FI20216159A1 - Barrierkartonki ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Abstract

Barrierkartonki, joka käsittää yhden kerroksen, eli ensimmäisen kerroksen (1) ja joka on tarkoitettu elintarvikkeiden pakkausmateriaaliksi ja jossa ensimmäisen kerroksen (1) pääasiallinen raaka-aine on sellu, jonka SR jauhatusluku on yli 50 ja jonka neliöpaino on yli 90 g/m². Eräs keksinnön sovellus on barrierkartonki (10), jossa on vähintään kaksi kerrosta ja jossa ensimmäisen kerroksen (1) pääasiallinen raaka-aine on sellu ja että kyseisen sellun SR jauhatusluku on yli 50, ja toisen kerroksen (2) pääasiallinen raaka-aine on sellu, hioke, CTMP massa tai puolisellu ja mainitun raaka-aineen ollessa sellu sen SR jauhatusluku on yli 35, tai edellä mainitun raaka-aine-ehdon toteutuessa 1. kerroksen (1) ja 2. kerroksen (2) sellujen SR jauhatusluvut ovat päinvastoin kuin edellä on määritelty. Eräs keksinnön sovellus on barrierkartonki, jonka ensimmäisen kerroksen (1) ja toisen kerroksen (2) pääasiallinen raaka-aine on sellu, ja että kyseisen sellun SR jauhatusluku on yli 50, ja jonka toinen kerros (2) on aallotettu, jolloin barrierkartonki (10) on aaltopahvi.

Description

BARRIERKARTONKI JA MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI

Tämän keksinnön kohteena on barrierkartonki, joka käsittää ainakin ensimmäisen ker- roksen ja joka on tarkoitettu elintarvikkeiden pakkausmateriaaliksi. Keksinnön koh- teena on myös menetelmä mainitun kartongin valmistamiseksi.

Keksinnön käyttöala on elintarvikepakkaukset ja sen tarkoitus on korvata mahdolli- simman paljon markkinoilla tähän tarkoitukseen olevista muovia sisältävistä barrier- iQ kartongeista, muovimaienaaleista, paperin/kartongin ja muovin yhdistelmämäteriaa- leista ja alumiinia sisältävistä pakkausmateriaaleista täysin muovittomalla ja kokonai- suudessaan kestävästi kierrätettävällä materiaalilla. Keksinnön avulla on tarkoitus hyödyntää kavu- ja koivusellun ominaisuuksia siten, eitä voidaan välttää luonnolle ja ilmastolle haitallisten aineosien, kuten esim. edellä mainitun muovin käyttämistä puu- pohjaisten pakkausmateriaalien barrierkerroksena tai sen osana. Keksinnön avulla voidaan myös vähentää mmovi-, lasi- ja metallipakkausten käyttöä elintarvikkeiden pakkaamiseen.

Keksinnön edullisia käyttökohteita ovat sellaisten kiinteiden, puolikiinieiden ja nes- temäisten elintarvikkeiden pakkaukset, joiden edellytetään estävän veden, muun nes- teen, rasvan, hajun tai maun siirtymistä elintarvikkeesta ympäristöön tai haitallisten aineiden siirtymistä ympäristöstä tai pakkauksesta elintarvikkeeseen. Kartonkinakka- aksen barrieria eli suojakerrosta tarvitaan erityisesti silloin, kun elintarvike on kosteaa, nestemäistä tai rasvaista. — 25

S

N “Barrier” on elintarvikepakkauksisia puhuttaessa mvös suomenkieleen kotiutunut i- - maisu, joten sitä käyteiään tässä asiakirjassa sellaisenaan ja yhdyssanan osana.

I s Tunnetun tekniikan mukaiset barrierkartongit koostuvat yhdestä tai useammasta sellu-

D 30 tai massakerroksesta ja niiden taustakerros, joka on pakkauksessa elintarvikkeen puo- © leinen eli sisin kerros, pinnoitetaan muovilla (laminointi). Yleisin pinnoitteena käytet-

S ty muovi on polvoteeni (PE), mutta myös esim. polypropeenia (PP) ja polvetyleeniste- reftalaattia (PET) käytetään.

Esimerkkeinä nykyisin käytettävistä PE:llä laminoiduista kartongeista valmistetuista elintarvikepakkauksista ovat mm. nestepakkaukset, kartonkikupit, pakasteruokapak- — kaukset ja jäätelöpakkaukset. Jos kartongista valmistettavan nestepakkauksen halutaan olevan aseptinen, sen barrier muodostetaan muovi- ja alumiinikerroksista ja koska

S alumiini €i saa olla suorassa kosketuksessa nesteen kanssa, alumiinin päälle laminoi- daan vielä kerros PEA. Esimerkkeinä tällaisista pakkauksista voidaan mainita tuore- mehu- ja kestomaitopakkaukset.

Eräs tunnetta keine pakata elintarvike barrierpakkaukseen ja varusisa pakkaus infor- 16 maatiota välittävällä painatuksella on pakata se kahteen eri materiaaliin, ensin muo- viin, barrierpaperiin tai alumiiniin (viimeksi mainitusta esimerkkinä vuoka) ja sitten sen päälle sovitettavaan paperiin tai kartonkiin, jonka pinnassa mainittu painatus on.

Näistä pakkauksista voidaan mainita esimerkkeinä mm, valmisruoka-, pakaste-, kahvi- ja myslipakkaukset.

On tunnettua, että nykyisistä elintarvikepakkauksista monet valmistetaan kolmiker- roksisesta kartongista, jonka pintakerroksessa on hyvät painettavuusominaisuudet, keskikerroksessa hyvät taivutettavuus- ja lujuusominaisuudet ja taustakerroksessa riit- tävät barrierominaisuudet. Keskikerroksen neliöpainolla säädetään kartongin koko- naispaksuus, jolla aikaan saadaan kartongille ominainen jäykkyys, joka taas mahdol- listaa kartongin taivuttamisen koteloiksi ine.

Taivekartonki on tyyppiesimerkki kartongin kolmikerrosrakenteesta. Sen kaikissa ker- roksissa käytetään neitseellistä kuitua: keskikerroksessa mekaanista tai puolimekaa- = 23 nista massaa, joka on hioketta tai kemihierrettä ja pinta- sekä tanstakerroksessa val-

N kaistua sellua. Pinta on melkein aina päällystetty, jotta siihen voidaan painaa valmista- , - jan/ myyjän haluamaa informaatiota. Tunnetun tekniikan mukaisesti taivekartongin — barrier elintarvikkeita vastaan muodostetaan yleensä laminoimalla taustakerroksen si-

E säpinta PE- muovilla.

O 30

LO

© Toinen monikerroksinen kartonki on sellukartonki. Sen katkissa kerroksissa käytetään 2

S joko valkaistua tai valkaisematonta (ruskeaa) sellua ja normaalisti sen pintakerros päällystetään painamista varten. Sellukartonkia käytetään aellaisenaan kuivien elintar-

vikkeiden pakkauksiin (esim. suklaa), mutta kun tarvitaan barrieria, taustakerros pääl- lystetään PE-, PP-, PET- muovilla extruusiomenetelmällä.

Nestepakkauskartonki koostuu sellusta (valkaistu tai roskea), mutta siinä voidaan s käyttää keskikerroksessa myös kemihierrettä (CTMP- massa). Tämänkin kartongin barrier muodostetaan yleensä laminoimalla sisäpinta PE- muovilla.

Kierrätyskuitnpohjainen WLC- kartonki soveltuu sellaisenaan elintarvikkeiden pak- kaamisessa vain ulkopakkaukseksi. Elintarvikkeen kanssa kosketuksessa ollessaan sen sisäpinta laminoidaan PE- muovilla.

Kartongin valmistuksessa sellulle, kuten myös kaikille mekaanisille- ja puolikemialli- sille massoille suoritetaan jauhatus, jolla pyritään muuttamaan kuidun ominaisuuksia mainitun tuotteen valmistuksen kannalta paremmiksi. Jauhatuksessa kuitoja muoka- is taan jauhamalla niitä vedessä. Jauhettaessa kuidun vetysidoksia katkeaa ja muodostuu uusia sidoksia vesimolekvyleihin, mikä johtaa kuidun turpoamiseen. Näin ollen kui- dun pinta-alaa saadaan kasvatettua ja turvonneet kuidut sitoutuvat viiralla paremmin toisiinsa. Jauhatuksen laatu vaikuttaa sekä valmiin kartongin ominaisuuksiin että mas- san ajettavuuteen koneella. Jauhatus lisää kartongin sellupohjaisten kerrosten kestä- 26 vyyttä, mutta heikentää niiden optisia ominaisuuksia kuten opasiteettia, kiiltoa ja vaa- leutta. Lisäksi liika juhatus heikentää massan suotautuvimita, jolloin massa kuivin hitaammin kartonkia valmistettaessa. mikä tarkoittaa käytännössä suurempaa energi- ankulutusta kartonkikoneella ja jauhimella. Tunnetan tekniikan mukaisesti jauhatus optimoidaan sen tunnetut hyödyt ja haitat huomioiden, Jauhautumisastetta kuvataan = 25 kaidun sootautumisella, jonka yksikkönä käytetään Schopper-Riegler-lukua, eli SR-

N lukua. Nykyisten taive- ja sellukartonkien jauhatusasteet sen eri kerroksilla ovat SR- , - luvuilla ilmaistuna luokkaa 20- 30.

I

E Viime vuosikymmenien aikana (vuodesta 1980 lähtien on kehitetty vesilinkoisia po-

D 30 Jymeeridispersioita, joita voidaan käyttää sopivaan päällystysmineraaliin sekoitettuna. © kartongin tai paperin päällystämiseen. Kuivatoksen jälkeen tällainen päällyste muo-

S dostaa vettä ja tai rasvaa hylkivän barrierin. Tällainen kartonkimateriaali on kierrätet- tävää ja kompaostoituvaa Näin muodostettu sulkupinta on suhteellisen ohut (10 -15 g'm2} ja siiken saattaa tuotantoprosessin aikana tai jalostettavssa kartonki pakkaus-

muotoon syniyä pieniä reikiä tai halkeamia. Tästä johtuen polymeeridispersiopohjaista barrierkartonkia ei voida käyttää yhtä vaativissa elintarvikkeen pakkaustarkoituksissa kun esimerkiksi PE- muovilla päällystettyä kartonkia: muovikerrokseen (15-40 g/m") ei materiaalin joustavuuden takia helposti synny reikiä.

Suomalainen Metsäboard on Euroopan suurin taivekartongin valmisiaja ja yhtiön in- ternetsivutlla, www anetsaboard.com, esitellään mm. heidän kartonkituotteitaan.

Ruotsalainen Holmen {ggesund valmistaa sellukartonkia ja laminoi sitä muovilla. Yh- tön tuoiteisiin ja tuotantoon voi tutustua nettisivuilla www. iggesund.com.

Tunnettujen elintarvikekartonkien ja niiden valmistuksen suurimmat epäkohdat liitty- vit fossiilisen muovin käyttöön. Muovi koetaan epäedulliseksi. Inontoa vahinpoitta- vaksi raaka-aineeksi myös kartonki- ja pakkausteollisuuden ammattilaisten ja niiden tuotteiden käyttäjien keskuudessa ja siitä halutaan päästä eroon. Esteen tälle pyrki- mykselle on muodostanut korvaavan, riittävän hyvän ympäristöystävällisen tekniikan puutuminen,

Tunnetun tekniikan yhtenä epäkohtana voidaan pitää mvös sitä, että yleisin barrierka- 28 tongissa käytetty muovi eli poiveteeni ei sovellu uunissa kuumentamiseen. Tämä aset- taa omat rajoitteensa nykyisten elintarvikepakkausten käytölie.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen bamerkartonki ja menetei- mä sen valmistamiseksi jolla vältetään tunnetussa tekniikassa esiintyviä haittoja, Kek- = 28 sinnönmukaiselle ratkaisulle on tumusomaista se, mikä on esitetty patentiivaatimuk-

N sien 1, JO, 15 ja 20 tunnusmerkkiosissa, - = : — Keksinnöllä on useita etuja funneituun tekniikkaan nähden Keksinnönmukaisessa,

E elintarvikkeiden pakkaamiseen tarkoitetussa barrierkartongisaa ei kävtetä mitään fos- 2 30 siilista raaka-ainetta, kuten esim. muovia. Sen barrierkerros saadaan aikaan puuraaka- © aineesta ja oi-fossiileista lisäaineista. Elintarvikkeiden pakkaaminen kartonkiin on 2

S maailmaniaainisesti valtavan suuri toimiala ja kun barrierkartonki pystytään tuotta- maan kokonaan kestävän kehityksen piiriin kuuluvista raaka-aineista. se on omalta osaltaan iso loikka kohti fosstilivapaata maailmaa.

Verrattaessa keksintöä tunnettuun kahta eri materiaalia sisältävään elintarvikepakka- ukseen, joka koostuu muovista/barrierpaperista/alumiinista ja kartongista, sen avulla voidaan säästää pakkausmateriaaleja ja parantaa niiden kierrätettävyyttä.

Keksinnönmukaiset muovittomat elintarvikenakkaukset soveltuvat lämmitettäviksi, johon esim. PE- laminoidut kartonkirasiat, -mukit, -purkii jne. eivät sovellu. Keksin- nömmukaisesta barrierkartongista ei irtoa lämmityksen aikana haitallisia aineita, ma- kuja tai hajuja elintarvikkeessen.

Keksinnönmukaisen barrierkartongin valmistusmenetelmi mahdollistaa edellä maini- tun kaltaisen, uuden ympäristöystäväliisen tuotteen käyttöönoton.

Keksintöä kuvataan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 13 kuvio 1, esittää erästä keksinnönmukaista kolmikerroksista barrierkartonkia, kuvio 2, esittää erästä keksinnönmukaista kaksikerroksista barrierkartonkia, kuvio 3, esittää erästä keksinnönmukaista visikerroksista barrierkartonkia, kuvio 4, esittää erästä kuviosta I poikkeavaa kolmikerroksista keksinnön sovellusta, kuvio 5, esittää kaaviota keksinnönmukaisen menetelmän eräästä toteutusmuadosta, kuvio 6, esittää kaaviota keksinnönmukaisen menetelmän eräästä toisesta toteutus- muodosta,

Seuraavassa selitetään keksinnönmukaisen barrierkartonpin valmistusmenetelmän eri- tyispiirteitä edellä mainittuihin kuvioihin viittaamalla, —

S Keksinnönmukainen barrierkartonki 10 käsiitää yhden, kaksi tai kolme kerrosta (kuvi- = ot 1~ 33. Sen selluraaka-aineiden valmistuksessa sovelletaan limoittavaa jauhatusta si- - ten, että vähintään yhieen kerrokseen muodostuu barrier vettä, öljyä tai rasvaa tai

I kaikkia näitä vastaan, jolloin kartonki soveltuu elintarvikepakkaukseen. a 2 36 5 Keksinnönmukainen barrierkartonki 10 valmistetaan uudella keksinnöllisellä mene-

N ieimällä. Valmistuksessa käytetään pitkälle jauhettua havu- ja/tai koivusellua. Tehty- s jen kokeiden perusteella barrierominaisuuksia alkaa muodostua selluun, jonka jauha-- tusasie yhtiää SR 40 ja ne paranevat jauhatusasteen noustessa, koivuseliuila aina SR

S0:een asti. Toisaalta paksun ja tiiviin kartongin rainanmuodostus ja kuivatus vaikeu- tuvat jauhatusasteen noustessa tavanomaisen (SR 30) yläpuolelle. Tehtyjen kokeiden perusteella voidaan sanoa, että sekä havu- ja koivusellun barrierominaisuudet parane- vat SR 40:n yläpuolella, mutta koivusellulla enemmän kuin havusellulla. Sen sijaan munat iärkeäi ominaisuudet, kuten taivutusiäykkyys ja huuus säilyvät havusellussa koivuseliua paremmin tämän mainitun rajan yläpuolella.

Keksinnönmukaisessa menetelmässä sellan jauhatus suoritetaan siten, että sellun muodostavat kuituniput saadaan irtoamaan toisistaan ja fbrilloitumaan kuitujen kat- ig keamatta ja että jauhataksella on limoittava vaikutus. Keksinnönmukaisessa menetei- mässä kuidut tarttuvat toisiinsa siten, että niiden väliset siteet kestävät myös kuivatuk- sen jälkeen. Tämä on edellytys barrierominaisuuksien muodostumiselle. Esillä olevas- sa menetelmässä suoritetaan keksinnönmukaisen barrierkartongin 16 selluraaka- aineiden jauhatus kahdessa tai useammassa vaiheessa sinänsä vanhan teknologian mukaisesti siten, että kussakin vaiheessa jauhatusasietta nostetaan n. SR 15- 28. Mutta koska veden poistaminen korkean jauhatusasteen sellurainasta on vaikeampaa kuin ta- vanomaisen taive- tai sellukartongin rainasta, suoritetaan se kartonkikoneen tuotanta- nopeutta hidastamalia. Tämä haitta on kehityksen tässä vaiheessa hyväksyttävissä, sil- jä menetelmän avulla saavutettava tuote korvaa sen monella eri tavalla.

Keksinmönmukaisen barrierkartongin!0 eri kerroksissa voidaan käyttää koivusellua, havusellua tai näitä sekoittamalla saatua sellua. Sekoitussuhteet voidaan sovittaa edul- lisiksi tilannekohtaisesti. = 25 Keksinnömmukaisen menetelmän muita erityispiirteitä ovat tiettyjen lisäaineiden käyt-

N täminen sellussa. Niistä seuraavissa kappaleissa. —- = : = Kokeeillisesti on osoitettu, että hartsiliiman (tavanomainen kaupallinen hartsi) isäämi-

E nen SR 60:sen jauhettuun havuselluun ja SR 75:een jauhettuun koivuselluun parantaa

D 36 niiden barrierominaisuuksia mm. vettä vastaan 50 % ja öljyä vastaan 100 %. Tämän © Kisäaineen edullinen määrä sellussa on mainittujen barriertehojen lisäyksistä puhutta-

S essa 1. 2- 3 % sellun painosta, mutta myös muut hartsiliiman määrät ja seliujen alhai- semmat jauhatusasteet voivat tulla kysymykseen. Keksinnönmukaisessa menetelmässä hartsilimmaa voldean Refit tesrivrkartongin 10 elminrviskoen puoleisen, oli taustakes roksen, josta käytetään tässä asiakirjassa nimitystä ensimmäinen kerros 1, ja keskiker- roksen, eli toisen kerroksen 2 selluun. Yksikerroksisen barrierkartongin 10 ollessa ky- seessä harisiliimaa lisätään sen selluun.

Esimerkkinä keksintöön soveltuvasta kaupallisesta fossiilivapaasta hartsiliimasia voi- daan mainita Solenis- nimisen konsernin tuote Hi-pHase 40, Tuoteita valmistetaan mm. Suomessa,

Tässä asiakirjassa tarkoitetaan tenmilld ”hartsiliima” fossiilivapaata hartsia ja edellä id mainitun lisäksi markkinoilla on myös muita keksinnön yhteydessä käytettäväksi so- veltuvia harisituotteita.

Kokeellisesti on osoitettu myös, että niin ikään kaupallisen tuotteen, karboksimetyvii- seiluloosan (CMC) lisääminen edellä mainittuihin jauhettuihin selluihin parantaa nii- den barrierominaisuuksia öljyä vastaan. Tehdyissä kokeissa CMC:n lisäys SR 60- 75 selluun oli n. 2 % sellun painosta ja barrierin tehon nousu oli noin 30 %, Kokeiden pe- rusteella on voitu todeta, eitä tämän lisäaineen eräs edullinen määrä suhteessa sellun painoon on halutusta barrierin tehosta riippuen n. 1- 3 %, mutta myös muut CMC:n määrät ja sellujen jauhatusasteet voivat tulla kysymykseen. Keksinnönmukaisessa menetelmässä CMC voidaan lisätä ensimmäisen kerroksen I tai ensimmäisen- ja toisen kerroksen 2 selluihin. Yksikerroksisen barrierkartongin ollessa kyseessä sitä voidaan lisästä sen seiluun. Keksinnönmukaista menetelmää voidaan soveltaa myös niin, ettei tietyn barrierkariongin selluun lisätä ollenkaan CMC:tä, = 25 Kuivatuksen jälkeen keksinnönmukaisen kolmikerroksisen barrierkartongin 10 taus- & taan 10.1 ja’ tai pintaan 10.2 voidaan lisätä CMC pinnoite, eli käsitellä ne CMC pinta- - liimaukselia kartonkiteknisten ominaisuuksien parantamiseksi ja ensimmäisen kerrok- — sen | barrier paranee tämän myötä edelleen, Näin käsitelty elintarvikekartonki sovel-

E tuu rakenteellisilta ominaisuuksiltaan nykyisille koteloita ja vuokia valmistaville pak- 2 30 kauslinjoille niihin tehtävillä pienillä muutoksilla. Pakkauslinjan prosessi käsittää tun- © netusti ainakin kartongin painatuksen, nuuttauksen ja leikkauksen.

N

&

Edellä mainittu pintakäsittely voidaan suorittaa kolmi-, kaksi- ja yksikerroksiselle bar- siovkartonsilie 10,

Keksinnönmukainen yksikerroksinen bamrierkartonki 10 voidaan valmistaa periaat- teessa kuten kolmikerroksisen barrierkartongin ensimmäinen kerros 1, Erona on toi- senlainen jauhatusaste ja neliöpaino ja näistä kerrotaan enemmän jäljempänä. Nämä tuotteet soveltuvat tuoreiden elintarvikkeiden, kuten esim, lihan ja kalan kääreeksi tai juustojen, leipomotuotteiden, pizzojen, kerrosleipien ja hampurilaisten pakkaamiseen.

Tai mainitta yksikerroksinen barrierkartonki voidaan valmistaa yli SR 50:nen jauhe- tusta sellusta kolmekerroksisen barrierkartongin 10 toisen kerroksen 2 tapaan. Tämä tuote soveltui mm. tuoreiden elintarvikkeiden, kuten leipomotuotteiden, juustojen, 18 pizzojen, kerrosleipien ja hampurilaisten pakkaamiseen. Näihin yksikerroksisiin bar- rierpakkauksiin pakaitujen tuotteiden säilytysajat ovat lyhyempiä kuin kolmikerroksi- siin pakattujen tuotteiden, koska niiden barrierominaisuudet ovat heikommat, mutta niiden valmistuskustanmukset ovat alhaisemmat. Näidenkin kartonkien pintaan voi- daan suorittaa painatus joissakin rajoissa. is

Kaksikerroksinen keksinnönmukainen barrierkartonki 10 voidaan valmistaa kuten kolmikertoksisen ensimmäinen kerros | ja toinen kerros 2. Tämän tuotteen pakkaus- tekniset ominaisuudet ovat lähes kolmikerroksisen luokkaa, valmistuskustannukset jonkin verran alhaisemmat ja painatusominatsuudet 3- ja I-kerroksisten välimaastossa. 28

Seuraavana selitetään eräiden keksinnönmukaisten barrierkarionkien 10 rakenteita ku- vioihin 1- 3 viittaamalla.

Kuviossa I on kuvattu eräs elintarvikkeiden pakkaamiseen tarkoitettu kolmikerroksi- = 25 nen barrierkartonki 10. Sen ensimmäinen kerros 1 on koostettu pääasiassa jauhetusta

N koivusellusta, havusellusta tai näitä sekoittamalla saadusta sellusta, jonka jauhatuksen - SR- luku on yli 50, Tämän lisäksi mainittu kerros sisältää hartsilitmaa 1- 4 % sen pai- - nosia ja karboksimetyyliseltuloosaa (CMC) enintään 4 % sen painosta ja tämän ker-

E roksen neliöpaino on yli 50 g/m”. Toinen kertos 2 on koostettu pääasiassa havusellus-

R 30 ta, koivusellusta tai näitä sekoittamalla saadusta sellusta, jonka SR- luku on yli 35. © Tämän lisäksi mainittu kerros sisältää hartsiliimaa 1-4 % sen painosta ja CMC:tä enin-

S tään 4 % sen painosta ja kerroksen neliöpaino on 100- 170 g/m". Pintakerros, joka on toisen kerroksen 2 vieressä ja josta käytetään tässä asiakirjassa nimitystä kolmas ker-

ros 3, on koosteilu pääasiassa koivusellusta, jonka jauhatuksen SR- luku on <35 ja jonka neliöpaino on 40- 80 g/m".

Toinen keksinnön sovellus on edellä esitetyn kaltainen kolmikerroksinen barrierkar- s tonki 10 sillä erolla edelliseen, että toinen kerros 2 ei sisällä hartsiliimaa tai että en- simmäinen ja toinen kerros 2 eivät sisällä hartsiliimaa.

Edellä kuvatun kolmikerroksisen barrierkartongin 10 pääasiallinen barrier on sen €n- simmäisessä kerroksessa 1 ja toinen kerros 2, joka antaa kartongille ensisijaisesti hy- vät huuusarvot, sisältää varmistavan barrierin. Kolmas kerros 3 sisältää edulliset visn- aaliset ja painatukselliset ominaisuudet. Kolmikerroksisen barrierkartongin eräs kek- sinnönmukainen toteutusvaihtoehto on sovittaa ensimmäisen kerroksen 1 jauhatuksen

SR-luku arvaon >35 ja toisen kerroksen 2 arvoon >50, siis näiden kerroksien osalta päinvastoin kuin aiemmin edellä on esitetty. Tällä rakenteella voidaan varmistaa jois- sakin tilanteissa se, että ensimmäinen kerros 1 el muodosta Han tiiviiksi ja että sen lä pi sitriyy riittävästi kosteutta 1. ja 2, kerroksen väliin, jolloin sine of symiy ns. puhal- lusta, joka voi irrottaa mainitat kerrokset iotsistaan.

Eräs tapa valmistaa kaksi- tai kolmikerroksinen barrierkartonki 10 on muodostaa toi- nen kerros 2 hiokkeesta, CTMP:stä tal puolisellusta. Fnsimmäisen kerroksen I SR- luku voidaan sovittaa silloinkin arvoon >50 ja toisen >35 tai päinvastoin.

Kuviossa 2 on kuvattu eräs elintarvikkeiden pakkaamiseen tarkoitettu kaksikerroksi- nen barrierkartonki 10. Sen elintarvikkeen puoleinen kerros, ensimmäinen kerros 1, on = 28 koostettu pääasiassa jauhetusta koivusellusta, havusellusta tai näitä sekoittamalla saa-

N dusta sellusta, jonka jauhatuksen SR- luku on yli 50. Tämän isäksi mainittu kerros si- - säitää hartsiliimaa 1- 4 % sen painosta ja CMC:tä enintään 4 % sen painosta ja tämän — kerroksen neliöpaino on yli 50 g/m". Toinen kerros 2 on koostettu pääasiassa havusel-

E lusta, koivusellusta tai näitä sekoittamalla saadusta sellusta, jonka SR- luku on yli 35.

D 38 Tämän lisäksi mainittu kerros sisältää harisiliimaa 1- 4 % sen painosta ja CMC:tä © enintään 4 % sen painosta ja sen neliöpaino on 110- 200 g/m”. Vaihtoehtona on, että 1. 2

S kerroksen SR- luku sovitetaan arvoon >35 ja toisen arvoon >50. Tällä pyritään samaan lopputulokseen kuin vastaavalla vaihtoehdolla kolmikerroksisessa barrierkartongissa.

Kaksikerroksinen barrierkartonki 10 voidaan toteuttaa myös siten, eitä sen toinen ker- ros 2 ei sisällä hartsiliimaa. Tai siten, että sen ensimmäinen ja toinen kerros 2 eivät si- sälla hartsiliimaa.

Kuviossa 3 on kuvattu eräs elintarvikkeiden pakkaamiseen tarkoitettu yksikerroksinen barrterkartonki 10. Se käsittää vain ensimmäisen kerroksen 1, joka on koostettu pää- asiassa koivuseliusta, havusellusta tai näitä sekoittamalla saadusta sellusta, jonka SR- luku on yli 50. Tämän kerroksen neliöpaino on yli 90 g/m".

Eräs keksinnön sovellus on edellä esitetyn kaltainen yksikerroksinen barrierkartonki, joka sisältää lisäksi hartsiliimaa 1- 4 % sen painosta.

Eräs keksinnön yksikerroksinen sovellus on edellä esitetyn kaltainen yksikerroksinen batrterkartonki 10 sillä erolla edelliseen, että se sisältää lisäksi CMC:tä enintään 4 % is sen painosta.

Eräs keksinnön sovellus on yksikerroksinen barrierkartonki 10 sillä erolla kahteen edelliseen, että se sisältää CMC enintään 4 % sen painosta, mutta ei sisällä hartsia. 26 Kuviossa 4 on kuvattu sellainen kolmikerroksinen keksinnön sovellus, jossa toinen kerros 2 on aallotettu. Rakenteesta käytetään yleisesti nimitystä aaltopahvi. Sen kaik- kien kolmen kerroksen pääaisallinen raaka-aine on havusellu. koivusellu tai näitä se- koittamalla saatu sellu, SR- luku yli 50 ja neliöpaino yli 90 g/m’. Tässä barrierkarton- gissa 16 on jokaisessa kerroksessa barrier. — 25

N Toisessa kolmikerroksisen barrierkartongin 10 aaltopahvisovelluksessa kolmas kerros - 3 on muodostettu tavanomaisesta aaltopahvijalostusta varten valmistetusta valko- tai — ruskeapintaisesta kraitlinerista, joka koostuu tunnetusti kartongista jonka SR- luku on

E <35 ja neliöpaino 40- 80 g/m" ja pinnoitteesta. Näin aikaan saadun kolmannen kerrok- 2 36 sen 3 neliöpaino on 109- 150 g/m’. Tämän keksinnön sovelluksen ensimmäinen kerros o 1 ja toinen kerros 2 toteutetaan kuten edellä mainitussa sovelluksessa, jolloin sen bar- 2

S rier on näissä kahdessa kerroksessa.

it

Aaltopahvisovelluksia toieutettaessa toinen kerros 2 ajetaan kartonkikoneen aallo- tusyksikön läpi, jolloin siihen saadaan haluttu aaltomainen muoto.

Kuviossa 5 on esitetty keksinnönmukaisen menetelmän eräs sovellus kaaviona. Se koostuu seuraavista toimenpiteistä: vaihe A; kuhunkin kerrokseen käytettävä sellu 20 jauhetaan jauhimella siten, että sen muodostavat kuituniput irtoavat toisistaan ja fibril- loiluvat kuitujen olennaisesti katkeamatta ja että vähintään ensimmäisen kerroksen 1 sellun jauhatuksella on limoittava vaikutus, jolloin kuitujen väliset siteet säilyvät myös kunvatuksen jälkeen, vaiheet B ja €; selluun 26 lisätään hartsiliima 21 jaftai

CMC:tä 22, jos se tai ne sisältyvät valmistettavan kerroksen rakenteeseen, vaihe D selluista 20/ seoksista 23 valmistetaan 1-, 2, tai 3-kerroksinen barrierkartonki 10 tähän tehtävään sovitetulla kartonki- tai paperikoneella, Sellujen SR arvot sekä hartsiliiman ja CMC:n määrät sovitetaan kerroksittain aiemmin edellä esitettyjen edullisten arvojen ja määrien mukaisiksi. is

Kuviossa 6 on kuvattu keksinnönmukaisen menetelmän sovellus, jossa ei käytetä hart sia eikä CMC':tä. Tätä sovellusta voidaan käyttää 1- 3-kerroksisen barrierkartonein 10 valmistuksessa ja sen barriervaikutus saadaan aikaan pelkästään sellun 20 jauhatuksel- la vaiheessa A. 28

Kun keksinnönmukaista menetelmää sovelletaan niin, että barrierkartongin 10 tausta 10.1 ja/tai pinta 10.2 pinnoitetaan CMC- pinnoitteella, niin se voidaan tehdä kartonki- ; k p p /paperikoneen pintaliimausasemalla tai erillisellä pääilystyskoneelia.

Keksinnönmuksisen menetelmän eräs toteuiusmuoto on lisätä taustaan 10.1 vesi- —

N K: äv a

O liukoinen polyymeeridispersiokeitos. 2 POLY? i -

N Eräs keksinnön sovellus on painsa barrierkartongin 10 pintaan 10.2 informaatiota vä- — — ra <a - a littävä painatus.

I a a 38

O Yksikerroksisen barrierkartongin pinta 10.2 voidaan muodostaa esim. ns. kraftlinerista

L ELA

© oo k haen ; .

N laminoimalla tai Himaamalla se kerroksen ulkopintaan.

O

N

Yksi- ja kaksikerroksiset barrierkartongit 10 voidaan valmistaa myös siten. eitä en- simmäinen kerros I tai ensimmäinen ja toinen kerros 2 koostetaan laminoimalla kaksi tai kolme kerrosta yhteen CMC- liimalla tai tapettiliisterillä. Tämä vaihe voidaan to- teuttaa erillisellä laminointikoneella.

Toinen tapa koostaa ensimmäinen kerros 1 tai toinen kerros 2 kolmesta yhteen liitettä- västä kerroksesta on laminoida tai Himata ne yhteen aaltopahvikoneella sivuuttamalla aallotusyksikkö. 16 Edellä mainittuja koneita voidaan hyödyntää myös ensimmäisen, toisen ja kolmannen kerroksen 1- 3 yhteen liittämisessä keksinnönmukaista barrierkartonkia valmistettaes- sa.

Keksinnönmukaisessa barrierkartongissa voi olla myös enemmän kuin kolme kerrosta. is

Edellä mainitut erilaiset keksinnön sovellukset voidaan toteuttaa aina tilannekohtaises- ti edullisina kombinastioina,

On huomattava, että vaikka tässä selityksessä on pitäydytty yhdentyyppisessä keksin- nölle edullisessa toteuttamisestmerkissä, niin tällä ei kuitenkaan haluta mitenkään ra- joittaa keksinnön käyttöä vain tämän tyyppistä esimerkkiä koskevaksi. vaan monet muunnokset ovat mahdollisia patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen aja- tuksen puitteissa. — 25

N

O

N

-

MT

— =

I a a e 30

LO

TU

©

TU

N

O

N

Claims (19)

Patenttivaatimukset

1. Barrierkartonki (10), jossa on vähintään ensimmäinen kerros (1) ja toinen kerros (2) ja joka on tarkoitettu elintarvikkeiden pakkausmateriaaliksi, tummettu siitä, että:

a. ensimmäisen kerroksen (1) pääasiallinen raaka-aine on havuseliu, koivusellu tai näitä sekoittamalla saatu sellu ja että kyseisen sellun SR jauhatusluku on yli 50,

b. toisen kerroksen (2) pääasiallinen raaka-aine on havusella, koivusellu, näitä sekoittamalla saatu sellu, hioke, CTMP massa tai puolisellu ja mainitun pää- asiallisen raaka-aineen ollessa joku kolmesta ensin mainitusta sellusta sen SR jauhatusluku on yli 35, tai.

c. edellä mainitun raaka-aine-ehdon toteutuessa 1. kerroksen (1) ja 2. kerroksen (2) seilujen SR jauhatustuvut ovat päinvastoin kuin edellä on määritelty.

2. Patentiivaatimuksen 1 mukainen barrierkartonki (10). tuunetta siitä, eitä ensim- mäinen kerros (1) sisältää hartsiliimaa (21) 1-4 % sen painosta ja/tai karboksime- tyyliselluloosaa, eli CMC:tä (22) enintään 4 % sen painosta,

3, Patentiivaatimuksen 1 tai 2 mukainen bamrierkartonki (10), tupnettne sitä. eitä toinen kerros (2) sisältää hartsiliimaa (21) 1- 4 % sen painosta ja/tai CMC:ia (22) enintään 4 % sen painosta.

4. Jonkun patenttivaatimuksista 1- 3 mukainen barrierkartonki (10). tumnettu siitä, _ 25 että kun se on koostetin kahdesta kerroksesta, niin toisen kerroksen (2) neliöpaino S on 110-200 gor”. 7

= 5. Jonkun patenftivaatimuksista 1- 3 mukainen barnerkartonki (10), tunsetta siitä, I että se sisältää kolmannen. toisen kerroksen viereisen kerroksen (3), jonka raaka- > 30 aine on havusellu, koivusellu tai näitä sekoittamalla saatu sellu. LO —

= 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen barrierkartonki (10), tammettu siitä, eitä kol- N mannen kerroksen SR jauhatusiukn on alle 35.

7. Jonkun patenttivaatimuksista 1- 6 mukainen barrierkartonki (10), tunnettu siitä, että ensimmäisen kerroksen (1) neliöpaino on yli 50 gm”.

&. Jonkun patenttivaatimuksista 5- 7 mukainen barrierkartonki (10), tunnetty siitä, että toisen kerroksen (2) neliöpaino on yli 100- 170 gån”.

9. Jonkun patenttivaatimuksista 5- 8 mukainen barrterkartonki (10), tunnettu siitä. että kolmannen kerroksen (3) neliöpaino on 40- 80 g/m).

10. Barrierkartonki (16), jossa on kaksi tai kolme kerrosta ja joka on tarkoitettu elin- tarvikkeiden pakkausmateriaaliksi tunnettu siltä, että:

a. ensimmäisen kerroksen (1) ja toisen kerroksen (2) pääasiallinen raaka- aine on havuseilu. koivusellu tal näitä sekoittamalla saatu sellu, ja että kyseisen sellun SR jauhatusluku on yli 50, b, toinen kerros (2) on aaliotettu, jolloin barrierkartonki (10) on aaltopahvi,

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen barrierkartonki (10), tunnettu siitä, otf en- simmäinen kerros (1) sisältöä harisiliimaa (21) 1- 4 % sen painosta ja/tai CMC:tä (22) enintään 4 % sen painosta.

12, Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen barrierkartonki (10), tnonettu siltä, että toinen kerros (2) sisältää hartsiliimaa (21) 1- 4 % sen painosta ja/tai CMC:tä (22) enintään 4 % sen painosta.

13. Jonkun patenttivaatimuksista 10- 12 mukainen bairrierkartonki (10), tunnettu sii- N fä, eitä kolmannen kerroksen (3) sellun SR jauhatusluku on yli 50, tai että se on : s koostettu valko- tai ruskeapintaisesta krafilinerista, joka koostuu kartongista jon- i ka SR jauhatusluku on alle 35 ja sen pintaan kiinnitetystä pinnoitteesta. = E 30

14. Jonkun patenttivaatimuksista 10- 13 mukainen barrierkartonki (10), tunnettu sii- 2 tä, että sen kaikkien kerrosten (1- 3) neliäpaino on yli 90 g/m’. 2 © S

15. Barrierkartonki (10), joka käsittää yhden kerroksen, eli ensimmäisen kerroksen (1) ja joka on tarkoitettu elintarvikkeiden pakkausmaleriaaliksi. tunnetta siitä, että ensimmäisen kerroksen (1) pääasiallinen raaka-aine on havuselly, koivusellu fal näitä sekoittamalla saatu sellu ja että kyseisen sellun SR janhatusloku on yli mA i + om > 9 50 ja sen neliäpaino on yli 90 g/m.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen barrierkartonki (10), tunnettu siitä, että se si- sältää hartsiliimaa (21) 1- 4 % sen painosta ja/tai CMC:tä (22) enintään 4 % sen painosta,

17. Jonkun patenttivaatimuksista 1- 16 mukainen barrierkartonki (10), tunnetta siitä, että sen taustaan (10.1) on sovitettu CMC- pinnoite ja/tai vesiliukoinen polymee- ridispersiopinnoite.

18. Jonkun patenttivaatimuksista 1- 17 mukainen barrierkartonki (10), tunnetta siitä, että vähintään yksi sen kerroksista (1- 3) käsittää vähintään kaksi kerrosmaista yhteen kiinnitettyä osaa. iS

19. Menetelmä jossakin patenttivaatimuksista 1- 18 määritellyn barrierkartongin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että siinä suoritetaan ainakin seuraavat toimenpi- leet!

a. ainakin ensimmäisen kerroksen (1) pääasiallisena raaka-aineena oleva sellu (20) jauhetaan jauhimella siten, että sen muodostavat kuitanipui irtoavat toi- sistaan ja fibrilloituvat kuitujen olennaisesti katkeamatta ja että mainitulla jauhatuksella on limoittava vaikutus, jolloin kuitujen väliset siteet säilyvät myös kuivatuksen jälkeen,

b. tietyn/ tiettyjen kerrosten (1- 3) selluun (20) lisätään harisiliima (21) ja/tai = 25 CMC:tä (22), jos se tai ne sisältyvät asianomaisen kerroksen rakenteeseen,

N c. saadnsta/ saaduista sellaista (20) tai seoksista (23) muodostetaan 1-. 2, tai 3- I - kerroksinen barrierkartonki (10) tähän tehtävään sovitetulla kartonkikoneella. — = I a a o LO TU © TU N O N