NO163417B - Fremgangsmaate for fremstilling av en fiberholdig bane vedhjelp av papirfremstillingsteknikk. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for fremstilling av en fiberbane under anvendelse av papirfremstillingsteknikk, med pH mellom 6,2 og 9,5, fra fibre, et organisk polymert bindemiddel, et organisk kationisk flokkuleringsmiddel og et middel som reduserer adhesjon av banen til våtpressene under dannelsen av banen. Banen oppnådd ved hjelp av fremgangsmåten, hvor pH i den vandige ekstrakt er over 7 og som fremviser forbedrede mekaniske egenskaper spesielt med hensyn til strekkstyrke, sprengstyrke, støtmotstand, bruddenergi og maskinerbarhet, er nyttig pa emballasjeområdet og spesielt for poser/sekker av papir.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en fiberholdig bane ved hjelp av papirfremstillingsteknikk hvor man går ut fra en vannholdig fibersuspensjon, inneholdende flokkuleringsmiddel og bindemiddel, samt midler som reduserer fluffdannelse og adhesjon til fuktige presser, hvor suspensjonen innføres i innløpskassen for å tildanne en bane i papirmaskinen og banen deretter presses og tørkes, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at det fremstilles en vannholdig suspensjon med pH mellom 6,2 og 9,5 inneholdende (a) 100 deler (tørr vekt) celluloseholdige fibre med en SR-grad mellom 16 og 35 eller blandinger av celluloseholdige fibre med en SR-grad mellom 16 og 35 og ikke-celluloseholdige fibre, hvorved vektforholdet (tørr vekt) mellom ikke-celluloseholdige fibre og celluloseholdige fibre er høyst 0,1, (b) 0,01-1 del (tørr vekt) kationisk, organisk flokkuleringsmiddel, (c) 0,2-5 deler (tørr vekt) organisk, polymert bindemiddel som for eksempel stivelse og (d) 0,01 - 1 del (tørr vekt) middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon til fuktige presser av banen under dannelsen av denne, samt om ønsket også et vannavstøtende middel og/eiler et uorganisk fyllstoff.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkra-vene.

Det er kjent at papirfabrikanter og foredlingsbedrifter for kraftpapir for emballasje må møte konkurranse fra tallrike former for emballasje som f.eks. plastposer og pakker for avgivelse av løse eller halvløse materialer. Det har føl-gelig vært nødvendig for papirfabrikanter og foredlingsbedrifter å utvikle mer tekniske produkter som veier mindre enn de tradisjonelle materialer (en reduksjon i vekten av papiret eller en nedsettelse f.eks. i antallet av bretter i posene) som fullstendig tilfredsstiller de kvalitative krav til den endelige bruker, dvs. påkjenningsbetingelsene ved automatisk fylling innen en meget lang rekke forskjellige industrielle sektorer som f.eks. de følgende:

a) bygningsmaterialer:

Sement, gips, hydraulisk kalk, belegg, gulvbelegg, isola-sjonsmaterialer , tetningsprodukter;

b) mineral- produkter:

Rå leire, kaolin, keramikk, ildfaste produkter basert på

leire eller asbest, lava, marmor, malt flint, baryt, felt kalk og felt gips, oker, talkum, kiselholdige produkter og silika, bentonitter, aktivt trekull, sand, salt;

c) næringsmidler for mennesker:

Mel for kaker og brød, sukker, melkepulver, pastavarer,

poteter, frukt og grønnsaker, tørkede næringsmidler;

d) dvref8r:

Sammensatte f6rstoffer, kjøttmei og fiskemel, melasse,

fSrkaker, hvete, alfalfa-mel, fibermasser, mineralkonsen-trater, kjæledyr-f6r, melkepulver;

e) kjemikalier:

Aluminium, natrium, svovel og kombinasjoner, vaskepulver,

detergentseper, polymerer fra petroleumkjemi eller kullkjemi, insekticider, pesticider, syntetiske harpikser, derivater av cellulose eller stivelse, fargestoffer, pigmenter;

f) gi ødnlngsmidler:

Nitrogen- og fosfat-gjødningsmidler, kalsiumnitrat, pottaske,

sammensatte gjødningsmidler, basisk eller kaliumslagg, og

g) forskjellige produkter:

Frø, tremel, bitumen, trekull, etc.

I samsvar med de forskjellige brukstyper må papirposen med enten ventil eller åpen munning, tilfredsstille et antall kvalitative krav: dens form må tilsvare et visst volum av produkt, videre må posen være tilpasset kravene for foredlingsbedriften (maskinerbarhet og trykkbarhet) for den moderne fyllingsteknikk og hurtig og automatisk mekanisering, og posene må motstå påkjenningene ved fyllingen og støtene under de forskjellige håndteringsoperasjoner og utøvelser av stort trykk og den må beskytte innholdet mot fysikalsk-kjemiske angrep og fra organoleptisk nedbrytning og posen må også være egnet for paller og stabling med minimal fare for glidning.

I mange år har det vært nødvendig for fremstillere av kraftpapir å definere hovedegenskapene for papiret, for det første slik at papiret kan maskinbehandles riktig av foredlingsbedriften og for det annet at posen tilfredsstiller de ovennevnte krav.

Disse undersøkelser viser at bruddenergien for papiret, som i første rekke er assosiert med bruddforlengelsen, mer spesielt i maskinretningen, er en fundamental egenskap vedrørende den endelige styrke av posen.

Det er kjent at et antall tekniske løsninger på dette problem er blitt anbefalt. En løsning som er spesielt kjent er den som omtales som "høy-konsistens-raffinering av cellulosemas-se" jfr. spesielt W.C. West Tappi 47 (6), 313 (1964), fransk patentskrift nr. 1.453.806 og tilleggspatenter 91.978 og 91.979 som ved å gå ut fra et celluloseinnhold på 20 - 35 % som en generell regel gjør det mulig å forbedre rivstyrken og bruddforlengelsen med 5 til 10 %, men som har den vesentlige ulempe at den krever store energimengder sammenlignet med konvensjonell raffineringsteknikk.

Den løsning som omtales som "sveve-tørket kraftpapir" er også kjent og har fordelen med å begrense strekkeoperasjonene under fremstillingen av papiret og således forbedre bruddenergien, men den har de følgende ulemper: høye investe-ringsomkostninger, meget høye energiomkostninger og uregel-messigheter i tverr-retningen, idet maskiner utstyrt i samsvar med denne løsning ikke er i stand til å fremstille mer konvensjonelle papirprodukter med en god levedyktighet med mindre spesielle krav stilles til bruddenergien.

Den løsning som omtales som "kreppet kraftpapir" er også kjent, jfr. spesielt fransk patenskrift nr. 1.261.100. Denne fører til bruddforlengelser på minst 7 til 8 % i maskinretningen, men er for fleksibel og har dårlig maskinerbarhet for både foredlingsbedriften og brukeren som fyller posen, spesielt på grunn av den vesentlige utvikling i automatise-ring av fylle-maskinlinjen.

Det er kjent at på grunn av de alvorlige vanskeligheter som påtreffes med kreppet papir ble en annen løsning som involverer strekkbarhet, kjent spesielt som "CLUPAK"-metoden foreslått for fremstilling av strekkbart eller halv-strekkbart kraftpapir, jfr. spesielt US patentskrift nr. 2.624.245 og franske patentskrifter nr. 1.439.100, 1.442.574 og 1.550.049. Denne metode omfatter kompaktering av papirbanen, mens denne fremdeles er fuktig, mellom en gummibelte-presse og en tørkevalse, idet retraksjonen av gummibeltet utøver kompresjonskrefter i maskinretningen og bevirker lokal i kompaktering, som resulterer i en grad av strekkbarhet av banen,; idet den ønskede prosentvise forlengelse oppnås hovedsakelig ved å innstille hastighetsforskjellen oppstrøms og nedstrøms fra kompakteringsinnretningen.

I den foreliggende sammenheng er denne løsning den som frembyr det beste kompromiss mellom kvalitet og pris. Ikke desto mindre er muligheten for å redusere vekten av posene fremdeles begrenset. Bruddforlengelsesnivåene for halv-strekkbart kraftpapir er i virkeligheten generelt av størrel-sesorden 5 til 10 % i maskinretningen og spesielt fra 5 til 7 %, da de vesentlige ulemper med fleksibilitet og følgelig

maskinerbarhet som allerede nevnt for kreppet papir synes

utenfor denne terskel. Under disse betingelser har også derfor denne løsning hatt sine begrensninger med hensyn til bruddenergi. Det er også meget viktig å legge vekt på at den mekaniske virkning av strekkbarhet, som begunstiger forlengelsesegenskapene av papiret, ikke desto mindre har en meget skadelig virkning, av størrelsesorden 15 til 30 % på strekkstyrken av papiret.

I likhet med såkalt standard kraftpapir for fremstilling av små, medium eller store poser, oppnås videre såkalt halv-strekkbart, strekkbart eller kreppet papir i samsvar med de sistnevnte to løsninger under anvendelse av en fibersuspensjon som i første rekke består av ubleket eller bleket bartrefibre, (med eller uten en liten prosentandel av løvtrefibre avhengig av bruken) assosiert med midler for å gjøre cellulosen vannavstøtende, vanligvis benevnt "lim-midler" for å redusere følsomheten av banen overfor vann. Disse lim-midler fremstilles generelt fra harpiks bestående av forskjellige harpikssyrer (spesielt abietinsyre, neoabie-tinsyre og palustrinsyre). Disse er enten lim av harpiks forsepet oftest med natriumhydroksyd, natriumkarbonat, kaliumhydroksyd, vandig ammoniakk eller organiske baser, eller forsterkede harpiksemulsjoner, dvs. emulsjoner sammen-satt av modifisert harpiks emulgert i nærvær av et disper-geringsmiddel av resinat-typen eller en proteinsubstans. Forholdet er imidlertid at disse lim alltid må anvendes i et surt medium, dvs. pH på mellom 4 og 6 og oftest mellom 4 og 5. Denne surhet oppnås vanligvis ved å anvende ammoniumsul-fat alene eller i kombinasjon med svovelsyre. Aluminiumsul-fatet virker som et flokkuleringsmiddel og et middel for fiksering av partiklene av limharpiks til fibrene.

Nærværet av aluminiumioner er også nødvendig ved den tidligere kjente teknikk for utfelling og fiksering til fibrene for partiklene av restharpiks inneholdt i massen etter at bartrevirket er blitt oppsluttet ved hjelp av kraftmetoden. Hvis aluminiumioner ikke er tilstede bevirker disse avlei-ringer eller harpiksklumper en meget vesentlig forstyrrelse i fabrikasjonsbetingelsene: tilsmussing av wiren og filtene og for mye fluff-dannelse i våtpressene med hyppige banebrudd på maskinen. Tilsetningen av aluminiumsulfat, som letter fabrikasjonsbetingelsene, svekker de samlede mekaniske egenskaper av papiret under arbeidsbetingelsene i samsvar med oppfinnelsen.

For å klargjøre situasjonen skal det bemerkes at dannelsen av banen på papirmaskinen generelt begunstiges av en høy raffineringsgrad av fibrene (frihetsgraden SR må være større enn 35 og foretrukket større eller lik 50). På den annen side, når cellulosefibre med en lav raffineringsgrad (frihetsgrad SR mindre eller lik 35) anvendes, treffer man på vanskeligheter ved at: (1) fibre med en lav raffineringsgrad omfatter klebriggjørende substanser som gjerne vil avsette seg på pressvalsene og dette forhold bevirker intens fluffdannelse og som et resultat store farer for brudd, og (2) en høy raffineringsgrad i et alkalisk medium bidrar til en god intern adhesjon eller kohesjon i banen, mens en lav raffineringsgrad på den annen side er ugunstig for den indre adhesjon.

Disse vanskeligheter forklarer hvorfor man med teknikken som er referert som "liming i et nøytralt medium" (ved pH på mellom 6,5 og 8,5) beskrevet i tysk patentansøkning nr. 3.000.367, fransk patentskrift nr. 1.005.346 og fransk patentskrift nr. 1.218.904, anvender fibre med en meget høy raffineringsgrad (frihetsgrad SR på 50) for å unngå brudd og fremme den indre kohesjon.

Tysk patentansøkning nr. 2.809.422 har videre åpenbaret en fremgangsmåte for fremstilling av emballasjepapir hvori 0,1 til 3 vekt% i forhold til vekten av endelig tørt papir, av en blanding omfattende 2 til 15 vekt% av et anti-klebemiddel og 98 til 85 vekt% av en syntetisk gummi eller en syntetisk harpiks innlemmes på oppstrømssiden av innløpskassen eller i innløpskassen. Av de grunner som er gitt i det foregående anvendes denne metode med å gå ut fra fibre med en meget høy raffineringsgrad (frihetsgrad SR på 68 - 70).

I samsvar med oppfinnelsen anvendes en helt annen teknikk.

For å spare energi anvendes fibre med en lav raffineringsgrad og for å kompensere for de ulemper som er forbundet med bruk av disse fibre, anbefales det å tilsette et antall bestanddeler i samsvar med spesielle utførelsesformer. Denne teknikk, som er spesielt fordelaktig for såkalt integrerte papirfabrikker som fremstiller massen og papiret kontinuerlig, gjør det mulig å fremstille kraftpapir for det formål å fremstille emballasj eposer.

I samsvar med oppfinnelsen foreslås en ny teknisk løsning som gjør det mulig å overvinne de ovennevnte ulemper og fremby fordelen med at den på den ene side fører til fiberholdige baner med forbedrede mekaniske egenskaper som f.eks. spesielt slagstyrke, bruddenergien og maskinerbarheten, og på den annen side energibesparelser og besparelser i råmaterialer som fibre og limet for liming av de fiberholdige baner under fremstillingen av poser.

Som indikasjon kan i samsvar med oppfinnelsen cellulosebesparelsene, som er forbundet med reduksjonen i antallet av lag og/eller vekten av papiret hvorav posen fremstilles, være mellom 5 og 35 % og spesielt mellom 10 og 15 % avhengig av bruken og for limet kan denne besparelse være av størrelses-orden 10 til 20 %.

Det er viktig at pH er nærmest nøytral eller alkalisk i inn-løpskretsene og innløpskassen. pH som anvendes skal være mellom 6,2 og 9,5, fordelaktig mellom 6,7 og 8,5 og foretrukket mer enn 7 og mindre eller lik 8,5.

Mengden av middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon av banen til pressene i maskinens våtparti er mellom 0,01 og 1 del på tørr vektbasis pr. 10 0 vektdeler tørr fibervekt.

Alle cellulosefibre er egnet, idet eksempler er kjemiske, halvkjemiske, mekaniske og mekano-kjemiske fibre, bartrefibre, løvtrefibre, fibre fra ettårs planter, fibre gjenvunnet fra avfallspapir, og blandinger derav. Det foretrekkes å anvende blekede, halvblekede eller blekede cellulosefibre oppnådd ved hjelp av den kjemiske sulfatmetode kjent som kraftmetoden. Disse fibre velges spesielt fra kraft-bartrefibre, enten alene eller i assosiasjon med kraft-løvtre-fibre. For visse anvendelser vil det være mulig å anvende kraft-bartrefibre, eventuelt passende blandet med kraft-løvtrefibre, i assosiasjon med fibre som skriver seg fra gjenvunnet avfallspapir eller alternativt fibre oppnådd ved andre fremstillingsmetoder enn kraftmetoden. Det er også mulig å blande cellulosefibrene med syntetiske organiske fibre (polyamider, polyestere, polyalkylener som polyetylen eller polypropylen) og/eller mineralfibre (glass, kalsiumsul-fat, stenull).

De foretrukne fibre velges fordelaktig fra gruppen bestående av

A) cellulosefibre med en lav raffineringsgrad med en frihetsgrad SR på mellom 16 og 35 og som hører til gruppen bestående av ublekede kraft-bartrefibre, blekede kraft-bartrefibre og blandinger derav; B) blandinger av cellulosefibre med en lav raffineringsgrad med en frihetsgrad SR på mellom 16 og 35 og omfattende på den ene side 60 til 90 vekt% av fibre som hører til gruppen bestående av ublekede kraft-bartrefibre, blekede kraft-bartrefibre og blandinger derav, og på den annen side 40 til 10 vekt% ublekede kraft-løvtrefibre, blekede kraft-løvtrefibre og blandinger derav; C) blandinger av fibre omfattende på den ene side 40 til 90 vekt% cellulosefibre med en lav raffineringsgrad med en frihetsgrad SR på mellom 16 og 35 og som hører til gruppen bestående av ublekede kraft-bartrefibre, blekede kraft-bartrefibre og blandinger derav, og på den annen side 60 til 10 vekt% av fibre gjenvunnet fra avfallspapir; D) blandinger av fibre omfattende på den ene side 30 til 90 vekt% cellulosefibre med en lav raffineringsgrad med en frihetsgrad SR på mellom 16 og 35 og som hører til gruppen bestående av ublekede kraft-bartrefibre, blekede kraft-bartrefibre og blandinger derav, og på den annen side 70 til 10 vekt% fibre som skriver seg fra fremstilling av andre cellulosemassetyper enn dem. som skriver seg fra kraftmetoden (spesielt fibre oppnådd fra bartrevirke eller løvtrevirke ved

hjelp av bisulfitt-, mekanokjemisk eller mekanisk metode).,

Hvis videre ikke-cellulosefibre anvendes i blandinger med cellulosefibre med en lav raffineringsgrad vil vektforholdet mellom ikke-cellulosefibre og cellulosefibre være mindre enn eller lik 0,1.

Det er viktig at cellulosefibrene raffineres på en styrt måte, (dvs. med en raffineringsenergi pr. fremstilt tonn som er omtrent 20 til 50 % mindre enn for konvensjonelle metoder, f.eks. med 125 til 350 kWh, foretrukket 125 til 250 kWh, i henhold til oppfinnelsen, i stedet for 250 til 450 kWh i samsvar med konvensjonelle metoder, pr. tonn fremstilt papir for en frihetsgrad SR på mellom 16 og 35).

Flokkuleringsmidlet velges fra organiske kationiske flokkule-ringsmidler som harpikser av typen bestående av syntetiske organiske kationiske produkter som harpikser av typen polyamid/epiklorhydrin, polyamid/polyamin/epiklorhydrin-harpikser, polyaminharpikser som polyetylenimin og modifiserte polyetylenimin-harpikser, polypropylen/polyamidharpik-ser, glyoksal, kvaternære ammoniumderivater som klorhydroksy-propyltrimetylammonium-derivater og modifiserte polyakrylami-der. Polyetylen-iminet, polyamid-aminet og fornettede poly-alkylamin-harpikser anvendes i vandig oppløsning i forskjellige konsentrasjoner generelt på mellom 5 og 30 % vekt/volum. Mengden av flokkuleringsmiddel som anvendes er mellom 0,01 og 1 del (tørr vekt) pr. 100 deler tørr fibervekt.

Egnede bindemidler er dem som vanligvis anvendes innen papirindustrien, som native stivelser med lineær eller forgrenet kjede eller stivelse modifisert ved hjelp av en kjemisk, enzymatisk eller termisk metode, dekstriner, polyvinylalkoholer, kasein, animalsk lim, vegetabilske proteiner, celluloseestere som karboksymetylcellulose, alginater og dispersjoner av kommersielle syntetiske polymerer anordnet i form av vandige dispersjoner med 300 til 60 0 g/liter inneholdende:

87 til 90 vektdeler etyl-akrylat-enheter, 1 til 8 vektdeler akrylnitril-enheter, 1 til 6 vektdeler N-metylol-akrylamid-enheter og 1 til 6 vektdeler akrylsyre-enheter, eller 60 til 75 vektdeler etyl-akrylat-enheter, 5 til 15 vektdeler akrylnitril-enheter, 10 til 20 vektdeler butyl-akrylat-enheter og 1 til 6 vektdeler N-metylolakrylamid-enheter, eller 60 til 65 vektdeler butadien-enheter, 35 til 40 vektdeler akrylnitril-enheter og 1 til 7 vektdeler metakryl-syre-enheter, eller 38 til 50 vektdeler styren-enheter, 47 til 59 vektdeler butadien-enheter og 1 til 6 vektdeler metylakrylamid-enheter, eller 53 til 65 vektdeler styren-enheter, 32 til 44 vektdeler butadien-enheter og 1 til 6 vektdeler metylakrylamid-enheter.

Det foretrekkes å velge native stivelser med en lineær eller forgrenet kjede (den lineære eller amylose-fraksjonen har glukose-enheter knyttet til hverandre ved hjelp av alfa-1-4-bindinger og det er mulig at polymerisasjonsgraden er mellom 100 og 3000, og den forgrenede eller amylopektinfraksjonen med alfa 1-4- og alfa 1-6-bind.inger og en polymerisasjonsgrad på mellom 200 og 2000), stivelser modifisert ved hjelp av en kjemisk metode og som er oppløselige i kold tilstand, og vandige dispersjoner av en syntetisk polymer, som f.eks. karboksylert eller ikke-karboksylert styren/butadien-latekser og akryl-latekser.

Mengden av bindemiddel som anvendes er mellom 0,2 og 5 deler (tørr vekt) pr. 100 vektdeler fibre.

Det middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon til pressene i maskinens våtparti velges spesielt fra gruppen bestående av (1) amino-fettsyrer, (2) amino-fettsyrer kondensert med minst 1 polyfunksjonell forbindelse (som f.eks. spesielt epiklorhydrin, polyaminer og blandinger eller forkondensater av epiklorhydrin/diaminer-typen eller alkylenoksyd/diamin-typen, idet alkylenoksydet er etylenoksyd eller propylenoksyd), (3) tekstilmykningsmidler og (4) blandinger derav.

Mengden av slike midler er 0,01-1 del (tørr vekt) pr. 100 vektdeler fibre.

Bortsett fra fibrene, bindemidlet, flokkuleringsmidlet og det middel som reduserer adhesjon av banen til pressene i maskinens våtparti kan forskjellige tilsetningsmidler som konvensjonelt anvendes i papirfabrikker, som dem som er anført i det følgende, innlemmes om dette er ønskelig.

1. Et limmiddel anvendt i et nøytralt medium, også omtalt

som et vannavstøtende middel, for å redusere følsomheten for banen overfor vann. De vannavstøtende midler er oppløsninger av dimert alkylketen i konsentrasjoner på basis vekt/volum på mellom 5 og 12 %, blandinger av ammoniumsaltet av en styren/- maleinsyreanhydrid-kopolymer (50:50) og en akrylnitril/akrylsyre-kopolymer i 20-60 % (vekt/volum) oppløsning eller dis-pers jon, ammoniumsaltene av en diisobutylen/maleinsyrean-hydrid/maleinsyre-kopolymer i 20-60 % (vekt/volum) oppløsning eller dispersjon, ammoniumsaltene av en styren/akrylsyre/- maleinsyre-kopolymer i 20-60 % (vekt/volum) oppløsning eller dispersjon, og 30-50 % emulsjoner av paraffinvoks.

Mengdene av vannavstøtende midler kan selvfølgelig variere

alt etter naturen av de anvendte produkter og de kvalitative målsetninger, men som en generell regel varierer denne mengde fra 0,05 til 2 deler (tørr vekt) pr. 100 vektdeler fibre når slike vannavstøtende eller lim-midler anvendes.

2. Eventuelt et farge- og toningsmiddel.

3. Eventuelt et antiskum-middel.

4. Eventuelle fungisider eller bakterisider.

5. Eventuelt et eller flere spesialtilsetningsmidler for å gi materialet visse spesifikke egenskaper som:

- fettbestandighet

- mykhet (med et mykningsmiddel)

- motstand mot insektangrep

- anti-gli-egenskaper

- ikke-klebe-egenskaper

6. Eventuelt et konvensjonelt uorganisk fyllstoff som talkum, kaolin, CaO eller CaC03»

Av praktiske hensyn, for først å oppnå de forbedrede mekaniske egenskaper og deretter å oppnå energibesparelser og besparelser i råmaterialer, anbefales det å utføre den følgende metode med pH på mellom 6,2 og 9,5 og fordelaktig mellom 6,7 og 8,5: a) en vandig suspensjon fremstilles inneholdende 20 til 100 g/liter fibre valgt fra gruppen bestående av fibre A-D

ovenfor;

b) 0,05 til 1 del tørr vekt av et organisk kationisk flokkuleringsmiddel pr. 100 vektdeler fibre innføres i den

således oppnådde vandige suspensjon idet det resulterende

vandige medium har et faststoffinnhold på 20 til 80 g/liter;

c) 0,2 til 5 deler tørr vekt polymert organisk bindemiddel pr. 100 vektdeler fibre innføres i det resulterende vandige

medium idet det således oppnådde vandige medium har et faststoffinnhold på 15 til 50 g/liter;

d) 0,01 til 1 del tørr vekt eiv et middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon av banen til presser i maskinens

våtparti under banens dannelse, pr. 100 vektdeler fibre, innføres i det resulterende vandige medium, idet det således oppnådde vandige medium har et faststoffinnhold på 2 til 30 g/liter, og

e) en bane dannes som presses i maskinens våtparti ved hjelp av en presseinnretning med et pressebelegg med en

Shore-hårdhet større eller lik 60°, og tørkes.

Om dette passer kan et uorganisk fyllstoff innlemmes i den vandige suspensjon fra trinn a) som inneholder fibrene, idet vektforholdet mellom uorganisk fyllstoff og fibre er mindre eller lik 0,1.

Lim-midlet som anvendes i et nøytralt medium kan innføres etter trinn c) eller alternativt før trinn c).

Den fiberholdige bane som oppnås ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan fordelaktig underkastes en mekanisk forlengelsesbehandling i maskinretningen som foregår mens banen fremdeles er våt.

Denne forlengelsesbehandling kan gjennomføres (1) ved krepping eller (2) ved kompaktering mellom et elastisk belte og en oppvarmet valse.

Kontakttidene er som følger:

for flokkuleringsmidlet, ved trinn b) - fra 15 sek. til 30 min. og spesielt fra 15 sek. til 10 min.

for bindemidlet ved trinn c) - fra 15 sek. til 30 min. og spesielt fra 15 sek. til 10 min.,

for midlet som reduserer fluffdannelse og adhesjon til pressene i maskinens våtparti ved trinn c) - fra 15 sek. til 20 min., og spesielt fra 15 sek. til 10 min., og for det vannavstøtende eller lim-midlet fra 15 sek. til

20 min. og spesielt fra 15 sek. til 10 min.

Hvor en kontinuerlig prosess anvendes er kontakttidene generelt mellom 15 sek. og 2 min.

Den beste utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er som følger: 1. - Fibrene i vandig suspensjon, som skriver seg enten fra maling i en hollender (ikke-integrert fabrikk) eller direkte fra en massefabrikk (integrert fabrikk) lagres i en beholder med omrøring.

Massen raffineres til en konvensjonell papirkonsistens i en kombinasjonsrekke av skiveraffinører og koniske raffinører, med en raffineringsenergi som er 20 til 50 % mindre enn den som vanligvis anvendes i en kjent metode for fremstilling av ubleket eller bleket kraftpapir for fremstilling av poser. Den ønskede raffineringsgrad for massen, uttrykt som frihetsgrader Schopper-Riegler er mellom 16 og 35 og spesielt mellom 17 og 25. I dette trinn har fibersuspensjonen en pH på mellom 6,2 og 9,5 og en konsentrasjon på 20 til 100 g/liter. 2. - Flokkuleringsmidlet innlemmes i fibersuspensjonen ved hjelp av en porsjonsvis eller kontinuerlig prosess. Ved dette trinn har den resulterende suspensjon en konsentrasjon på mellom 20 og 80 g/liter og spesielt på mellom 20 og 60 g/liter. Dette flokkuleringsmiddel anvendes i vandig oppløsning i en dose på mellom 0,01 og 1 del tørr vekt, foretrukket mellom 0,05 og 0,8 deler tørr vekt, pr. 100 vektdeler fibre.

Den nøyaktige mengde som anvendes avhenger av: konsentrasjonen av det syntetiske organiske produkt i vandig oppløsning og dets kationiske styrke,

mengden av organisk bindemiddel, og

de endelige egenskaper som kreves for banematerialet og spesielt dets styrkeegenskaper i våt tilstand. 3. - Det organiske bindemiddel innlemmes, foretrukket ved hjelp av en kontinuerlig prosess, i den resulterende suspensjon inneholdende fibrene og flokkuleringsmidlet, idet det organiske bindemiddel innlemmes i en bruksferdig form hvis det er en syntetisk polymer som foreligger i form av en vandig dispersjon med en konsentrasjon på 300 til 600 g/liter, eller etter oppvarming hvis det er spesielt en nativ eller modifisert stivelse. Den sistnevnte selges generelt i form av vandige blandinger med 20 til 200 g/liter.

Ved dette trinn har den resulterende suspensjon en konsentrasjon på mellom 15 og 50 g/liter og vanligvis mellom 15 og 30 g/liter. Bindemidlet anvendes i en mengde på mellom 0,2 og 5 vektdeler og spesielt på mellom 0,2 og 3 vektdeler pr. 100 vektdeler fibre. 4. - De andre ytterligere tilsetningsmidler for oppnåelse av de endelige egenskaper av banematerialet, som f.eks. lim-midlet spesielt, kan tilsettes enten til beholderen for lagring av den raffinerte masse, eller kontinuerlig til toppkasse-kretsene. 5. - Det middel som reduserer adhesjonen til presser i maskinens våtparti, hvor dette middel er fortynnet på forhånd med en faktor på 1 til 10, innføres kontinuerlig (ved hjelp av en doseringspumpe) i innløpskretsene for papirmaskinen, idet den resulterende suspensjon har en konsentrasjon på mellom 2 og 30 g/liter og spesielt på mellom 2 og 20 g/liter.

Den mengde av middel som reduserer adhesjonen til pressene i maskinens våtparti er mellom 0,01 og 1 del tørr vekt pr. 100 vektdeler fibre og spesielt mellom 0,01 og 0,5 del tørr vekt pr. 100 vektdeler fibre. 6. - Den resulterende suspensjon, som har pH på mellom 6,2 og 9,5, overføres til papirmaskinens registerdel for omdannelse av materialet til baneform, idet visse betingelser iakttas for våtpressingen, trekningen i maskinens våtparti og i tørkedelen.

De valgte våtpresseseksjoner vil foretrukket ha tilpassede belegg med minimum Shore-hårdhet på 60°.

De tørre og våte trekkforhold vil være så lave som mulig for å begunstige elastisitet og bruddenergi av banen i maksimal utstrekning.

Den fiberholdige bane som oppnås ved oppfinnelsen har forbedrede mekaniske egenskaper og pH i dens vandige ekstrakt, i samsvar med fransk standard Q03-005 (hvor prøven etter eks-traksjon av en 2 g prøve i 1 time med 100 ml destillert eller avionisert vann har en ledningsevne som er mindre enn eller lik 0,1 mS/m, idet pH i ekstrakten måles ved en tem-peratur på 20 til 25°C) som er større enn 7.

Den fiberholdige bane oppnådd i samsvar med oppfinnelsen kan fremstilles på en papirmaskin med en konvensjonell registerdel med et eller flere utløp, som er horisontal, vertikal eller skrå, for fremstilling av ubleket eller bleket kraftpapir som skal anvendes i emballasjeindustrien og spesielt av fabrikanter av små, medium og store poser. Disse papirmaskiner er generelt utstyrt med tørkevalser.

Den oppnådde fiberbane kan også behandles på en maskin utstyrt med en tunnel for luftbåret tørking av banen for å begunstige de mekaniske egenskaper av materialet i en større grad, men som allerede tidligere nevnt er disse fremstil-lingsbetingelser mye mindre fordelaktige fra det økonomiske synspunkt på grunn av det høye energiforbruk som kreves for luftbåret tørking, sammenlignet med den tradisjonelle teknikk med tørking på valser.

I samsvar med oppfinnelsen kan den fiberholdige bane oppnås på en papirmaskin med konvensjonelle tørker og foretrukket tørker assosiert med en kjent mekanisk metode for å forbedre forlengelsen i maskinretningen og bruddenergien, som f.eks. det tidligere nevnte kreppingssystem eller systemer av "CLUPAK"-typen for fremstilling av halv-strekkbart eller strekkbart kraftpapir. Den metode som utgjør oppfinnelsen

.har den store fordel at den faktisk eliminerer de ovennevnte ulemper med metodene som involverer strekkbarhet av et papir i maskinretningen, mens den drar nytte av de kjente fordeler for disse systemer. Denne assosiasjon gjør det således mulig å oppnå et ubleket eller bleket banematerial med mekaniske egenskaper og maskinerbarhet eller foredlingsegenskaper som

er klart overlegne egenskapene for de kjente materialer ment for emballasjeindustrien og spesielt for fremstilling av små, medium eller store poser.

Banen oppnådd i samsvar med oppfinnelsen kan anvendes alene eller i kombinasjon med andre substanser som cellulose eller dens derivater, plast eller aluminium.

Den kan belegges ved hjelp av konvensjonelle midler med produkter i et vandig medium, løsningsmiddelmedium eller varmsmeltemedium, basert på et organisk, vegetabilsk, animalsk eller syntetisk bindemiddel som eventuelt kan være assosiert med vanlige tilsetningsmidler anvendt i foredlings-industrien, som f.eks. uorganiske og/eller organiske fyllstoffer, mykningsmidler, fargestoffer, antioksydasjonsmidler, smøremidler, spesielle harpikser, etc.

Etter behov kan også banen oppnådd i samsvar med oppfinnelsen belegges med tjære, belegges med skum, pasta, ekstruderes, maskinglanses, kalandreres, kornes, friksjonsglanses, glanses eller glansbelegges.

Materialet oppnådd i samsvar med oppfinnelsen kan også være egnet for overflatebelegnings- og/eller belegningsoperasjoner på eller utenfor papirmaskinen, med midler som er konvensjonelle ved papirfremstilling, som f.eks. "Size-Press", "Champion"-doktor-knivblad, utligger-biad, slepe-blad eller luftkniv, for å meddele eller forbedre visse spesifikke egenskaper for materialet som f.eks.:

fettmotstandsevne

vannavstøtende evne

motstand for insektangrep

ikke-råtne-egenskaper

brannbestandighet

anti-gli-egenskaper

økt bøyemotstand

barriere-egenskaper mot visse kjemikalier eller løsningsmidler.

Materialet kan også være egnet for de vanlige enkeltfarge-eller flerfarge-trykkmetoder som fleksografisk trykking, offset-trykking eller fotogravyr.

I den mer spesielle sammenheng med posefremstilling er banen oppnådd i samsvar med oppfinnelsen egnet for bretting, kor-rugering, liming, hefting og perforasjonsoperasjoner. Den kan også motta forskjellige overflateaktive midler, som kolloidale silikaderivater i vandig emulsjon, for å øke antigli-egenskapene av den endelige pose og begunstige palleanvendelse.

En reduksjon i antallet av bretter i en liten, medium eller stor pose, som er assosiert med de fordelaktige mekaniske egenskaper av banen oppnådd i samsvar med oppfinnelsen, er også meget gunstig med hensyn til hurtig avlufting av posene etter fylling, og følgelig med hensyn til operasjoner med pallebehandling og lasting før utsendelse.

Andre fordeler og egenskaper vil fremgå klarere ved lesing av den følgende beskrivelse av ikke-begrensende eksempler som gis for å illustrere oppfinnelsen.

For sammenligning ble kraftpapir for emballasjer fremstilt i en første serie (eksempel A-I til A-8) ved hjelp av kjente og konvensjonelle metoder, med eller uten mekaniske strekkbar-hetsinnretninger (av typen "CLUPAK" eller kreppingstypen). De oppnådde materialer ble testet (resultatene for de mekaniske egenskaper er gjengitt i tabell I) og anvendt for fremstilling av små, medium og store poser.

Eksempel A-I

Ublekede kraft-bartrefibre raffineres i en kombinasjonslinje med skiveraffinører og koniske raffinører. Raffineringsenergien er 300 til 350 kWh pr. tonn fremstilt papir. Fettnivået for cellulosen, som styres av frihetsgrader Shopper-Riegler, mellom 16 og 30. Et konvensjonelt lim basert på forsepet harpiks innlemmes i fibersuspensjonen som har en konsentrasjon på mellom.20 og 60 g/liter og limet utfelles og fikseres til cellulosen med aluminiumsulfat. Ved dette trinn overfø-res suspensjonen, som er en faststoffkonsentrasjon på mellom 2 og 20 g/liter og en pH på mellom 4,5 og 5 til en konvensjonell papirmaskin med plant, enkeltdyset, vannrett register (våtpressing, tørkevalser) for fremstilling av kraftpapir for store poser. Denne maskin var ikke utstyrt med et bane-strekkbarhetssystem (av typen "CLUPAK" eller kreppekniv-typen).

Banen fremstilles med en vekt på 70 g/m<2>.

Ek sempel a~ 3

Ved de modifiserte versjoner av eksempel A-I ble det fremstilt en kraftpapirbene med en vekt på omtrent 90 g/m<s>.

Eksempel A- 3

Ved de modifiserte versjoner av eksempel A-I ble det fremstilt en kraftpapirbane som veide 100 g/m<a>.

Eksempel A- 4

Fibersuspensjonen i eksempel A-I inneholder en konvensjonell urea/formaldehyd-harpiks anvendt ved papirfremstilling, i en dose på 0,6 del tørr vekt pr. 100 vektdeler cellulose, for å styrke de mekaniske egenskaper i våt tilstand.

Alle de andre modifiserte metoder er dem som er beskrevet i eksempel A-I. Banen fremstilles med en vekt på 70 g/m<2>.

Eksempel A- 5

Fibersuspensjonen i eksempel A-I inneholder en urea/formal-dehyd-harpiks og en kationisk stivelse, som innlemmes i massen ved hjelp av konvensjonell papirfremstillingsteknikk med respektive doser på 0,6 del tørr vekt og 0,3 del tørr vekt pr. 100 vektdeler cellulose. Disse tilsetningsmidler anvendes for å styrke egenskapene av banen i tørr tilstand og i våt tilstand. Alle de andre betingelser samsvarer med betingelsene definert f.eks. A-I. Banen fremstilles med en vekt på 70 g/m<2>.

Eksempel A- 6

Fremstillingsbetingelsene er som i eksempel A-I, men banen veier 90 g/m<2> og underkastes kompaktering ved hjelp av "CLUPAK"-teknikken. Den søkte bruddforlengelse i maskinretningen er 4 til 6 %.

Banen fremstilles med en vekt på 90 g/m<2>.

Eksempel A-7

De modifiserte metoder er som i eksempel A-I, men banen som veide 90 g/m<2> underkastes kompaktering ved hjelp av "CLUPAK"-teknikken. Den søkte bruddforlengelse i maskinretningen er 8 til 10 %.

Banen fremstilles med en vekt på 90 g/m<2>.

Eksempel A- 8

Bane oppnådd i eksempel A-I, som veide 70 g/m<2>, underkastes polyetylenekstrudering (mengden av lav-densitet polyetylen som tilføres fra omtrent 15 g/m<2>) for å forbedre barriere-egenskapene av papiret overfor fuktighet.

Også her for sammenligning ble det fremstilt kommersielle materialer vanlig anvendt for fremstilling av sekker med 50 til 25 kg romfang i en lang rekke forskjellige industrielle sektorer (bygningsmaterialer, human- eller animalernæring, gjødningsmidler, etc.) i en annen serie (eksempler A-9 til A-14). Disse banematerialer ble testet (resultatene for de mekaniske egenskaper er gjengitt i tabell II) og anvendt for fremstilling av sekker.

Eksempel A- 9

Strekkbart ubleket kraftpapir som veide 75 g/m<2> oppnådd ved hjelp av en konvensjonell "CLUPAK"-teknikk hvor fibrene i papiret er bare ublekede kraft-bartrefibre og dette papir inneholder en harpiks basert på urea/formaldehyd for økning av våtstyrken.

Eksempel A- 10

Strekkbart kraftpapir fremstilt i samsvar med eksempel A-9 med en vekt på 90 g/m2.

Eksempel A~ U

Halv-strekkbart ubleket kraftpapir som veide 100 g/m<2>, oppnådd ved hjelp av en konvensjonell "CLUPAK"-teknikk hvor fibrene i papiret er bare ublekede kraft-bartrefibre.

Eksempel A- 12

Kreppet ubleket kraftpapir som veide 95 g/m<2> ble oppnådd ved hjelp av en konvensjonell papirfremstillingsteknikk. Fibrene i dette papir er bare ublekede bartrefibre.

Eksempei a- 13

Standard bleket kraftpapir som veide 75 g/m<2>. Dette emballasjepapir fremstilles fra bleket baretrefibre på en konvensjonell papirmaskin med et plant, enkeltstrålet vannrett bord ikke utstyrt med noe banestrekkbarhetssystem.

Eksempel A- 14

En bane fremstilles fra fibre gjenvunnet fra avfallspapir på en konvensjonell maskin med et plant, enkeltstrålet, vannrett register, utstyrt med et "CLUPAK"-strekkbarhetssystem. for en flatevekt på 90 g/m<2>.

Alle produktene i eksemplene A-I til A-14 oppnås fra en fibersuspensjon i et surt medium, dvs. ved en pH på mellom 4 og 6 og oftest på mellom 4 og 5.

I en tredje serie ble fiberbaner oppnådd i samsvar med oppfinnelsen fremstilt, testet (resultatene for de mekaniske egenskaper er gjengitt i tabell III) og anvendt ved fremstilling av papirsekker.

Eksempel 1

Ublekede kraft-baretrefibre raffineres i en kombinasjonslinje med skriveraffinører og koniske raffinører av typen anvendt i eksempel A-I. Raffineringsenergien er 160 kWh til 180 kWh pr. tonn fremstilt papir. Fettnivået for cellulosen, som styres av frihetsgrader Shopper-Riegler, vil være mellom 16 og 30. Ved dette trinn har fibersuspensjonen en pH på mellom 6,7 og 9,5. De følgende bestanddeler innlemmes i den vandige suspensjon som inneholder 20 til 60 g/liter fibre: 0,2 del tørr vekt flokkuleringsmiddel (polyamid/poly-amin/epiklorhydrin-harpiks i vandig oppløsning) pr. 100 vektdeler fibre;

1,5 del tørr vekt bindemiddel pr. 100 vektdeler fibre, idet bindemidlet består av en vandig dispersjon av en polymer inneholdende 90 vektdeler etylakrylatenheter, 1 til 8 vektdeler akrylnitrilenheter, 1 til 6 vektdeler N-metylol-akrylamidenheter og 1 til 6 vektdeler akrylsyreenheter;

0,5 del tørr vekt dimert alkylketen pr. 100 vektdeler fibre, og

0,05 del tørr vekt av et middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon av banen til presser i maskinens våtparti, pr. 100 vektdeler fibre, idet midlet er et derivat av aminostearinsyre (aminostearinsyre modifisert med oksyetylen-diamin og deretter oppløseliggjort med eddiksyre).

Ved dette trinn har den resulterende vandige suspensjon en pH på mellom 6,7 og 9,5.

Banedannelsen gjennomføres på en maskin med et plant, enkeltstrålet, vannrett register og med konvensjonelle tørkevalser, uten noe bane-strekkbarhetssystem, idet betingelsene definert i samsvar med den foretrukne utførel-sesform iakttas.

Flatevekten av banene er 90 g/m<2>.

Eksempel 2

En bane fremstilles i samsvar med de modifiserte versjoner av eksempel 1, idet det organiske bindemiddel er en nativ stivelse med en polymerisasjonsgrad på mellom 100 og 3000. Dette bindemiddel anvendes i en mengdeandel på 2 deler tørr vekt pr. 100 vektdeler fibre.

Flatevekten av banen er 70 g/m<2>.

Eksempel 3

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 2, idet flatevekten av banen er 85 g/m<2>.

Eksempel 4

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 2, idet flatevekten av banen er 90 g/m<2>.

Eksempel 5

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 2, idet flatevekten av banen er 100 g/m<2>.

Eksempel 6

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 2, idet flatevekten av banen er 120 g/m<2>.

Eksempel 7

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 1 ved å gå ut fra en blanding av 80 vektdeler ublekede kraft-bartrefibre og 20 vektdeler ublekede kraft-løv-trefibre (eukalyptus) i stedet for 100 vektdeler ublekede kraft-bartrefibre, idet bruken av korte løvtrefibre eventuelt var nødvendig for visse anvendelser for å forbedre banedannelsen.

Flatevekten er 90 g/m<2>.

Eksempel 8

En bane fremstilles i henhold til de modifiserte versjoner av eksempel 1 ved å gå ut fra en fibersuspensjon bestående av en blanding av 80 vektdeler ublekede kraft-bartrefibre og 20 vektdeler fibre av avfallspapir som hovedsakelig skrev seg fra resirkulert kraftpapir for emballasje, idet bruken av fibre fra avfallspapir eventuelt er nødvendig for visse anvendelser for å redusere materialprisen.

Flatevekten er 70 g/m<2>.

Eksempel 9

En bane fremstilles i samsvar med eksempel 1, men med en fibersuspensjon av blekede kraft-bartrefibre. Flokkuleringsmidlet er en modifisert polyamin/polyetylenimin-harpiks anvendt i en mengdeandel på 0,4 del tørr vekt pr. 100 vektdeler fibre.

Det organiske bindemiddel er en dispersjon av en polymer inneholdende 60 til 75 vektdeler etylakrylatenheter, 50 til 15 vektdeler akrylnitrilenheter, 10 til 20 vektdeler butyl-akrylatenheter og 1 til 6 vektdeler N-metylolakrylamid-enheter. Dette bindemiddel innføres i den resulterende suspensjon i en mengdeandel på 1,5 deler tørr vekt pr. 100 vektdeler fibre.

De andre tilsetningsmidler og modifiserte metoder er som beskrevet i eksempel 1.

Flatevekten er 70 g/m<2>.

Eksempel 10

En papirbane fremstilles i samsvar med de modifiserte versjoner i eksempel 2, men materialet omdannes til baneform på en maskin med et plant, enkeltstrålet vannrett register med konvensjonelle tørkevalser og utstyrt med et papir-strekkbarhetssystem av typen "CLUPAK". Arkets bruddforlengelse i maskinretningen er 5 til 6 %.

Banen fremstilles med en vekt på 90 g/m<2>.

Eksempel 11

Prosessen gjentas i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 2, men materialet omdannes til baneform på en maskin med et plant, enkeltstrålet, vannrett register, med konvensjonelle tørkevalser og utstyrt med et papir-strekkbarhetssystem av typen "CLUPAK". Banens bruddforlengelse i maskinretningen er 6 til 7 %.

Banen fremstilles med en strekk på 90 g/m<2>.

Eksempel 12

Material fremstilles i samsvar med oppfinnelsen ved de modifiserte versjoner i eksempel 11, men banens bruddforlengelse i maskinretningen er 9 til 10 %. ,

Eksempel 13

En fiberbane fremstilles i henhold til de modifiserte versjoner av eksempel 1, men flatevekten av banen er 60 g/m<2>.

Eksempel 14

Prosessen gjennomføres i samsvar med de modifiserte metoder i eksempel 1, men etter raffineringsoperasjonen og før innfø-ringen av flokkuleringsmidlet innlemmes et antifettmiddel av typen bis[2-N-etyl(perfluoroktan-l-sulfonamidoetyl)]ammonium-ortofosfat i fibersuspensjonen i en mengdeandel på 0,3 del tørr vekt på 100 vektdeler fibre for å gi banen motstand mot penetrering av fett.

Flatevekten av banen er 60 g/m<2>.

Eksempel 15

En bane fremstilles i henhold til de modifiserte versjoner av eksempel 9 og underkastes så en en-sidig behandling på en papirmaskin for å forbedre dens overflateegenskaper. Over-flatebehandlingsbadet, som er av typen vanlig anvendt ved trykning/skriving, har følgende egenskaper: kaolin: 80 deler tørr vekt;

kalsiumkarbonat: 20 deler tørr vekt (disse uorganiske

fyllstoffer dispergeres på forhånd i et alkalisk medium (pH 8 til 8,5) med en konsentrasjon på mellom 500 og 650

g/i;

oksydert stivelse: 10 deler tørr vekt (anvendt etter

oppvarming ved 90°C);

styren/butadienlateks (i vandig dispersjon): 20 deler

tørr vekt, og

smøremiddel basert på kalsiumstearat: 1 del tørr vekt.

Mengden av faststoffer avsatt på en side er omtrent 10 til

12 g/m<*>. ;Den- således oppnådde bane glanses forsiktig (40 kg/cm) ved enden av papirmaskinen. Den endelige flatevekt av banen er 75 g/m<*>.

Eksempel 16

En bane fremstilles i henhold til de modifiserte metoder i eksempel 10 ved å gå ut fra fibre utvunnet fra avfallspapir i stedet for ublekede kraft-bartrefibre, med en flatevekt på 90 g/m2.

Eksempel 16 bis

En bane fremstilles i henhold til de modifiserte metoder i eksempel 2 ved å gå ut fra en fiberblanding omfattende 70 vektdeler ublekede kraft-bartrefibre og 30 vektdeler fibre fra avfallspapir inneholdende lange fibre, korte fibre og et uorganisk fyllstoff (talkum), idet alle de andre bestanddeler er dem som er referert til i eksempel 2. Banen fremstilles på en papirmaskin under en kompakteringsinnretning, for flatevekt 70 g/m<2>. Askeinnholdet i denne bane er mellom 5 og 8 vekt% i forhold til vekten av den nevnte tørr bane (dette askeinnhold tilsvarer et vektforhold uorganisk fyllstoff/- fibre på mindre enn 0,1).

Eksempler 17 til 19

En bane fremstilles i henhold til de modifiserte metoder i eksempel 10 ved. å gå ut fra henhv. fibre B, C og D i stedet for ublekede kraft-bartrefibre, for en flatevekt på 90 g/m<1>.

Uten å gå utenfor oppfinnelsens ramme er det ved å følge de modifiserte metoder beskrevet i det foregående, spesielt i eksempel 10, mulig å oppnå lavere vekter av størrelsesorden 40 til 60 g/m<2> eller høyere vekter av størrelsesorden 100 til 200 g/m<2> eller endog mer enn 200 g/m<2>.

Videre kan det antifluffdannende og antiadhesive middel anvendt i eksemplene 1 til 16, 16 bis og 17 til 19 erstattes med et aminoderivat av en fettsyre (hvori fettsyregruppene inneholder fra 12 til 24 karbonatomer), f.eks. et smøremiddel som ammoniumstearat, stearoylaminopropylenamin og lauroylami-nopropylenamin (etoksylert om ønskelig med 2 til 22 og spesielt 7 molekyler etylenoksyd pr. molekylamin) og amino-propylenaminostearinsyre, aminopropylenaminooljesyre og aminopropylenaminolaurinsyre og aminostearinsyre, aminoolje-syre og aminolaurinsyre etoksylert om det passer med 2 til 22 molekyler etylenoksyd.

Resultatene av sammenligningstestene er gitt i tabellene I,

II og III med produktene fra tidligere teknikk (A-I til A-14) og med produktene oppnådd i samsvar med oppfinnelsen (eksempel 1 til eksempel 16) oppnådd etter kondisjonering ved 65 % relativ fuktighet og 20°C og under de følgende betingelser:

Luftpermeabilitet

Volumet av luft i cm' som passerer gjennom 1 cm<2> papir i løpet av 1 sek. under en trykkforskjell på 1 millibar (fransk standard Specification Q03-001) er absolutt porøsitet.

AFNOR-porøsitet er lik produktet av absolutt porøsitet og vekten av papiret uttrykt i g/m<2>.

"" Bruddbelastnina

Bruddbelastningen (bestemt i henhold til fransk standard

Specification Q03-004) uttrykkes som bruddlengden i samsvar med ligningen:

hvori

TS = gjennomsnittlig strekkstyrke uttrykt i newton for et

15 mm teststykke,

L = gjennomsnittlig bruddlengde uttrykt i m,

W = vekten av banen uttrykt i g/m<2>.

Sprenqstyrke

Sprengstyrken uttrykkes i kilopascal og bestemmes i henhold til fransk standard Specification Q03-053 og Q03-054.

Rivstvrke

Rivstyrken uttrykkes som millinewton og bestemmes i henhold til fransk standard Specification Q03-011.

- Dynamisk <p>erforasion

Teststykket underkastes støtet fra en pigg (fransk standard Specification Q03-034) festet til en pendel, idet fallhøyden tilsvarer den kjente potensielle energi.

Det arbeid som absorberes ved perforeringen av materialet som testes uttrykkes i decijoules (dJ).

Kodak- stivhet

Teststykket, innesluttet ved den ene ende, bringes til å vibrere i resonans med en kjent frekvens ved innstilling av dens fri lengde. Stivheten beregnes fra masse pr. m<2> og den fri resonanslengde i samsvar med ligningen:

hvori

S = Kodak-stivhet uttrykt i IO"<3> mN,

L = lengde i mm,

M = vekt i g/m<2>.

Observasjonene som skrev seg fra en undersøkelse og sammenligning av egenskapene av produktene i tabellene I, II og III er gitt i det følgende:

Bemerknin<g>er til Tabell I

En sammenligning av eksempel A-I med eksempler A-4 og A-5 viser at innlemmelse av en urea/formaldehydharpiks i massen, med eller uten en kationisk stivelse, i et surt medium, hovedsakelig bevirker en forbedring i egenskapene i våt tilstand (+ 60 til 70 %). I motsetning til dette øker strekkstyrken, sprengstyrken og bruddenergien bare med 5 til 7, henhv. 3 til 7 og 7 til 15 %. Under disse betingelser påvirkes rivstyrken i en grad av gjennomsnittlig 20 %. Den oppnådde bane er mer skjør overfor bretting.

En sammenligning av eksempel A-2 med eksemplene A-6 og A-7 viser som tidligere nevnt at banestrekkbarhetsteknikken av typen "CLUPAK" gjør det mulig å forbedre bruddenergien med 50 % for en forlengelse i maskinretningen på 5-6 % og med 70 % for en forlengelse i maskinretningen på 8-9 %, men strekkfastheten kan falle med 25-30 %. Det påpekes også at for stor kompaktering av banen (en forlengelse i maskinretningen på mer enn 8 %) har en skadelig innvirkning på maskinerbarhetsegenskapene for det ferdige material.

Bemerkninger til Tabell II

Egenskapene målt på forskjellige materialer, anvendt hovedsakelig for fremstilling av små, medium og store poser/sekker viser på nytt (eksemplene A-9, A-10 og A-ll) verdien for systemet "CLUPAK" med hensyn til bruddenergi, men strekkstyrkenivåene målt på disse papirer forblir forholdsvis lave (bruddlengde - gjennomsnitt for maskinretning og tverr-retning - fra 5000 til 5500 m).

Så snart denne teknologi, som er meget konvensjonell på papirmaskiner som fremstiller ubleket eller bleket kraftpapir for sekker, kombineres med en behandling i cellulosemassen av typen urea/formaldehyd eller melamin/formaldehyd i et surt medium, for å forbedre egenskapene av banen i våt tilstand, nedsettes rivstyrken med 10 til 15 % mens bruddenergien og bruddlengden forblir hovedsakelig ekvivalent (sammenligning av eksemplene A-6 og A-7 med eksempel A-10).

Eksempel A-12 viser den gunstige virkning av krepping på bruddenergien og rivstyrken, men denne teknikk er overhodet ikke en høy-ytelsesteknikk med hensyn til strekkfasthet og stivhet.

Bemerkninger til Tabell III

Resultatene angitt i Tabell III viser den overraskende og uventede natur av de mekaniske egenskaper av produktene oppnådd i samsvar med oppfinnelsen, sammenlignet med utførelsesformer for teknikkens stand.

For det første, hvis de mekaniske egenskaper av banene oppnådd med henhv. vekter 70, 90 og 100 g/m<1> ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen (eksemplene 2, 4 henhv. 5) på en papirmaskin ikke utstyrt med et strekkbarhetssystem sammenlignet med resultatene for lignende baner fremstilt ved hjelp av en konvensjonelt kjent teknikk (produktene A-I, A-2 henhv. A-3, også på papirmaskin ikke utstyrt med et strekkbarhetssystem, oppnås forbedringer ved oppfinnelsen, gitt i etterfølgende Tabell IV.

For det annet, hvis de mekaniske egenskaper av banene oppnådd ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen på en papirmaskin som ikke er utstyrt med et strekkbarhetssystem sammenlignet med resultatene fra standard bane fremstilt i et surt

medium ved hjelp av en tidligere teknikk vanlig anvendt av kraftpapirfabrikanter for emballasje, på en papirmaskin utstyrt med en strekkbarhetsinnretning, sees de forbedringer som tilveiebringes ved oppfinnelsen som er gitt i tabell V.

For det tredje, hvis de mekaniske egenskaper av banene oppnådd ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen på en papirmaskin med en strekkbarhetsinnretning sammenlignet med egenskapene for standard baner fremstilt ved hjelp av tidligere kjent teknikk vanlig anvendt av kraftpapirfabrikanter for emballasje, på en papirmaskin som også er utstyrt med en strekkbarhetsinnretning, sees de vesentlige forbedringer som gis ved oppfinnelsen, spesielt for baner som veier 90 g/m<2>, som indikert i Tabell VI.

De etterfølgende anvendelseseksempler vil illustrere spesielt besparelser i materialer oppnådd med produkter fremstilt i samsvar med oppfinnelsen.

Anvendelseseksempler

Disse eksempler ble valgt fra en sektor av emballasjeindustrien hvor oppfinnelsen har meget viktige anvendelser: papirposer/sekker.

Eksempel 20 - Små poser

1 kg melpose

Standard poser fremstilles generelt fra et lag av bleket kraftpapir med vekt 75 g/m<2> (i samsvar med eksempel A-13).

Den nye pose vil bestå av et lag av bleket kraftpapir oppnådd ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen og med vekt 70 g/m<2> (i samsvar med eksempel 9).

Cellulosebesparelse: 7 - 8 %.

Eksempel 21 - Medium poser

5 kg " SOS" pose for dvrefdr

Standard pose fremstilles generelt fra:

1 lag av bleket kraftpapir med vekt 75 g/m<2>

(i samsvar med eksempel A-13) og

1 lag av ubleket kraftpapir med vekt 70 g/m<2>

(i samsvar med eksempel A-I).

Den nye pose består av:

1 lag av bleket kraftpapir med vekt 70 g/m<2>

(i samsvar med eksempel 9) og

1 lag av ubleket kraftpapir med vekt 60 g/m<2>

(i samsvar med eksempel 13),

oppnådd ved hjelp av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen.

Cellulosebesparelse > 10 - 11 %.

Området med store sekker, som er meget viktig, ble undersøkt mer grundig ved hjelp av en sammenlignende undersøkelse.

Eksempel 22 - 50 kg ventilsekk for sement

Standard sekk består av 2 lag av halvstrekkbart ubleket kraftpapir med vekt 100 g/m<2> av typen i eksempel A-ll.

Den nye sekk fremstilles fra 2 lag av ubleket kraftpapii oppnådd i samsvar med eksempel 4.

Cellulosebesparelse: 10 til 12 %.

De lettere sekker som fremstilles med den fiberholdige bane fremstilt i samsvar med oppfinnelsen oppfører seg meget bra på en hurtigfyllemaskin, f.eks. av turbintypen med 4 dyser (25 til 40 sekker pr. min.).- Brekkasjehyppigheten oppnådd ved fylling og under de forskjellige håndteringsoperasjoner: fall på transportørbelter, pallefylling, lasting etc. er mindre enn 3 pr. 1000 sekker, mens vanlig hyppighet er 5 til 8 pr. 1000 sekker.

De nye sekker er stivere og dette gjør ventilen lettere å åpne og følgelig gjør det lettere å innføre sekken under dysene på fyllemaskinen. For denne anvendelse vil det også være mulig å vurdere fremstilling av sekken med to lag av typen i eksempel 10, 11 eller 12, men med vekt 80 g/m<1>.

Eksempel 23 - 40 ka ventilsekk for gips

Standard sekk består generelt av 3 lag av strekkbart kraftpapir som veier 7 5 g/m<a> av typen i eksempel A-19.

Den nye sekk fremstilles enten fra 3 lag av ubleket kraftpapir med vekt 70 g/m<J> i samsvar med eksempel 2 (cellulosebesparelse: 8 %). Eller fra 2 lag av ubleket kraftpapir som veier 90 g/m<J> oppnådd i samsvar med eksempel 1 (cellulosebesparelse: 14 til 15 %), på en fyllemaskin av turbintypen med 4 dyser, med en fyllehastighet på 1300 til 1500 sekker pr. time. Brekkasjehyppigheten under fylling og håndteringsoperasjoner er henhv. som følger:

Eksempel 24 - 50 ka melsekk med åpen munning

Standard sekk består generelt av 3 lag av strekkbart kraftpapir med vekt 7 5 g/m2 oppnådd i samsvar med A-9.

Den nye sekk fremstilles enten fra 3 lag av ubleket kraftpapir oppnådd i samsvar med eksempel 2, med vekt 70 g/m (cellulosebesparelse: 8 %) eller fra 2 lag av ubleket kraftpapir oppnådd i samsvar med eksempel 10, 11 eller 12 (cellulosebesparelse: 14 til 15 %).

På en fyllemaskin med 6 fallrenner, 3 laterale vibratorer fo: nedrysting (fyllehastighet fra 600 til 800 sekker/time f.eks.) og automatisk forming og hefting, gir resultatene oppnådd med de nye lettere sekker spesielt gode ytelsesresul-tater sammenlignet med standard sekker oppnådd med strekkbar' kraftpapir. Det bør bemerkes at håndteringsoperasjonene generelt er ytterst drastiske i de store fabrikker.

En sekk bestående av 3 lag oppnådd under betingelsene i eksempel 12, men med en flatevekt på 60 g/m<2> er egnet.

Eksempel 25 - 50 kg sekk med åpen munning for

gi ødningsmiddel

Standard sekk oppnås generelt med 3 lag av ubleket kraftpapir med vekt 70 g/m<2> (eksempel A-I) og 1 lag av ubleket kraftpapir med vekt 7 0 g/m<2> belagt med polyetylen (eksempel A-8).

Den nye sekk fremstilles med 2 lag av ubleket kraftpapi med vekt 7 0 g/m<2> i samsvar med eksempel 2, i kombinasjon med 1 lag av ubleket kraftpapir med vekt 7 0 g/m<2> belagt med polyetylen (typen i eksempel A-8).

Cellulosebesparelse: 25 %.

Eksempel 26 - Stor søppelsekk

Avhengig av bruken fremstilles den konvensjonelle sekk enten fra 1 lag av strekkbart ubleket kraftpapir med vekt 100 g/m<2> (i samsvar med eksempel A-ll) eller fra 2 lag av standard kraftpapir med 70 g/m<2> (i samsvar med eksempel A-I).

Med de fiberholdige baner fremstilt i samsvar med oppfinnelsen fremstilles følgende kombinasjoner: - Sekken bestående av 1 lag med vekt 100 g/m<2> erstattes med en ny sekk bestående av 1 lag med vekt 90 g/m<2> (i samsvar med eksempel 8). - Sekken bestående av 2 lag med vekt 70 g/m<2> erstattes enten med en ny sekk bestående av 1 lag med vekt 120 g/m<2> (i samsvar med eksempel 6) eller med en sekk bestående av 2 lag med vekt 60 g/m<2> (i samsvar med eksempel 13).

Cellulosebesparelsene er mellom 10 og 15 %.

Eksempel 27 - 25 kg emballasiesekk med åpen munning

for melkepulver

Den konvensjonelle sekk oppnås generelt fra 1 lag av bleket kraftpapir med vekt 7 5 g/m<2> i samsvar med eksempel A-13, 2 lag av ubleket kraftpapir med vekt 70 g/m<2> av typen i eksempel A-I, og en polyetylenhyIse.

Den nye sekk oppnås fra 1 lag med vekt 7 5 g/m<2> i samsvar med eksempel 15, 1 lag med vekt 70 g/m<2> i samsvar med eksempel 2 og en polyetylenhylse.

Cellulosebesparelsen er mer enn 30 %.

Eksempel 28 - 10 kg sekk for hundefor

Innholdet i sekker for dyrefor har vanligvis et høyt fettinn-hold (av størrelsesorden 10 til 12 vekt%). For dette formål, som krever bruk av 1 lag av fettbestandig ubleket kraftpapir er sammensetningen av sekken som følger: 1 ytre lag av bleket kraftpapir i samsvar med eksempel 15 i kombinasjon med 1 indre lag av ubleket kraftpapir med vekt 60 g/m<2> i samsvar med eksempel 14.

Ved denne anvendelse er cellulosebesparelsen minst 10 %.

I disse anvendelseseksempler er bare besparelsene av cellulose, som hurtig kan anslås tallmessig, nevnt, men det er klart at en sekk fremstilt fra 2 lag i stedet for 3 lag vil forbruke mindre lim og være lettere å fremstille (reduksjon i produksjonsomkostninger - mindre svinn og færre håndteringsoperasjoner). Videre vil transportomkostningene også være lavere.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en fiberholdig bane ved hjelp av papirfremstillingsteknikk hvor man går ut fra en vannholdig fibersuspensjon, inneholdende flokkuleringsmlddel og bindemiddel, samt midler som reduserer fluffdannelse og adhesjon til fuktige presser, hvor suspensjonen innføres i innløpskassen for å tildanne en bane i papirmaskinen og banen deretter presses og tørkes, karakterisert ved at det fremstilles en vannholdig suspensjon med pH mellom 6,2 og 9,5 inneholdende (a) 100 deler (tørr vekt) celluloseholdige fibre med en SR-grad mellom 16 og 35 eller blandinger av celluloseholdige fibre med en SR-grad mellom 16 og 35 og ikke-celluloseholdige fibre, hvorved vektforholdet (tørr vekt) mellom ikke-celluloseholdige fibre og celluloseholdige fibre er høyst 0,1, (b) 0,01 - 1 del (tørr vekt) kationisk, organisk flokkuleringsmiddel, (c) 0,2-5 deler (tørr vekt) organisk, polymert bindemiddel som for eksempel stivelse og (d) 0,01 - 1 del (tørr vekt) middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon til fuktige presser av banen under dannelsen av denne, samt om ønsket også et vannavstøtende middel og/eller et uorganisk fyllstoff.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den vannholdige suspensjon i innløpssystemet og innløpskassen for papirmaskinen holdes ved pH mellom 6,7 og 8,5.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det ved en pH mellom 6,7 og 8,5

1) fremstilles en vannholdig suspensjon inneholdende 20 - 100 g/l celluloseholdige, svakt raffinerte fibre med en SR-grad mellom 16 og 35 og som velges blant gruppene bestående av: A) fibre som tilhører gruppen av ublekte fibre fra kraft-bartremasse, blekte fibre fra kraft-bartremasse, samt blandinger derav. B) fiberkombinasjoner bestående av på den ene side 60 - 90 vekt% fibre tilhørende gruppen av ublekte fibre av kraft-bartremasse, blekte fibre av kraft-bartremasse og blandinger derav, og på den annen side 40 - 10 vekt% fibre tilhørende gruppen av ublekte fibre av kraft-løvtremasse, blekte fibre av kraft-løvtremasse og blandinger derav, C) fiberkombinasjoner inneholdende på den ene side 40 - 90 vekt% fibre tilhørende gruppen av ublekte fibre fra kraft-bartremasse, blekte fibre fra kraft-bartremasse og blandinger derav, og på den annen side 60 - 10 vekt% fibre gjenvunnet fra avfallspapir, D) fiberkombinasjoner inneholdende på den ene side 30 - 90 vekt% fibre tilhørende gruppen av ublekte fibre fra kraft-bartremasse, blekte fibre fra kraft-bartremasse og blandinger derav, og på den annen side 70 - 10 vekt% fibre som skriver seg fra fremstillingen av forskjellige celluloseholdige masser fra kraftprosessen, idet man om ønsket i den vannholdige suspensjon fra dette trinn innfører et uorganisk fyllstoff i et vektforhold uorganisk fyllstoff/fibre på høyst 0,1,

2) det kationiske organiske flokkuleringsmiddel innføres i den således erholdte vannholdige suspensjon, hvorved det vannholdige resulterende miljø får et innhold av tørt material på 20 - 80 g/l

3) det organiske polymere bindemiddel innføres i den resulterende vannholdige blanding hvorved den således erholdte vannholdige blanding får et innhold av tørt material på 15 - 50 g/l

4) midlet for å redusere fluffdannelse og adhesjon av banen til fuktige presser under dannelsen av banen innføres i den således erholdte blanding, hvorved den resulterende vannholdige blanding får et innhold av tørt material fra 2-30 g/l

5) det tildannes en bane som presses som fuktig del ved hjelp av en presseanordning omfattende en pressebe-legning med en Shore-hardhet på minst 60°, hvoretter banen tørkes, idet man om ønsket før eller etter trinn 3) innfører 0,05 - 2 deler (tørr vekt) vannavstøtende middel pr. 100 vektdeler fibre.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at etter tildannelse av banen utsettes denne i fremdeles fuktig tilstand for en strekkbarhetsbehandling i maskinretningen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at strekkbarhetsbehand-lingen utføres ved kompaktering mellom et elastisk belte og en oppvarmet valse eller ved krepping.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at man i rekkefølge i en vannholdig suspensjon av 100 vektdeler ublekte fibre av kraft-bartremasse med en SR-grad mellom 16 og 30 innfører 0,3 deler (tørr vekt) organisk, kationisk flokkuleringsmiddel

2 deler (tørr vekt) stivelse som organisk polymert bindemiddel

0,15 deler (tørr vekt) alkylketendimer som vannav-støtende middel, og

0,05 vektdeler middel som reduserer fluffdannelse og adhesjon av banen til fuktige presser under banens dannelse.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som middel for å redusere fluffdannelse og adhesjon av banen til fuktige presser anvendes substanser som består av (i) aminerte fettsyrer, (ii) aminerte fettsyrer som er kondensert med minst en polyfunksjonell forbindelser, (iii) tekstilmyk-ningsmidler eller (iv) blandinger derav.