FI120904B - Alunan käyttö pakkausmateriaalissa - Google Patents

Description

Alunan käyttö pakkausmateriaalissa Tekniikan taso

Keksinnön kohteena on alunan käyttö kuitupohjaisessa pakkausmateriaalissa sen 5 autoklavointikestävyyden kasvattamiseksi.

Kuitupohjaisten pakkausmateriaalien käyttö autoklavoimalla käsiteltävissä pakkauksissa on tunnettua. Ko. tarkoitusta varten kuitupohjainen pakkausmateriaali on tyypillisesti pinnoitettava, esimerkiksi polymeeripinnoitteella, kuitupohjan kostamisen estämiseksi pakkaukseen pakatun tuotteen ja/tai ulkopuolisen kosteuden, erityi-10 sesti autoklaavikäsittelyssä käytetyn vesihöyryn, vaikutuksista.

Pakkausmateriaalin kosteus- tai vesihöyrysulkuna voidaan käyttää monia erilaisia pinnoitepolymeereja. Lisäksi polymeerikerrosten määrä ja vahvuus voi vaihdella riippuen esim. käytetystä polymeeristä. Kosteussulkuna käytetään yleisesti polyole-fiineja, kuten pienitiheyksistä polyeteeniä (LDPE) tai polypropeenia (PP), jotka 15 uloimmaksi pinnoitekerrokseksi jäljestettyinä toimivat myös tehokkaina kuu-masaumauspolymeerinä. edelleen voidaan käyttää polyestereitä, kuten polyety-leenitereftalaattia (PET). Happisulkupolymeereja ovat esim. etyleenivinyylialkoho-lipolymeeri (EVOH) ja polyamidi (PA). Myös alumiinifoliota on yleisesti käytetty kuitapohjaisissa autoklaavipakkauksissa.

* · • · * · · **]·* 20 Kuitapohjaisen autoklaavipakkauksen, esim. pakkauskartongista valmistetun tölkin, 2

Julkaisut WO01/49938, EP 1091043, EP 292975 ja EP 275851 kuvaavat raakareu-naimeytymää pakkausmateriaalissa, jota käsitellään steriloimalla normaalipaineessa (70 °C:ssa) vetyperoksidiliuoksella. Tällaiset olosuhteet ovat oleellisesti miedommat kuin paineistetulla höyryllä tapahtuvassa autoklavoinnissa.

5 Julkaisussa WOO 1/4993 8 on lisäksi kuvattu mm. aseptiseen pakkaamiseen tarkoitet tua pakkauskartonkia, jolle tehtiin COBB-testi 84 °C:n lämpötilassa olevalla kuumalla kahvilla. Tällä testillä ei kuitenkaan saada selville raakareunaimeytymää, sillä se mittaa imeytynyttä nestemäärää/materiaalin pinta-ala. Raakareunoilla materiaalin huokoisuus on moninkertainen ja nesteen tunkeutumisen mekanismi erilainen kuin 10 materiaalin vaakapinnoilta.

Julkaisussa GB 2 126 260 on kuvattu alkenyylimeripihkahappo koostumus, joka on olefiinieseosten ja meripihkahapon reaktiotuote, käytettäväksi paperin valmistuksessa hydrofobisena liima-aineena. Julkaisun mukaan, ko. liima-aineen lisäksi valmistettavaan paperiin voidaan lisätä mm. kationista ainetta liima-aineen retention li-15 säämiseksi. Kationisina aineina mainitaan aluna, kationinen tärkkelys, alumiiniklo-ridi, pitkäketjuiset rasva-amiinit, natriunaluminaatti, substituoitu polyakryyliamidi, kromisulfaatti, eläinliima, kationiset lämpökovettuvat hartsit ja polyamidipolymee-rit.

Keksinnön tarkoitus • · :.v 20 Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin autoklaavipakkauksiin soveltuva, hydrofo- • 1 ϊ.ϊ.ϊ bisella liima-aineella käsitelty kuitupohjainen materiaali, jonka hydrofobiliimaus kestää erinomaisesti autoklaaviolosuhteita, ··» • ·

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus • i · • * Φ ·

Keksintönä on alunan käyttö hydrofobisen liiman ja märkälujaliiman kanssa kuitu-25 pohjaisen pakkausmateriaalin autoklaavikestävyyden lisäämiseksi paineistetulla .***. höyryllä 120-200 °C:n lämpötilassa tapahtuvassa autoklavoinnissa.

Keksinnön yhteydessä suoritetuissa kokeissa havaittiin, että kuitupohjaisen pakka- uksen kuumakestävyys parani merkittävästi, kun hydrofobisella liimalla käsittelyn ♦“1. lisäksi kuitupohjaan oli lisätty alunaa 1-10 paino-osaa yhtä hydrofobisen liima- ··· 30 aineen paino-osaa kohti. Alunan kuumakestävyyttä parantava vaikutus on yllättävä, ♦ · · 1 *·[;’ sillä sitä on käytetty paperi- ja kartonkiteollisuudessa yleensä esim. lisäämään hyd- · ·.Σ rofobisen liima-aineen retentiota kuitupohj assa.

3

Edelleen, hydrofobisella liimalla sekä alunalla suoritetun keksinnön mukaisen yh-distelmäkäsittelyn havaittiin vähentävän merkittävästi kuitupohjaisen pakkausmateriaalin veden tai höyryn imeytymistä/tunkeutumista kuitupohjaisen pakkauksen raa-kareunasta (alla käytetään nimitystä "raakareunaimeytymän vähentäminen”). Ko. 5 raakareunaimeytymän vähentyminen oli erityisen edullinen kuumentamalla käsitellyissä pakkauksissa verrattuna ei-kuumakäsiteltyihin pakkauksiin. Siten esillä oleva keksintö soveltuu erinomaisesti kuumentamalla käsiteltäviin autoklaavipakkauksiin.

Esillä olevan hakemuksen yhteydessä käytetyillä termeillä tarkoitetaan seuraavaa: ’’Kuitupohjalla” tarkoitetaan etenkin valkaistusta massasta valmistettua pakkauspa-10 periä tai -kartonkia, joiden valmistus on paperiteollisuudesta hyvin tunnettu.

"Autoklavoinnilla” tarkoitetaan pakkauksen, esim. tyhjän pakkauksen tai tuotteen (esim. elintarvikkeen) sisältävän pakkauksen, käsittelyä paineistetulla höyryllä 120-200 °C:n, tyypillisesti 120-130 °C:n lämpötilassa ja tyypillisesti kyllästetyn höyryn paineessa. Käsittelyä käytetään tavallisesti pakkaustuotteen steriloimiseksi, so. tu-15 hoamaan ja estämään haitallista mikrobikasvua. Autoklavointikäsittely on hyvin tunnettu, esim. elintarvike- ja lääketeollisuudessa. Esimerkkinä olosuhteista mainittakoon käsittely suljetussa tilassa noin 125°C:ssa 20 min, 45 min tai 60 min ajan. Autoklaavilaitteistoja on kaupallisesti saatavana ja autoklavointiolosuhteet pakkaus-tuotteen steriloimiseksi ovat yleisesti tunnettuja.

* · *V.: 20 ’’Autoklaavipakkaus” tarkoittaa pakkausta, jossa pakkausmateriaalina on käytetty • « \ v polymeeripinnoitettua kuitupohjamateriaalia ja joka soveltuu ominaisuuksiltaan yllä mainittuun autoklavointikäsittelyyn, so. tehty vettä hylkiväksi ja kuumuutta kestä- väksi esim. hydrofobiliiman ja pinnoitekerroksien, kuten polymeeripinnotteiden, :*·*: avulla.

• * • * · • t *··** 25 "Hydrofobisella Uimalla” tarkoitetaan mitä tahansa liima-ainetta, jolla kuitupohja saatetaan vettä hylkiväksi eli hydrofobiseksi. Tämä Uimaryhmä on alalla yleisesti ··· tunnettu esim. nimityksellä ’’sizing agent”.

• · .· t Yhtenä käyttökelpoisena hydrofobisena liima-aineena mainittakoon meripihkahap- • · · poanhydridin ja hydrokarbyylin tai hydrokarbyylien seoksen, esim. yli 13 hiiltä kä-30 eittävän olefiinin tai olefiiniseoksen, reaktiotuotteesta, koostuvaa liimaa. Tässä yh- ;y. teydessä ko. Uimasta käytetään alalla tunnetun mukaisesti nimitystä ASA-liima, jo- • · .·*·, ka on meripihkahappoanhydridin ja 13-25 hiiltä käsittävien, suoraketjuisten tai haa roittuneiden olefiinin seoksen välinen reaktiotuote. Olefiiniosa voi koostua suora-ketjuisista ja haaroittuneista Cn- C25-alkeenien seoksesta. Edullisesti ASA on ns.

4 alkenyylimeripihkahappoanhydridista, esim. Q3- C22-alkeenyylimeripihkahappo-anhydridistä, koostuva Uima, esim. jokin kaupallinen ASA-tuote.

Edelleen eräänä käyttökelpoisena hydrofobisena liimana mainittakoon ns. alkyyli-keteenidimeeristä (AKD) koostuva liima, joka on alalla hyvin tunnettu. Sillä tarkoi-5 tetaan tässä yhteydessä hydrokarbyyliketeenidimeerituotetta, joka on muodostettu esim. tyydyttymättömästä tai tyydyttyneestä, suoraketjuisesta tai haaroittuneesta rasvahaposta tai tällaisten rasvahappojen seoksesta, esim. C]6- tai pidempiketjuisista rasvahapoista tai näiden seoksista, esim. C16.30-, sopivasti C16_22-, kuten Ci6-, Ci8-, C2o- tai C22-, edullisesti Ci6- tai Ci8-rasvahapoista, tai näiden seoksesta. Tässä yh-10 teydessä ko. tuotteista käytetään nimitystä ’’alkyyliketeenidimeeri” (AKD) alan käytännön mukaisesti. Eräs edullinen AKD-liima on kaupallinen tuote, jossa keteeni-dimeerin hiilivetyketju on muodostettu Ci6-ja C ^-rasvahappojen seoksesta (C16/Ci8 AKD).

Siten sekä ASA- että AKD-liimana voidaan käyttää kaupallisesti saatavia tuotteita, 15 jotka voivat olla vesisuspension tai -emulsion muodossa, ja voivat mahdollisesti sisältää myös muita lisäaineita.

Sitoutumatta mihinkään teoriaan, keksinnön mukaisesti käytetyn alumiini- ja/tai kalsiumyhdisteen mm. hydrofobiliimauksen kuumakestävyyttä lisäävä vaikutus johtunee mm. siitä, että ko. yhdiste deaktivoi liiman epäpuhtautena sisältämiä happo-20 muodossa olevia yhdisteitä.

• · · • · • « !. V Esillä olevan keksinnön ansiosta hydrofobista liimaa on mahdollista käyttää teknii- ί'ϊ'ί kan tasoon nähden pienempiä määriä hyvän autoklaavikestävyyden aikaansaami- seksi, millä saavutetaan etuja kartongin (tai paperin) valmistusprosessissa ja konver- > ·*·*: tointiprosessissa. Esimerkiksi hydrofobisen liiman annostustason alentumisen seu- • · ,·*·, 25 rauksena myös muovipinnoitteiden adheesio käsiteltyyn kuitupohjaan paranee, mikä puolestaan vaikuttaa edullisesti pakkauksen autoklaavikestävyyteen.

·**

Hydrofobisen liiman painosuhde alunaan on esim. 1:0.1-1:7, edullisesti 1:0.5-1:5, *"*·* edullisemmin 1:1-1:3. Eräänä spesifisenä esimerkkinä mainittakoon ko. liima.aluna ,·. ; suhde 1:2.

* • · ·*# 30 Alunan määrä voi olla esim. 0.1 - 20 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 1.0 - 10 kg/t kuivaa kuitupohjaa.

« · «·· • · ’*··* Kuitupohjaan lisätyn hydrofobisen liiman, edullisesti ASA-liiman, määrä voi olla 0.3 - 4 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 0.5 - 1.7 kg/t kuivaa kuitupohjaa.

5

Keksinnön mukaisesti myös havaittu, että lisättäessä kuitupohjaan lisäksi märkälu-jaliimaa pakkauksen raakareunaimeytymää voidaan edelleen vähentää. Tämä on yllättävä havainto, sillä märkälujaliimoja ei ole aikaisemmin käytetty ko. tarkoitukseen, vaan tyypillisesti lisäämään paperin tai kartongin mekaanista lujuutta sen kas-5 tuessa. Siitä tulee nimitys ”wet strength improving agent”.

’’Märkälujaliimalla” tarkoitetaan alalla hyvin tunnettua Uimaryhmää, jota siis käytetään lisäämään/parantamaan märän paperin tai kartongin lujuutta (”wet strength improving agent”). Tällaisista liimoista mainittakoon mm. polyamidiepikloorihydriini-hartsi (PAAE), urea-formaldehydi-hartsi (UF), melamiini-formaldehydi-hartsi 10 (MF), polyakryyliamidi/glyoksaali kondensaatti, polyvinyyliamiini, polyuretaani, polyisosyanaatti. Edullisina liimoina mainittakoon esim. PAAE ja isosyanaatti, erityisesti PAAE-liima.

Märkälujaliimaa, edullisesti PAAE-liimaa, voidaan lisätä kuitupohjaan 0.2-12 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 0.5-6 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisemmin 1 - 3 15 kg/t kuivaa kuitupohjaa.

Keksinnön mukaan pakkausmateriaalissa autoklaavipakkausta varten märkälujaliimaa voidaan käyttää 0.1-5 paino-osaa, esim. 0.5-3 paino-osaa, edullisesti 1-2.5 paino-osaa, kuten 2 paino-osaa, hydrofobisen liiman yhtä paino-osaa nähden. Eräs edullinen yhdistelmä on PAAE-liiman ja ASA-liiman yhdistelmä, jota käytetään yl- ;*;*· 20 lä esitetyissä painosuhteessa, ja esimerkkinä PAAE.ASA 1:1.

• · • · • · ·

Edelleen keksinnön eräässä edullisessa sovellutuksessa autoklaavipakkauksessa kui-*·* : tupohjan uiko- ja sisäpuolella on yksi tai useampia, mahdollisesti pigmentoituja po- lymeerikerroksia alalla tunnetun mukaisesti. Eräässä sovellutuksessa pakkausmate- ·· · * *,! riaali käsittää mainitussa järjestyksessä polymeerisen kuumasaumauskerroksen, 25 valkoiseksi pigmentoidun polymeerikerroksen, mustaa pigmenttiä sisältävän poly-meerikerroksen, käsitellyn kuitupohjan, yhden tai useamman polymeerisen hap-pisulkukerroksen, sideainekerroksen, harmaaksi pigmentoidun polymeerisen va- • * · ....: losuoj akerroksen j a polymeerisen kuumasaumauskerroksen.

:*·]: Polymeerikerrosten materiaalina voidaan käyttää alalla yleisesti tunnettuja materiaa- ·***; 30 leja. Esim. kuumasaumauskerroksen materiaalina on edullisesti polypropeeni (PP), ·»· . ·. polyeteeni (PE) tai näiden kopolymeeri. Happisulkukerroksen materiaalina on edul- • · · lisesti etyleenivinyylialkoholipolymeeri (EVOH) tai polyamidi (PA), edullisimmin EVOH.

6

Parantuneesta autoklaavikestävyydestä johtuen pakkausmateriaalissa voidaan haluttaessa pienentää myös polymeeripinnoitteiden osuutta.

Käsitellyn kuitupohjan autoklaavikestävyyttä voi olla edelleen parannettu säätämällä ja/tai optimoimalla sen rakennetta valmistuksen aikana. Autoklaavikestävyyttä 5 voidaan siten lisätä esim. raaka-aineen jauhatusasteen, kuten suursakeusjauhatuk-sen; kuitupohjarainan kalanteroinnin/märkäpuristuksen; ja/tai rainan kuivatuksen, kuten Condebelt-kuivatuksen, avulla. Edelleen, käsiteltyyn kuitupohjaan voi olla lisätty täyteainetta, kuten titaanidioksidia, kuumia, esim. autoklaaviolosuhteita hyvin kestävän kuitupohjan saamiseksi.

10 Kuitupohjan keksinnön mukaisella käsittelyllä tarkoitetaan tyypillisesti, että kuitu-pohjainen pakkausmateriaali on käsitelty kauttaaltaan, so. koko rainan leveydeltä, hydrofobisen liima-aineen, märkälujaliiman ja alunan yhdistelmällä. Kuitenkin, keksintö käsittää myös mahdollisuuden suorittaa käsittely vain osalle materiaalista, esim. leikkaussärmille.

15 Hydrofobinen liima ja aluna lisätään edullisesti yllä esitettyinä määrinä. Lisäys voidaan suorittaa esim. paperin ja kartongin valmistuksen yhteydestä tunnetulla tavalla missä tahansa vaiheessa valmistusprosessia ennen viimeistä kuitupohjarainan kuiva-tusvaihetta, kuitenkin edullisesti kuitupohjasulppumassan valmistuksen yhteydessä, i.e. ennen kuitusulpun viiralle saattamista, jolloin ko. yhdistelmä saadaan sisällytet-. . 20 tyä tasaisesti, kauttaalleen viiralle muodostettavaan kuitupohjarainaan. Vaihtoehtoi- *; Y sesti, kuitusulpusta voidaan ensin muodostaa viiralle kuitupohjaraina, jonka jälkeen • » * **Y hydrofobiliima ja aluna saatetaan kuitupohjarabialle esim. suihkuttamalla rainan v : päälle. Hydrofobiliima ja aluna voidaan lisätä samassa tai eri vaiheessa kuitupohjan • *· valmistusprosessia. Aluna voidaan siten lisätä ennen hydrofobiliimalisäystä, saman- • V 25 aikaisesti ko. lisäyksen kanssa, tai hydrofobiliimalisäyksen jälkeen. Koko käytettävä hydrofobiliimamäärä ja aluna voidaan lisätä yhdessä prosessivaiheessa, esim. sul-pun muodostuksen aikana, mutta on myös mahdollista, että toista tai molempia ko. .**\ liimasta ja yhdisteestä lisätään useammassa kuin yhdessä kuitupohjan valmistusvai- heessa. Erään edullisen sovellutuksen mukaan osa alunasta lisätään ennen hydrofo- · 30 biliimalisäystä ja loppuosa ko. liiman lisäyksen jälkeen.

» » * • ·· • · .·**. Yllä esitetyn mukaisesti, kuitupohjaan lisätään märkälujaliimaa yllä esitettyinä mää- ·«» rinä, jolloin kuitupohjan kestävyyttä autoklaaviolosuhteissa saadaan edelleen paran- · * Y*‘ nettua. Lisäys voidaan suorittaa alalla tunnetulla tavalla, esim. sulpun valmistusvai- *·..* heessa ennen sulpun viiralle saattamista. Keksinnön mukaisen märkälujaliiman käy- 35 tön ansiosta voidaan valmistaa autoklaaviolosuhteissa toimivaa kartonkia, jonka ti- 7 heys- ja huokoisuusorainaisuudet poikkeavat pelkällä hydrofobiliimalla valmistetun kartongin vastaavista ominaisuuksista. Keksintö tarjoaa siten autoklaavipakkaus-materiaaliksi erilaisia vaihtoehtoja nyt käytettyjen rinnalle. Voidaan käyttää mm. pienempitiheyksistä kartonkia, so. saadaan parempi jäykkyys.

5 Edelleen, hydrofobiliimasta, esim. ASA-liimasta, peräisin olevien pakkausmateriaalin kuumakestävyyteen mahdollisesti haitallisesti vaikuttavien epäpuhtauksien, esim. vapaassa happomuodossa esiintyvien yhdisteiden, muodostumista käsitellyn kuitupohjan valmistuksen yhteydessä voidaan ehkäistä/estää prosessiolosuhteita säätämällä, esim. liiman lyhyellä viiveellä paperikoneen märässä päässä ja hyvällä 10 first-pass retentiolla.

Kuitupohjan autoklaavikestävyyttä voidaan haluttaessa edelleen parantaa kuitupohjan rakennetta säätämällä, esim. raaka-aineen jauhatusasteen (esim. suursakeusjau-hatuksen avulla), kuitupohjarainan kalanteroinnin/märkä-puristuksen ja/tai kuivatuksen (esim. Condebelt-kuivatuksen) avulla. Edelleen, käsiteltyyn kuituohjaan voi-15 daan lisätä täyteainetta, kuten titaanidioksidia, esim. 0.1-5 paino-% kuivasta kui-tupohjasta laskettuna, autoklaaviolosuhteita hyvin kestävän kuitupohjan saamiseksi.

Keksintö selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla.

. , Esimerkkiosa • · · • * · • * :*·*: 20 Esimerkeissä tutkittiin eri tekijöiden vaikutuksia kartongin raakareunaimeytymään ·*:·. autoklaaviolosuhteissa.

• * t « ··· * · »·’ Autoklaavitestaukset suoritettiin vesihöyryllä sterilisoivalla autoklaavilla käyttäen : V noin 125’C lämpötilaa. ’’Normaalit” autoklavointiolosuhteet suoritettiin n.

O 125°C:ssa, 45 min, 100% RH, ja ’’rankat” n. 125°C:ssa, 60 min, 100 % RH. RH = 25 relative humidity, suhteellinen kosteus. Autoklaavikäsittelyyn kuului lisäksi lämpö- ·'*’· tilan nostovaihe (n. 15 min) ja laskuvaihe (n. 20 min).

»··

Testauksessa testattavat näytteet pinnoitettiin polymeeripinnoitteella molemmin i\: puolin siten, että kartongista oli näkyvissä vain raakareuna. Autoklaavitestauksen raakareunaimetymänä (’’raw edge penetration”, REP) mitattiin veden määrä, joka f·· .·. 30 imeytyi kartonkiin näytteen reunojen kautta. Tunkeutuma ilmoitettiin raakareunan • · · ~ pinta-alaa kohden (kg/m2).

• · • · ··* 8

Raakareunaimeytymä REP 80°C tarkoittaa, että näytteitä pidettiin 80°C vedessä kolmen tunnin ajan, jonka jälkeen suoritettiin ko. mittaus.

SR tarkoittaa massan suotautumisvastusta Schopper-Riegler-menetelmän mukaan.

Λ

Keksinnön mukaisissa esimerkeissä ja vertailuesimerkeissä käytettiin 150 g/m kar-5 tonkinäytteitä, jotka oli valmistettu kuivasta koivusulfaattisellusta (jauhettu levy-jauhimilla SR arvoon 22) paperikoneella käyttäen kartongin valmistuksessa käytettäviä tavanomaisia kemikaaleja. Puristinosa oli tavanomainen 3 nippinen molemmin puolin huovitettu puristinosa. Kuivatusosa oli tavanomainen höyrysylintereillä varustettu. Kalanterointi suoritettiin kovanippisellä kalanterilla (15 kN/m). Kutakin 10 vertailukoetta varten vertailtavat kartonkinäytteet valmistettiin samalla tavalla siten, että ne poikkesivat toisistaan ainoastaan koostumuksen tai valmistusolosuhteiden vertailuun tarvittavien erojen osalta. Ko. poikkeamat näytteiden valmistusvaiheessa ja/tai koostumuksessa on mainittu erikseen kunkin vertailuesimerkin kohdalla. Mahdollinen hydrofobiliima-, Al-/Ca-yhdiste- ja märkälujaliimalisäys suoritettiin 15 sulppumassaan ennen sulpun viiralle saattamista. Suhteet ovat painosuhteita.

Esimerkki 1. Alunan käytön vaikutus autoklaaviolosuhteissa

Sellukartonki massaliimattiin ASA-liimalla (2.5 kg/t) ja PAAE-märkälujaliimalla (2 kg/t).

• · :.v Autoklaaviolosuhteet rankat normaalit — t » • · · • · ·

20 Raakareunaimeytymä (kg/m2) REP REP REPvesi80C

• · t ASA liima: aluna suhde 1:0 9.9 8.1 2.2 ·· · • · · • · !···. ASA liima : aluna suhde 1:1 3.8 1.6 1.3 • · »»· ASA liima : aluna suhde 1:2 2.4 1.6 1.4 ··· • · • ·

Koepisteistä nähdään selvästi alunan merkittävä raakareunaimeytymää pienentävä • * 25 vaikutus. Alunan määrän lisääminen vähensi autoklaavissa tapahtuvaa raakareu- : *.* naimeytymää ’’rankoissa” olosuhteissa vielä senkin jälkeen, kun ’’normaaleissa” au- ··· toklaaviolosuhteissa ja tavanomaisin testein (REP 80C) ei enää havaita parannusta : ;·. raakareunaimeytymässä.

«·· · Φ·· • · • ♦ «·· 9

Esimerkki 2. ASA vs. AKD liimauksen tehokkuus autoklaaviolosuhteissa

Sellukartonki massaliimattiin yhtäsuurilla AKD ja ASA määrillä. Aluna-hydrofobiliima suhde molemmissa pisteissä oli 1:1. Märkälujaliima:hydrofobiliima-suhde oli 1:1. Raakareunaimeytymä määritettiin kolmessa eri koeolosuhteessa: 5 upottamalla kartonkinäytteet 80°C veteen kolmen tunnin ajaksi sekä autoklavoimal-la "normaaleissa” ja "rankoissa” olosuhteissa yllä esitetyn mukaisesti.

Raakareunaimeytymä REP (kg/m2), 3h, 80°C vesikäsittelyn jälkeen AKD liimaus (2.5 kg/t) 2.0 ASA liimaus (2.5 kg/t) 1.4 10

Autoklaaviolosuhteet normaalit rankat

Raakareunaimeytymä (REP) autoklavoinnin jälkeen (kg/ m2) AKD liimaus (2.5 kg/t) 2.3 6.2 ASA liimaus (2.5 kg/t) 1.8 2.3 15 Määrät, jotka imeytyivät kartonkiin näytteen reunojen kautta (REP, raw edge penetration) olivat melko lähellä toisiaan AKD ja ASA liimatuilla näytteillä "normaaleissa” autoklaaviolosuhteissa. "Rankoissa” autoklaaviolosuhteissa havaittiin selvempi ero ASA liimatun kartongin eduksi.

• · • 1 • · 1 20 Esimerkit 3 ja 4. Märkälujaliiman (PAAE) vaikutus ASA ja AKD liimauksen yh-v : teydessä: Esimerkissä 3 ja 4 kartonki oli massaliimattu kahdella eri hydrofobiliiman määrällä. Märkälujaliiman määrä oli vakio kaikissa koepisteissä.

·· I f · • · /··. Esimerkki 3. Märkälujaliiman (PAAE) vaikutus ASA liimauksen yhteydessä • · ··1

Autoklavointi "normaaleissa” olosuhteissa Raakareunaimeytymä, REP (kg/ m2) • · 1 • · ***\ 25 Alhainen ASA liimaustaso (1 kg/t) 15.7 • ·

Alhainen ASA liimaustaso (1 kg/t)+ märkälujaliimaus (2 kg/t) 4.8 • · · • · • ·

Normaali ASA liimaustaso (3 kg/t) 5.4 • · · 30

Normaali ASA liimaustaso (3 kg/t)+märkälujaliimaus (2 kg/t) 2.7 ··« · • · · • · • « ·· 10

Esimerkki 4. Märkälujaliiman (PAAE) vaikutus AKD liimauksen yhteydessä

Autoklavointi ’’normaaleissa” olosuhteissa Raakareunaimeytymä, REP (kg/ m2)

Normaali AKD liimaustaso (2 kg/t) 9,6

Normaali AKD liimaustaso (2 kg/t)+märkälujaliimaus (2 kg/t) 5.0 5 Voimakas AKD liimaustaso (3 kg/t) 3.5

Voimakas AKD liimaustaso (3 kg/t)+märkälujaliimaus (2 kg/t) 2.0

Esimerkkien 3 ja 4 tulokset osoittavat myös märkälujaliiman edullisen vaikutuksen autoklaavipakkausmateriaaliin.

Esimerkki 5. Koko massan jauhatukset vaikutus 10 Sellukartokinäytteet valmistettiin käyttäen massan jauhatusastetta 25 SR ja, vastaavasti 30 SR. Kartongin valmistuksessa käytetty ASA-liimaa (2.5 kg/t), alunaa (2 kg/t) ja PAAE-hartsia (2 kg/t).

Autoklaaviolosuhteet rankat normaalit —

Raakareunaimeytymä (kg/ m2) REP REP REPvesi80C

15 Massan jauhatusaste 25 SR 3.8 1.6 1.3 • · • * !.v Massan jauhatusaste 30 SR 2.0 1.6 1.4 ··· • · · • · * .··*. Esimerkki 6. Osa massasta jauhettu pidemmälle SR arvoon 80 • •e* ·« · • « · ϊ ·* Esimerkissä käytettiin matalasakeusjauhatusta koko massalle ja pidemmälle jauhe- tulle osuudelle. Sellukartonkinäytteet valmistettiin käyttäen eri määriä massaa, jon- 20 ka jauhatusaste oli 80 SR (’’pidemmälle jauhettu massa”). Kartongin valmistuksessa :|*\* käytetty ASA-liimaa (2.5 kg/t), alunaa (2 kg/t) ja PAAE-hartsia (2 kg/t).

• · • · ti· • ·· • · ··· • « • · t·· • · • · t • · · • · ·«· • · • · ··· 11

Autoklaaviolosuhteet rankat normaalit —

Raakareunaimeytymä (kg/ m2) REP REP REPvesi80C

Pidemmälle jauhetun massan osuus 0% 3.8 1.6 1.3

Pidemmälle jauhetun massan osuus 5% 2.7 1.7 1.6 5 Pidemmälle jauhetun massan osuus 15% 2.3 1.8 1.4

Esimerkki 7. Kalanteroinnin vaikutus

Sellukartonkinäytteet valmistettiin tiivistämällä näytteet kartonkikoneen kuivassa päässä konekalanterilla normaalilla ja korotetulla nippipaineella (15 ja 30 kN/m). Tiivistäminen voitaisiin tehdä myös muun tyyppisellä rainan tiivistysmenetelmällä 10 (esim. märkäpuristus, kenkäkalanterointi). Kartongin valmistuksessa käytetty ASA-liimaa (2.5 kg/t), alunaa (2 kg/t) ja PAAE-hartsia (2 kg/t).

Autoklaaviolosuhteet rankat normaalit —

Raakareunaimeytymä (kg/ m2) REP REP REPvesi80C

Kalanterointi normaali nippipaine 3.8 1.6 1.3 15 Kalanterointi korotettu nippipaine 2.8 1.7 1.3 . . Esimerkki 8. Hienojakoisen täyteaineen vaikutus • · · • · ϊ,ί,.' Kartongin valmistuksessa käytetty AKD-liimaa (1.5 kg/t) ja PAAE-hartsia (1 kg/t).

·· · • · i • * ·

Autoklaaviolosuhteet normaalit • ·

:1: Raakareunaimeytymä (kg/ m2) REP REPvesi80C

··· *·.·' 20 Ti02 annostus 0 kg/t 6.4 1.6 .···, Ti02 annostus 2 kg/t 3.9 1.5 ♦ ·* *:··: Ti02 annostus 4 kg/t 3.4 1.5 • · V·: Sellukartonkinäytteissä käytettiin mineraalisena hienoaineksena titaanioksidia, mut- *t· ta sen tilalla voidaan käyttää myös muun tyyppisen hienoainesta (esim. muut pape- 2 2 rin valmistuksen täyteaineet).

•

Ml • f • * ··· 12

Esimerkki 9. Condebelt kuivatuksella varustetun tuotantokoneen ja perinteisellä sy-linterikuivatuksella varustetun koneen autoklaavikartonkien vertailu

Autoklaaviolosuhteet normaalit

Raakareunaimeytymä (kg/ m2) REP

5 Normaali kuivatusosa 1.4-1.6

Condebelt kuivatusosa 1.0 -1.2

Condebelt kuivatusosalla pystytään myös tiivistämään kartongin rakennetta kestämään paremmin autoklaavausolosuhteita.

Yllä olevien Esimerkkien tulokset osoittavat, että käyttämällä märkälujaliimaa au-10 toklaavikartongin valmistuksessa voidaan tinkiä massan tiheys- ja/tai huokoisuus-vaatimuksesta.

• · • · · • « · • · * · • · · • · · • · «M • · * • · · ·*· • · • *

Ml ·· * • · · • · • · ··· • · • · «· 1 • · • « • · • · • · · ·♦ • · ··» • · » • * • · » • · · • · *·· • fr • ♦ ··*

Claims (10)

1. Alunan käyttö hydrofobisen liiman ja märkälujaliiman kanssa kuitupohjaisen pakkausmateriaalin autoklaavikestävyyden lisäämiseksi paineistetulla höyryllä 120-200 °C:n lämpötilassa tapahtuvassa autoklavoinnissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että kuitupoh- jan uiko- ja/tai sisäpuolella on yksi tai useampia polymeerikerroksia ja että kuitu-pohja on käsitelty alunalla pakkausmateriaalin kuumakestävyyden lisäämiseksi, jolloin hydrofobisen liiman ja alunan välinen painosuhde on 1:0,1-1:10.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että hydrofobi-10 sen liiman ja alunan välinen painosuhde on 1:0,1 - 1:7, edullisesti 1:0,5 -1:5, edullisemmin 1:1-1:3.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että hydrofobinen liima on alkeenyylimeripihkahappoanhydridista (ASA) ja/tai alkyylike-teenidimeeristä (AKD) koostuvaa liimaa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että hydrofobiliima on ASA-liimaa, jota on käytetty 0,3 - 4 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 0,5 - 1,7 kg/t kuivaa kuitupohjaa. •V.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että alunaa on käytetty 1,0 -20 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 1,0 -10 kg/t kuivaa 20 kuitupohjaa. • * · ·*# S..1

7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että j **i märkälujaliima sisältää polyamidoamiimepikloorihydriini-hartsia (PAAE-liimaa), !***: jota on käytetty 0,2-12 kg/t kuivaa kuitupohjaa, edullisesti 0,5 - 6 kg/t kuivaa kui tupohjaa, edullisemmin 1 - 3 kg/t kuivaa kuitupohjaa. ··· • * '*··] 25

8. Jonkin patenttivaatimuksen 2-7 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että *t * pakkausmateriaali käsittää mainitussa järjestyksessä polymeerisen kuumasaumaus- i\: kerroksen, valkoiseksi pigmentoidun polymeerikerroksen, mustaa pigmenttiä sisäl- ·***. tävän polymeerikerroksen, käsitellyn kuitupohjan, yhden tai useamman polymeeri- M» sen happisulkukerroksen, sideainekerroksen, harmaaksi pigmentoidun polymeerisen ti» *.*.*.** 30 valosuojakerroksen ja polymeerisen kuumasaumauskerroksen. • · • ♦ ·*·

9. Jonkin patenttivaatimuksen 2-8 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että kuitukerrokseen on lisätty täyteainetta pakkauksen kuumakestävyyden lisäämiseksi.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 2-9 mukainen alunan käyttö, tunnettu siitä, että kuitupohja on pakkauspaperi tai -kartonki.