillsattes bindemedel med varierande koncentration mellan de båda banorna. Pölens djup i limpressen var mellan 10 och 20 mm. Linj etrycket i limpressen hölls konstant vid ca. 26 kN/m. Materialet torkades slutligen i cylinder- torken till en sluttorrhalt av 90-95 %. Maskínhastigheten hölls konstant vid ca. 5 rn/min.

Tabell l Slulïpr0d. Skild 23 skikt 1 skikt 3b Benämn. 3+l skikt 3-5 g/mz 70 g/mz HT- 30 g/mz 50/50 % (Enl. Figß) St32 20 °SR CTMP 750 CSF St32/St6l 32 °SR 2+l Skild SakIlaS 80 g/Inz HT- 30 g/mz 50/50 % (ICfCICIIS) CTMP 750 CSF St32/St61 32 °,_SR St 32 = Stora 32, blekt barrsulfatmassa St 61 = Stora 61, blekt björksulfatmassa HT- cTMP från scA Ösuand, Pc Fluff cTMP Resultat försöksserie 1 Av tabell la-b samt diagram i Fig. 6-ll framgår att det, genom det inlagda tunna mellanskiktet 2a (provbenämning 3+l skikt), erhålles en högre z-styrka vid lika halt bindemedel jämfört med material fiamställt utan nämnda mellanskikt 2a (provbenämning 2+l skikt). Vidare framgår att z- styrka och böjstyvhetsindex är högre för laminat framställda med mellanskiktet 2a jämfört med material utan skiktet 2a vid densitet lägre än ca. 320 kg/m3. Mellanskiktet 2a ger enligt diagrammet l en besparing avseende bindemedel fiån ll till 7 %-enheter lör att uppnå en z-styrka av 200 kPa, »nav- 10 20 25 519 173 11 ø noe . . w - en d.v.s. ca. 35 % lägre åtgång av bindemedel. Det skall härvid poängteras att gränsen 200 kPa inte skall ses som en absolut gräns för ett fungerande förpackningsmaterial, utan mera skall uppfattas som ett riktvärde.

F örsölcsserie 2 Försöken lades upp i fyra steg: l. I steg 1 slogs fiberrâvaran upp i vatten och maldes i förekommande fall till önskad malgrad. HT-CTMP för bulkskiktet slogs upp i vatten och pumpades utan malning till förråds- respektive maskinkar. 2. I steg 2 tillverkades ytskiktet 3a med följande sammansättning; 30 g/mz 50/50 % St32/St61 malgrad 34 °SR. Maskinhastighet ca. 18 m/min. Materialets sluttorrhalt var ca 85%. 3. I steg 3 tillverkades material med två eller tre skikt. Se nedanstående tabell, där ordningen fiän vänster till höger visar ordningen räknat fifån våtviran och uppåt.

Materialets torrhalt efler tork var ca. 85 %. Maskinhastigheten var ca. l0 m/min. 4. I steg 4 laminerades skiktet 3a med det banformiga flerskiktsmaterialet (två eller tre skikt). I limpressen tillsattes bindemedel med varierande koncentration mellan de båda banoma. Pölens djup i limpressen var mellan 10 och 20 mm för referens- materialet utan skiktet 2a. Bindemedelsabsorptionen genoni arket var långsammare med skiktet 2a. Detta motverkades genom att öka uppehållstiden för arket i bindemedlet genom att öka pölens djup till 30-50 mm. Linjetrycket i limpressen hölls konstant vid ca. 26 kN/m. Materialet torkades slutligen i cylindertork till en sluttorrhalt av 90-95 %. Maskinhastigheten hölls konstant vid ca. ca. 3 m/min.

Tabell 2 SlutpIOd. Skikt 23 skikt 1 skikt 3l) benämn. 3+1 skikt s-9 g/mz 150 g/m* HT- 4o g/m2 50/50 % (enl. Fig. 3) Sl32 20 °SR CTMP 750 CSF St32/SI61 32 °SR 2+1 skikt Saknas 150 g/mz HT- 40 g/mz 50/50 % (referens) CTMP 750 CSF St32/Sl61 32 °SR j. 1111: 10 15 519 173 ..- ;-~;;@.::2:::. -s 21:. o , s n. nu n» .' _ , , n 0 'u 12 , . . .. ._ _' _ , . . . . .- , u o v ° St 32 = Stora 32, blekt barrsulfatmassa St 61 = Stora 61, blekt björksulfatmassa HT- cTMP från scA ösuand, Pc Fluff cTMP Resultat jörsäksserie 2 Resultaten redovisas i tabell 2a-b och diagram i Fig. 12-17. Resultaten visar även här att mängden bindemedel som erfordras för att uppnå en z-styrka mellan 100 och 400 kPa är väsentligen lägre då ett mycket tunt mellanskikt (2a) av fiberrnaterial som ger högre densitet vid forrrming formas tillsammans med bulkskiktets (1) grövre fiber. Vid 200 kPa krävs ca. 7,5 % bindemedel jämfört med ca. 12-13 %, d.v.s. även här finns en besparingspotential av ca. 35 %.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna utfiiringsformer, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Speciellt skall det inses att andra varianter av laminat än de här beskrivna, vilka överensstämmer med larninat som beskrivits i WO 00/ 14333, men med ett eller två extra mellanskikt enligt föreliggande uppfinning, kan åstadkommas enligt föreliggande uppfinning, med minskat behov av bindemedel. m8 88 asaæe 88888888 8.. 8888 Nea a8 mm aN aaaæe N88 Nea 8-8 "_80 a8N 825-8: Nea aN Mm Nm _8299: wgwñfiw å omBm NEB om mšctmmcnëëwmeønr. 3 :8.8 8+N N8.8 a 88 888 8.aN8 N N a8 a 8 a8 va 2:8 8+N 8N.8 a 88N 8N8 8.NN8 8.N 8.8 8 a 8 8 7 :_88 8+N 88.8 a8 8 8a8 888 8.888 8.8 N. 88 8 a 8 8 1 :8.8 8+N 88.8 888 888 888 a.NN8 8.88 88 8 a a8 8 :_88 8+N 88.8 8N8 N88 N88 8.888 8.88 8.N8 8 a 8 8 9 8.28 8+N 88.8 888 N88 888 8.N88 8.88 aN 8 a 8 8 1 8.28 8+8 88.8 a88 88N 888 8.888 8.8 N.8 8 8.8 aN 8 5 2:8 8+8 88.8 aaN N8 888 N.N88 8.8 N.8 8 8.8 aN 8 2:8 8+8 Na.8 888 88 888 8.888 8_N N.8 8 8.8 aN 8 2:8 8+8 88.8 888 NN8 888 8.888 8.88 88 8 8.8 aN 8 2:8 8+8 8N.8 888 8N8 888 8.N88 N.N8 8.88 8 8.8 aN 8 :8.8 8+8 N8_8 88N 888 888 8.888 8.88 88 8 8.8 aN 8 88Éez 8%. 8ea._ . ea Nea .8 _: Nea Nea Nea Nea ...eflaa .aobszae 88.883 888.888 88:88.: a=>8> ._8828 _85: 8a=>8> aN u=>8> Nu=>8> 8a=>8> .åä 885828888. .aaeaaaâ ïaaeaaam. 8888:38. m=øEEo2 n fišxw om Eíw N Éxw w iíw mnw www mmw Nmw www omw mNw www ßww NNw wNw oNw >9ä v OÉOMwv-Dwhßm uw :aaah 519 173 14 ïím :N E28 :N iíw _.+N 228 :N 822m _.+N 22.8 :N íšm f+m flšxm :m 228 Tfn Eím :m Éxm _.+m Ešm :m ...Egon šoä ß wš .vd wáw mzmv _..m_. ofv ñw _..~. 0.2.

Nww md? å 8:8 _ ÉUoEø-.Em w. 8888888888 E28 8083851888.. >8 858852888. umE 8.588.888 _ 8882885 2.38 u Sv v__>_> :mzwövuëuušn >8 mszEflmå E> 8858288 2.28 n É 23; 832.28 >8 85.85.2888 E> 8258288 28. 8850 8.88_ 8.82 _8882 8 8.2_ 8.82 _. _8 8.82 8 8 8 8 88_ 8.8 8.82 8. _8_ _. _8 8.82 8 8 8 8 82 8. __ 8.82 8. _8_ _. _8 8.82 8 8 8 8 88_ 8_ 8.82 8.82 _. _8 8.82 8 8 8 8 88_ _.8_ 8.82 8.82 _. _8 8.82 8 8 8 8 _8_ 88 8.82 8.82 __ _8 8.82 8 8 8 8 8_ 8.8 8.82 8.82 _. _8 8.82 8 8.8 2 8 88_ 8.8 8.82 8.82 _. _8 8.8.2 8 8.8 2 8 88_ 8.8 8.82 8.82 _. _8 8.82 8 8.8 2 8 82 2 8.82 8.82 _. _8 8.82 8 8.8 2 8 88_ 8.2 8.82 _.88_ _. _8 8.82 8 8.8 2 8 _8_ __ 8.88_ 8.82 _. _8 8.8.2 8 8.8 2 8 82 8. 8.58 8.58 8.58 8.58 8.58 858 8.58 8.58 _23 .e 2.38 E ..._28 8 2.8; 88.82 8 28; 88 2.8; 8 _.=>_> _ _.=>_> 828 äësäsm _88» _38. E82 82.38 888885 _2828 285582 8 2388888828". n.. :usch 15 519 173 .ma_m> :EEE wzcflmuoëaucwa EE omón aawaaë: _ u C ma aa aegaeFaawaaaa aa aaaa Nea aa a 2:a mw aN aaaae Naaw Nea aaaN 2:a awo aaa ašFoëI Nea aF N 2:a mm Na aaa_ae Faöaaä aa aaaa Nea aa F 2:a mšctmwcuëEmmaøåm F F2:a F+a aaa aaF Naa F.a.a åN as a 3 a aaF 3 Ft F a_:a F+a 3_a aaF aaa aa_a aaN a.FF aF 3 a aaF 3 aFF F 2:a F+a FaN aaN aå aaa aaa aaF aF 3 a aaF 3 aaF F 2:a F+a aa_a Sa aNa aaa FaN :NF aF 3 a aa F 3 aa F F 2:a F+a ana aaN NNa Faa aaN aF aF 3 a aaF 3 BF F 2:a F+a Na_N m3 aFa aaa aFa aFaF aF 3 a aaF 3 aaaF F 2:a F+a aNa aNa FNa aaa aaN a.NF aF 3 a aaF 3 aaaF 2:a F+N aa_N NaF. aaa aaa NFa waF aN 3 a aaF 3 NFF F2:a F+N aa_N aFN 3a aaa aaN aaF NN 3 a aaF 3 F F F 2:a F+N aa.N a3 a Faa Naa aaN a_FF aF 3 a aaF 3 aFF 2:a F+N aa. F a aaa aaa aaN F. FF aF 3 a aaF 3 aa F 2:a F+N Fa.N FFF aaa Faa aaN a_NF aF 3 a aaF 3 aaF 2:a F+N aa.N aNa aaa aaa aFa aaF NN 3 a aaF 3 FaF aašFez #2 aea: ea Nea .a .s Nea Nea Nea Nea .e=< .aeaaaa .nuaasïz afBaN .aaaaaaa :aauar 2E> 2.23 .aaaša au=>F> aN 2_>F> N2.>F> F2E> ä... ->a.._ aaašFaFam -aaeåam ...aeaëam aot=>a> w=oEEo2 u øtoamxnmanm nu :onmh .šw .å o.. o SN 3 .NN 3 o S. 3 ... 2% .å o... o. SN N.. o.N 3 o S. 3 o.. m 2% .å ....E E ooo N.. o.N 3 o S. 3 oE 2% .å .._N. E SN N.. o.N 3 S S. 3 S. 2% .å o. E SN N.. o.N 3 S S. 3 B. 2% .å oo. E Eo N.. EN 3 S S. 3 SE 3 2% .ä o.N. E SN N.. EN 3 S S. 3 .SE _./ 2% .+N ...E SN NS 3 ooN 3 o S. 3 N.. 1. 2% .+N ...E NN SN 3 ooN _ 3 o S. 3 ... 2% .+N o. .. E SN 3 ooN 3 o S. 3 E. 9 2% .+N ._ .. E SN N.. ooN 3 o S. 3 oE ä 2% .+N QN. E SN ... ..N 3 o S. 3 oo. 2% .+N ...E NN EN ... ..N 3 o S. 3 NE 2. 2. Nšo Nea Nšo Nšo Nšo Nšo Nšo ....Soon .E 2.2 2E> o 2.22. SNïNE o 2_>.> oN 2.>.> N 2_>.> . 2_>.> zš. -..oi _ .ooosoosm šoosoooom _32 2_>.> .ošš Nooflz: .ošš šosëoz N øtømmxnwhnm n N :onmh

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 519 173 17 PATENTKRAV . Pappers- eller kartonglaminat sammansatt av minst ett bulkgivande skikt, här be- nämnt bulkskikt (1), vilket till 40-98 % består av cellulosafibrer med en freeness av 550-950 ml CSF, och på åtminstone den ena sidan av bulkskiktet åtminstone ett si- doskikt (3 a, 3b'), vilket uppvisar en större densitet än bulkskiktet, varvid sidoskikt och bulkskikt är indirekt förenade med varandra över väsentligen hela sina mot var- andra vända ytor och varvid laminatet uppvisar ett böjstyvhetsindex högre än 2,5 Nm7/kg3, men mindre än 14 Nm7/kg3, beräknat som geometriskt medelvärde för ma- skin- och tvärriktning, k ä n n e t e c k n at a v att det mellan sagda bulkskikt (1) och sidoskikt (3 a, 3b') är anordnat ett tunt mellanskikt (2a), vilket uppvisar ett högre avvattningsmotstånd än bulkskiktet (1) samt uppvisar en ytvikt av åtminstone 2 g/mz men mindre än 20 g/mz och vilket mellanskikt formerats tillsammans med bulkskik- tet. . Pappers- eller kartonglaminat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att sagda mel- lanskikt (2a) uppvisar ett avvattningsmotstånd mindre än 35 °SR, företrädesvis mindre än 30 °SR och än mer föredraget mindre än 20 °SR. . Pappers- eller kartonglaminat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att sag- da mellanskikt (2a) uppvisar en ytvikt av åtminstone 3 g/mz men mindre än 15 g/mz, företrädesvis mindre än 10 g/mz. . Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n et e c k n a t a v att sagda mellanskikt (2a) huvudsakligen består av fibrer av blekt eller oblekt kemisk massa eller CTMP, företrädesvis av blekt eller oblekt kemisk cellulosamassa framställd av en cellulosaråvara bestående av huvudsakligen barrved och/eller löv- ved. . Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att bulkskiktet (1) också innefattar åtminstone ett bindemedel, företrädesvis ett la- texbindemedel, i en halt av 1-20 %, lämpligen 1-10 %, företrädesvis 1-8 % och än mer föredraget 1-7 % av laminatets vikt, räknat som torra vikter. . Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at av att laminatet konsoliderats genom tillsats av bindemedel, företrädesvis ett latex- bindemedel till huvudsakligen bulkskiktet (1), via mellanskiktet (2a), i en halt av 1- 10 15 20 25 30 35 10. ll. 12. 519 173 18 20 %, lämpligen 1-10 %, företrädesvis 1-7 % och än mer föredraget 1-5 % av larni- natets vikt, räknat på torra vikter, följt av pressning och torkning. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at av att nämnda bindemedel innefattar åtminstone ett bindemedel som valts ur grup- pen bestående av vattenlösliga eller i vatten dispergerade polymerer, företrädesvis polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polyakrylater, polyakrylsyra, polyeten, polyakry- lamid, polystyren och maleinsyraderivat i form av homo- och co-polymerer av sagda polymerer, eller ur gruppen bestående av stärkelse, karboxymetylcellulosa och gums. Pappers- eller kartonglaminat enligt krav 7, k ä n n et e c k n a t av att nämnda bin- demedel ur gruppen bestående av stärkelse, karboxymetylcellulosa och gums bildar vidhäfiningsmedel mellan mellanskiktet (2a) och nämnda åtminstone ett sidoskikt (3 a). Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att sagda laminat uppvisar en z-styrka av minst 100 kPa, företrädesvis minst 150 kPa och än mer föredraget minst 200 kPa, Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att larninatet uppvisar mellanskikt (2a, 2b) och sidoskikt (3 a, 3b) på båda sidor om bulkskiktet (l). Pappers- eller kartonglaminat enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n at a v att laminatet även uppvisar ett andra bulkskikt (l '), vilket till 40-98 % består av cel- lulosafibrer med en freeness av 550-950 ml CSF, och vilket formerats tillsammans med ett andra mellanskikt (2a'), varvid de båda mellanskikten (2a, 2a') är vända mot varandra och direkt förenade med varandra över väsentligen hela sina mot varandra vända ytor. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av kraven l-9, k ä n n e t e c k n at a v att laminatet uppvisar mellanskikt (2a) och ett första sidoskikt (3 a) på ena sidan av bulkskiktet (1), samt ett andra sidoskikt (3b) på andra sidan av bulkskiktet (1), vilket andra sidoskikt (3b) formerats tillsammans med bulkskiktet (1) och mellanskiktet (2a). 10 15 20 25 30 35 13. 14. 15. 16. 17. 18. 519 175 19 Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att bulkskiktet (1) till minst 60 % består av fibrer med ett freenessvärde högre än 600 ml CSF, företrädesvis högre än 650, allra helst minst 700, men mindre än 850 ml CSF, och att larninatet uppvisar ett böjstyvhetsindex högre än 3,0 Nm7/kg3, företrädesvis högre än 4,0 Nm7/kg3 och än mer föredraget högre än 5,0 Nm7/kg3 be- räknat som geometriskt medelvärde för maskin- och tvärriktning. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at av att bulkskiktet (1) uppvisar en densitet av 50-300 kg/ma, företrädesvis 70-200 kg/m3, lämpligen 100-180 kg/m3, en ytvikt på 30-300 g/mz, företrädesvis 40-80 g/mz eller 70-120 g/mz och en tjocklek av 0,1-6 mm, företrädesvis 0,2-1,0 mm, lämpligen 0,3-0,7 mm. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att cellulosafibrema i bulkskiktet (1) huvudsakligen består av cellulosafibrer framställda genom en per definition mekanisk, termomekanisk eller kemitermome- kanisk massaframställningsmetod, företrädesvis med vedutbyte >75 %, lämpligen >80%, företrädesvis av cellulosafibrer av TMP- och/eller CTMP-massa med nämn- da freenessvärde. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att sagda sidoskikt (3a, 3b') uppvisar ett högre avvattningsmotstånd än sagda mellanskikt (2a), företrädesvis ett avvattningsmotstånd högre än 20° SR men mindre än 65° SR, företrädesvis högre än 25° SR men inte högre än 40° SR, samt en ytvikt av 30-150 g/mz och en densitet av 300-1500 kg/m3, företrädesvis 400-850 kg/m3. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att åtminstone något av sagda sidoskikt (3a, 3b', 3b) huvudsakligen består av blekt eller oblekt kemisk sulfat-, sulfit- eller organosolv cellulosamassa, företrädes- vis av blekt eller oblekt kemisk cellulosamassa framställd av en cellulosaråvara be- stående av huvudsakligen barrved och/eller lövved. Pappers- eller kartonglaminat enligt något av kraven l-l5, k ä n n e t e c k n a t a v att ett av sagda sidoskikt (3a, 3b', 3b) utgöres av ett spärrskikt, huvudsakligen bestå- ende av en plastfolie, en aluminiumfolie eller en metalliserad plastfolie. _ n.. 1,, I 10 15 20 25 30 35 19. 20. 21. 22. 23. 24. 519175 20 Sätt att framställa ett pappers- eller kartonglaminat sammansatt av minst ett bulk- givande skikt, här benämnt bulkskikt (1), vilket väljs eller framställs till ett skikt som till 40-98 vikts-% består av cellulosafibrer med en freeness av 550-950 ml CSF och vilket bulkskikt åtminstone på sin ena sida förenas indirekt över väsentligen hela sina mot varandra vända ytor med ett sidoskikt (3a, 3b') som har större densitet än bulkskiktet, till skapande av ett larninat med ett böjstyvhetsindex högre än 2.5 Nm7/kg3, men mindre än 14 Nm7/kg3, beräknat som geometriskt medelvärde för ma- skin- och tvärriktning, k ä n n e t e c k n at a v att det mellan sagda bulkskikt (1) och sidoskikt (3 a, 3b') är anordnat eller anordnas ett tunt mellanskikt (2a), vilket uppvisar ett högre avvattningsmotstånd än bulkskiktet samt uppvisar en ytvikt av åtminstone 2 g/ m2 men mindre än 20 g/mz och vilket mellanskikt formerats eller forrneras tillsammans med bulkskiktet. Sätt enligt krav 19, k ä n n e t e c k n at a v att sagda mellanskikt (2a) uppvisar ett avvattningsmotstånd mindre än 35 °SR, företrädesvis mindre än 30 °SR och än mer föredraget mindre än 20 °SR. Sätt enligt krav 19 eller 20, k ä n n e t e c k n at a v att sagda mellanskikt (2a) upp- visar en ytvikt av åtminstone 3 g/mz men mindre än 15 g/mz, företrädesvis mindre än 10 g/mz. Sätt enligt något av kraven 19-21, k ä n n e t e c k n at a v att sagda mellanskikt (2a) huvudsakligen består av fibrer av blekt eller oblekt kemisk massa eller CTMP, företrädesvis av blekt eller oblekt kemisk cellulosamassa framställd av en cellulosa- råvara bestående av huvudsakligen barrved och/eller lövved. Sätt enligt något av kraven 19-22, k ä n n e t e c k n at av att laminatet konsolideras genom tillsats av bindemedel, företrädesvis ett latexbindemedel till huvudsakligen bulkskiktet ( 1), via mellanskiktet (2a), i en halt av 1-20 %, lämpligen 1-10 %, före- trädesvis 1-8 % och än mer föredraget 1-7 % av larninatets vikt, räknat på torra vik- ter, följt av pressning och torkning. Sätt enligt något av kraven 19-23, k ä n n e t e c k n a t a v att sagda bindemedel tillsättes med utnyttjande av limpress (12), spray eller bestrykning med ridåbestry- kare eller bladbestrykare, direkt eller indirekt med valsbestrykare. 25. 26. 5 10 27. 15 519 173 21 Sätt enligt något av kraven 19-24, k ä n n e t e c k n at a v att laminatet bringas att uppvisa mellanskikt (2a, 2b) och sidoskikt (3 a, 3b) på båda sidor om bulkskiktet (1). Sätt enligt något av kraven 19-24, k ä n n e t e c k n at a v att larninatet bringas att även uppvisa ett andra bulkskikt (1 '), vilket till 40-98 % består av cellulosafibrer med en freeness av 550-950 ml CSF, och vilket formerats eller formeras tillsam- mans med ett andra mellanskikt (2a'), varvid de båda mellanskikten (2a, 2a') vändes mot varandra och förenas direkt med varandra över väsentligen hela sina mot var- andra vända ytor. Sätt enligt något av kraven 19-24, k ä n n e t e c k n at a v att laminatet bringas att uppvisa mellanskikt (2a) och ett forsta sidoskikt (3 a) på ena sidan av bulkskiktet (1), samt ett andra sidoskikt (3b) på andra sidan av bulkskiktet (1), vilket andra sidoskikt (3b) formerats eller forrneras tillsammans med bulkskiktet (1) och mellanskiktet (2a).