DE102015100243A1

DE102015100243A1 - Reinforced pulp layer, pulp and process for producing a reinforced pulp layer

Info

Publication number: DE102015100243A1
Application number: DE102015100243.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reitzig; Jörg Michael Winter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verstärkte Faserstoffschicht (1), welche wenigstens eine Faserstruktur (2) und ein Verstärkungsmittel (3) umfasst, wobei die Faserstruktur (2) zwei sich gegenüberliegende Oberflächen (4, 5) umfasst. Hierbei weist die Faserstruktur (2) zu wenigstens einer Oberfläche (4, 5) hin zwischen ihren Fasern (11) wenigstens teilweise miteinander verbundene Zwischenräume (10) auf, wobei in den Zwischenräumen (10) zu mindestens einer der Oberflächen (4, 5) hin eine erste polykristalline Struktur (15) ausgebildet ist und wobei diese erste polykristalline Struktur (15) durch die Oberfläche (4, 5) hindurch mit einer auf der Oberfläche (4, 5) liegenden zweiten polykristallinen Struktur (16) verbunden ist, wobei das Verstärkungsmittel (3) durch die beiden miteinander verbundenen polykristallinen Strukturen (15, 16) gebildet ist.The invention relates to a reinforced fibrous layer (1) which comprises at least one fibrous structure (2) and reinforcing means (3), the fibrous structure (2) comprising two opposing surfaces (4, 5). Here, the fiber structure (2) at least one surface (4, 5) between their fibers (11) at least partially interconnected spaces (10), wherein in the spaces (10) to at least one of the surfaces (4, 5) a first polycrystalline structure (15) is formed and wherein said first polycrystalline structure (15) is connected through said surface (4, 5) to a second polycrystalline structure (16) lying on said surface (4, 5), said Reinforcing means (3) by the two interconnected polycrystalline structures (15, 16) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstärkte Faserstoffschicht, einen Faserstoff und ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Faserstoffschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 bzw. 6.The invention relates to a reinforced fibrous layer, a fibrous material and a method for producing a reinforced fibrous layer according to the preamble of claim 1 or 4 or 6.

Aus der DE 27 25 201 C2 ist eine verstärkte Wellpappe bekannt, bei welcher eine zwischen zwei Außenschichten liegende Kernschicht durch ein thermoplastisches Harz verstärkt ist. Durch die Verbindung von Zellstoff und thermoplastischem Harz wird ein Stoffgemisch geschaffen, welches bezüglich des Recyclings problematisch ist.From the DE 27 25 201 C2 For example, a reinforced corrugated board is known in which a core layer lying between two outer layers is reinforced by a thermoplastic resin. The combination of pulp and thermoplastic resin creates a mixture of substances which is problematic in terms of recycling.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verstärkte Faserstoffschicht und einen Faserstoff vorzuschlagen, welche bzw. welcher eine erhöhte Festigkeit aufweist und einfach zu recyceln und insbesondere zu repulpieren ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Faserstoffschicht vorzuschlagen, welches einfach und kostengünstig durchführbar ist und nicht zu einem im Hinblick auf das Recycling schwierigen Stoffgemisch führt.It is an object of the invention to propose a reinforced fibrous layer and a fibrous material which has an increased strength and is easy to recycle and in particular to repulp. It is another object of the invention to propose a method for producing a reinforced fibrous layer, which is simple and inexpensive to carry out and does not lead to a difficult in terms of recycling mixture.

Diese Aufgabe wird durch eine verstärkte Faserstoffschicht bzw. einen Faserstoff bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Faserstoffschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 4 bzw. 6 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.This object is achieved by a reinforced fibrous layer or a fibrous material or a process for producing a reinforced fibrous layer having the features of claim 1 or 4 or 6. In the dependent claims advantageous and expedient developments are given.

Die erfindungsgemäße, verstärkte Faserstoffschicht, welche insbesondere als verstärkte Papierschicht oder verstärkte Kartonschicht oder verstärkte Pappschicht ausgebildet ist, umfasst wenigstens eine Faserstruktur wie insbesondere eine Papierschicht oder Kartonschicht oder Pappschicht und ein Verstärkungsmittel, wobei die Faserstruktur zwei sich gegenüberliegende Oberflächen umfasst, wobei die Faserstruktur zu wenigstens einer dieser Oberfläche hin zwischen ihren Fasern wenigstens teilweise miteinander verbundene Zwischenräume aufweist, wobei in den Zwischenräumen zu mindestens einer der Oberflächen hin eine erste polykristalline Struktur ausgebildet ist und wobei diese erste polykristalline Struktur durch die Oberfläche hindurch mit einer auf der Oberfläche liegenden zweiten polykristallinen Struktur verbunden ist, wobei das Verstärkungsmittel durch die beiden miteinander verbundenen polykristallinen Strukturen gebildet ist. Durch ein Verstärkungsmittel, welches sich sowohl in der Faserstruktur als auch auf der Faserstruktur erstreckt wird die Festigkeit in einem besonderen Maße erhöht. Durch die erste polykristalline Struktur erfolgt eine Erhöhung der Festigkeit der Faserstoffschicht im Wesentlichen dadurch, dass eine innere Festigkeit der Faserstruktur erhöht wird. Durch die zweite polykristalline Struktur erfolgt eine weitere Erhöhung der Festigkeit der Faserstoffschicht im Wesentlichen dadurch, dass die zweite polykristalline Struktur eine der Faserstruktur beigeordnete und diese stabilisierende Decklage bildet. Durch die materialeinheitliche und einteilige Ausbildung der ersten polykristallinen Struktur und der zweiten polykristallinen Struktur erfolgt nochmals eine Erhöhung der Festigkeit der Faserstoffschicht im Wesentlichen dadurch, dass sich die erste und die zweite polykristalline Struktur gegenseitig stützen und stabilisieren. Kern der Erfindung ist somit eine dreifache Erhöhung der Festigkeit durch eine polykristalline Verstärkung, welche einteilig ausgebildet ist und sowohl in die Faserstruktur hinein reicht, als auch an der Faserstruktur anliegend ausgebildet ist. Durch diese Ausführung bilden die polykristalline Verstärkung und die Faserstruktur zusammen nicht nur ein zweilagiges Sandwich, sondern gleichzeitig auch ein Mischbauteil, da die erste polykristalline Struktur der polykristallinen Verstärkung in die Faserstruktur hineinreicht. Durch den beschriebenen dreifachen Verstärkungseffekt sind als Faserstruktur insbesondere kurzfaserige Stoffe wie insbesondere Papierschichten oder Kartonschichten oder Pappschichten niedriger Qualität geeignet, da die genannten Verstärkungseffekte und insbesondere der durch die Ausbildung einer polykristallinen Struktur in der Faserstruktur erzeugte Verstärkungseffekt geeignet sind, die durch die Kurzfaserigkeit bedingte Labilität der Faserstruktur zu kompensieren. Somit lässt sich bei kurzfaserigen Stoffen wie insbesondere Papierschichten oder Kartonschichten oder Pappschichten niedriger Qualität durch die Erfindung mit minimalem Aufwand eine sprunghafte Erhöhung der Festigkeit erreichen.The reinforced fibrous layer according to the invention, which is designed in particular as a reinforced paper layer or reinforced paperboard layer or reinforced paperboard layer, comprises at least one fibrous structure, in particular a paper layer or paperboard layer or paperboard layer and a reinforcing agent, wherein the fibrous structure comprises two mutually opposite surfaces, the fibrous structure being at least one of said surface has at least partially interconnected interstices between its fibers, wherein a first polycrystalline structure is formed in the interstices toward at least one of the surfaces, and wherein said first polycrystalline structure is bonded through the surface to an on-surface second polycrystalline structure is, wherein the reinforcing agent is formed by the two interconnected polycrystalline structures. By a reinforcing agent, which extends in both the fiber structure and on the fiber structure, the strength is increased to a particular extent. By the first polycrystalline structure, an increase in the strength of the fibrous layer is essentially achieved by increasing the internal strength of the fibrous structure. As a result of the second polycrystalline structure, a further increase in the strength of the fibrous material layer takes place essentially in that the second polycrystalline structure forms a cover layer which is coordinated with the fibrous structure and stabilizes it. Due to the uniform material and one-piece design of the first polycrystalline structure and the second polycrystalline structure, an increase in the strength of the fibrous material layer takes place essentially by the fact that the first and the second polycrystalline structure mutually support and stabilize. Core of the invention is thus a threefold increase in strength by a polycrystalline reinforcement, which is formed in one piece and both extends into the fiber structure, as well as formed on the fiber structure adjacent. As a result of this embodiment, the polycrystalline reinforcement and the fiber structure together do not only form a two-layered sandwich, but at the same time also a mixing component, since the first polycrystalline structure of the polycrystalline reinforcement extends into the fiber structure. By the described triple reinforcing effect are suitable as fiber structure in particular short-fibrous materials such as in particular paper or paperboard layers or cardboard layers low quality, since said reinforcing effects and in particular by the formation of a polycrystalline structure in the fiber structure produced reinforcing effect are suitable, caused by the short fiber lability of Compensate fiber structure. Thus, in the case of short-fibred materials such as, in particular, paper layers or paperboard layers or low-quality cardboard layers, the invention can achieve a sudden increase in strength with minimal effort.

Weiterhin ist es vorgesehen, die auf der Oberfläche liegende zweite polykristalline Struktur als weitgehend geschlossene Struktur auszubilden. Hierdurch wird nicht nur die Festigkeit der zweiten polykristallinen Struktur begünstigt, sondern es wird auch eine glatte Oberfläche gebildet, welche durch ihre Geschlossenheit das Anhaften von Verunreinigungen und/oder das Eindringen von Feuchtigkeit behindert.Furthermore, it is provided to form the second polycrystalline structure lying on the surface as a largely closed structure. As a result, not only the strength of the second polycrystalline structure is favored, but also a smooth surface is formed, which hinders the adhesion of impurities and / or the ingress of moisture by their closure.

Es ist auch vorgesehen, das Verstärkungsmittel aus kristallisiertem Einfachzucker auszubilden. Durch eine Verwendung von Einfachzucker ist z. B. bei einer Ausbildung der Faserstoffschicht als Papier-, Karton- oder Pappschicht ein Recycling der Faserstoffschicht zusammen mit anderen Papier-, Karton- oder Pappabfällen möglich, da die erfindungsgemäße Faserstoffschicht genauso wie herkömmliche Papier-, Karton- oder Pappabfällen repulpierbar ist. Weiterhin ist der Einfachzucker eine pflanzliches Produkt und weder giftig noch in anderer Weise bedenklich.It is also envisaged to form the reinforcing agent from crystallized simple sugar. By using simple sugar is z. B. in a formation of the fibrous layer as a paper, cardboard or cardboard layer recycling the fibrous layer together with other paper, cardboard or cardboard waste possible because the fibrous layer according to the invention as well as conventional paper, cardboard or cardboard waste is repulped. Furthermore, the simple sugar is a herbal product and neither toxic nor otherwise questionable.

Bei dem erfindungsgemäßen Faserstoff, welcher wenigstens zwei Faserstoffschichten umfasst und insbesondere als mehrlagiges Papier oder als mehrlagiger Karton oder als mehrlagige Pappe ausgebildet ist, ist wenigstens eine der Faserstoffschichten als verstärkte Faserstoffschicht entsprechend dem Anspruch 1 oder entsprechend den Ansprüchen 1 und 2 oder entsprechend den Ansprüche 1, 2 und 3 ausgebildet. Ein derartiger Faserstoff weist die oben zu der erfindungsgemäßen Faserstoffschicht ausgeführten Vorteile auf. Hierbei lässt sich die Festigkeit des erfindungsgemäßen Faserstoffs durch die Zahl der verwendeten verstärkten Faserstoffschichten und die Art der verwendeten verstärkten Faserstoffschichten – Faserstoffschicht mit einseitiger oder beidseitiger Verstärkung – beeinflussen. Weiterhin ist es für die Festigkeit des erfindungsgemäßen Faserstoffs auch relevant, ob einseitig oder zweiseitig verstärkte Faserstoffschichten Verwendung finden. In the fibrous material according to the invention, which comprises at least two fibrous layers and is in particular designed as a multilayer paper or as a multilayer board or as a multilayer board, at least one of the fibrous layers is a reinforced fibrous layer according to claim 1 or according to claims 1 and 2 or according to claims 1 , 2 and 3 are formed. Such a fibrous material has the advantages set out above for the fibrous material layer according to the invention. In this case, the strength of the fibrous material according to the invention can be influenced by the number of reinforced fibrous layers used and the type of reinforced fibrous layers used - fibrous layer with one-sided or bilateral reinforcement. Furthermore, it is also relevant for the strength of the fibrous material according to the invention whether fibrous layers reinforced on one or two sides are used.

Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit des Faserstoffs ist es vorgesehen, wenigstens eine verstärkte Faserstoffschicht des Faserstoffs im Querschnitt wellenförmig auszubilden. Als Ausführungsvarianten sind sämtliche bekannte Bauformen von Wellpappen vorgesehen.To further increase the strength of the pulp, it is provided to form at least one reinforced fiber layer of the pulp in a wavy cross-section. As variants, all known types of corrugated cardboard are provided.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten ist es auch vorgesehen, mindestens eine innen oder außen liegende Faserstoffschicht abweichend von einer gewellten Ausführung mit einer zufälligen räumlichen Struktur oder mit einer von einer gewellten Ausführung abweichenden, sich wiederholenden räumlichen Struktur auszubilden. Mit derartigen Ausführungsformen kann der Faserstoff auf spezielle Belastungsprofile ausgelegt werden.According to further embodiments, it is also provided to form at least one inside or outside fibrous layer deviating from a corrugated embodiment with a random spatial structure or with a deviating from a corrugated execution, repeating spatial structure. With such embodiments, the pulp can be designed for special load profiles.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Faserstoffschicht ist es zur Bildung einer verstärkten Faserstoffschicht vorgesehen, auf wenigstens eine Faserstruktur zu wenigstens einer ihrer gegenüberliegenden Oberflächen hin derart eine zur Polykristallisation fähige Einfachzuckerlösung aufzubringen, dass die Einfachzuckerlösung zur Ausbildung einer ersten polykristallinen Struktur zunächst in miteinander verbundene Zwischenräume zwischen Fasern der Faserstruktur eingebracht wird und dass anschließend aufbauend auf der Oberfläche der Faserstruktur und aufbauend auf der sich in den Zwischenräumen zu der Oberfläche hin ausbildenden ersten polykristallinen Struktur das Aufbringen von Einfachzuckerlösung fortgesetzt wird und hierdurch auf der Faserstruktur eine sich mit der ersten polykristallinen Struktur und der Oberfläche der Faserstruktur verbindende zweite polykristalline Struktur ausgebildet wird. Ein derartiges Verfahren ist auf Grund der Verwendung von kostengünstig zur Verfügung stehender Einfachzuckerlösung und auf Grund eines mit einfachen technischen Mitteln – insbesondere in einem Sprüh- und/oder Tauchverfahren – realisierbaren Aufbringens der Einfachzuckerlösung einfach und kostengünstig durchführbar. Durch die Verwendung von Einfachzuckerlösung entstehen auch keine im Hinblick auf das Recycling schwierigen Stoffgemische, da der Einfachzucker bei Bedarf sogar mit einfachen technischen Mitteln ausgewaschen werden kann.In the method according to the invention for producing a reinforced fibrous layer, it is provided for forming a reinforced fibrous layer to apply to at least one fibrous structure at least one of its opposite surfaces such a polycrystallization-ready simple sugar solution that the simple sugar solution to form a first polycrystalline structure first in interconnected Intermediate spaces between fibers of the fiber structure is introduced and that subsequently based on the surface of the fiber structure and based on forming in the interstices to the surface out first polycrystalline structure, the application of simple sugar solution is continued and thereby on the fiber structure with the first polycrystalline structure and the surface of the fiber structure connecting second polycrystalline structure is formed. Such a method is simple and inexpensive to carry out due to the use of inexpensive available simple sugar solution and on the basis of a simple technical means - especially in a spraying and / or dipping process - realizable application of the simple sugar solution. The use of simple sugar solution also creates no difficult with regard to recycling mixtures, since the simple sugar can be washed out if necessary even with simple technical means.

Unter einer Faserstruktur wird im Sinne der Erfindung eine flächige Faserstruktur verstanden, welche als sich gegenüberliegende Oberflächen eine obere und unter Seitenfläche umfasst, wobei die beiden Oberflächen durch eine umlaufende Seitenflächen verbunden sind und wobei eine Fläche der umlaufenden Seitenflächen gegenüber einer Fläche der oberen und unteren Seitenfläche minimal ist. Die Faserstruktur bildet somit ein lateral ausgebreitetes Substrat, welches sich im Raum flach oder wellig oder geknittert erstreckt.For the purposes of the invention, a fibrous structure is understood to mean a planar fibrous structure which comprises, as opposing surfaces, an upper and lower side surface, the two surfaces being connected by a peripheral side surfaces and a surface of the circumferential side surfaces being opposite a surface of the upper and lower side surfaces is minimal. The fibrous structure thus forms a laterally spread substrate, which extends flat or wavy or wrinkled in space.

Unter einer weitgehend geschlossenen Struktur der zweiten polykristallinen Struktur wird im Sinne der Erfindung eine nahezu vollständig geschlossene Struktur verstanden, welche nicht nur partiell geschlossen ist.In the context of the invention, a largely closed structure of the second polycrystalline structure is understood to mean an almost completely closed structure which is not only partially closed.

Teilweise miteinander verbundene Zwischenräume der Faserstruktur sind im Sinne der Erfindung als ein Netz aus verzweigten und unverzweigten Hohlraumketten ausgebildet. Hierbei sind die Hohlraumketten derart bemessen, dass in den Hohlraumketten aus einer Einfachzuckerlösung bei der Kristallisation zusammenhängende, polykristalline Strukturen des Einfachzuckers ausgebildet werden.Partially interconnected interstices of the fiber structure are formed in the context of the invention as a network of branched and unbranched cavity chains. Here, the cavity chains are dimensioned such that in the cavity chains of a simple sugar solution in the crystallization coherent, polycrystalline structures of the simple sugars are formed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are described in the drawing with reference to schematically illustrated embodiments.

Hierbei zeigt:Hereby shows:

1a: eine schematische Darstellung einer Faserstruktur in perspektivischer Ansicht; 1a a schematic representation of a fiber structure in perspective view;

1b: eine schematische Darstellung der in der 1a gezeigten Faserstruktur in Seitenansicht; 1b : a schematic representation of in the 1a shown fiber structure in side view;

2: einen vergrößerten Ausschnitt einer verstärkten Faserstoffschicht in schematischer Darstellung; 2 : an enlarged section of a reinforced fibrous layer in a schematic representation;

3: ein als Wellpappe ausgebildeter Faserstoff entsprechend dem Stand der Technik in schematischer Darstellung; 3 a pulp formed according to the prior art in a schematic representation;

4: eine erste Ausführungsvariante eines als Wellpappe ausgebildeten Faserstoffs in schematischer Darstellung; 4 a first embodiment of a formed as a corrugated pulp in a schematic representation;

5: eine zweite Ausführungsvariante eines als Wellpappe ausgebildeten Faserstoffs in schematischer Darstellung und 5 : A second embodiment of a trained as corrugated fibrous material in a schematic representation and

6: eine dritte Ausführungsvariante eines als Wellpappe ausgebildeten Faserstoffs in schematischer Darstellung. 6 : A third embodiment of a formed as a corrugated pulp in a schematic representation.

In der 1a ist eine schematische Darstellung einer Faserstruktur 2 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die Faserstruktur 2 weist zwei deckungsgleiche, sich gegenüberliegende Oberflächen 4, 5 auf, welche eine obere Seitenfläche 4a und eine untere Seitenfläche 5a bilden, sowie eine die beiden Oberflächen 4, 5 verbindende, umlaufende Seitenflächen 6 auf, wobei die Faserstoffstruktur 2 in der Regel als endloses Produkt hergestellt wird, in der idealisierten Betrachtung hier aber als Abschnitt dieses endlosen Produkts dargestellt ist. Hierbei ist eine Fläche a4 bzw. 5a der Oberflächen wesentlich größer als eine Fläche 6a der umlaufenden Seitenfläche 6, so dass die Faserstruktur 2 in ihren Gesamtabmessungen einem scheibenförmigen Körper 7 entspricht. Dies ist auch nochmals aus der 1b ersichtlich, welche die Faserstruktur 2 in schematischer Darstellung in Seitenansicht zeigt. Die Faserstruktur 2 weist eine Dicke D2 auf, welche zwischen der Dicke eines Papierblatts und der Dicke einer Kartonschicht oder einer Pappschicht liegt. In der 1a sind an der Oberfläche 4 der Faserstruktur 2, welche auch als Substrat 8 bezeichnet wird, eine Vielzahl von Kreisen dargestellt, welche Öffnungen 9 von darunter liegenden Zwischenräumen 10 symbolisieren, welche unter der Oberfläche 4 in der Faserstruktur 2 ausgebildet sind.In the 1a is a schematic representation of a fiber structure 2 shown in perspective view. The fiber structure 2 has two congruent, opposing surfaces 4 . 5 on which an upper side surface 4a and a lower side surface 5a form, as well as one of the two surfaces 4 . 5 connecting, circumferential side surfaces 6 on, with the pulp structure 2 is usually produced as an endless product, but in the idealized view here as a section of this endless product is shown. Here is an area a4 or 5a the surfaces much larger than a surface 6a the surrounding side surface 6 so that the fiber structure 2 in their overall dimensions a disc-shaped body 7 equivalent. This is also from the 1b can be seen which the fiber structure 2 in a schematic representation in side view shows. The fiber structure 2 has a thickness D2 which is between the thickness of a paper sheet and the thickness of a cardboard layer or a paperboard layer. In the 1a are on the surface 4 the fiber structure 2 , which also as a substrate 8th is indicated, a plurality of circles shown, which openings 9 from underlying gaps 10 symbolize which is below the surface 4 in the fiber structure 2 are formed.

In der 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer verstärkten Faserstoffschicht 1 in schematischer Darstellung gezeigt. Die Faserstoffschicht 1 umfasst die in den 1a und 1b schematisch dargestellte Faserstruktur 2 und ein Verstärkungsmittel 3. Hierbei ist die Faserstruktur 2 in der 2 durch einzelne Fasern 11 symbolisiert, welche sich im Wesentlichen in Richtung eines Verlaufs der Oberflächen 4 (mit einer gestrichelten Linie angedeutet) der Faserstruktur 2 erstreckt. Zwischen den einzelnen Fasern 11 sind die erwähnten Zwischenräume 10 ausgebildet, von denen einige exemplarisch mit Bezugszeichen versehen sind. Die Zwischenräume 10 sind untereinander teilweise verbunden bzw. gehen untereinander teilweise ineinander über und bilden ein Netz 12 aus Hohlraumketten 13. Das Verstärkungsmittel 3 ist als polykristalline Verstärkung 14 ausgebildet und umfasst eine erste polykristalline Struktur 15 und eine zweite polykristalline Struktur 16. Hierbei ist die erste polykristalline Struktur 15 zu der Oberfläche 4 hin in den Zwischenräumen 10 bzw. in dem Netz 12 aus Hohlraumketten 13 ausgebildet. Hierbei liegt die zweite polykristalline Struktur 16 auf der Oberfläche 4 der Faserstruktur. Hierbei sind die beiden polykristallinen Strukturen 15 und 16 miteinander verbunden und bilden die einteilige und materialeinheitliche polykristalline Verstärkung 14. Dadurch, dass die erste polykristalline Struktur 15 einen Teil der Zwischenräume 10 der Faserstruktur 2 ausfüllt, erfolgt eine Versteifung bzw. Stabilisierung der gesamten Faserstruktur 2. Eine weitere Versteifung bzw. Stabilisierung erfolgt dadurch, dass die zweite polykristalline Struktur 16 auf der Oberseite 4 der Faserstruktur 2 eine Deckschicht bildet, welche die Faserstruktur 2 als zusätzlich Schicht wie ein Unterzug versteift. Schließlich erfolgt eine nochmalige Versteifung bzw. Stabilisierung dadurch, dass die zweite polykristalline Struktur 16 durch die mit ihr strukturell verbundene erste polykristalline Struktur 15 derart in die Faserstruktur 2 eingelagert ist, dass die zweite polykristalline Struktur 16 und die Faserstruktur 2 Sandwichbauteile 17, 18 bilden, welche großflächig zu einem Sandwich 19 verbunden sind und die verstärkte Faserstoffschicht 1 bilden. Die polykristallinen Strukturen 15 und 16 sind in der 2 in Anlehnung an deren kristallinen Aufbau durch Würfel 20 unterschiedlichen Volumens symbolisiert. Die polykristalline Verstärkung 14 besteht aus kristallisiertem Einfachzucker 21. Zur Erläuterung ist in der 2 schematisch noch ein Behälter 51 dargestellt, in welchem sich eine Einfachzuckerlösung 52 befindet, welche zur Erzeugung der in der 2 gezeigten polykristallinen Strukturen 15 und 16 verwendet wurde. Hierbei erfolgt die Erzeugung derartiger Strukturen 15, 16 durch Aufdampfen und/oder Aufsprühen der Einfachzuckerlösung 52 auf die Faserstruktur 2 und/oder Eintauchen der Faserstruktur 2 in die Einfachzuckerlösung 52.In the 2 is an enlarged section of a reinforced fibrous layer 1 shown in schematic representation. The fibrous layer 1 includes the in the 1a and 1b schematically represented fiber structure 2 and a reinforcing agent 3 , Here is the fiber structure 2 in the 2 through individual fibers 11 symbolizes which are essentially in the direction of a course of the surfaces 4 (indicated by a dashed line) of the fiber structure 2 extends. Between the individual fibers 11 are the mentioned spaces 10 formed, some of which are provided with reference numerals by way of example. The gaps 10 are partially connected with each other or partially overlap each other and form a network 12 from cavity chains 13 , The reinforcing agent 3 is as a polycrystalline reinforcement 14 formed and includes a first polycrystalline structure 15 and a second polycrystalline structure 16 , Here, the first polycrystalline structure 15 to the surface 4 out in the gaps 10 or in the network 12 from cavity chains 13 educated. This is the second polycrystalline structure 16 on the surface 4 the fiber structure. Here are the two polycrystalline structures 15 and 16 interconnected and form the one-piece and uniform polycrystalline reinforcement 14 , Due to the fact that the first polycrystalline structure 15 a part of the gaps 10 the fiber structure 2 fills, there is a stiffening or stabilization of the entire fiber structure 2 , Further stiffening or stabilization takes place in that the second polycrystalline structure 16 on the top 4 the fiber structure 2 forms a cover layer which defines the fiber structure 2 as an additional layer stiffened like a beam. Finally, another stiffening or stabilization takes place in that the second polycrystalline structure 16 through the structurally associated first polycrystalline structure 15 such in the fiber structure 2 is embedded, that the second polycrystalline structure 16 and the fiber structure 2 sandwich components 17 . 18 which form a large area to a sandwich 19 are connected and the reinforced fibrous layer 1 form. The polycrystalline structures 15 and 16 are in the 2 in reference to their crystalline structure by cube 20 symbolizes different volumes. The polycrystalline reinforcement 14 consists of crystallized simple sugar 21 , For explanation is in the 2 schematically still a container 51 presented in which a simple sugar solution 52 which is used to generate in the 2 shown polycrystalline structures 15 and 16 has been used. In this case, the production of such structures takes place 15 . 16 by vapor deposition and / or spraying the simple sugar solution 52 on the fiber structure 2 and / or dipping the fiber structure 2 into the simple sugar solution 52 ,

Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es selbstverständlich auch vorgesehen, dass die verstärkte Faserstoffschicht derart ausgebildet ist, dass diese auch zu der der Oberfläche 4 gegenüberliegenden Oberfläche 5 hin eine polykristalline Verstärkung umfasst, welche mit einer ersten polykristalline Struktur in die Faserstruktur 2 eingebettet ist und welche mit einer zweiten polykristalline Struktur auf der Oberfläche 5 angeordnet ist, wobei die beiden polykristallinen Strukturen selbstverständlich einteilig und zusammenhängend ausgebildet sind. Durch einen derartigen Aufbau ist die Faserstoffschicht weiter verstärkt.According to an embodiment not shown, it is of course also contemplated that the reinforced fibrous layer is formed such that it also to the surface 4 opposite surface 5 includes a polycrystalline reinforcement having a first polycrystalline structure in the fiber structure 2 is embedded and which with a second polycrystalline structure on the surface 5 is arranged, wherein the two polycrystalline structures are of course formed in one piece and connected. By such a construction, the pulp layer is further reinforced.

In der 3 ist ein als Wellpappe 501 ausgebildeter Faserstoff 502 entsprechend dem Stand der Technik in schematischer Darstellung in Seitenansicht gezeigt. Der die einwellige Wellpappe 501 bildende Faserstoff 502 umfasst drei Faserstrukturen 503, 504 und 505, wobei die obere Faserstruktur als obere Decklage 506 ausgebildet ist, wobei die mittlere Faserstruktur 504 als Welle 507 ausgebildet ist und wobei die untere Faserstruktur 505 als untere Decklage 508 ausgebildet ist. Die obere und die untere Decklage 506 und 508 sind hierbei mit der Welle 507 verklebt.In the 3 is as a corrugated cardboard 501 trained pulp 502 according to the prior art in a schematic representation shown in side view. The single-shaft corrugated board 501 forming pulp 502 includes three fiber structures 503 . 504 and 505 , wherein the upper fiber structure as upper cover layer 506 is formed, wherein the middle fiber structure 504 as a wave 507 is formed and wherein the lower fiber structure 505 as lower cover layer 508 is trained. The upper and lower cover layers 506 and 508 are here with the wave 507 bonded.

In der 4 ist nun eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Faserstoffs 102 gezeigt, welcher als dreilagige Pappe bzw. Wellpappe 101 ausgebildet ist. Bei dem Faserstoff 102 sind alle drei Faserstrukturen 103, 104 und 105 als verstärkte Faserstoffschichten 113, 114 und 115 ausgeführt. Die Faserstoffschichten 113 und 115, welche eine oberen und eine untere Decklage 106 und 108 bilden, weisen hierbei zu der mittleren Faserstoffschicht 114 hin jeweils als Verstärkungsmittel eine polykristalline Verstärkung PV auf. Die Faserstoffschicht 114, welche eine Welle 107 bildet, weist beidseitig eine polykristalline Verstärkung PV auf. Durch die insgesamt vier polykristallinen Verstärkungen PV ist eine hoch belastbare Wellpappe 101 gebildet. In the 4 is now a first embodiment of a fibrous material according to the invention 102 shown which as a three-ply cardboard or corrugated cardboard 101 is trained. In the pulp 102 are all three fiber structures 103 . 104 and 105 as reinforced fiber layers 113 . 114 and 115 executed. The fibrous layers 113 and 115 which have an upper and a lower cover layer 106 and 108 form, in this case point to the middle fibrous layer 114 each as a reinforcing agent to a polycrystalline gain PV. The fibrous layer 114 which is a wave 107 forms, on both sides of a polycrystalline reinforcement PV. Due to the total of four polycrystalline reinforcements PV is a highly resilient corrugated board 101 educated.

In der 5 ist eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Faserstoffs 202 gezeigt, welcher wieder als dreilagige Pappe bzw. Wellpappe 201 ausgebildet ist. Bei dem Faserstoff 202 ist nur eine mittlere Faserstrukturen 204 als verstärkte Faserstoffschichten 214 ausgeführt. Äußere Faserstrukturen 203 und 205 sind unverstärkt ausgeführt. Die Faserstoffschicht 214, welche eine Welle 207 bildet, weist beidseitig zu ihren Oberseiten als Verstärkungsmittel eine polykristalline Verstärkung PV auf. Der Faserstoff 202 weist nach oben und nach unten vergleichbare physikalische Eigenschaften auf, so dass es unerheblich ist, welche Seite des Faserstoffs 202 bei der Herstellung einer Verpackung innen oder außen liegt.In the 5 is a second embodiment of a fibrous material according to the invention 202 shown again as a three-ply cardboard or corrugated board 201 is trained. In the pulp 202 is only a middle fiber structures 204 as reinforced fiber layers 214 executed. External fiber structures 203 and 205 are executed unreinforced. The fibrous layer 214 which is a wave 207 forms, on both sides of their tops as a reinforcing agent on a polycrystalline gain PV. The pulp 202 has upwards and downwards comparable physical properties, so that it does not matter which side of the pulp 202 in the manufacture of packaging inside or outside.

In der 6 ist eine dritte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Faserstoffs 302 gezeigt, welcher wieder als dreilagige Pappe bzw. Wellpappe 301 ausgebildet ist. Bei dem Faserstoff 302 sind nur eine obere und eine mittlere Faserstrukturen 303 und 304 als verstärkte Faserstoffschichten 313 und 314 ausgeführt. Eine untere Faserstruktur 305 ist unverstärkt ausgeführt. Die Faserstoffschichten 313 und 314 weisen als Verstärkungsmittel jeweils einseitig und zueinander gerichtet eine polykristalline Verstärkung PV auf. Der Faserstoff 302 weist nach oben und nach unten unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf, so dass es in der Regel vorteilhaft ist, die verstärkte Faserstoffschicht 313 bei einer Verpackung als außenliegende Faserstoffschicht zu wählen.In the 6 is a third embodiment of a fibrous material according to the invention 302 shown again as a three-ply cardboard or corrugated board 301 is trained. In the pulp 302 are only one upper and one middle fiber structures 303 and 304 as reinforced fiber layers 313 and 314 executed. A lower fiber structure 305 is executed unreinforced. The fibrous layers 313 and 314 have as polycrystalline reinforcement PV on each side and directed towards each other as a reinforcing agent. The pulp 302 has upwards and downwards different physical properties, so that it is generally advantageous, the reinforced fiber layer 313 to be selected as an outer fibrous layer in a packaging.

Versuche haben gezeigt, dass der Kantenstauchwiderstand, welcher als Kenngröße für die Stapelfähigkeit von Verpackungen gilt, bei den in den 4 bis 6 gezeigten Ausführungsvarianten im Vergleich zu der in der 3 gezeigten herkömmlichen Bauform einer Wellpappe bei gleicher Dimensionierung der Faserstrukturen im Schnitt etwa um den Faktor 1,5 höher liegt. Hieraus ist erkennbar, welches Potential die erfindungsgemäße Faserstoffschicht bzw. der erfindungsgemäße Faserstoff im Hinblick auf Materialeinsparungen bei der Verpackung oder im Hinblick auf einer Verbesserung der Kenndaten von Verpackungen hat.Experiments have shown that the edge crush resistance, which is considered as a parameter for the stackability of packaging, in the in the 4 to 6 variants shown in comparison to those in the 3 shown conventional design of a corrugated board with the same dimensioning of the fiber structures in the section about a factor of 1.5 higher. From this it can be seen what potential the fibrous layer according to the invention or the fibrous material according to the invention has with regard to material savings in the packaging or with regard to an improvement of the characteristics of packaging.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: verstärkte Faserstoffschichtreinforced fibrous material layer
22: Faserstrukturfiber structure
33: Verstärkungsmittelreinforcing agents
4, 54, 5: Oberflächesurface
66: umlaufende Seitenflächencircumferential side surfaces
4a4a: Fläche von 4 area of 4
5a5a: Fläche von 5 area of 5
6a6a: Fläche von 6 area of 6
77: scheibenförmiger Körper 7 disc-shaped body 7
D2D2: Dicke von 2 Thickness of 2
88th: Substratsubstratum
99: Öffnungopening
1010: Zwischenraumgap
1111: einzelne Fasersingle fiber
1212: Netznetwork
1313: Hohlraumkettecavity chain
1414: polykristalline Verstärkungpolycrystalline reinforcement
1515: erste polykristalline Strukturfirst polycrystalline structure
1616: zweite polykristalline Struktursecond polycrystalline structure
17, 1817, 18: Sandwichbauteilsandwich component
1919: Sandwichsandwich
2020: Würfelcube
2121: kristallisierter Einfachzuckercrystallized simple sugar
5151: Behältercontainer
5252: EinfachzuckerlösungSimple sugar solution
101101: Wellpappecorrugated cardboard
102102: Faserstoff 1 fiber 1
103–105103-105: Faserstrukturenfiber structures
106106: obere Decklageupper cover layer
107107: Wellewave
108108: untere Decklagelower cover layer
113–115113-115: FaserstoffschichtFibrous layer
PVPV: polykristalline Verstärkungpolycrystalline reinforcement
201201: Wellpappecorrugated cardboard
202202: Faserstofffiber
203203: äußere Faserstrukturouter fiber structure
204204: mittlere Faserstrukturmiddle fiber structure
205205: äußere Faserstrukturouter fiber structure
207207: Wellewave
214214: verstärkte Faserstoffschichtreinforced fibrous material layer
PVPV: polykristalline Verstärkungpolycrystalline reinforcement
301301: Wellpappecorrugated cardboard
302302: Faserstofffiber
303303: äußere Faserstrukturouter fiber structure
304304: mittlere Faserstrukturmiddle fiber structure
305305: untere Faserstrukturlower fiber structure
313, 314313, 314: verstärkte Faserstoffschichtreinforced fibrous material layer
PVPV: polykristalline Verstärkungpolycrystalline reinforcement
501501: Wellpappecorrugated cardboard
502502: Faserstofffiber
503–505503-505: Faserstrukturfiber structure
506506: obere Decklageupper cover layer
507507: Wellewave
508508: untere Decklagelower cover layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2725201 C2 [0002]

Claims

Reinforced pulp layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ), in particular reinforced paper layer or cardboard layer or cardboard layer comprising - at least one fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) such as in particular a paper layer or cardboard layer or cardboard layer and a reinforcing agent ( 3 ; 14 ; PV), - whereby the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) two opposing surfaces ( 4 . 5 ), characterized in that - the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) to at least one surface ( 4 . 5 ) between their fibers ( 11 ) at least partially interconnected spaces ( 10 ), - wherein in the spaces ( 10 ) to at least one of the surfaces ( 4 . 5 ) a first polycrystalline structure ( 15 ) and - this first polycrystalline structure ( 15 ) through the surface ( 4 . 5 ) with one on the surface ( 4 . 5 ) lying second polycrystalline structure ( 16 ), the reinforcing agent ( 3 ; 14 ; PV) through the two interconnected polycrystalline structures ( 15 . 16 ) is formed.

Reinforced pulp layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) according to claim 1, characterized in that on the surface ( 4 . 5 ) lying second polycrystalline structure ( 16 ) is formed as a largely closed structure.

Reinforced pulp layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing means ( 3 ; 14 ; PV) from crystallized simple sugar ( 21 ) consists.

Pulp ( 102 ; 202 ; 302 ) comprising at least two fibrous layers ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ), in particular multi-ply paper or multi-ply cardboard or multi-ply cardboard, characterized in that at least one of the fibrous layers ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) as a reinforced fibrous layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) according to claim 1 or according to claims 1 and 2 or according to claims 1, 2 and 3 is formed.

Pulp ( 102 ; 202 ; 302 ) according to claim 4, characterized in that at least one reinforced fibrous layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) is wave-shaped in cross-section.

Method of producing a reinforced fibrous layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ), characterized in that to form a reinforced fibrous layer ( 1 ; 113 - 115 ; 214 ; 313 . 314 ) on at least one fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) to at least one of its opposite surfaces such a capable of polycrystallization simple sugar solution ( 52 ) that the simple sugar solution ( 52 ) for forming a first polycrystalline structure ( 15 ) first into interconnected spaces ( 10 ) between fibers ( 11 ) of the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) and that subsequently building on the surface ( 4 . 5 ) of the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) and building on in the intervals ( 10 ) to the surface ( 4 . 5 ) forming the first polycrystalline structure ( 15 ) the application of simple sugar solution ( 52 ) and thereby on the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) one with the first polycrystalline structure ( 15 ) and the surface ( 4 . 5 ) of the fiber structure ( 2 ; 103 - 105 ; 203 - 205 ; 303 - 305 ) connecting second polycrystalline structure ( 16 ) is formed.