DE69028761T2

DE69028761T2 - Bindesystem für eine Bahn auf Faserbasis und Verfahren

Info

Publication number: DE69028761T2
Application number: DE69028761T
Authority: DE
Inventors: Ludmila Byalik; Diane M Robertson
Original assignee: Dexter Corp
Current assignee: Dexter Corp
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2010-07-07
Also published as: EP0436275A1; JP2920321B2; US5063104A; NO903031D0; KR910014435A; EP0436275B1; ATE143632T1; NO903031L; DE69028761D1; AR245158A1; BR9005429A; ES2093015T3; FI903471A; JPH03206181A; FI903471A0; KR0176709B1; PT94945A; CA2020636A1; FI105262B

Description

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Behälter, der zur Verpackung von Nahrungsmittelerzeugnissen verwendet wird, wie Würsten und dergleichen, und insbesondere betrifft sie ein neues und verbessertes Bindersystem, das als Bindemittel für faserige Grundgewebebahnen verwendet wird, und die bei der Herstellung von verstärkten Behältern benutzt werden.
Bisher war es Praxis, verstärkte Filme, Röhren, Behälter oder Häute für Nahrungsmittelerzeugnisse und dergleichen herzustellen durch Einschließen von Papieren und Substraten auf der Basis gebundener Fasern in einem filmbildenden Material. Um den Behandlungsbedingungen zum Zeitpunkt der Verpackung zu widerstehen, muß das Substrat eine wesentliche Trockenfestigkeit, Naßfestigkeit und kaustische Festigkeit besitzen sowie gute Absorptionsfähigkeit. Bisher wurden Substrate dieser Art hergestellt durch Binden eines vorgeformten und getrockneten Papiers oder einer Textilware auf Faserbasis mit einer verdünnten (1%) Viskoselösung, gefolgt von den Stufen des Trocknens, des Regenerierens der Cellulose, des Waschens und wiederum des Trocknens. Diese Bindeoperation unter Verwendung der verdünnten Viskoselösung war ausreichend, um dem gebundenen Substrat genügend kaustische Beständigkeit zu verleihen, um seine strukturelle Unversehrtheit während der endgültigen Operationen der Behälterbildung zu behalten, wo die Behandlung mit einer konzentrierter Viskoselösung unter hochgradig alkalischen Bedingungen durchgeführt wurde. Nachdem es dem Binden unterzogen wird, muß das Substrat seine porösen absorbierfähigen Eigenschaften beibehalten, um die vollständige Imprägnierung und Umhüllung durch die konzentrierte Viskoselösung zu gestatten. Im typischen Fall umfaßt die Behälterbildungsoperation die Stufen der Formung des Substrats zu einem zylindrischen Schlauch, das Imprägnieren und Einhüllen des Substratschlauches mit einer hochgradig kaustischen (alkalischen) Viskoselösung, die Regenerierung des Imprägnats mit Säure, das Waschen zur Entfernung überschüssiger Säure und Viskose und das Trocknen des endgültig verstärkten Films oder des Behälters. Diese Verfahren ist ausführlicher im US-Patent Nr. 3 135 613 (Underwood) mit dem Titel "Imprägnierte Papierware und Verfahren zur Herstellung von Wurstbehältern daraus" ausgeführt und klärt somit die aufeinanderfolgende Entwicklung der Grundware durch die Phase des gebundenen Substrats und dann zu einem verstärkten Behälter.
Die schlauchförmigen Behälter, die in der angegebenen Weise erzeugt werden, besitzen ausreichend Festigkeit und Berst beständigkeit, um besonders gut geeignet zu sein für das Umhüllen von Fleisch und anderen Nahrungsmittelerzeugnissen, welche in das Innere der Schläuche unter Druck eingepreßt werden. Sie liefern dadurch eine feste gleichmäßige Umhüllung für wohlbekannte Produkte, wie Würste, Bologna und dergleichen, sowie für andere Nahrungsmittelerzeugnisse.
Verschiedene Patente haben nach dem oben erwähnten US-Patent 3 135 613 die Verwendung von alternativen Materialien zum Binden der Papierware zur Bereitstellung von geeigneten Behältersubstraten diskutiert. Bei der Auswahl von anderen Bindematerialien als der kommerziell verwendeten säureregenerierten verdünnten Viskose, ist es wichtig, daß die Bindermaterialien sowohl die Verarbeitungs- als auch Verhaltensanforderungen der Nahrungsmittelbehälter erfüllen, die daraus erzeugt werden. Zusätzlich muß die Ware auf Faserbasis, auf welche das Bindemittel aufgebracht werden soll, ausreichend Festigkeit zeigen, um den Beanspruchungen zu widerstehen, welche sowohl während des Bindens als auch der Beschichtungsoperationen ausgeübt werden. Die Menge an verwendetem Bindemittel sollte nicht die nachfolgende Viskosepenetration während des Behälterherstellungsverfahrens stören, so daß ein Verlust von Festigkeit im Behälter eintreten würde, oder daß eine nachteilige Wirkung auf das Aussehen des Behälters eintreten würde. Auch sollte das Bindemittel ein solches sein, das nicht bewirkt, daß das Substrat während des Aussetzens zu den Bedingungen des Behälterbildungsverfahrens verfärbt wird. Im US-Patent 3 484 256 (Chiu et al.) wird vorgeschlagen, daß die Bindebehandlung mit verdünnter Viskose durch die Verwendung eines Bindemittels ersetzt wird, das aus einem Gemisch eines kationischen wärmehärtenden Harzes und einem Polyacrylamidharz besteht. Ein Bindergemisch eines kationischen alkalisch härtenden Harzes und von Carboxymethylcellulose wurde gezeigt von Conway im US-Patent 3 468 696 als Ersatz für eine naßfeste Binderbehandlung. Die US-Patente 3 640 734 und 3 640 735 (Oppenheimer et al.) zeigen die Bildung von Substraten unter Verwendung von unlöslich gemachtem Polyvinylalkohol als Naßfestigkeitsleimungsmittel, während das US-Patent 4 218 286 (Jones et al.) die Verwendung eines Dreikomponenten-Bindegemisches zur Erzielung von verbesserter Alkalinaßfestigkeit und guter Absorbierfähigkeit zeigt.
Kürzlich haben die US-Patente 4 592 795, 4 762 564 und 4 789 006 (Bridgeford et al.) auch gezeigt, daß Viskose durch andere Materialien ersetzt werden kann, um die toxischen und schädlichen Schwefel-enthaltenden Chemikaliensorten zu beseitigen, welche die Herstellung und Verwendung von Viskose begleiten. Jedoch zeigen diese Patente lediglich, daß der Binder für das Behältersubstrat einer der herkömmlichen Binder sein sollte, die schon früher erwähnt sind.
Die früher erwähnten Bindermaterialien, gleichgültig ob sie allein oder in Kombination verwendet werden, liefern häufig einige der gewünschten Merkmale, jedoch nicht alle diese Merkmale. Zum Beispiel liefert die Verwendung von Poly(vinylalkohol) einen erwünschten Grad an Trockenzugfestigkeit und Alkalifestigkeit, jedoch schlechte Naßzugfestigkeit und Absorptionsmerkmale. Im Gegensatz dazu haben die Verwendung von verschiedenen filmbildenden Materialien, wie Hydroxyethylcellulose in Verbindung mit geeigneten Vernetzungsmitteln, wie Dialdehyd-Vernetzern, den gegenteiligen Effekt von dem, der durch Poly(vinylalkohol) erreicht wird. Sie zeigen gute Naßzugfestigkeiten und Absorptionsmerkmale, jedoch verhältnismäßig schlechte Trockenzug- und Alkalifestigkeiten. Unglücklicherweise versagen auch Mischungen dieser Materialien, um alle gewünschten Merkmale zu liefern.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Bindersystem zu liefern, das fähig ist, diese Merkmale, die bisher mit dem mit verdünnter Viskose gebundenem Material verbunden waren, zu verleihen, jedoch ohne die begleitenden Umweltprobleme, die mit der Verwendung von Viskose verbunden sind. Einbezogen in dieses Objekt ist die Bereitstellung eines Bindersystems, das hochgradige Alkalifestigkeit kombiniert mit ausgezeichneter Naßfestigkeit und ausgezeichnetem Modul, guter Absorbierfähigkeit und Streckbarkeit, dem Fehlen von Verfärbung bei Kombination mit einer anschließenden Viskosebehandlung und hochgradige Penetration des behälterbildenden Materials in die gebundene Bahn liefert. Zusätzlich liefert das Bindermaterial vorteilhafterweise diese Vorteile im Zusammenhang mit einer mehrstufigen Behandlung, die in richtiger Weise durchgeführt werden muß, d.h. in der richtigen Reihenfolge.
Andere Vorteile sind zum Teil offensichtlich und werden zum Teil ausführlicher im folgenden dargelegt.
Diese und verwandte Ziele und Vorteile werden erhalten, indem man ein gebundenes poröses faseriges Bahnmaterial zur Verwendung bei der Herstellung von Nahrungsmittelbehältern und dergleichen bereitstellt, welches umfaßt eine Bahn auf Faserbasis, welche 10 Gew.-% oder weniger an einem spezifischen Bindersystem enthält. Dieses System umfaßt eine anfängliche Behandlung mit einer Lösung, die thermoplastische Materialien enthält, wie Polyvinylalkohol, und eine anschließende Behandlung mit einem kombinierten filmbildenden Material und einem unlöslich machendem Mittel für das filmbildende Material. Die Behandlung mit Poly(vinylalkohol) ist wirksam, um dem Grundbahnmaterial eine hochgradige Alkali- oder kaustische Festigkeit zu verleihen, während die zweite Behandlung wirksam ist, um dem zuerst behandelten Material eine hohe Naßfestigkeit zu verleihen, ohne dessen Alkalifestigkeit im wesentlichen zu vermindern. Es ist notwendig, daß die Zwei-Stufenbehandlung in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt wird, damit die geeignete Kombination von Merkmalen erreicht wird, welche hohe Trockenfestigkeit und Alkalifestigkeit, verbunden mit hoher Naßfestigkeit und Absorption umfaßt.
Die Erfindung umfaßt demgemäß mehrere Stufen, und die Beziehung von einer oder mehreren solcher Stufen bezüglich jeder der anderen, und das Erzeugnis, welches die Merkmaleigenschaften und die Beziehung von Elementen besitzt, die in der folgenden ausführlichen Beschreibung beispielsweise dargelegt ist.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die obigen und verwandten Vorteile erreicht werden durch Binden einer Bahn auf Faserbasis mit einem Bindersystem, das aus einer spezifischen Folge von Bindebehandlungen besteht, nämlich einem anfänglichen Binden mit einem thermoplastischen Material, wie Poly(vinylalkohol) und einem folgenden Binden mit einem unlöslich gemachten filmbildenden Material. Diese Kombination verleiht der Grundbahn im wesentlichen Beständigkeit gegen Abbau in der hochgradig alkalischen Behälterbildungslösung, gestattet jedoch die rasche Penetration dieser Lösung in die Substratstruktur. Zusätzlich werden die damit verbundenen Behälterherstellungsoperationen in leichter und wirksamerer Weise bewirkt, ohne die Notwendigkeit wesentlicher Änderungen in der verwendeten Einrichtung oder Arbeitsweise.
Kurz gesagt, umfaßt das Verfahren die Stufen der Bildung einer verdünnten Suspension von Cellulosefasern, wie Manilahanffasern, und danach die Bildung einer Bahn auf Faserbasis aus der Suspension. Die Grundbahn wird getrocknet und dann gebunden unter Verwendung des zweistufigen Bindungssystems der vorliegenden Erfindung. In diesem Zusammenhang sollte bemerkt werden, daß häufig die Grundbahnmaterialien selbst gebunden werden unter Verwendung von Materialien, die im Holländer zugesetzt werden, um eine gebundene Bahn ohne einem nachfolgenden Binderprozeß zu liefern. Jedoch wurde gefunden, daß die Bindungsbehandlung der vorliegenden Erfindung am wirksamsten ist, wenn sie als System nach der Bahnbildung angewandt wird.
Die Grundbahn für das Behältersubstrat ist im allgemeinen aus den natürlichen Fasern von reiner Cellulose zusammengesetzt und umfaßt vorzugsweise die langen, leichtgewichtigen und nicht hydratisierten Fasern der Art Musa Textilis, für die Hanffasern typisch sind. Bahnen, die aus diesem Material gemacht sind, sind im allgemeinen weiche, poröse Papiere von gleichmäßiger Textur und Dicke und besitzen Zugfestigkeitsverhältnisse nahe der Einheit, d.h. eine praktisch gleiche Zugfestigkeit in beiden, der Maschinenrichtung und der Querrichtung. Es ist jedoch einzusehen, daß das Zugverhältnis von 0,5 bis 1,0 variieren kann, wenn dies erwünscht ist.
Es ist notwendig, daß das verwendete Bindermittel, nämlich das Zweistufen-System der vorliegenden Erfindung, der Bahn nicht nur eine Beständigkeit gegen hochgrad alkalische Bedingungen verleiht, sondern auch keine merkliche Störung der Absorptionsmerkmale des gebundenen Substrates liefert. Vorzugsweise sollte das Bindermittel die sichere Haftung des behälterbildenden Materials zum Verstärkungssubstrat verbessern, da angenommen wird, daß die sichere Bindung dazwischen zu einer wesentlichen Verbesserung in der Berstfestigkeit des erhaltenen Behälters führt. Gleichzeitig sollte man bedenken, daß die Bahn, wenigstens soweit wie möglich, von Imprägnaten frei sein sollte, welche sowohl die Absorption als auch den Bindemechanismus stören könnten. Es ist daher notwendig, daß das verwendete Bindermittel so wenig Widerstand wie möglich gegen die Penetration der behälterbildenden Beschichtung in das Verstärkungssubstratmaterial bewirkt.
Wie erwähnt, ist das Bindersystem der vorliegenden Erfindung eine Kombination von zwei getrennten Schritten oder Stufen, die in spezifischer Reihenfolge durchgeführt werden. Die erste Stufe bedingt die Behandlung der Grundbahn mit einem thermoplastischen filmbildenden Material, das Beständigkeit gegen alkalischen Angriff verleiht. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der thermoplastische Filmbildner aus einer wäßrigen Lösung von Poly(vinylalkohol). Der zweite Schritt oder die zweite Stufe des Bindersystems bedingt die Verwendung eines Filmbildners, der vorzugsweise ein hitzehärtendes Material, gemischt mit einem Vernetzungsmittel oder unlöslich machendem Mittel ist. Diese zweite Stufe sollte die günstige Wirkung haben, der mit dem Thermoplasten behandelten Bahn das zusätzliche Merkmal hoher Naßfestigkeit und Aufnahmefähigkeit für Viskoseabsorption zu verleihen, ohne die durch die Behandlung der ersten Stufe verliehene Alkalifestigkeit schwerwiegend zu beeinträchtigen.
Obwohl jede der Binderstufen auf das Grundgewebe unter Anwendung verschiedener Standard-Aufbringungsweisen aufgebracht werden kann, ist es im allgemeinen bevorzugt, daß das Bindersystem in das Grundgewebematerial durch Eintauchen der Bahn in eine wäßrige Lösung des Bindermaterials und anschließendes Trocknen der behandelten Bahn eingebracht wird. In anderen Worten ist es im allgemeinen bevorzugt, daß die Bindung durchgeführt wird durch Tauchbeschichtung in der wäßrigen Binderlösung, um eine geeignete Beschichtungsmenge des Bindermaterials darauf aufzubringen. Die behandelte Bahn wird dann bei jeder Stufe getrocknet oder anderweitig behandelt, um den Binder in der Bahn zu fixieren.
Wie erwähnt, wird bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine wäßrige Lösung von Poly(vinylalkohol) als erster Schritt oder erste Stufe des Binderbehandlungssystems angewandt. Der Ausdruck "Lösung von Poly(vinylalkohol)", wie er hier benutzt wird, soll Lösungen von Vinylpolymeren umfassen, wo der Poly(vinylalkohol)-Anteil 25% bis 100% des in der Lösung vorhandenen Vinylpolymeren dar stellt. Da Poly(vinylalkohol) normalerweise durch Hydrolyse von Polyvinylestern, wie Polyvinylacetat, hergestellt wird, schwankt der Grad der Substitution und der Hydroxylgehalt kann beträchtlich schwanken. Demgemäß ist es für die Zwecke der vorliegenden Erfindung im allgemeinen bevorzugt, daß das Material die erforderlichen Wirkungen zeigt, Alkalifestigkeit zu verleihen, und dies kann bei Polyvinylalkoholgehalten von 25% und weniger erreicht werden, jedoch vorzugsweise bei Gehalten, wo das Polymere überwiegend Poly(vinylalkohol) ist, d.h. wo der Poly(vinylalkohol)-Gehalt wenigstens 50% und vorzugsweise 80% oder mehr ist. Obwohl verschiedene kommerzielle Produkte verfügbar sind, wurde gefunden, daß ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden, wenn man eine wäßrige Lösung von vollständig hydrolysiertem (98 bis 99% Hydrolyse) Poly(vinylalkohol) verwendet, wie das Material, das von Air Products Co. unter der Handelsbezeichnung "Airvol 350" vertrieben wird, oder die superhydrolysierten (99+% Hydrolyse) Lösungen, die unter der Handelsbezeichnung "Airvol 165" vertrieben werden.
Nach Aufbringen des Poly(vinylalkohols) auf das Grundbahnmaterial wird die Bahn getrocknet oder auf andere Weise vor der zweiten Stufe der Bindeoperation behandelt, um das Bahnmaterial zu binden.
Die Konzentration des Poly(vinylalkohols) in der wäßrigen Lösung kann beträchtlich schwanken, nicht nur in Abhängigkeit von der Faserzusammensetzung des Grundbahnmaterials, sondern auch von der Art der angewandten Binderbehandlung und den Maschinenbedingungen, die man während der Behandlungsoperation antrifft. Die Konzentration des Poly(vinylalkohols) in seinem wäßrigen Dispersionsmedium ist gewöhnlich 5 Gew.-% oder weniger und fällt im typischen Fall in den Bereich von 1 bis 3 Gew.-%. In diesem Zusammenhang wurden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten durch Verwendung einer Poly(vinylalkohol)-Konzentration im Bereich von 1,5% bis 5%, insbesondere 1,5% bis 2,5 Gew.-%.
Die zweite Stufe des Bindersystems wird anschließend an die erste Binderbehandlung durchgeführt und bedingt die Verwendung eines filmbildenden und Vernetzungsmittels. Der Filmbildner ist vorzugsweise ein hitzehärtbares Harz, das fähig ist, hohe Naßfestigkeit und Aufnahmefähigkeit für die anschließende Behälterbildungsoperation zu verleihen. Obwohl verschiedene Filmbildner verwendet werden können, sind die bevorzugten Materialien solche auf Cellulosebasis, wie Hydroxyethylcellulose, ein nichtionisches Polymeres, das von Aqualon Co. unter der Bezeichnung "Natrasol 250" vertrieben wird, vernetzt mit einem Dialdehyd oder einem glyoxylierten Polyacrylamid. Zu anderen Filmbildnern auf Cellulosebasis, die verwendet werden können, gehören Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose und Methylcellulose. Zu weiteren Filmbildner gehören kationische und anionische Stärken und modifizierte Proteine, wie Kasein oder Soja.
Zu den mit den Filmbildnern der zweiten Stufe verwendeten unlöslich Machern oder Vernetzungsmitteln gehören nicht nur Dialdehyde, wie das Material, das von American Hoechst Company unter der Bezeichnung "Glyoxal 40T" vertrieben wird, sondern auch alkalisch härtende Harze, wie die polymeren Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin und einem Polyamid, Melamin-Formaldehyd, glyoxylierte Polyacrylamide, Komplexe mehrwertiger Metallionen, wie Ammoniumzirkoniumcarbonat, anorganische Salze, wie Natriumtetraborat und Aluminiumsulfat, Harnstoff-Formaldehyd und Polyamide.
Die Filmbildner und unlöslich machenden Mittel der zweiten Stufe werden ebenfalls als verdünnte wäßrige Lösungen angewandt, und jede sind bei Konzentrationen von 8 Gew.-% oder weniger, z.B. weniger als 5 Gew.-%, und in einigen Fällen so wenig wie 0,2% vorhanden. Im typischen Fall sind der Filmbildner und das unlöslich machende Mittel jeweils in Konzentrationen zwischen 0,2% und 3% vorhanden, wobei das Verhältnis von unlöslich machendem Mittel zum Filmbildner in den Bereich von 1 bis 10 zu 1 bis 1 fällt. Wie ersichtlich hängt die Konzentration der spezifischen verwendeten Materialien von der Fähigkeit des Materials ab, die gewünschten Naßfestigkeitsmerkmale und die Absorption bei den angewandten Konzentrationsgraden zu erreichen.
Das Verhältnis des Materials der ersten Stufe zu dem der zweiten Stufe scheint das Endergebnis nicht signifikant zu beeinflussen und ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit dem Verhältnis der ersten Stufe zur zweiten Stufe im Bereich von 3 zu 1 bis 1 zu 3 erreicht. Zusätzlich kann das Ausmaß der gesamten Binderaufnahme durch das Grundbahnmaterial beträchtlich schwanken von nur 0,5% bis zu 10 Gew.-%, wobei der typische Bereich nahe an das untere Ende dieser Skala fällt, nämlich in den Bereich von 2% bis 6 Gew.-%.
Im allgemeinen ist es vorteilhaft, der Binderlösung sehr kleine Mengen eines oberflächenaktiven Mittels als Absorptionshilfe zuzugeben. In diesem Zusammenhang können Materialien, wie die nichtionischen Alkylarylpolyetheralkohole benutzt werden. Zum Beispiel der Octylphenoxypolyethoxyethanol, der von Rohm und Haas unter der Handelsbezeichnung "Triton X114" vertrieben wird, wurde wirksam benutzt. Zu anderen oberflächenaktiven Mitteln gehören Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanole, Blockcopolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid, Trimethylnonylpolyethylenglykolether, ethoxylierte Alkylphenole und -alkohole und Alkylarylpolyetheralkohole. Die oberflächenakiven Mittel werden in der verdünnten Binderlösung in Konzentrationen gut unterhalb 1 Gew.-% verwendet und tatsächlich bei Konzentrationen unter 0,1%, so daß man einen Verlust an Naßfestigkeit im gebundenen Substrat vermeidet. Im typischen Fall werden Konzentrationen von 0,01 bis 0,05 Gew.-% verwendet.
Wie oben erwähnt, zeigt das gebundene Substrat nicht nur verbesserte Naßfestigkeit und Alkalizugfestigkeit, z.B. eine Alkalizugfestigkeit von wenigstens 300 g, sondern behält auch den hohen Grad seines porösen absorbierenden Charakters bei, um das Imprägnieren und die Einhüllung während der endgültigen Behälterbildungsoperation beizubehalten. Im allgemeinen kann die Porosität des gebundenen Substrates gemäß der TAPPI-Prüfmethode T251-pm-75 gemessen werden und zeigt eine Gurley-Porosität von mehr als 300 Litern pro Minute. Die Porosität schwankt mit dem Gewicht des Grundgewebematerials und fällt im typischen Fall in den Bereich von 500 bis 1.500 Liter pro Minute. Leichtere Bahnen haben natürlich eine höhere Porosität, während Material von schwererem Gewicht geringere Porositäten zeigt. Zum Beispiel kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Porosität des gebundenen Substrats in den Bereich von 500 bis 1.200 Liter pro Minute fallen. Wie ersichtlich ist, machen die Merkmale der Naß- und Alkalizugfestigkeit des gebundenen Substrats das Material auch noch geeignet zur Verwendung als Teebeutelpapier, insbesondere für Kräutertees. Zusätzlich kann die zweistufige Binderrezeptur verwendet werden, um den Behälter oder die Haut auf anderem gebundenen Bahnmaterial zu bilden, wie Viskose-gebundenen faserigen Bahnen.
Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben wurde, sind die folgenden Beispiele einbezogen, um sie zu erläutern, so daß die Erfindung leichter zu verstehen ist. Alle Mengen sind auf Gewichtsbasis, wenn nichts anderes angegeben ist.
In den angegebenen Reihen von Beispielen bestand das Bahnmaterial auf Faserbasis aus einem 100%igem Hanffaserbahnmaterial mit einem Ries-Gewicht von 14,2 lbs (23,7 g pro m²) und einer unbehandelten Porosität von 650 Liter pro Minute.

Beispiel 1

Das Standard-Grundbahnmaterial wurde in eine wäßrige Lösung getaucht, die 2 Gew.-% Poly(vinylalkohol) (Airvol 350) enthielt und getrocknet. Die getrocknete Bahn wurde anschließend in eine wäßrige Lösung getaucht, die aus 1,5 Gew.-% Hydroxyethylcellulose und 0,3 Gew.-% eines Dialdehyds, der unter dem Handelsnamen "Glyoxal 40T" vertrieben wird, bestand. Die Bahn wurde wieder getrocknet und auf die Eigenschaften geprüft, die in Tabelle 1 angegeben sind.

Beispiel 2

Das Standard-Grundgewebematerial wurde wie in Beispiel 1 behandelt, außer daß die Poly(vinylalkohol)-Lösung 0,025% des oberflächenaktiven Mittels "Triton X114" enthielt, und die zweite Binderstufe eine Lösung benutzte, welche 2 Gew.-% einer kationischen Stärke enthielt, die unter der Bezeichnung "Cato Size 67" von National Starch vertrieben wird, und 1,7 Gew.-% eines glyoxylierten POlyacrylamids. Das erhaltene doppelt getauchte Material wurde dann in einem Trockenschrank bei 300ºF (149ºC) 30 Sekunden getrocknet und auf die in Tabelle 1 angegebenen Eigenschaften geprüft.
Die Arbeitsweise dieses Beispiels wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die zweite Binderstufe eine Lösung verwendete, welche 1 Gew.-% an Natriumcarboxymethylcellulose und 0,5 Gew.-% eines hitzehärtenden kationischen Epichlorhydrin-Polyamid-Reaktionsproduktes enthielt, das von Hercules Incorporated unter dem Handelsnamen "Kymene- 557H" vertrieben wird.
Dieses Beispiel wurde auch wiederholt, wobei in der zweiten Binderstufe eine Lösung verwendet wurde, welche 2 Gew.-% eines modifizierten Milchproteins, das unter der Bezeichnung "Casein HC200" von National Casein Company vertrieben wird, 1,4 Gew.-% des glyoxylierten Polyacrylamids, das unter Bezeichnung "Parez 631NC" von American Cyanamid vertrieben wird, 0,35 Gew.-% des oberfächenaktiven Mittels "Triton X114" und 0,3% Ammoniumchlorid enthielt.
In beiden diesen zusätzlichen Abwandlungen von Beispiel 2 war die Naßfestigkeit vergleichbar, während die Trockenzug- und Alkalifestigkeit beträchtlich erhöht war, relativ zum Material von Beispiel 2, und das Emporsteigen von Wasser pro Einheitsstrecke war etwas schneller.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die zweite Binderstufe ersetzt wurde durch eine Lösung, welche 1,5 Gew.-% Natriumcarboxymethylcellulose und 0,3 Gew.-% des Dialdehyds "Glyoxal T40" enthielt. Das behandelte Material wurde auf einer erhitzten Walze getrocknet, und die Eigenschaften des erhaltenen Materials sind in Tabelle 1 angegeben.
Wie in den obigen Beispielen angegeben ist, zeigt Tabelle 1 die Eigenschaften der verschiedenen Beispiele. Zusätzlich umfaßt diese Tabelle Daten, die von der Behandlung der Standard-Grundbahn mit einer verdünnten Viskoselösung, mit Poly(vinylalkohol) allein, mit einem Filmbildner und einem Vernetzungsmittel allein, mit einem Gemisch des Poly(vinylalokohls), Filmbildners und Vernetzungsmittels und mit der Doppelbehandlung von Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Abfolge der Stufen umgekehrt wurde, stammen.
Wie aus den in Tabelle 1 angegebenen Daten zu ersehen ist, zeigt das Material, das gemäß dem Doppelbindersystem der vorliegenden Erfindung erzeugt ist, Trockenzug-, Naßzug- und Alkalifestigkeit und ein Emporsteigen von Wasser, die alle im wesentlichen vergleichbar sind mit dem mit verdünnter Viskose gebundenem Standard-Substrat. Andererseits zeigt die Verwendung von Poly(vinylalkohol) allein, während sie eine hohe Alkalifestigkeit erzielt, eine sehr schlechte Naßzugfestigkeit und ein verhältnismäßig schnelles Emporsteigen von Wasser. Die Behandlung des Grundbahnmaterials mit dem Filmbildner allein oder gemischt mit dem unlöslich machenden Mittel und Poly(vinylalkohol) führte zu außerordentlich schlechten Merkmalen der Alkalifestigkeit. Es sei auch bemerkt, daß ein ähnliches Ergebnis erzielt wird, wenn die Arbeitsweise von Beispiel 1 umgekehrt wird, so daß die Poly(vinylalkohol)-Binderbehandlung auf die Behandlung mit dem Filmbildner folgt.

Beispiel 4

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Konzentration der Bindermaterialien, wie in Tabelle 2 angegeben, variiert wurden. Die Eigenschaften für die verschiedenen Materialien sind ebenfalls angegeben und zeigen ausgezeichnete Ergebnisse.

Beispiel 5

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß in der zweiten Binderstufe Carboxymethylcellulose und "Kymene 557H" in den in Tabelle 3 angegebenen Mengen verwendet wurden. Die erhaltenen Substrate wurden bei 325ºF (163ºC) für die ersten zwei Rezepturen bei 300F (149ºC) für die letzten zwei, jeweils für 30 Sekunden, getrocknet.

Beispiel 6

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Menge an Hydroxyethylcellulose auf 2,0 Gew.-% erhöht wurde und das Vernetzungsmaterial ein glyoxyliertes Polyacrylamid war, das unter dem Warenzeichen "Parez 631NC" vertrieben wird. Das erhaltene Substrat zeigte eine Alkalizugfestigkeit in Maschinenrichtung von 530, eine Naßzugfesügkeit von 1495, eine Naßdehnung von 5,7 und ein Emporsteigen von Wasser von 12,9. TABELLE 1 TABELLE 2 TABELLE 3

Claims

1. Gebundenes poröses faseriges Schichtmaterial zur Verwendung bei der Herstellung von Nahrungsmittelbehältern und dergleichen, umfassend eine Bahn auf Faserbasis, welche 10 Gew. % oder weniger eines Bindesystems enthält, das ein thermoplastisches filmbildendes Material umfaßt, welches bewirkt, daß der Bahn auf Faserbasis bei einer ersten Behandlung eine hohe alkalische Festigkeit verliehen wird und ein anderes filmbildendes Material, welches durch ein unlöslichmachendes Mittel, das in einer anschließenden Behandlung angewendet wird, unlöslich gemacht ist, wobei das andere unlöslichgemachte filmbildende Material wirksam ist, der Bahn auf Faserbasis nach der ersten Behandlung eine hohe Naßfestigkeit und Absorption zu verleihen, ohne im wesentlichen deren alkalische Festigkeit zu reduzieren.

2. Gebundenes Schichtmaterial nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische filmbildende Material Polyvinylalkohol ist.

3. Gebundenes Schichtmaterial nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische filmbildende Material ein Vinylpolymer ist und der Polyvinylalkohol- Anteil mindestens 25 Gew. % des Vinylpolymergehalts ausmacht.

4. Gebundenes Schichtmaterial nach Anspruch 3, wobei der Polyvinylalkohol-Anteil mindestens 80 Gew. % des Vinylpolymergehalts ausmacht.

5. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das filmbildende Material der anschließenden Behandlung ausgewählt ist aus der Gruppe von Materialien auf Cellulosebasis, kationischen und anionischen Stärken und modifizierten Proteinen.

6. Gebundenes Schichtmaterial nach Anspruch 5, wobei das filmbildende Material der anschließenden Behandlung ein Material auf Cellulosebasis ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropyl-methylcellulose, Carboxymethylcellulose und Methylcellulose.

7. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das unlöslichmachende Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe Dialdehyde, alkalisch härtende Harze, Melaminformaldehyd, glyoxylierte Polyacrylamide, mehrwertige Metallionen, anorganische Salze, Harnstofformaldehyd und Polyamide.

8. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis des unlöslichmachenden Mittels zum Filmbildner in den Bereich von 1: 10 bis 1: 1 fällt.

9. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Menge des Bindesystems in der Bahn auf Faserbasis in den Bereich von 2 Gew. % bis 6 Gew. % fällt.

10. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bindesystem weniger als 1 Gew. % eines oberflächenaktiven Mittels einschließt.

11. Gebundenes Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Schichtmaterial eine kaustische Zugfestigkeit von mindestens 300 Gramm aufweist.

12. Verfahren zur Herstellung eines gebundenen porösen faserigen Schichtmaterials zur Verwendung bei der Herstellung von Nahrungsmittelbehältern, umfassend die Schritte des Behandelns des Bahnmaterials auf Faserbasis mit einer ersten Bindelösung eines thermoplastischen filmbildenden Materials, welches wirksam ist, der Bahn eine hohe alkalische Festigkeit zu verleihen und anschließendes Behandeln der thermoplastisch gebundenen Bahn mit einer Lösung eines filmbildenden Materials und eines unlöslichmachenden Mittels für das filmbildende Material, wobei das anschließende Behandeln wirksam ist, der zuerst behandelten Bahn eine hohe Naßfestigkeit und Absorption zu verleihen, ohne im wesentlichen deren alkalische Festigkeit zu reduzieren.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Bindelösung eine Lösung von Polyvinylalkohol ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Lösung von Polyvinylalkohol, eine wässrige Lösung von Vinylpolymeren umfaßt, worin der Polyvinylalkohol- Anteil mindestens 25 Gew. % des Vinylpolymergehalts ausmacht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Polyvinylalkohol-Anteil mindestens 80 Gew. % des Vinylpolymergehalts ausmacht.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die erste Bindelösung eine wässrige Lösung mit einer Konzentration des thermoplastischen Materials von 5 Gew. % oder weniger ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Konzentration des thermoplastischen Materials in den Bereich von 5 Gew. % bis 1,5 Gew. % fällt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die filmbildende Lösung der anschließenden Behandlung eine wässrige Lösung mit einer Konzentration des filmbildenden Materials von 8 Gew. % oder weniger ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die thermoplastisch gebundene Bahn mit einer Lösung eines filmbildenden Materials behandelt ist, das ausgewählt ist aus Materialien auf Cellulosebasis, kationischen und anionischen Stärken und modifizierten Proteinen, und wobei das unlöslichmachende Mittel ausgewählt ist aus Dialdehyden, alkalisch härtenden Harzen, Melaminformaldehyd, glyoxylierten Polyacrylamiden, mehrwertigen Metallionen, anorganischen Salzen, Harnstofformaldehyd und Polyamiden.

20. Verwendung eines gebundenen porösen faserigen Schichtmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einem mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19 hergestellten, als Nahrungsmittelverpackungsmaterial.