FI106940B

FI106940B - Cardboard-based material

Info

Publication number: FI106940B
Application number: FI982702A
Authority: FI
Inventors: Kimmo Nevalainen; Tapio Niemi; Tapani Penttinen; Seppo Kiiski
Original assignee: Enso Oyj; Walkisoft Finland Oy
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2001-05-15
Also published as: JP2002532286A; FI982702A; AU1782100A; FI982702A0; CA2355126A1; WO2000035674A1; EP1150838A1; US20020060006A1

Description

106940106940

Kartonkipohjainen materiaali Keksinnön tausta 5 Tämän keksinnön kohteena on kartonkipohjainen materiaali erityi sesti astioiden, kuten kuppien, kulhojen, lautasten tai vastaavien valmistusta varten, joka materiaali käsittää ainakin lyhytaikaisesti nesteitä läpäisemättömän runkokerroksen muodostettuna ainakin yhdestä kartonkikerroksesta ja ainakin yhdestä synteettistä ja/tai luonnonpolymeeriä olevasta materiaaliker-10 roksesta.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a carton-based material, particularly for the manufacture of containers such as cups, bowls, plates or the like, comprising at least a transient liquid impermeable backing layer made of at least one layer of cardboard and layer of.

Tyypillisesti erilaisten nesteille tarkoitettujen astioiden kuten kuppien ja kulhojen valmistukseen käytetään edellä kuvatun kaltaista materiaalia, joka käsittää kartonkikerroksen ja siihen liitetyn ainakin lyhytaikaisesti nestettä läpäisemättömän kerroksen. Tällaiset materiaalit eivät ole siinä määrin neste-15 tiiviitä kuin varsinaiset nestepakkauskartongit, joissa nesteitä kyetään säilyttämään pitkiäkin aikoja ja jotka sisältävät useita muovikerroksia ja barrierkerrok-sen neste- ja kaasutiiveyden varmistamiseksi.Typically, materials such as cups and bowls for liquids are prepared using a material such as the one described above, comprising a paperboard layer and at least a transient liquid impermeable layer attached thereto. Such materials are less fluid-tight than the actual liquid packaging cartons, which are capable of long-term storage of liquids and contain multiple layers of plastic and a barrier layer to ensure fluid and gas tightness.

Valmistettaessa astioita kartonkipohjaisesta materiaalista joudutaan käyttämään erityisiä rakenneratkaisuja, jotta astiat soveltuisivat myös kuumille 20 nesteille. Täten esimerkiksi kahvikuppiin joudutaan lisäämään korvaosat, joiden ansiosta myös kuumaa kahvia sisältävää kuppia kyetään turvallisesti käsittelemään. Muun tyyppisten astioiden, kuten lautasten, kulhojen tai vastaavien yhteydessä tällaisia erityisiä rakenneratkaisuja ei kuitenkaan kyetä käyttämään. Siten ruoka-ainetta tai nestettä sisältävän astian ulkopinta myös kuu-.....: 25 menee huomattavasti esimerkiksi mikroaaltouunissa tapahtuvan kuumennuksen yhteydessä. Tällöin ei ole luonnollisestikaan kysymys itse astian materiaalin kuumenemista mikroaaltojen vaikutuksesta vaan kuumeneminen perustuu johtumalla ruoka-aineesta tai nesteestä siirtyvään lämpöön. Täten tällaisen astian ulkopinta, kun siinä on mikroaaltouunissa kuumennettu esimerkiksi ruo-30 ka-annos, saattaa olla siinä määrin kuuma, että sitä ei kyetä turvallisesti pal-jäin käsin käsittelemään.When making containers from cardboard-based material, special structural solutions must be used to make the containers suitable for hot liquids. Thus, for example, the coffee cup has to be replaced with earpieces, which also allows the cup containing hot coffee to be safely handled. However, with other types of containers, such as plates, bowls or the like, such special structural solutions cannot be used. Thus, the outer surface of the container containing the food or liquid also goes to a considerable extent, for example in connection with heating in a microwave oven. This is, of course, not a matter of microwave heating of the dish material itself, but is due to heat transmitted from the food or liquid. Thus, the exterior surface of such a container, when heated in a microwave oven, for example a portion of food, may be so hot that it cannot be safely handled by bare hands.

Keksinnön yhteenveto 35 Esillä olevan keksinnön tavoitteena onkin tuoda esiin kartonkipoh jainen materiaali erityisesti astioiden, kuten kuppien kulhojen, lautasten tai 106940 2 vastaavien valmistusta varten, jonka materiaalin ulkopinta ei vaarallisessa määrin kuumene myöskään silloin, kun astiaan sijoitetaan kuumaa nestettä tai ruoka-ainetta tai niitä kuumennetaan mikroaaltouunissa. Tähän päästään keksinnön mukaisen kartonkipohjaisen materiaalin avulla, jolle on tunnusomaista, 5 että materiaali lisäksi käsittää runkokerroksen poispäin mainitusta synteettistä ja/tai luonnonpolymeeriä olevasta materiaalikerroksesta olevaan pintaan liitetyn kuivarainatun, ainakin 50% sellukuitua sisältävän, sideaineella sidotun materiaalikerroksen. Tämä kuivarainattu materiaalikerros voidaan liittää runko-kerroksen pintaan joko ekstruusiolaminoimalla tai dispersiolaminoimalla. Aina-10 kin lyhtyaikaisen nesteen läpäisemättömyyden antava materiaalikerros on synteettistä ja/tai luonnonpolymeeriä oleva kerros. Erityisesti käytettäessä luonnonpolymeeriä tai niin sanottua biomuovia, muodostuu astiasta myös erinomaisen hyvin kierrätettävä jopa biohajoava eli kompostoitava tuote.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cardboard-based material, particularly for the manufacture of containers such as cups, bowls, plates or the like, the outer surface of which does not dangerously heat even when hot liquid or food is placed or a microwave oven. This is achieved by the cardboard-based material according to the invention, characterized in that the material further comprises a dry-bonded material bonded to the surface away from said synthetic and / or natural polymer material layer, containing at least 50% pulp fiber. This dry-rolled material layer can be bonded to the surface of the backing layer by either extrusion lamination or dispersion lamination. The material impervious to the impermeable fluid is always a layer of synthetic and / or natural polymer. Particularly with the use of natural polymer or so-called bioplastics, the container also provides an extremely well-recyclable, even biodegradable, or compostable product.

Keksinnön mukaisessa kartonkipohjaisessa materiaalissa toinen 15 pinta muodostuu kuivarainatusta materiaalikerroksesta, joka on huokoinen ja sisältää suhteellisen runsaasti ilmaa. Täten materiaalin ulkopinta ei johtumalla siirtyvän lämmön vaikutuksesta kuumene varallisesti silloinkaan, kun siitä muodostetun astian sisään sijoitetaan kuumaa nestettä tai ruoka-ainetta tai niitä kuumennetaan astiassa mikroaaltouunissa.In the carton-based material according to the invention, the second surface 15 consists of a dry-printed layer of material which is porous and contains relatively high amounts of air. Thus, the external surface of the material, due to the heat transmitted, is not subject to high heat generation, even when hot liquid or food is placed inside the vessel or heated in the vessel in a microwave oven.

2020

KuvioluetteloList of figures

Seuraavassa keksinnön mukaista kartonkipohjaista materiaalia kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jonka kuvio esit-25 tää poikkileikkauksen keksinnön mukaisen materiaalin esimerkinomaisesta suoritusmuodosta.In the following, the carton-based material according to the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 25 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the material of the invention.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus 30 Kuviossa on esitetty poikkileikkaus keksinnön mukaisen kartonki- pohjaisen materiaalin esimerkinomaisesta suoritusmuodosta. Tämä poikkileikkaus käsittää ensinnäkin kartonkikerroksen 2 ja sen toiseen pintaan liitetyn materiaalikerroksen, kuten synteettistä ja/tai luonnonpolymeeriä olevan kerroksen 3, joka tekee kartonkikerroksen 2 ja kerroksen 3 muodostamasta run-35 kokerroksesta 1 ainakin lyhtyaikaisesti nesteitä läpäisemättömän. Kartonkiker-ros 2 voi olla puhdasta sellukartonkia, jonka neliöpaino voi olla esimerkiksi 106940 3 vaikkapa 210 g/m2. Kerros 3 voi puolestaan olla esimerkiksi LDPEitä, jonka neliöpaino on esimerkiksi 10-30 g/m2. Runkokerros 1 vastaa ainakin periaatteelliselta rakenteeltaan tavanomaisen astioiden valmistukseen käytetyn kar-tonkipohjaisen materiaalin rakennetta.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The figure shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a carton-based material according to the invention. First, this cross-section comprises a paperboard layer 2 and a material layer bonded to one of its surfaces, such as a synthetic and / or natural polymer layer 3, which renders the run-35 layer 1 formed by the cardboard layer 2 and layer 3 at least for a short time impermeable to liquids. The cardboard layer 2 may be pure cellulose board having a basis weight of, for example, 106940 3, for example 210 g / m2. Layer 3, in turn, can be, for example, LDPEs having a basis weight of, for example, 10-30 g / m 2. The base layer 1 corresponds at least to the structure of the cardboard-based material used in the manufacture of vessels of conventional design.

5 Keksinnön mukaisesti runkokerroksen 1 toiseen pintaan liitetään kuivarainattu materiaalikerros 4. Edullisimmin tämä kuivarainattu materiaaliker-ros on ainakin 50 % sellukuitua sisältävä ja sideaineella sidottu kerros. Kuten tunnettua kuivarainauksessa kuidut jaetaan tasaisesti ilmavirran avulla liikkuvalle viiralle, jonka päälle materiaali muodostuu. Tällaisessa kuivarainaukses-10 sa voidaan käyttää hyvinkin vaihtelevan tyyppisiä kuituja, jotka levitetään viiralle yhden tai useamman muodostuslaatikon tai formerin avulla, mutta keksinnön mukaisessa materiaalissa on ajateltu, että se sisältäisi ensisijaisesti sellukuituja ja toissijaisesti keinokuituja, kuten muovikuituja tai vastaavia, riippuen kulloinkin materiaalille halutuista ominaisuuksista. Materiaalin joukkoon 15 joko sirotellaan kuivarainauksessa sideainekuituja tai viiralla olevan materiaalin sekaan suihkutetaan sideainetta, jotka seuraavassa lämpökäsittelyvaihees-sa sitovat viiralla olevan materiaalikerroksen yhtenäiseksi Tainaksi. Tällainen kuivarainattu materiaalikerros on suhteellinen huokoista ja sisältää siten suhteellisen paljon ilmaa. Esillä olevan keksinnön mukaisessa kartonkipohjaisessa 20 materiaalissa käytetyn kuivarainatun materiaalikerroksen 4 paksuus voi olla esimerkiksi 0,3 - 2 mm ja neliöpaino 30 -100 g/m2.According to the invention, a dry-webed material layer 4 is attached to one surface of the base layer 1. Most preferably, this dry-webed material layer is at least 50% pulp fiber and binder-bound. As is known in dry-printing, the fibers are evenly distributed on the moving wire on which the material is formed. In such dry stripping, very different types of fibers can be used, which are applied to the fabric by means of one or more forming boxes or former, but the material according to the invention is thought to contain primarily pulp fibers and secondarily synthetic fibers such as plastic fibers or the like. Among the material 15, either binder fibers are sprinkled in dry stripping or binder is sprayed onto the material on the wire, which in the subsequent heat treatment step binds the layer of material on the wire to a uniform dough. Such a dry-striped material layer is relatively porous and thus contains a relatively large amount of air. For example, the dry-webed material layer 4 used in the cardboard-based material 20 of the present invention may have a thickness of 0.3 to 2 mm and a basis weight of 30 to 100 g / m 2.

Kuten kuviosta ilmenee, on runkokerroksen 1 ja kuivarainatun kerroksen 4 välissä materiaalikerros 5, jonka avulla kuivarainattu kerros 4 ja runkokerros 1 on liitetty toisiinsa. Tämä materiaalikerros 5 voi olla esimerkiksi 25 ekstruusiolaminoimalla aikaansaatu synteettistä ja/tai luonnonpolymeeria oleva kerros. Se voi olla esimerkiksi LDPE:tä, jonka neliöpaino on esimerkiksi 10 - 30 g/m2. Kerros 5 voi olla myös sivelemällä tai suihkuttamalla runkokerroksen 1 pintaan levitetty materiaalikerros, jonka avulla kuivarainattu kerros 4 on liimattu kiinni runkokerrokseen 1. Tällöin kysymyksessä on siis dispersiolami-30 nointi.As can be seen from the figure, there is a material layer 5 between the core layer 1 and the dry web layer 4 by means of which the dry web layer 4 and the frame layer 1 are connected to each other. This material layer 5 may be, for example, a layer of synthetic and / or natural polymer obtained by extrusion lamination. It can be, for example, LDPE having a basis weight of, for example, 10 to 30 g / m2. The layer 5 may also be a material layer applied by spraying or spraying on the surface of the body layer 1, by means of which the dry-webed layer 4 is glued to the body layer 1. Thus, this is a dispersion laminating.

Erään edelläkuvatuista dispersio- ja ekstruusiolaminoineista poikkeavan liittämistavan kuivarainatulle kerrokselle 4 muodostaa menettely, jossa kuivarainattu materiaalikerros ainakin runkokerrosta 1 vasten liitettävän puolensa pintakerroksessa käsittää liimautuvaa lateksia, jonka avulla runkokerros 35 ja kuivarainattu kerros kyetään liittämään toisiinsa. Tällä tavoin erillistä materi-aalikerrosta 5 ei lainkaan tarvita vaan runkokerros 1 ja kuivarainattu kerros 4 106940 4 saadaan liittymään suoraan toisiinsa. Vastaavasti muunkin tyyppisiä materiaaleja voitaisiin ajatella käytettäväksi kuivarainatun materiaalikerroksen ainakin siinä pinnassa, joka liitetään runkokerrokseen 1 näiden kerrosten välisen liittymisen aikaansaamiseksi.A method of joining a dry-rolled layer 4 other than the dispersion and extrusion laminates described above is a process wherein at least the side of the dry-rolled material to be joined against the backing layer 1 comprises an adhesive latex for bonding the backing layer 35 and the dry-printed layer. In this way, a separate material layer 5 is not needed at all, but the frame layer 1 and the dry-rolled layer 4 106940 4 can be directly joined. Similarly, other types of materials could be contemplated for use on at least the surface of the dry-rolled layer of material to be joined to the body layer 1 to provide connection between these layers.

5 Yllä keksinnön mukaista kartonkipohjaista materiaalia on kuvattu voin joidenkin esimerkinomaisten suoritusmuotojen pohjalta ja on ymmärrettävää, että sen yksityiskohtaista rakennetta sekä nestetiiveyden aikaansaavan kerroksen tai kerrosten, kartonkipohjaisen kerroksen että myös kuivarainatun kerroksen suhteen voidaan muuttaa edellä kuvatusta poikkeamatta kuitenkaan 10 oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä. Täten nestetiiveyden aikaansaavia kerroksia voi olla yksi tai useampia ja sen tai niiden materi-aalikoostumus voi vaihdella kulloinkin haluttujen ominaisuuksien mukaan. Samoin kartonkikerroksen yksityiskohtainen koostumus ja neliöpaino voi vaihdella. Edelleen kuivarainatun kerroksen kuitusisäjtö ja sidontatapa samoinkuin 15 sen liittämistapa runkokerrokseen voi vaihdella. Eräänä merkittävänä keksinnön mukaisen kartonkipohjaisen materiaalin ominaisuutena voidaan kuitenkin pitää sitä, että se haluttaessa voidaan toteuttaa rakenteena, joka soveltuu kierrätettäväksi eli on ns. pulpperoitavaa laatua. Keksintöä voidaan siten merkittä-västikin varioida ilman että se vaikuttaisi keksinnön mukaisen idean toteutta-20 miseen eli siihen, että sijoittamalla astiaksi muodostettavan materiaalin ulkokerrokseksi suhteellisen huokoinen kuivarainattu materiaalikerros kyetään estämään tämän pinnan kuumeneminen silloin, kun materiaalin vastakkaista pintaa vasten on kuuma ruoka-aine tai neste.The carton-based material according to the invention has been described above on the basis of some exemplary embodiments of butter, and it is to be understood that its detailed structure with respect to both the fluid-tight layer or layers, the cardboard-based layer and the dry-rolled layer can be altered. Thus, there may be one or more layers imparting fluid tightness, and its or their material composition may vary according to the desired properties. Similarly, the detailed composition and basis weight of the cardboard layer may vary. Further, the fiber content and bonding mode of the dry-webed layer as well as the way it is attached to the base layer may vary. However, an important feature of the cardboard-based material according to the invention is that it can, if desired, be implemented as a structure suitable for recycling, i.e., so-called "recyclable". pulsatile quality. Thus, the invention can be significantly varied without affecting the realization of the idea of the invention, that is, by placing a relatively porous dry-rolled material layer on the outer layer of the material to be formed, it is possible to prevent this surface from being hot against the opposite surface of the material. .

♦ « . . ·♦ «. . ·

Claims

106940

Cardboard-based material, particularly for the manufacture of vessels such as cups, bowls, plates or the like, comprising at least a transient liquid-impermeable body layer (1) formed from at least one paperboard layer (2) and at least one synthetic and / or natural polymer material (1). 3), characterized in that the material further comprises a dry-web bonded material-bound material layer (4) attached to the surface of said synthetic and / or natural polymer material layer (3) away from said synthetic and / or natural polymer material layer (3).

Material according to Claim 1, characterized in that the dry-webed material layer (4) at least on the surface layer to be joined against the base layer (1) comprises an adhesive latex for use in connecting the dry-printed material layer (4) and the core layer (1).

Material according to Claim 1, characterized in that the dry-rolled material layer (4) and the body layer (1) are connected to one another by extrusion lamination (5).

Material according to Claim 1, characterized in that the dry-rolled material layer and the backing layer are bonded together by dispersion-lamination. «. ·. · 106940