NO150348B - Fremgangsmaate ved fremstilling av papp av boelgetypen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fremstilling av bølgepappemballasje med høy motstandsdyktighet overfor fuktighet.

Som emballasjemateriale er papp kjent som betegnes som "bølgepapp" som i det vesentlige består av to eller flere ark av flatt papir med ett eller flere mellomliggende bølgeformede papirark.

Denne papp kan være av "enbølqelaq"-typen når den består av to flate papirark med et mellomliggende enkelt bølgeformet papirark, eller den kan være av "flerbølqelaq"-typen når den består av flere enn to flate papirark med eii rekke alternerende bølgeformede ark.

Slik papp har dårlig mekanisk motstandsevne under sterkt

fuktige betingelser som kan forekomme på spesielle lukkede steder, f.eks. i kjøleskap, eller i det fri under ugunstige værbetingelser, eller efter plutselige temperaturvariasjoner og variasjoner i den relative fuktighet adfulgt av kondensasjon av vanndamp.

For å unngå eller overvinne disse ulemper må pappen under-kastes kompliserte og kostbare behandlinger med fuktighetsmot-standsdyktige harpikser eller med paraffiner, idet behandlingene er forholdsvis vanskelige å utføre i praksis. Dersom behandlingene utføres i forbindelse med celluloseark før disse omdannes tii papp, kan det i virkeligheten forekomme vanskeligheter under denne om-dannelse på grunn av vedheftningstap mellom de forskjellige komponenter, og det fås da meget skjøre materialer. I andre tilfeller som når paraffin anvendes, vil det være nødvendig å utføre be-handlingen av den endelige bølgepapp ved anvendelse av diskontinuerlige metoder som er forholdsvis kompliserte.

Det er ifølge oppfinnelsen blitt utviklet en fremgangsmåte som gjør det mulig å fremstille bølgepapp med betydelig motstandsdyktighet overfor fuktighet ved anvendelse av papirark basert på blandinger av cellulose med fibriller av termoplastiske polymerer med et overflateareal på over 1 m 2/g.

Det er kjent at det fra syntetiske polymerer i sin alminnelighet kan erholdes fibermaterialer som betegnes som fibriller eller også fibrider, plexofilamentære fibrider eller mikroflak med den samme morfologi som for cellulosefibre, slik at de kan anvendes som hel eller delvis erstatning for de sistnevnte fibre ved fremstilling av papir eller papirlignende produkter under anvendelse av metoder og utstyr for fremstilling av tradisjonelt papir.

Deres vesentlige karakteriserende egenskap er at de har et spesifikt overflateareal på over 1 m 2/g. Disse fibre har i alminnelighet en største lengde eller størrelse mellom 0,5 og 50 mm og en tilsynelatende (eller midlere) diameter eller en mindre størrelse av 1-400 pm.

Ifølge britisk patentskrift nr. 868651 kan slike fibermaterialer fremstilles ved til en oppløsning av syntetisk polymer å tilsette et ikke-oppløsningsmiddel for polymeren, samtidig som den utfelte polymer eller polymeren i svellet tilstand utsettes for innvirkning av skjærspenninger.

Ifølge britisk patentskrift nr. 1287917 kan materialer som har en lignende morfologi og som likeledes kan anvendes som erstatning for cellulosefibre ved fremstilling av papir, erholdes ved polymerisering av ct-olefiner i nærvær av kondensasjonskataly-satorer under innvirkning av skjærkrefter i reaksjonsmediet.

Andre fremgangsmåter hvor fibermaterialer med de ovenfor beskrevne egenskaper og anvendelsesegenskaper erholdes i form av mer eller mindre sammenhengende aggregater eller som fibrillerte filamentmaterialer (plexofilamenter), består i ekstrudering gjennom et munnstykke av oppløsninger, emulsjoner, dispersjoner eller suspensjoner av syntetiske polymerer i oppløsningsmidler, emulgeringsmidler eller dispergeringsmidler, eller blandinger derav, under nærmest øyeblikkelig fordampning av oppløsningsmidlet eller av den i blandingen tilstedeværende flytende fase ( "flash-spinning"-prosesser).

Prosesser av denne type er beskrevet f.eks. i britiske patentskrifter nr. 891943 og nr. 1262531, i US patentskrifter nr. 3770856, nr. 3740383 og nr. 3808091, i belgisk patentskrift nr. 789808, i fransk patentskrift nr. 2176858 og i tysk patentsøknad nr.2343543.

De ved slike prosesser erholdte fiberaggregater eller plexofilamenter kan lett deles opp ved skjæring ogoppslåing (raffinering) inntil de enkelte fiberstrukturelementer fås med et spesifikt overflateareal av over 1 m <2>/g og som er egnede for anvendelse ved fremstilling av papir og andre lignende produkter.

Således er i britisk patentskrift nr. 891945 fremstilling av slike fiberstrukturer (plexofilamenter, fibrider) beskrevet ved avbygning av aggregater av plexofilamenter erholdt ved flash-spinning av polymeroppløsninger.

Endelig kan fibriller eller fiberstrukturer med analoge anvendelsesegenskaper enkelt oppnås ved å utsette en oppløsning eller suspensjon, emulsjon eller dispersjon av en polymer i opp-løsningsmidler og/eller emulgeringsmidler eller dispersjonsmidler mens den ekstruderes med hurtig fordampning av væskefasen, for skjærkraftinnvirkning av en gass med høy hastighet og rettet med en vinkel i forhold til ekstruderingsretningen. Prosesser av den type er beskrevet i italiensk patentskrift nr. 947919 og i italiensk patentsøknad nr. 29594.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved fremstilling av papp av bølgetypen, hvor et korrugert element dannes fra et ark som inneholder termoplastiske polymerfibre, ved at arket føres på en korrugerende innretning ved en temperatur som er lik eller høyere enn de termoplastiske fibres smeltetemperatur, hvorefter foringer sveises på det korrugerte elements spisser, og fremgangs-måten er særpreget ved at det for fremstilling av det korrugerte element og foringene anvendes ark som består av eller omfatter et ytre lag med 10-90 vekt% cellulosefibre og 90-10 vekt% termoplastiske polymerfibre med et overflateareal over 1 ra 2/g, at arkene ved fremstillingen av det korrugerte element og foringene oppvarmes under trykk ved en temperatur som i det minste er lik de termoplastiske polymerfibres smeltetemperatur, og at minst én foring sveises til det korrugerte elements spisser ved at spissenes overflater og foringen inneholdende den termoplastiske polymer bringes i kontakt med hverandre, hvorefter den termoplastiske polymer smeltes.

Arkene kan fremstilles ved å avsette blandinger av cellulose og fibriller erholdt fra vandige suspensjoner derav ved metoder som er vanlig anvendt innen papirindustrien. Det anvendes ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis ark av blandinger av cellulose og termoplastiske fibriller i en mengde av 20-80 vekt% cellulose og 80-20 vekt% termoplastiske fibriller.

De ovennevnte ark kan være av ett-lagstypen, dvs. at de er blitt fremstilt med ett enkelt fiberlag med jevn sammensetning, eller av flerlagstypen, dvs. at de består av en rekke lag med for-skjellig sammensetning. I det sistnevnte tilfelle skal de ovenfor angitte prosenter for cellulose og fibriller gjelde for hvert enkelt lag med jevn sammensetning.

De ovennevnte fibriller kan bestå av en hvilken som helst fiberformet, syntetisk, termoplastisk polymer og kan inneholde inerte materialer (fyllstoffer) av forskjellige typer, som f.eks. kaolin, kalsiumcarbonat, talkum, silikater, titandioxyd eller kalsiumsulfat, i en mengde av opp til 70% av fibrillenes samlede vekt.

Termoplastiske polymerer som kan anvendes for dannelse av slike fibriller, er f.eks. homopolymerer av olefiner, spesielt av ethylen, propylen og 4-methylpenten-l, av vinylklorid og av vinyl-monomerer i sin alminnelighet, av oxymethylen, av amider og av acrylnitril, og dessuten av polyesterharpikser og polymerer bestående av de ovennevnte copolymeriserbare monomerer.

De cellulosefibre som kan anvendes sammen med de syntetiske fibriller, kan bestå av kjemisk, halvkjemisk eller regenerert cellulose, av tremasse eller av andre fibre som normalt anvendes innen dette område.

Oppvarmingen under trykk kan utføres f.eks. på sylinder-kalandrer eller i diskontinuerlige flate platepresser eller på kontinuerlige beitepresser.

De anvendte trykk er fortrinnsvis minst 0,1 kg/cm 2på sylinderkalandrene og minst 0,1 kg/cm 2ved anvendelse av plate-eller beitepresser.

Fremstillingen av bølgearkene kan gjøres ved å anvende arkene fra oppvarmingen og smeltingen eller ved å anvende ark som ennu ikke er blitt varmebehandlet og lede disse over rille-valsepar oppvarmet til den egnede temperatur.

Sammenføyningstrinnet utføres ved å plassere et bølgeark mellom to flate ark og ved å sveise dette til de flate ark via bølgespissen ved å smelte den termoplastiske polymer i arket på stedet for bølgespissene.

Denne måte for å oppnå vedheftning (varmsveising) kan også anvendes for vedheftning av bare ett enkelt flatt ark til bølge-arket, mens det annet flate ark kan heftes til bølgearket ved anvendelse av et vanlig bindemiddel. Varmsveisingen foretrekkes i hvert fall da den sikrer en langt bedre vedheftning mellom arkene ved høy fuktighet. Denne metode kan gunstig utføres med høye konsentrasjoner (over 50 vekt%) termoplastiske fibriller i utgangsarkene eller i det minste i de lag av de enkelte ark som skal bringes i' kontakt med hverandre og bringes til å hefte til hverandre ved varmsveising.

Alle de ovennevnte trinn som er karakteristiske for den foreliggende fremgangsmåte, kan utføres kontinuerlig på maskiner av den type som er anvendt for fremstilling av bølgepapp som bare består av cellulose (korrugeringsmaskiner), på egnet måte utstyrt med oppvarmingsanordninger (infrarøde lamper, dampoppvarmede sylindre etc.) for smelting av de termoplastiske fibriller.

Den foreliggende fremgangsmåte kan anvendes for fremstilling av bølgepapp både av én- og flerbølqelagtypen under anvendelse' av en rekke ark. Det kan også ifølge o<p>pfinnelsen innføres forskjellige andre variable, som på utgangsarkene å danne homogene lag bare beståeiide av cellulosef ibre eller bare bestående av termoplastiske fibriller, hvorefter i det sistnevnte tilfelle disse smeltes under dannelse av en ugjennomtrengbar polymerfilm.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

Et to-lags papir ble fremstilt på en to-dysepapirmaskin under anvendelse av polyethylenfibriller (smeltetemperatur 135°c3 med en lengde av 2-3 mm, en gjennom2snittlig diameter av 18<um og et spesifikt overflateareal av 5 m /g, idet fibrillene inneholdt 30 vekt% innarbeidet kaolin. Papiret hadde de følgende egen-

2

skaper: samlet flatevekt 200 g/m , flatevekt for det første lag 100 g/m 2, sammensetning for det første lag 60% polyethylenfibriller og 40% ubleket nåletrecellulose, vekt for det annet lag 100 g/m 2 og sammensetning for det annet lag 100% ubleket nåletrecellulose.

Papiret med denne sammensetning ble kalandrert på en sylinder eller valsekalander med sylindre som var oppvarmet til en temperatur av 160°C. Trykket mot papiret var 8 kg/cm. Tre ruller papir fremstilt på denne måte ble samtidig tilført til en standard bølgepappmaskin for fremstilling av bølgepapp med bare ett bølgelag. Under fremstillingen av bølgepappen ble ett av de to flate papirark varmsveiset til bølgepapiret idet de to papir ble bragt i kontakt med hverandre ved bølgespissene på den

side som haddet et høyt innhold av syntetisk pasta. Tempera-turen for bølgegruppen var 180-190°C.

Det annet flate papirark ble limt til innsiden av bølge-papiret ved anvendelse av et lim på stivelsesbasis. Den således erholdte bølge<p>app hadde de følgende egenskaper: Flatevekt 760 g/m 2, tykkelse 4,6 mm, vertikal kompresjon 66 kg/10 cm og bøye-styrke 3,2 kg.

Bøyestyrken ble bestemt for et prøvestykke med en bredde av 7,5 cm og en lengde av 2 0 cm.

Efter henstand i 72 timer i et værelse med en temperatur av 4°C og en relativ fuktighet på 90% hadde bølgepappen de følgende egenskaper: vertikal kompresjon 30 kq/10 cm og bøyestyrke 1,5 kg.

Eksempel 2

Sammenligningsforsøk

Ved anvendelse av tre papir med en flatevekt av 200 g/m<2 >og som bare besto av ubleket nåletrecellulose av den samme type som ble anvendt i det ovenstående eksempel, ble en bølge-papp fremstilt under de samme betingelser som anvendt i det ovenstående eksempel.

De tre komponenter ble limt til hverandre ved anvendelse av et vanlig lim på stivelsesbasis. Bølgepappen hadde de føl-gende egenskaper: flatevekt 728 g/m 2, tykkelse 4,3 mm, vertikal kompresjon 50 kg/10 cm og bøyestyrke 0,1 kg.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av papp av bølgetypen, hvor et korrugert element dannes fra et ark som inneholder termoplastiske polymerfibre, ved at arket føres på en korrugerende innretning ved en temperatur som er lik eller høyere enn de termoplastiske fibres smeltetemperatur, hvorefter fdringer sveises på det korrugerte elements spisser, karakterisert ved at det for fremstilling av det korrugerte element og foringene anvendes ark som består av eller omfatter et ytre lag med 10-90 vekt% cellulosefibre og

   90-10 vekt% termoplastiske polymerf ibre med «t overf lateareal over 1 m 2/g, at arkene ved fremstillingen av det korrugerte element og foringene oppvarmes under trykk ved en temperatur som i det minste er lik de termoplastiske polymerfibres smeltetemperatur, og at minst én foring sveises til det korrugerte elements spisser ved at spissenes overflater og foringen inneholdende den termoplastiske polymer bringes i kontakt med hverandre, hvorefter den termoplastiske polymer smeltes.