EP4101980A1 - Verpackungspapier sowie verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

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EP4101980A1
EP4101980A1 EP21191115.1A EP21191115A EP4101980A1 EP 4101980 A1 EP4101980 A1 EP 4101980A1 EP 21191115 A EP21191115 A EP 21191115A EP 4101980 A1 EP4101980 A1 EP 4101980A1
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EP
European Patent Office
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paper
iso
packaging
pulp
packaging paper
Prior art date
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EP21191115.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Elisabeth SCHWAIGER
Johannes Rosenwirth
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Mondi AG
Original Assignee
Mondi AG
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Publication date
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Priority to CN202210655912.7A priority patent/CN115467187A/zh
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Definitions

  • the present invention relates to a packaging paper consisting of an unbleached kraft paper with a kappa value according to ISO 302:2015 between 38 and 60, preferably between 40 and 58 as the base paper, which is optionally coated on at least one side, the kraft paper being at least 90% is made from primary pulp, has a basis weight according to ISO 536:2019 between 60 g/m 2 and 150 g/m 2 and an air resistance according to ISO 5636-5:2013 (Gurley) between 5 and 30 seconds, and to a method of manufacture a packaging paper, in which an unbleached kraft pulp consisting of at least 90% primary pulp with a kappa value according to ISO 302:2015 between 38 and 60, preferably between 40 and 58, which has an average length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2014 between 2.0 mm and 2.9 mm and less than 4.5%, preferably less than 4.2%, in particular less than 4.0% fillers and cationic starch and other processing aids is used as the base material.
  • Packaging papers are used in a wide variety of areas and must have certain properties depending on the goods to be packaged. What all packaging papers have in common is that they must not tear and must be stable against mechanical and, to a certain extent, chemical and moisture stress so that the goods packaged in them are neither damaged nor lost, for example if a bag or other container tears. These requirements are usually met particularly well by packaging made from kraft paper, which is the paper grade with the highest strength. Kraft paper can be used to make heavy-duty bags, for example for building materials, bags for sharp-edged materials such as gravel or screws, but also shopping bags, bags or bags for packaging food or containers for toys. Furthermore, kraft paper and kraft pulp are used for the production of corrugated board or cardboard, in which case, however, papers with basis weights of more than 120 g/m 2 are usually used.
  • kraft paper or packaging paper In addition to its high resilience, kraft paper or packaging paper must generally also be easy to print on and, moreover, have material properties that should be precisely adapted to the goods to be packaged or stored in them.
  • kraft paper can be (micro)creped in a Clupak system, which increases its elongation at break, in particular the elongation at break in the machine direction, as a result of which, for example, heavy materials such as sand can be packed in containers made of kraft paper without fear of tearing. not even if the filled and sealed packaging or containers fall to the ground from a height of more than one meter.
  • packaging for building materials
  • other important properties of the packaging are sufficient air permeability and moisture resistance or barrier property against moisture and printability for the packaging paper to ensure that the packaging, such as pouches, bags or sacks can be filled quickly on the one hand, are sufficiently stable during transport and storage and, on the other hand, important information quickly and permanently without e.g. fading or bleeding of the colors can be printed on the packaging.
  • the improvement in one property of the packaging paper is usually accompanied by the deterioration in another property, such as the higher the elongation at break of a paper, which is achieved, for example, by (micro)creping in a Clupak system, the worse it becomes the printability of the paper due to the (micro)-creped surface and the resulting higher roughness of the same.
  • Another well-known relationship is, for example, that the higher the basis weight of a paper, the lower its air permeability, unless this is counteracted by regulating the corresponding beating capacity during manufacture, which in turn usually has a negative effect on the strength properties of the paper.
  • the properties of the kraft paper can be influenced by specifically selected additives or processing steps, just as the choice of wood from which the fibers forming the paper originate can influence the paper properties.
  • at least one side of a calendered kraft paper is very smooth and can therefore be printed well. Excessive calendering can thus produce a smooth surface on at least one side of the paper.
  • such a measure usually degrades the elongation at break of the paper, especially in the machine direction, for example, as well as many other mechanical properties of the paper, which means that the packaging loses elasticity and threatens to tear under heavy loads.
  • Another known measure to ensure that the paper properties can be kept as uniform as possible is, for example, that in order not to worsen the air permeability when the basis weight of the paper is increased, the freeness of the fiber suspension from which the paper is formed is changed and, for example is reduced so that the air permeability of the paper is kept as constant as possible despite the changing basis weight.
  • unbleached pulp which has relatively stiffer pulp fibers compared to bleached pulp, and the associated use of reduced amounts of process chemicals, in particular the chemicals required for bleaching, provides a packaging paper that, due to its extensibility, is in the middle area of achievable elongations at break for kraft papers, such as sack kraft papers, is particularly well suited as paper for packaging building materials, etc., but has significant defects in terms of surface smoothness and printability.
  • the present invention thus aims to provide a packaging paper which is made from unbleached kraft paper and which has both the strength properties of conventional kraft paper qualities and, in addition, a smooth surface that is excellently suitable for further processing steps such as surface coating and/or printing, in particular printing with mass printing processes has surface.
  • the packaging paper is essentially characterized in that the base paper has an elongation at break in the machine direction according to ISO 1924-3:2005 of between 2.5% and 8.5% and that the packaging paper has a Bendtsen roughness according to ISO 8791-2 :2013 between 70 ml/min and 600 ml/min, preferably between 150 ml/min to 550 ml/min, particularly preferably 200 ml/min to 500 ml/min.
  • the packaging paper has an elongation at break in the machine direction according to ISO 1924-3:2005 of between 2.5% and 8.5%, it is sufficiently flexible to withstand high elongation stresses, such as when filled packaging is dropped, and at the same time it is possible to provide a packaging paper which has a smooth surface with a low Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 between 70 ml/min and 600 ml/min.
  • These properties can be achieved in particular by using unbleached kraft paper with a kappa value according to ISO 302:2015 between 38 and 60, preferably between 40 and 58, which compared to bleached paper has relatively stiffer fibers, but due to the lack of bleaching subjected to milder manufacturing conditions.
  • High TEA indices are important for the mechanical stability of the paper, but on the other hand they are not optimal for the printability of the paper and it has surprisingly been shown that the use of unbleached pulp and the associated possibility of increased amounts of starch in the kraft paper to bring in, it succeeds, not only to keep the TEA index high and at the same time to use mild conditions in the production of the paper, but due to the use of relatively high amounts of starch, in particular corn starch, potato starch or the like, the open pores of the paper and thus its air permeability continue to be high receive.
  • the calendering causes compression and thus a reduction in the air permeability of the paper, but surprisingly a combination of using an unbleached, (micro)creped paper which has been subjected to calendering makes it possible to provide a packaging paper that has both good mechanical properties , such as an elongation at break in the machine direction between 2.5% and 8.5% and an excellent smoothness, in particular Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 in the range between 70 ml/min and 600 ml/min, preferably between 150 ml /min to 550 ml/min, particularly preferably 200 ml/min to 500 ml/min.
  • the packaging paper is further characterized in that the base paper has at least one side with a coating material selected from the group of polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers, or from the group of polyolefin-free coating materials, such as polylactic acid is coated.
  • a coating material selected from the group of polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers, or from the group of polyolefin-free coating materials, such as polylactic acid is coated.
  • the base paper being coated on at least one side with a coating material selected from the group of polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers or the group of polyolefin-free coating materials such as polylactic acid or other coating materials known in the art, it is possible to provide a flexible barrier coating which not only further reduces the surface roughness and thus improves the printability, but also does not have a negative effect on the elasticity or the elongation at break of the packaging paper.
  • a coating material selected from the group of polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers or the group of polyolefin-free coating materials such as polylactic acid or other coating materials known in the art
  • An open-pored base paper has proven to be particularly advantageous, for example, in the extrusion coating of polyethylene or other polyolefin-based copolymers, since this promotes the inflow of the polyethylene melt into the paper structure and thus mechanical interlocking and anchoring of the coating material on or in the paper.
  • a remaining small roughness of between 70 and 200 ml/min of the packaging paper has proven to be favorable for the mechanical interlocking of the packaging paper with e.g. a polymer melt.
  • Bendtsen roughnesses between 70 and 200 ml/min such an interlocking succeeds surprisingly well, while at the same time a far improved and high-quality printability (for example in flexographic printing) is achieved. If the printability requirements are not so high, higher Bendtsen roughnesses can also be set without adversely affecting other properties of the packaging paper.
  • the coating on each side of the base paper in an amount of between 1% by weight and 7% by weight, in particular between 2% by weight and 6% by weight, of the basis weight of the base paper is applied, it is also possible to apply extremely thin coatings to the base paper without adversely affecting the extensibility of the packaging paper, while at the same time significantly improving the printability and, in particular, the moisture resistance of the packaging paper.
  • the amount of the coating material is chosen at the lower end of the claimed amount, packaging papers are obtained whose mechanical properties are essentially the same as uncoated packaging papers, but with a significantly smoother surface and thus improved printability and moisture resistance.
  • Such a coating can be present as a so-called smooth finish on the surface of the base paper, which also improves the optical properties of the base paper, in terms of a velvety sheen on the base paper and a beautiful smooth surface with an even significantly lower Bendtsen roughness in the range between 50 ml /min and 500 ml/min, can be positively influenced.
  • the packaging paper is additionally equipped with a heat-sealable sealing layer, with the seal having sufficient sealing strength both in the case of a coating on one side at the paper-polymer interface and in the case of a coating on both sides at the polymer-polymer interface.
  • paper coated on one side can also be folded during further processing in such a way that contact is established between two coated areas, which, for example, when producing containers such as sacks, bags or pouches from the packaging paper, makes it possible to apply an additional adhesive component or adhesive layer unnecessary.
  • the packaging paper is designed such that the base paper contains at least 90% primary pulp, containing at least 80%, preferably at least 85%, in particular at least 88% pulp with a mean length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2014 between 2.0 mm and 2.9 mm and contains less than 4.5%, preferably less than 4.2%, in particular less than 4.0% fillers and cationic starch and other processing aids, it is possible to provide a kraft paper with an extremely tear-resistant structure and, in particular due to optimal utilization of the length distribution of the fiber lengths of the primary pulp used, to set the paper properties as precisely as possible both in the machine direction and in the transverse direction.
  • Such paper can also be used safely and reliably for the packaging of sharp-edged objects or heavy materials such as gravel, due to its toughness and its ability to be (micro)creped in a Clupak line.
  • the packaging paper is designed in such a way that it has a starch content of 0.5% by weight to 1.5% by weight of the base paper, in particular from 0.6% by weight to 1.4% by weight. % of the base paper. Due to this high starch content, it is possible to provide the paper with excellent mechanical properties and at the same time to keep the open pores of the paper high, thus counteracting an overall compaction of the paper structure in a calendering step and, as a result, a well-structured and yet smooth surface for any subsequent coating of the paper To make available.
  • the packaging paper according to the invention is preferably further developed in such a way that the pulp used is 100% primary pulp.
  • the advantages of using 100% virgin pulp for packaging materials in the food packaging materials sector are well known to those skilled in the art.
  • the full use of packaging papers made from 100% primary cellulose for dry, moist and high-fat foods is only given here as an example referred to with little or no additional testing and analysis of the paper material. This also requires careful selection of the process additives and their reduced use, as is achieved in the present packaging paper according to the invention.
  • the packaging paper is designed in such a way that the primary pulp consists of a mixture consisting of at least 80% softwood pulp, more preferably at least 90% softwood pulp, in particular at least 95% softwood pulp an average length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2014 of at least 2.0 mm and the balance consists of hardwood pulp with an average length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2014 of at least 1.0 mm.
  • the predominant amount of softwood pulp with a mean length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2014 of at least 2.0 mm and the rest hardwood pulp with a mean length-weighted fiber length according to ISO 16065-2:2015 of at least 1.0 mm can through the softwood pulp the strength properties and the smoothness are positively influenced by the hardwood pulp and a packaging paper with both excellent mechanical properties, in particular elongation at break and good smoothness, which provides the best printability, can be provided by a targeted choice of the pulp composition.
  • Both types of pulp are preferably used as primary pulp and are particularly suitable for packaging food, but also, for example, in the area of packaging children's toys, due to their reduced content of process additives.
  • the packaging paper is designed in such a way that the primary cellulose is contained as ground, in particular high-consistency ground cellulose with a Schopper-Riegler freeness according to ISO 5267-1:1999 between 13 °SR and 20 °SR , it is possible to even out the average fiber length of the pulp even further, as a result of which a particularly homogeneous paper can be formed in which an optimal setting of the paper properties can be achieved both in the longitudinal and in the transverse direction.
  • the elongation at break of the packaging paper is preferably set in the transverse direction.
  • the paper can also be low-consistency (LC) beating, with a Schopper-Riegler beating degree according to ISO 5267-1:1999 of between 15 and 27°SR.
  • LC low-consistency
  • the strength properties of the paper such as the tensile strength in the longitudinal and transverse directions, are adjusted and thus the properties of the paper can be further adapted to the respective requirements by means of HC and LC refining.
  • High-consistency grinding is understood to mean grinding in which the overall consistency of solids is between 25% and 40%
  • low-consistency grinding is understood to mean grinding in which the overall consistency of solids is between 2% and 7%.
  • the present invention also aims at a method for producing a packaging paper, with which method it is possible to provide a paper with excellent mechanical properties and a smooth surface.
  • the method according to the invention is carried out in such a way that the base material is creped in a Clupak system until an elongation at break in the machine direction according to ISO 1924-3:2005 of between 2.5% and 8.5% is achieved, and then to is dried to a moisture content of at most 14% and the base paper is finally subjected to a calendering step, whereby a packaging paper with a Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 between 70 ml/min and 600 ml/min, preferably 150 ml/min to 550 ml/min, particularly preferably 200 ml/min to 500 ml/min, a basis weight according to ISO 536:2019 between 60 g/m 2 and 150 g/m 2 and an air resistance according to ISO 5636-5:2013 (Gurley) between 5 and 30 seconds is formed
  • Such a procedure makes it possible to produce a packaging paper with a Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 between 70 ml/min and 600 ml/min, preferably between 150 ml/min and 550 ml/min, particularly preferably 200 ml/min up to 500 ml/min and a basis weight according to ISO 536:2019 between 60 g/m 2 and 150 g/m 2 .
  • a packaging paper produced in this way also shows an air resistance according to ISO 5636-5:2013 (Gurley) of between 5 and 30 seconds, which on the one hand is sufficiently permeable, for example when filling various types of containers, such as pouches, sacks or bags with filling materials, to allow air that has been introduced to escape through the pores of the packaging and, on the other hand, to be sufficiently tight that the stability of the packaging made of paper can be maintained under heavy loads, since the pores formed are large enough for use as wrapping paper and small enough not to adversely affect the stability of the paper.
  • these method steps can be followed by a step of coating the packaging paper on one side.
  • the method is carried out in such a way that the calendering step takes place in a shoe calender with a line load between 200 and 1000 kN/m and a shoe length of 50 mm to 270 mm or a soft nip calender with a line load of 18 to 80 kN/m, in particular 20 to 50 kN/m.
  • a shoe calender with a line load between 200 and 1000 kN/m for the calendering step ensures that the paper is not pressed too hard and the (micro) creping introduced by the Clupak system is not destroyed again by the shoe calender.
  • the base paper is coated with either an olefinic coating, such as polypropylene, polyethylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers, or a non-polyolefinic coating such as polylactic acid
  • an olefinic coating such as polypropylene, polyethylene, polyolefin-based copolymers and terpolymers and ionomers
  • a non-polyolefinic coating such as polylactic acid
  • the coating step is carried out in such a way that an amount of coating material between 2% and 7%, in particular 2.5% and 6% of the basis weight of the base paper is applied to each side to be coated of the kraft paper representing the base paper.
  • an amount of coating material between 2% and 7%, in particular 2.5% and 6% of the basis weight of the base paper is applied to each side to be coated of the kraft paper representing the base paper.
  • the method is carried out in such a way that the coating is applied at least to one side creped in the Clupak unit it is possible to ensure that the coating adheres well to the surface, but at the same time the packaging paper as a whole does not become too smooth and, moreover, also has excellent printability. This is reflected in particular by the low roughness values of the Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 in the range from 70 ml/min to 600 ml/min.
  • Example 1 Production of a packaging paper with a basis weight (grammage) of 60 g/m 2
  • An unbleached pulp consisting of 95% softwood (spruce) primary pulp with a kappa number of 42 and 5% hardwood (birch) primary pulp with a kappa number of 40, which is first subjected to high-consistency beating with a beating capacity of 190 to 210 kWh /t was subjected, with a freeness of the pulp after the high-consistency refining amounting to 17 °SR and then this pulp was subjected to a low-consistency refining with a refining capacity of 75 kWh/t, wherein the freeness of the pulp after the high-consistency refining and the low-consistency refining was 22 °SR, was used.
  • the additives (aluminium sulphate, cationic starch and a mixture of alkenyl succinic anhydride (ASA) and alkylated ketene dimers (AKD)) are metered into the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a pH of 6.8 to 7.1 with aluminum sulfate, cationic starch, with a degree of cationization DS of 0.03, in an amount of 10 kg/t paper atro and 1 kg/t a dry strength agent (glyoxylated polyacrylamide (G-PAM)) was metered in and a mixture of ASA and AKD was used as the sizing agent in an amount of 0.4 kg/t paper atro.
  • the pulp contained no fillers.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.21%. Dewatering took place on a Fourdrinier wire section, and with a press section with three nips, the line pressure at the three nips being 55 kN/m, 80 kN/m and again 80 kN/m. Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was pre-dried in a slalom dryer section and treated and micro-creped in a Clupak unit with a differential speed of -5.2%. The paper was dried to a residual moisture content of 9% before it was calendered in a soft nip calender with a line load of 45 kN/m and a temperature of 100 °C and finally wound up. The paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 1 below: Table 1: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 60 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 4.9 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 81.7 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 3.3 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 55 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 6.7 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 7.3 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.4 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.9 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 14.3 Cobb value 60s ISO 535:2014 gsm 2 32 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 298 Bendtsen roughness ISO8791-2
  • the paper is additionally subjected to a coating treatment, such as an extrusion coating with polyethylene (eg 4.0 g/m 2 ) or, after a pigmenting primer with kaolin, a dispersion coating (1.8 g/m 2 ).
  • a coating treatment such as an extrusion coating with polyethylene (eg 4.0 g/m 2 ) or, after a pigmenting primer with kaolin, a dispersion coating (1.8 g/m 2 ).
  • a coating treatment such as an extrusion coating with polyethylene (eg 4.0 g/m 2 ) or, after a pigmenting primer with kaolin, a dispersion coating (1.8 g/m 2 ).
  • Example 2 Production of a packaging paper with a basis weight of 81 g/m 2
  • the additives are added in the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a value of 6.6 to 7.1 with aluminum sulphate, cationic starch with a degree of cationization DS of 0.03 was metered in in an amount of 13 kg/t paper dry and used as sizing agent
  • Alkenylsuccinic anhydride used in an amount of 0.5 kg / t paper atro.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.19%.
  • Dewatering took place on a Fourdrinier wire section, and with a press section with three nips, the line pressure at the three nips being 60 kN/m, 80 kN/m and again 80 kN/m.
  • the Clupak unit Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was predried in a slalom dryer section and treated and (micro)creped in a Clupak unit with a differential speed of -6.1%.
  • the paper was dried to a residual moisture content of 10.5% before it was calendered in a soft nip calender with a line load of 57 kN/m and a temperature of 110 °C and finally wound up.
  • the paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 2 below: Table 2: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 81 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 6.5 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 80.2 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 4.7 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 58.0 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 8.0 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 7.1 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.4 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.8 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 18.7 Cobb value 60s ISO 535:2014 gsm 2 30 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 241 Bendtsen roughness ISO8
  • the paper can also be subjected to a coating treatment, such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 4.0 g/m 2 on the smoothed side or 6.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • a coating treatment such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 4.0 g/m 2 on the smoothed side or 6.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • Such a paper was printed with a multicolor print in a flexographic printing process.
  • the colors showed a high level of brilliance and bleeding of the same could not be observed.
  • sample packages were made from the paper, one batch in which the coated side of the paper forms the inside of the package and one batch in which the coated side of the paper forms the outside of the package.
  • Both batches of packaging were filled with 25 kg of sand, 25 kg of gravel, 15 kg of rice, children's toys, 10 kg of wood shavings and 2 kg of nails, sealed and subjected to load tests.
  • the load tests consisted of drop tests from a constant drop height of 0.8 meters with a flat drop in accordance with ISO 7965-1:1984.
  • the packaging I could be printed well, the colors did not run or flow together, and the color brilliance was adequate.
  • the feel of the packaging I corresponded to that of, for example, natural brown paper bags.
  • the drying time of the paints was slightly longer compared to packaging I. After drying and after the drop tests as described above, it was found that the color print had neither flaked off nor smeared or been damaged in any other way on either packaging I or packaging II.
  • Example 3 Production of a packaging paper with a basis weight (grammage) of 138 g/m 2
  • the auxiliary materials were added in the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a value of 7.0 to 7.2 with aluminum sulfate, cationic starch, with a degree of cationization DS of 0.04, was metered in in an amount of 13 kg/t paper atro and as a size alkenylsuccinic anhydrides were used in an amount of 0.7 kg/t paper atro (absolutely dry).
  • no fillers were added.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.25%.
  • Dewatering was carried out on a Foudrinier wire section and with a press section with three nips, one of which may be a shoe press, the line pressure on the three nips being 60 kN/m, 90 kN/m and 500 kN/m respectively (in the shoe press ) fraud.
  • the Clupak unit Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was predried in a slalom dryer section and treated and (micro)creped in a Clupak unit with a differential speed of -4.2%. The paper was dried to a residual moisture content of 9% before it was calendered in a soft nip calender with a line load of 37 kN/m and a temperature of 110 °C and finally wound up. The paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 3 below: Table 3: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 138 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 11.5 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 83.3 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 8.2 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 59.4 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 5.9 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 6.1 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.0 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.6 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 26.9 Cobb value 60s ISO 535:2014 gsm 2 28 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 334 Bendtsen rough
  • the paper obtained in this way was extrusion-coated on one side on the smooth side (the side facing the calender roll) with 7 g/m 2 of polyethylene. After coating, the Bendtsen roughness of the smooth side was 78 ml/min and the air permeability has dropped to 15400 seconds according to ISO 5636-5:2013 (Gurley).
  • Such paper was printed with a multicolor print using a flexographic printing process.
  • the colors showed a high level of brilliance and bleeding of the same could not be observed.
  • sample packaging such as pouches, sacks or pouches was made from the paper and these were filled with 25 kg of sand, 25 kg of gravel, 15 kg of rice, children's toys, 10 kg of wood chips and 2 kg of nails, heat-sealed and subjected to load tests subject.
  • the load tests consisted of drop tests from a constant drop height of 0.8 meters with a flat drop in accordance with ISO 7965-1:1984
  • Example 4 Production of a packaging paper with a basis weight of 80 g/m 2
  • the additives are added in the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a value of 6.6 to 7.1 with aluminum sulphate, cationic starch with a degree of cationization DS of 0.03 was metered in in an amount of 13 kg/t paper dry and used as sizing agent
  • Alkenylsuccinic anhydride used in an amount of 0.5 kg / t paper atro.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.19%.
  • Dewatering took place on a Fourdrinier wire section, and with a press section with three nips, the line pressure at the three nips being 60 kN/m, 80 kN/m and again 80 kN/m.
  • the Clupak unit Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was predried in a slalom dryer section and treated and (micro)creped in a Clupak unit with a differential speed of -6.1%.
  • the paper was dried to a residual moisture content of 10.5% before being calendered in a soft nip calender with a top roll with an Ra value of 0.03 ⁇ m with a line load of 65 kN/m and a temperature of 120.degree and finally wound up.
  • the paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 4 below: Table 4: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 80 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 6.5 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 80.2 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 4.7 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 58.0 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 7.9 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 7.0 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.4 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.8 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 20.2 Cobb value 60s ISO 535:2014 g/m2 28 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 93 Bendtsen roughness ISO879
  • the paper can also be subjected to a coating treatment, such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 3.8 g/m 2 on the smoothed side or 6.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • a coating treatment such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 3.8 g/m 2 on the smoothed side or 6.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • Example 5 Production of a packaging paper with a basis weight of 100 g/m 2
  • the additives are added in the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a value of 6.6 to 7.1 with aluminum sulphate, cationic starch with a degree of cationization DS of 0.03 was metered in in an amount of 13 kg/t paper dry and used as sizing agent
  • Alkenylsuccinic anhydride used in an amount of 0.5 kg / t paper atro.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.2%.
  • Dewatering took place on a Fourdrinier wire section, and with a press section with three nips, the line pressure at the three nips being 60 kN/m, 80 kN/m and again 80 kN/m.
  • the Clupak unit Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was predried in a slalom dryer section and treated and (micro)creped in a Clupak unit with a differential speed of -6.1%.
  • the paper was on one dried to a residual moisture content of 10.5% before it was calendered in a soft nip calender with an O top roll with an Ra value of 0.03 ⁇ m with a line load of 25 kN/m and a temperature of 120 °C and finally wound up.
  • the paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 5 below: Table 5: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 100 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 7.9 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 79 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 5.9 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 59 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 8.0 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 7.3 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.4 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.8 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 18.9 Cobb value 60s ISO 535:2014 gsm 2 27 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 421 Bendtsen roughness ISO879
  • the paper can also be subjected to a coating treatment, such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 5.0 g/m 2 on the smoothed side or 7.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • a coating treatment such as an extrusion coating with polyethylene (e.g. 5.0 g/m 2 on the smoothed side or 7.0 g/m 2 on at least one side), whereby the properties, in particular the roughness and the air permeability can be changed.
  • Example 6 Production of a packaging paper with a basis weight (grammage) of 140 g/m 2
  • An unbleached pulp consisting of 80% softwood (spruce and pine) primary pulp with a kappa number of 40 and 15% hardwood (birch and beech) primary pulp with a kappa number of 40, which is first subjected to high-consistency beating with a refining capacity of Was subjected to 180 to 200 kWh / t, with a freeness of the pulp after High-consistency beating was 17 °SR and this pulp was then subjected to low-consistency beating with a beating capacity of 70 kWh/t, the freeness of the pulp after high-consistency beating and low-consistency beating being 23 °SR was used.
  • the auxiliary materials were added in the approach flow of the paper machine.
  • the pH was adjusted to a value of 7.0 to 7.2 with aluminum sulfate, cationic starch, with a degree of cationization DS of 0.04, was metered in in an amount of 13 kg/t paper atro and as a size alkenylsuccinic anhydrides were used in an amount of 0.7 kg/t paper atro (absolutely dry).
  • no fillers were added.
  • the consistency of the pulp at the headbox was 0.25%.
  • Dewatering was carried out on a Foudrinier wire section and with a press section with three nips, one of which may be a shoe press, the line pressure on the three nips being 60 kN/m, 90 kN/m and 500 kN/m respectively (in the shoe press ) fraud.
  • the Clupak unit Before the still moist paper was fed to the Clupak unit, it was predried in a slalom dryer section and treated and (micro)creped in a Clupak unit with a differential speed of -4.2%. The paper was dried to a residual moisture content of 9.5% before it was calendered in a soft nip calender with a line load of 20 kN/m and a temperature of 110 °C and finally wound up. The paper can be used as such.
  • the paper had the paper properties described in Table 3 below: Table 6: paper property standard Unit Direction result grammage ISO 536:2019 gsm 2 140 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m md 11.6 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g md 82.9 tensile strenght ISO1924-3:2005 kN/m CD 8.1 Tensile Strength Index ISO1924-3:2005 Nm/g CD 57.9 elongation at break ISO1924-3:2005 % md 6.0 elongation at break ISO1924-3:2005 % CD 6.4 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g md 3.0 Tensile Break Work Index ISO1924-3:2005 y/g CD 2.7 Air Permeability Gurley ISO 5636-5:2013 s 25.2 Cobb value 60s ISO 535:2014 gsm 2 27 Bendtsen roughness ISO8791-2:2013 ml/min smooth side 561 Bendtsen roughness ISO
  • the paper obtained in this way was extrusion-coated on one side on the smooth side (the side facing the calender roll) with 7 g/m 2 of polyethylene. After coating, the Bendtsen roughness of the smooth side was 112 ml/min and the air permeability has dropped to 14900 seconds according to ISO 5636-5:2013 (Gurley).
  • Such paper was printed with a multicolor print using a flexographic printing process.
  • the colors showed a high level of brilliance and bleeding of the same could not be observed.

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Abstract

Verpackungspapier bestehend aus einem ungebleichten Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58 als Basispapier, welches gegebenenfalls wenigstens einseitig beschichtet ist, wobei das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff hergestellt ist, ein Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m<sup>2</sup> und 150 g/m<sup>2</sup> sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % aufweist und eine Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min ' aufweist sowie Verfahren zu seiner Herstellung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verpackungspapier bestehend aus einem ungebleichten Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58 als Basispapier, welches gegebenenfalls wenigstens einseitig beschichtet ist, wobei das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff hergestellt ist, ein Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungspapiers, bei welchem ein aus wenigstens 90 % aus Primärzellstoff bestehender ungebleichter Kraft-Zellstoff mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58, welcher eine mittlere längengewichtete Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe enthält, als Basismaterial eingesetzt wird.
  • Verpackungspapiere werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt und müssen je nach dem darin zu verpackenden Gut bestimmte Eigenschaften aufweisen. Allen Verpackungspapieren gemeinsam ist dabei, dass sie nicht reißen dürfen und gegen mechanische und auch bis zu einem gewissen Grad chemische sowie Feuchtigkeitsbeanspruchung stabil sein müssen, damit das darin verpackte Gut weder beschädigt wird noch z.B. durch Reißen eines Beutels oder eines anderen Behältnisses verloren geht. Diese Anforderungen werden durch Verpackungen, die aus Kraftpapier, das die Papiersorte mit der höchsten Festigkeit, hergestellt sind, üblicherweise besonders gut erfüllt. Aus Kraftpapier können hierbei Schwerlastsäcke z.B. für Baumaterialien, Beutel für scharfkantige Materialien, wie Kies oder Schrauben aber auch Einkaufstragetaschen, Beutel oder Taschen zum Verpacken von Lebensmitteln oder Behältnisse für Spielzeug hergestellt werden. Weiterhin werden Kraftpapier und Kraftzellstoff zur Herstellung von Wellpappe oder Kartons verwendet, in welchem Fall jedoch üblicherweise Papiere mit Flächengewichten von über 120 g/m2 eingesetzt werden.
  • Neben seiner hohen Widerstandsfähigkeit muss Kraftpapier bzw. Verpackungspapier im Allgemeinen auch gut bedruckbar sein und überdies Materialeigenschaften aufweisen, die exakt an das darin zu verpackende bzw. aufzubewahrende Gut angepasst sein sollen. So kann Kraftpapier z.B. in einer Clupak-Anlage (mikro)gekreppt werden, wodurch seine Bruchdehnung, insbesondere die Bruchdehnung in Maschinenrichtung steigt, wodurch z.B. schwere Materialien wie Sand in aus Kraftpapier gefertigte Behältnisse verpackt werden können, ohne dass ein Reißen derselben zu befürchten ist, auch dann nicht, wenn die befüllten und verschlossenen Verpackungen bzw. Behältnisse z.B. aus einer Höhe von mehr als einem Meter zu Boden fallen. Im Falle von Verpackungen aus Kraftpapier für Baumaterialien sind jedoch weitere wichtige Eigenschaften der Verpackung, wie eine ausreichende Luftdurchlässigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. Barriereeigenschaft gegenüber Feuchtigkeit und eine Bedruckbarkeit für das Verpackungspapier zu gewährleisten, um sicherzustellen, dass die Verpackungen, wie Beutel, Taschen oder Säcke einerseits schnell befüllt werden können, während des Transports und der Lagerung ausreichend stabil sind und andererseits wichtige Informationen schnell und dauerhaft ohne z.B. einem Ausbleichen oder Ausbluten der Farben auf die Verpackung gedruckt werden können.
  • Es ist dem Fachmann bekannt, dass üblicherweise die Verbesserung einer Eigenschaft des Verpackungspapiers mit der Verschlechterung einer anderen Eigenschaft einhergeht, wie z.B. je höher die Bruchdehnung eines Papiers ist, die z.B. durch (Mikro)kreppen in einer Clupak-Anlage erreicht wird, desto schlechter wird die Bedruckbarkeit des Papiers aufgrund der (mikro)-gekreppten Oberfläche und der daraus resultierenden höheren Rauigkeit derselben. Ein weiterer bekannter Zusammenhang ist z.B., je größer das Flächengewicht eines Papiers wird, desto niedriger wird seine Luftdurchlässigkeit, sofern dem nicht durch eine Regelung der entsprechenden Mahlleistung während der Herstellung entgegengewirkt wird, was sich jedoch üblicherweise wiederum negativ auf die Festigkeitseigenschaften des Papiers auswirkt.
  • Es ist hierbei dem Fachmann bekannt, dass durch gezielt gewählte Zusatzstoffe oder auch Bearbeitungsschritte die Eigenschaften des Kraftpapiers beeinflusst werden können, ebenso wie die Wahl des Holzes, von welchem die das Papier ausbildenden Fasern stammen, die Papiereigenschaft beeinflussen kann. So ist beispielsweise wenigstens eine Seite eines kalandrierten Kraftpapiers sehr glatt und kann daher gut bedruckt werden. Durch übermäßiges Kalandrieren kann somit eine glatte Oberfläche auf zumindest einer Papierseite ausgebildet werden, andererseits wird durch eine derartige Maßnahme meist die Bruchdehnung des Papiers, insbesondere beispielsweise in Maschinenrichtung, ebenso wie viele weitere mechanische Eigenschaften des Papiers verschlechtert, wodurch die Verpackung an Elastizität verliert und bei großen Belastungen zu reißen droht. Eine weitere bekannte Maßnahme, um zu gewährleisten, dass die Papiereigenschaften möglichst gleichmäßig gehalten werden können, ist z.B. dass, um bei Erhöhung des Flächengewichts des Papiers die Luftdurchlässigkeit nicht zu verschlechtern, der Mahlgrad der Fasersuspension, aus welcher das Papier ausgebildet wird, verändert und beispielsweise erniedrigt wird und so trotz sich änderndem Flächengewicht die Luftdurchlässigkeit des Papiers möglichst gleichbleibend gehalten wird.
  • Auch der Einsatz von nicht gebleichtem Zellstoff, welcher relativ steifere Zellstofffasern im Vergleich zu gebleichtem Zellstoff aufweist, und der damit einhergehende Einsatz von verringerten Mengen an Prozesschemikalien, insbesondere der für das Bleichen erforderlichen Chemikalien, liefert ein Verpackungspapier, das aufgrund seiner Dehnbarkeit, die im mittleren Bereich der erreichbaren Bruchdehnungen für Kraftpapiere, beispielsweise Sackkraftpapiere liegt, besonders gut als Papier für die Verpackung von Baumaterialien etc. geeignet ist, das jedoch in Bezug auf die Oberflächenglätte und Bedruckbarkeit wesentliche Mängel aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung zielt somit darauf ab, ein Verpackungspapier bereitzustellen, welches aus nicht gebleichtem Kraftpapier hergestellt ist und welches sowohl die Festigkeitseigenschaften von herkömmlichen Kraftpapierqualitäten aufweist und zusätzlich eine für weitere Bearbeitungsschritte, wie Oberflächenbeschichten und/oder Bedrucken, insbesondere Bedrucken mit Massendruckverfahren eine exzellent geeignete glatte Oberfläche aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verpackungspapier im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % aufweist und dass das Verpackungspapier eine Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min aufweist. Indem das Verpackungspapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % aufweist, ist es ausreichend flexibel, um auch hohen Dehnungsbeanspruchungen standzuhalten, wie beispielsweise wenn befüllte Verpackungen fallengelassen werden, und gleichzeitig gelingt es, ein Verpackungspapier bereitzustellen, welches eine glatte Oberfläche mit niedriger Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min aufweist. Diese Eigenschaften können insbesondere dadurch erreicht werden, dass ungebleichtes Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58 eingesetzt wird, welches im Vergleich zu gebleichtem Papier relativ steifere Fasern aufweist, jedoch aufgrund der fehlenden Bleichung milderen Herstellungsbedingungen unterworfen wurde. Durch das Anwenden dieser milderen Herstellungsbedingungen gelingt es, in dem Papier viel Restlignin beizubehalten, was im Vergleich zu gebleichtem Papier zu mehr negativ geladenen Stellen in dem Fasernetzwerk führt, welche negativ geladenen Stellen es in der Folge ermöglichen, dass das Papier mit mehr Stärke im Vergleich zu gebleichten Papier beladen werden kann. Indem weiterhin das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff hergestellt ist, gelingt es im Gegensatz zu herkömmlichen, auf dem Markt befindlichen Kraftpapierqualitäten, die Reißfestigkeit aufgrund des extrem niedrigen Gehalts an möglichen Recycling- oder Altpapierfasern noch weiter zu steigern, wodurch Kraftpapiere mit hohen TEA-Indizes (Tensile Energy Absorption Index, gemäß ISO 1924-3:2005) erreicht werden können. Hohe TEA-Indizes sind für die mechanische Stabilität des Papiers wichtig, jedoch sind sie andererseits für die Bedruckbarkeit des Papiers nicht optimal und es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass durch den Einsatz von ungebleichtem Zellstoff und der damit einhergehenden Möglichkeit, erhöhte Stärkemengen in das Kraftpapier einzubringen, es gelingt, nicht nur den TEA-Index hoch zu halten und gleichzeitig milde Bedingungen bei der Herstellung des Papiers anzuwenden, sondern es aufgrund des Einsatzes von relativ hohen Mengen an Stärke, insbesondere Maisstärke, Kartoffelstärke oder dgl. gelingt weiterhin die Offenporigkeit des Papiers und somit seine Luftdurchlässigkeit hoch zu erhalten. Durch Einsatz von im Vergleich zu gebleichtem Kraftpapier relativ hohen Mengen an kationischer Stärke gelingt es, die Luftdurchlässigkeit (Gurley nach ISO 5636-5:2013) durch eine aus der Wechselwirkung zwischen den negativ geladenen Fasern und der positiv geladenen Stärke resultierende Flockung hoch zu halten bzw. den Luftwiderstand des so hergestellten Verpackungspapiers gering zu halten, so dass es für ein Erreichen der für ein gutes Bedrucken notwendigen Oberflächenglätte möglich ist, das Papier zu kalandrieren. Durch das Kalandrieren wird eine Verdichtung und somit Verringerung der Luftdurchlässigkeit des Papiers bewirkt, jedoch gelingt es überraschenderweise durch eine Kombination bestehend aus der Verwendung eines ungebleichtem, (mikro)gekreppten Papiers, welches einer Kalandrierung unterworfen wurde, ein Verpackungspapier bereitzustellen, das sowohl gute mechanische Eigenschaften, wie eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung zwischen 2,5 % und 8,5 % als auch eine hervorragende Glätte, insbesondere Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 im Bereich zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min aufweist, bereitzustellen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verpackungspapier weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens auf einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, polyolefinbasierte Copolymere und Terpolymere sowie lonomere oder aus der Gruppe der polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie z.B. Polymilchsäure beschichtet ist. Indem das Basispapier auf wenigstens einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, polyolefinbasierte Copolymere und Terpolymere sowie lonomere oder der Gruppe der polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie z.B. Polymilchsäure oder anderen in der Technik bekannten Beschichtungsmaterialien beschichtet ist, gelingt es, eine flexible Barrierebeschichtung bereitzustellen, welche nicht nur die Oberflächenrauheit weiter herabsetzt und somit die Bedruckbarkeit verbessert, sondern sich auch nicht nachteilig auf die Elastizität bzw. die Bruchdehnung des Verpackungspapiers auswirkt. Eine Offenporigkeit des Basispapiers hat sich beispielsweise in der Extrusionsbeschichtung von Polyethylen oder andere polyolefinbasierte Copolymere als besonders vorteilhaft erwiesen, da dadurch ein Einfließen der Polyethylenschmelze in die Papierstruktur begünstigt wird und somit eine mechanische Verzahnung und Verankerung des Beschichtungsmaterials am bzw. im Papier begünstigt wird.
  • Hierbei hat sich eine noch verbleibende geringe Rauigkeit zwischen 70 und 200 ml/min des Verpackungspapiers als für die mechanische Verzahnung des Verpackungspapiers mit z.B. einer Polymerschmelze als günstig erwiesen. Bei Bendtsen-Rauigkeiten zwischen 70 und 200 ml/min gelingt eine derartige Verzahnung überraschend gut wobei gleichzeitig eine weitaus verbesserte und qualitativ hochwertige Bedruckbarkeit (beispielsweise im Flexodruck) erreicht wird. Werden nicht so hohe Anforderungen an die Bedruckbarkeit gestellt, können auch höhere Bendtsen-Rauigkeiten eingestellt werden, ohne dass andere Eigenschaften des Verpackungspapiers dadurch nachteilig beeinflusst werden.
  • Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Beschichtung auf jeder Seite des Basispapiers in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 7 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 Gew.-% und 6 Gew.-% des Flächengewichts des Basispapiers aufgebracht ist, gelingt es weiterhin, extrem dünne Beschichtungen auf das Basispapier aufzubringen ohne die Dehnbarkeit des Verpackungspapiers nachteilig zu beeinflussen, gleichzeitig jedoch die Bedruckbarkeit und insbesondere auch die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Verpackungspapiers deutlich zu verbessern. Wenn insbesondere die Menge des Beschichtungsmaterials am unteren Endbereich der beanspruchten Menge gewählt wird, werden Verpackungspapiere erhalten, deren mechanische Eigenschaften im Wesentlichen gleich Verpackungspapieren ohne Beschichtung sind, jedoch mit deutlich glatterer Oberfläche und somit verbesserter Bedruckbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Eine derartige Beschichtung kann als sogenanntes glattes Finish auf der Oberfläche des Basispapiers vorliegen, wodurch weiterhin auch die optischen Eigenschaften des Basispapiers, in Hinblick auf einen samtartigen Glanz des Basispapiers und eine schöne glatte Oberfläche mit einer noch deutlich niedrigeren Bendtsen-Rauheit im Bereich zwischen 50 ml/min und 500 ml/min, positiv beeinflusst werden. Durch das Aufbringen von beispielsweise Polyethylen wird das Verpackungspapier zusätzlich mit einer heißsiegelfähigen Siegelschicht ausgestattet, wobei die Versiegelung sowohl im Falle einer einseitigen Beschichtung an der Grenzfläche Papier-Polymer als auch im Falle einer beidseitigen Beschichtung an der Grenzfläche Polymer-Polymer eine ausreichende Siegelfestigkeit aufweist. Weiterhin können beispielsweise auch einseitig beschichtete Papiere in der Weiterverarbeitung derart gefaltet werden, dass ein Kontakt zwischen zwei beschichteten Bereichen hergestellt wird, wodurch sich beispielsweise bei einer Herstellung von Behältnissen, wie Säcken, Taschen oder Beuteln aus dem Verpackungspapier das Aufbringen einer zusätzlichen Kleberkomponente bzw. Kleberschicht erübrigt.
  • Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verpackungspapier so ausgebildet ist, dass das Basispapier wenigstens 90 % Primärzellstoff, enthaltend wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 85 %, insbesondere wenigstens 88 % Zellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe enthält, gelingt es, ein Kraftpapier mit einer extrem reißfesten Struktur bereitzustellen und insbesondere aufgrund einer optimalen Ausnutzung der Längenverteilung der Faserlängen des eingesetzten Primärzellstoffs, die Papiereigenschaften sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung möglichst exakt einzustellen. Ein derartiges Papier kann aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit und seiner Möglichkeit, in einer Clupak-Anlage (mikro)gekreppt zu werden, auch für die Verpackung von scharfkantigen Gegenständen oder schweren Materialien, wie z.B. Kies, sicher und zuverlässig verwendet werden. Indem weiterhin weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % (die angegebenen Prozentsätze sind im Kontext der vorliegenden Erfindung immer als Gewichtsprozent zu verstehen) Füllstoffe sowie kationische Stärke und Prozesshilfsstoffe enthalten sind, gelingt es, gleichzeitig ein widerstandsfähiges jedoch nicht übermäßig steifes Basispapier zu erhalten, in welchem hohe Prozentsätze an Stärke, insbesondere kationischer Stärke aufgrund des im Basispapier verbliebenen Lignins und der Hemicellulosen sowie den damit verbundenen hohen Anzahl an negativen Ladungen zum Einsatz gelangen können.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verpackungspapier so ausgebildet, dass es einen Stärkegehalt von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% des Basispapiers, insbesondere von 0,6 Gew.-% bis 1,4 Gew.-% des Basispapiers aufweist. Aufgrund dieser hohen Stärkegehalte gelingt es exzellente mechanische Eigenschaften des Papiers bereitzustellen und gleichzeitig die Offenporigkeit des Papiers hoch zu halten und somit einer gesamtheitlichen Verdichtung der Papierstruktur in einem Kalandrierschritt entgegenzuwirken und in Folge eine gut strukturierte und dennoch geglättete Oberfläche für eine gegebenenfalls nachfolgende Beschichtung des Papiers zur Verfügung zu stellen.
  • Um insbesondere die möglichen negativen Einflüsse von Recyclingzellstoff ebenso wie von Zellstoff aus Altpapier auf die Eigenschaften des Endprodukts, wie beispielsweise eine verringerte Festigkeit, einen verringerten TEA-Index, eine verringerte Bruchdehnung, und dgl., welche allesamt aufgrund der nicht bekannten Herkunft von beispielsweise Zellstoff aus Altpapier nicht vorhergesagt werden können, hintanzuhalten, ist das Verpackungspapier gemäß der Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass der eingesetzte Zellstoff zu 100 % Primärzellstoff ist. Die Vorteile des Einsatzes von 100 % Primärzellstoff für Verpackungsmaterialien auf dem Sektor der Lebensmittelverpackungsmaterialien sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Es wird hier lediglich beispielhaft auf die vollumfängliche Verwendung von aus zu 100 % aus Primärzellstoff hergestellten Verpackungspapieren für trockene, feuchte und stark fetthaltige Lebensmittel ohne oder mit sehr geringem zusätzlichen Prüf- und Analysenaufwand des Papiermaterials verwiesen. Dies erfordert auch eine sorgfältige Auswahl der Prozessadditive und deren reduzierten Einsatz, wie dies im vorliegenden erfindungsgemäßen Verpackungspapier erreicht wird.
  • Insbesondere um neben den Festigkeitseigenschaften des Verpackungspapiers auch dessen Oberflächenglätte positiv zu beeinflussen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verpackungspapier so ausgebildet, dass der Primärzellstoff aus einer Mischung bestehend aus wenigstens 80 % Weichholzzellstoff, bevorzugter wenigstens 90 % Weichholzzellstoff, insbesondere wenigstens 95 % Weichholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 2,0 mm sowie Rest Hartholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 1,0 mm besteht. Durch die überwiegende Menge an Weichholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 2,0 mm sowie dem Rest Hartholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2015 von wenigstens 1,0 mm können durch den Weichholzzellstoff die Festigkeitseigenschaften und durch den Hartholzzellstoff die Glätte positiv beeinflusst werden und es kann durch eine gezielte Wahl der Zellstoffzusammensetzung ein Verpackungspapier mit sowohl exzellenten mechanischen Eigenschaften, insbesondere Bruchdehnungen als auch einer guten Glätte, welche beste Bedruckbarkeit zur Verfügung stellt, bereitgestellt werden. Beide Zellstoffsorten werden bevorzugt als Primärzellstoff eingesetzt und sind besonders für die Verpackung von Lebensmitteln aber auch beispielsweise im Bereich der Verpackung von Kinderspielzeug, aufgrund ihres reduzierten Gehalts an Prozessadditiven, geeignet.
  • Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verpackungspapier so ausgebildet ist, dass der Primärzellstoff als gemahlener, insbesondere hochkonsistenz gemahlener Zellstoff mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler gemäß ISO 5267-1:1999 zwischen 13 °SR bis 20 °SR enthalten ist, gelingt es, die mittlere Faserlänge des Zellstoffs noch weiter zu vergleichmäßigen, wodurch insbesondere ein besonders homogenes Papier ausgebildet werden kann, bei welchem eine optimale Einstellung der Papiereigenschaften sowohl in Längs- als auch in Querrichtung erreicht werden kann. Mit der Hochkonsistenzmahlung wird hierbei vorzugsweise die Bruchdehnung des Verpackungspapiers in Querrichtung eingestellt. Das Papier kann zusätzlich zur Hochkonsiszenzmahlung auch niederkonsistenz (LC)-gemahlen sein, mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler gemäß ISO 5267-1:1999 zwischen 15 bis 27 °SR. Mit einer derartigen Niederkonsistenzmahlung werden Festigkeitseigenschaften des Papiers, wie die Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung eingestellt und somit gelingt es mittels der HC- und LC-Mahlung die Eigenschaften des Papiers weiter an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.
  • Unter Hochkonsistenzmahlung wird hierbei eine Mahlung verstanden, bei der die Gesamtkonsistenz an Feststoff zwischen 25 % und 40 % liegt und unter Niederkonsistenzmahlung wird eine Mahlung verstanden, bei der die Gesamtkonsistenz an Feststoffen zwischen 2 % und 7 % liegt.
  • Die vorliegende Erfindung zielt weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungspapiers ab, mit welchem Verfahren es gelingt, ein Papier mit exzellenten mechanischen Eigenschaften sowie einer glatten Oberfläche bereitzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird das erfindungsgemäße Verfahren so geführt, dass das Basismaterial in einer Clupak-Anlage, bis eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % erreicht wird, gekreppt wird, danach bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 14 % getrocknet wird und das Basispapier schließlich einem Kalandrierschritt unterworfen wird, wodurch ein Verpackungspapier mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min, einem Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden gebildet wird und dass gegebenenfalls wenigstens ein einseitiges Beschichten des Verpackungspapiers vorgenommen wird. Durch das Kreppen des Basismaterials in der Clupak-Anlage gelingt es, eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 im Bereich zwischen 2,5 % und 8,5 % zu erreichen, was ein ausreichender Wert ist, um das Verpackungsmaterial für die Verpackung von beispielsweise Baumaterialien, Sand, Kies oder Pellets, Lebensmittel, wie Reis und dgl. zu verwenden. Indem es möglich ist, das Papier auf einen Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 14 % zu trocknen, wird sichergestellt, dass das Papier trotz der darin enthaltenen, nicht gebleichten Kraftzellstofffasern, welche insgesamt steifer sind, ausreichend flexibel und formbar bleibt. Indem weiterhin das Papier einem Kalandrierschritt unterworfen wird, wird sichergestellt, dass wenigstens eine Seite des Papiers nach dem Verarbeiten in der Clupak-Anlage wieder geglättet wird und dieser Verfahrensschritt so durchgeführt wird, dass das Glätten vorzugsweise nur einseitig vorgenommen wird, wobei insbesondere darauf geachtet wird, dass die durch die Clupak-Anlage eingebrachte (Mikro)-Kreppung durch das Kalandrieren nicht zerstört wird, um die Bruchdehnung des Papiers hoch zu halten. Durch eine derartige Verfahrensführung gelingt es, ein Verpackungspapier mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min sowie einem Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 zu erreichen. Ein derartig hergestelltes Verpackungspapier zeigt weiterhin einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden, was einerseits ausreichend durchlässig ist, um beispielsweise beim schnellen Füllen von verschiedenen Arten von Behältnissen, wie Beutel, Säcke oder Taschen mit Füllmaterialien miteingetragene Luft durch die Poren der Verpackung entweichen zu lassen und andererseits ausreichend dicht ist, dass die Stabilität der aus dem Papier hergestellten Verpackung bei großen Belastungen aufrecht erhalten werden kann, da die gebildeten Poren ausreichend groß für die Verwendung als Verpackungspapier sind und klein genug sind, um die Stabilität des Papiers nicht nachteilig zu beeinflussen. Gegebenenfalls kann an diese Verfahrensschritte ein Schritt einer einseitigen Beschichtung des Verpackungspapiers anschließen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren so geführt, dass der Kalandrierschritt in einem Schuhkalander mit einer Linienlast zwischen 200 und 1000 kN/m und einer Schuhlänge von 50 mm bis 270 mm oder einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast von 18 bis 80 kN/m, insbesondere 20 bis 50 kN/m durchgeführt wird. Bei Verwendung eines Schuhkalanders mit einer Linienlast zwischen 200 und 1000 kN/m für den Kalandrierschritt wird gewährleistet, dass das Papier nicht zu stark gepresst wird und die durch die Clupak-Anlage eingebrachte (Mikro)-Kreppung durch den Schuhkalander nicht wieder zerstört wird. Analoges gilt, wenn ein Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast von 18 bis 80 kN/m eingesetzt wird. Durch Durchführen eines zusätzlichen Beschichtungsschritts bei welchem das Basispapier mit entweder einer olefinischen Beschichtung, wie Polypropylen, Polyethylen, polyolefinbasierte Copolymere und Terpolymere sowie lonomere oder einer nicht-polyolefinischen Beschichtung wie Polymilchsäure beschichtet wird, gelingt es einerseits wenigstens einseitig die Glätte des Papiers noch weiter zu erhöhen und andererseits Eigenschaften wie die Bedruckbarkeit, die Feuchtigkeitsbeständigkeit und dgl. des Basispapiers bzw. Kraftpapiers weiter zu erhöhen und somit ein Verpackungspapier herzustellen, das aufgrund seiner Glätte ausgezeichnet bedruckbar und beschichtbar ist, aber gleichzeitig auch mechanische Eigenschaften aufweist, die sämtlichen Anforderungen eines modernen Verpackungspapiers genügen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Beschichtungsschritt so geführt, dass auf jede zu beschichtende Seite des das Basispapier darstellenden Kraftpapiers eine Menge an Beschichtungsmaterial zwischen 2 % und 7 %, insbesondere 2,5 % und 6 % des Flächengewichts des Basispapiers aufgebracht wird. Durch Anwendung derartiger geringer Mengen an Beschichtungsmaterial wird sichergestellt, dass nicht sämtliche Poren des Verpackungspapiers durch das Beschichtungsmaterial verklebt bzw. verschlossen werden und das Papier eine glatte, gut bedruckbare sowie beispielsweise auch heißsiegelfähige Oberfläche zeigt.
  • Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verfahren so geführt wird, dass die Beschichtung zumindest auf eine in der Clupak-Anlage gekreppte Seite aufgebracht wird, gelingt es zu gewährleisten, dass die Beschichtung gut an der Oberfläche haftet und gleichzeitig jedoch das Verpackungspapier insgesamt nicht zu glatt wird und überdies auch eine exzellente Bedruckbarkeit aufweist. Dies wird insbesondere auch durch niedrigen Rauheitswerte der Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 im Bereich von 70 ml/min bis 600 ml/min wiedergegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
    • Beispiel 1: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht (Grammatur) von 60 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 95 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Fichte) mit einer Kappa-Zahl von 42 sowie 5 % Primärzellstoff aus Hartholz (Birke) mit einer Kappa-Zahl von 40, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 190 bis 210 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 75 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 22 °SR betrug, wurde eingesetzt.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe (Aluminiumsulfat, kationische Stärke sowie eine Mischung aus Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) und alkylierten Ketendimeren (AKD)) zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,8 bis 7,1 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,03, in einer Menge von 10 kg/t Papier atro sowie 1 kg/t eines Trockenverfestigers (glyoxyliertes Polyacrylamid (G-PAM)) zudosiert und als Leimungsmittel wurden eine Mischung aus ASA und AKD in einer Menge von 0,4 kg/t Papier atro eingesetzt. Der Zellstoff enthielt keine Füllstoffe. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,21 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei der Liniendruck an den drei Nips 55 kN/m, 80 kN/m und erneut 80 kN/m betrug. Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -5,2 % behandelt und mikro-gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 9 % getrocknet, bevor es in einem Softnip-Kalander mit einer Linienlast 45 kN/m und einer Temperatur von 100 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 1 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 1:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 60
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 4,9
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 81,7
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 3,3
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 55
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 6,7
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 7,3
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,4
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,9
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 14,3
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 32
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 298
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 819
  • Es erübrigt sich festzuhalten, dass das Papier zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung, wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 4,0 g/m2) oder nach einem pigmentierenden Vorstrich mit Kaolin einer Dispersionsbeschichtung (1,8 g/m2), unterworfen werden kann, wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und die Luftdurchlässigkeit noch weiter verändert werden können.
    • Beispiel 2: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht von 81 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 100 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Mischung Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 47, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 210 bis 220 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 18 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 80 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 24 °SR betrug, wurde eingesetzt.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,6 bis 7,1 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,03, in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydrid in einer Menge von 0,5 kg/t Papier atro eingesetzt. Es wurden 2 % Füllstoff in Form von Talkum dosiert. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,19 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 80 kN/m und erneut 80 kN/m betrug. Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -6,1 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 10,5 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast 57 kN/m und einer Temperatur von 110 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 2 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 2:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 81
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 6,5
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 80,2
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 4,7
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 58,0
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 8,0
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 7,1
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,4
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,8
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 18,7
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 30
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 241
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 857
  • Das Papier kann zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung unterworfen werden kann, wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 4,0 g/m2 auf der geglätteten Seite oder z.B. 6,0 g/m2 auf zumindest einer Seite), wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und der Luftdurchlässigkeit verändert werden können.
  • Ein derartiges Papier wurde in einem Flexodruckverfahren mit einem Mehrfarbendruck bedruckt. Die Farben zeigten eine hohe Brillanz und ein Ausbluten derselben konnte nicht beobachtet werden.
  • In zwei weiteren Versuchen wurden aus dem Papier Probeverpackungen hergestellt und zwar eine Charge, bei welcher die beschichtete Seite des Papiers die Innenseite der Verpackung ausbildet und eine Charge, bei welcher die beschichtete Seite des Papiers die Außenseite der Verpackung ausbildet. Beide Chargen der Verpackungen wurden mit Sand, 25 kg, Kies, 25 kg, Reis 15 kg, Kinderspielsteinen, Holzspänen 10 kg, sowie 2 kg Nägel befüllt, verschlossen und jeweils Belastungsversuchen unterworfen. Die Belastungsversuche bestanden hierbei in Falltests aus einer konstanten Fallhöhe von 0,8 Meter mit flachem Fall gemäß ISO 7965-1:1984.
  • Im Falle der Verpackungen, bei welchen die beschichtete Seite des Papiers die Innenseite der Verpackung ausbildet, Verpackung I, wurde das verschließen durch Heißversiegeln ausgebildet und in Fällen, wo die beschichtete Seite des Papiers die Außenseite der Verpackung ausbildet, Verpackung II, wurde das Verschließen mittels eines herkömmlichen Klebers durchgeführt.
  • Bei diesen Versuchen zeigte sich, dass die aus dem Verpackungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Verpackungen I und II auch nach 9 bis 10 Abwürfen nicht gebrochen sind und auch die spitzen bzw. scharfkantigen Füllmaterialien sich nicht durch das Papier gebohrt haben.
  • Beide Gruppen von Verpackungen, Verpackungen I und II, wurden überdies auf der Außenseite mittels Flexodruck mehrfarbig bedruckt. Die Verpackungen I konnten gut bedruckt werden, die Farben liefen nicht aus und flossen nicht ineinander, die Farbbrillanz war ausreichend. Die Haptik der Verpackungen I entsprach jener von beispielsweise naturbraunen Papiersäcken. Für das Bedrucken der Verpackungen II wurde im Vergleich zu den Verpackungen I deutlich weniger Farbe benötigt, die Farbbrillanz war exzellent und ein ineinanderfließen und Auslaufen der Farben wurde nicht beobachtet. Die Trocknungszeit der Farben war im Vergleich zu den Verpackungen I etwas verlängert. Nach einem Trocknen und nach den wie oben beschriebenen Fallversuchen zeigte sich, dass der Farbdruck sowohl bei den Verpackungen I als auch bei den Verpackungen II weder abgeplatzt ist noch verwischt wurde oder in sonst irgendeiner Weise beschädigt wurde.
  • Aus diesen Versuchen ergibt sich somit, das je nach gewünschter Haptik der Verpackung und der Brillanz des darauf aufgebrachten Drucks sowie gegebenenfalls der darin zu verpackenden Güter, das Verpackungspapier mit seiner beschichteten Seite sowohl nach Innen als auch nach Außen gerichtet verwendet werden kann.
    • Beispiel 3: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht (Grammatur) von 138 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 80 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 45 sowie 15 % Primärzellstoff aus Hartholz (Birke und Buche) mit einer Kappa-Zahl von 40, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 190 bis 210 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 75 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 23 °SR betrug, wurde eingesetzt. Ebenfalls wurde 5 % Altpapieranteil verwendet, welcher jedoch erst nach der Mahlung dem Stoffstrom zugemischt worden ist.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine wurden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,2 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,04, wurde in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydride in einer Menge von 0,7 kg/t Papier atro (absolut trocken) eingesetzt. Weiterhin wurden keine Füllstoffe zugesetzt. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,25 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei eine davon eine Schuhpresse sein kann, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 90 kN/m bzw. 500 kN/m (in der Schuhpresse) betrug.
  • Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -4,2 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 9 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast 37 kN/m und einer Temperatur von 110 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 3 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 3:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 138
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 11,5
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 83,3
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 8,2
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 59,4
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 5,9
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 6,1
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,0
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,6
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 26,9
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 28
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 334
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 1264
  • Das so erhaltene Papier wurde einseitig auf der glatten Seite (die der Kalanderwalze zugewandte Seite) mit 7 g/m2 Polyethylen extrusionsbeschichtet. Nach der Beschichtung betrug die Bendtsen Rauigkeit der glatten Seite 78 ml/min und die Luftdurchlässigkeit ist nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) auf 15400 Sekunden gesunken.
  • Ein derartiges Papier wurde mit einem Flexodruckverfahren mit einem Mehrfarbendruck bedruckt. Die Farben zeigten eine hohe Brillanz und ein Ausbluten derselben konnte nicht beobachtet werden.
  • In einem weiteren Versuch wurden aus dem Papier Probeverpackungen, wie Beutel, Säcke oder Taschen hergestellt und diese mit Sand, 25 kg, Kies, 25 kg, Reis 15 kg, Kinderspielsteinen, Holzspänen 10 kg, sowie 2 kg Nägel befüllt, heißversiegelt und jeweils Belastungsversuchen unterworfen. Die Belastungsversuche bestanden hierbei in Falltests aus einer konstanten Fallhöhe von 0,8 Meter mit flachem Fall gemäß ISO 7965-1:1984
  • Bei diesen Versuchen zeigte sich, dass die aus dem Verpackungspapier gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Verpackungen auch nach 9 bis 10 Abwürfen nicht gebrochen sind, auch die spitzen bzw. scharfkantigen Füllmaterialien sich nicht durch das Papier gebohrt haben und schließlich der Farbdruck weder abgeplatzt ist noch verwischt wurde oder in sonst irgendeiner Weise beschädigt wurde.
    • Beispiel 4: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 100 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Mischung Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 52, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 220 bis 230 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 90 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 22 °SR betrug, wurde eingesetzt.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,6 bis 7,1 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,03, in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydrid in einer Menge von 0,5 kg/t Papier atro eingesetzt. Es wurden 2 % Füllstoff in Form von Talkum dosiert. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,19 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 80 kN/m und erneut 80 kN/m betrug. Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -6,1 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 10,5 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Oberwalze mit einem Ra-Wert von 0,03 µm mit einer Linienlast 65 kN/m und einer Temperatur von 120 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 4 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 4:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 80
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 6,5
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 80,2
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 4,7
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 58,0
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 7,9
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 7,0
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,4
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,8
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 20,2
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 28
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 93
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 790
  • Das Papier kann zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung unterworfen werden kann, wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 3,8 g/m2 auf der geglätteten Seite oder z.B. 6,0 g/m2 auf zumindest einer Seite), wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und der Luftdurchlässigkeit verändert werden können.
    • Beispiel 5: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 100 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Mischung Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 53 welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 220 bis 230 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 90 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 22 °SR betrug, wurde eingesetzt.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,6 bis 7,1 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,03, in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydrid in einer Menge von 0,5 kg/t Papier atro eingesetzt. Es wurden 2 % Füllstoff in Form von Talkum dosiert. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,2 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 80 kN/m und erneut 80 kN/m betrug. Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -6,1 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 10,5 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer OOberwalze mit einem Ra-Wert von 0,03 µm mit einer Linienlast 25 kN/m und einer Temperatur von 120 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 5 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 5:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 100
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 7,9
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 79
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 5,9
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 59
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 8,0
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 7,3
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,4
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,8
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 18,9
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 27
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 421
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 898
  • Das Papier kann zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung unterworfen werden kann, wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 5,0 g/m2 auf der geglätteten Seite oder z.B. 7,0 g/m2 auf zumindest einer Seite), wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und der Luftdurchlässigkeit verändert werden können.
    • Beispiel 6: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht (Grammatur) von 140 g/m2 Prozessbeschreibung:
  • Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 80 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 40 sowie 15 % Primärzellstoff aus Hartholz (Birke und Buche) mit einer Kappa-Zahl von 40, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 180 bis 200 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 70 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 23 °SR betrug, wurde eingesetzt.
  • Im Konstantteil der Papiermaschine wurden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,2 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,04, wurde in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydride in einer Menge von 0,7 kg/t Papier atro (absolut trocken) eingesetzt. Weiterhin wurden keine Füllstoffe zugesetzt. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,25 %. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei eine davon eine Schuhpresse sein kann, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 90 kN/m bzw. 500 kN/m (in der Schuhpresse) betrug.
  • Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit von -4,2 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt von 9,5 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast 20 kN/m und einer Temperatur von 110 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
  • Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 3 beschriebenen Papiereigenschaften: Tabelle 6:
    Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung Ergebnis
    Grammatur ISO 536:2019 g/m2 140
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m MD 11,6
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g MD 82,9
    Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 kN/m CD 8,1
    Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 Nm/g CD 57,9
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % MD 6,0
    Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 % CD 6,4
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g MD 3,0
    Zugbrucharbeitsindex ISO 1924-3:2005 J/g CD 2,7
    Luftdurchlässigkeit Gurley ISO 5636-5:2013 s 25,2
    Cobb Wert 60s ISO 535:2014 g/m2 27
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min glatte Seite 561
    Bendtsen Rauigkeit ISO 8791-2:2013 ml/min raue Seite 1242
  • Das so erhaltene Papier wurde einseitig auf der glatten Seite (die der Kalanderwalze zugewandte Seite) mit 7 g/m2 Polyethylen extrusionsbeschichtet. Nach der Beschichtung betrug die Bendtsen Rauigkeit der glatten Seite 112 ml/min und die Luftdurchlässigkeit ist nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) auf 14900 Sekunden gesunken.
  • Ein derartiges Papier wurde mit einem Flexodruckverfahren mit einem Mehrfarbendruck bedruckt. Die Farben zeigten eine hohe Brillanz und ein Ausbluten derselben konnte nicht beobachtet werden.

Claims (13)

  1. Verpackungspapier bestehend aus einem ungebleichten Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58 als Basispapier, welches gegebenenfalls wenigstens einseitig beschichtet ist, wobei das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff hergestellt ist, ein Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % aufweist und dass das Verpackungspapier eine Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min aufweist.
  2. Verpackungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens auf einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, polyolefinbasierte Copolymere und Terpolymere sowie lonomere oder aus der Gruppe von polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie Polymilchsäure beschichtet ist.
  3. Verpackungspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf jeder Seite des Basispapiers in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 7 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 Gew.-% und 6 Gew.-% des Flächengewichts des Basispapiers aufgebracht ist.
  4. Verpackungspapier nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens 90 % Primärzellstoff, enthaltend wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 85 %, insbesondere wenigstens 88 % Zellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe enthält.
  5. Verpackungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Stärkegehalt von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% des Basispapiers, insbesondere von 0,6 Gew.-% bis 1,4 Gew.-% des Basispapiers, aufweist.
  6. Verpackungspapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 100 % Primärzellstoff enthält.
  7. Verpackungspapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärzellstoff aus einer Mischung bestehend aus wenigstens 80 % Weichholzzellstoff, bevorzugter wenigstens 90 % Weichholzzellstoff, insbesondere wenigstens 95 % Weichholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 2,0 mm sowie Rest Hartholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 1,0 mm besteht.
  8. Verpackungspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärzellstoff als gemahlener, insbesondere hochkonsistenz gemahlener Zellstoff mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler nach ISO 5267-1:1999 zwischen 13 °SR bis 20 °SR enthalten ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungspapiers, bei welchem ein aus wenigstens 90 % aus Primärzellstoff bestehender ungebleichter Kraft-Zellstoff mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58, welcher eine mittlere längengewichtete Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe enthält, als Basismaterial eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial in einer Clupak-Anlage, bis eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % erreicht wird, gekreppt wird, bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 14 % getrocknet wird und einem Kalandrierschritt unterworfen wird, dass ein Verpackungspapier mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 70 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 150 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 200 ml/min bis 500 ml/min, einem Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden gebildet wird, so dass gegebenenfalls wenigstens einseitiges Beschichten des Verpackungspapiers vorgenommen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalandrierschritt in einem Schuhkalander mit einer Linienlast zwischen 200 und 1000 kN/m und einer Schuhlänge von 50 mm - 270 mm oder einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast von 18 bis 80 kN/m, insbesondere 20 bis 50 kN/m durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kalandrierte Basispapier einem Beschichtungsschritt unterworfen wird, bei welchem wenigstens eine Seite des Basispapiers mit einem Beschichtungsmaterial gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, polyolefinbasierte Copolymere und Terpolymere sowie lonomere oder aus der Gruppe von polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie beispielsweise Polymilchsäure beschichtet, insbesondere extrusionsbeschichtet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Beschichtungsschritt auf jede zu beschichtende Seite des Basispapiers eine Menge zwischen 2 % und 7 %, insbesondere 2,5 % und 6 % des Flächengewichts des Basispapiers aufgebracht wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zumindest auf eine in der Clupak-Anlage gekreppte Seite aufgebracht wird.
EP21191115.1A 2021-06-10 2021-08-12 Verpackungspapier sowie verfahren zur herstellung desselben Pending EP4101980A1 (de)

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