PL195072B1 - Sposób żłobkowania laminatu opakowaniowego, laminat opakowaniowy oraz opakowanie - Google Patents

Abstract

1. Sposób zlobkowania laminatu opakowaniowego wytwarza- nego z wlókien celulozowych, w którym stosuje sie laminat opako- waniowy zawierajacy warstwe masy wzmacniajacej, okreslanej jako warstwa masy, która zawiera sieciowa strukture wlókien celulozo- wych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje sie przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym boczna warstwa i warstwa masy sa powiazane ze soba jedna z druga bezposrednio lub posrednio na calych swych powierzchniach zwróconych do siebie, nastepnie laminat poddaje sie sprasowaniu poprzez nacisk urzadzenia zlobkujacego i tworzy sie linie zlobkowania a laminat opakowaniowy zagina sie, znamienny tym, ze stosuje sie warstwe masy (1) skladajaca sie z od 40% do 95% wlókien celulozowych o chudosci masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i boczna warstwe (2b), jedna lub wiecej, o wiekszej gestosci niz warstwa ……….. 5. Laminat opakowaniowy wytwarzany z wlókien celulozy, w którym stosuje sie laminat opakowaniowy zawierajacy warstwe masy wzmacniajacej, okreslanej jako warstwa masy, która zawiera sieciowa strukture wlókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje sie przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym boczna warstwa i warstwa masy sa powiazane ze soba jedna z druga bezposrednio lub posrednio na calych swych powierzchniach zwróconych do siebie, przy czym laminat zawiera linie zlobkowania, po jednej stronie laminatu, znamienny tym, ze warstwa masy (1) sklada sie z od 40% do 95% wlókien celulozowych o chudosci masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF . …………………… 7. Opakowanie z laminatu opakowaniowego zaginanego zgod- nie z forma, znamienne tym, ze laminat zawiera warstwe masy (1) skladajaca sie z od 40% do 95% wlókien celulozowych …………….. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są sposób żłobkowania (creasing) laminatu opakowaniowego, laminat opakowaniowy oraz opakowanie. Wynalazek dotyczy sposobu żłobkowania laminatu opakowaniowego utworzonego z włókien celulozowych, który to laminat opakowaniowy zawiera warstwę masy wzmacniającej, określanej tutaj jako warstwa masy złożona z sieciowej struktury włókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym ta boczna warstwa i warstwa masy są bezpośrednio lub pośrednio powiązane ze sobą jedna z drugą na całych ich powierzchniach zwróconych do siebie.

W produkcji opakowań materiał, który jest normalnie w postaci laminatu opakowaniowego, jest żłobkowany, przy czym do wykonywania wgniecenia w materiale jest używany przyrząd do żłobkowania. Wymieniony przyrząd do żłobkowania może być uformowany w postaci cienkiej linijki z zaokrąglonym gładkim brzegiem albo w postaci kółka żłobkującego o zaokrąglonym gładkim brzegu i przyrząd ten wciska materiał w matrycę ze starannie uformowanym żłobkiem. Przy tym wciskaniu materiał jest osłabiany w miejscu na tak zwanej linii żłobkowej. Przy żłobkowaniu tworzywo laminatowe jest wynoszone na zewnątrz poza płaszczyznę laminatu, przez co na linii żłobkowej, po jednej stronie laminatu, zostaje uformowany występ, mianowicie po tej stronie, która jest przeciwna do strony, na której zostało wykonane wgniecenie. Przez to linia żłobkowa działa jako odcisk zaginający, wykonywany w celu umożliwienia zaginania materiału po linii prostej i pod wymaganym kątem, który zazwyczaj wynosi 90° ale również mogą występować inne kąty, na przykład 180°. Różne kształty geometryczne linijki żłobkującej lub podobnie działającego elementu i matrycy są stosowane dla różnych jakości materiału (odpowiadających laminatom o różnej jakości i różnym rodzajom laminatu), z tworzywa o różnych właściwościach, w celu uzyskiwania wgniecenia zaginającego tak dobrze uformowanego jak to jest tylko możliwe. To, co zazwyczaj jest zmieniane, to jest grubość linijki lub jakiegoś innego przyrządu żłobkującego, szerokość żłobka w matrycy albo głębokość wciskania, to jest głębokość, na którą zostaje wciśnięty przyrząd.

Tradycyjne zaginanie tym się charakteryzuje, że gięcie następuje z oddalaniem się od strony, na której został wykonany odcisk w materiale. Z tego powodu, przy zaginaniu, od strony wewnętrznej formowanego kąta jest formowana wypukłość. Przy zaginaniu na przykład pod kątem 180°, będzie to oznaczało, że zagięty laminat będzie wykazywał grubość, która jest większa niż dwukrotna grubość podwójnego laminatu. Także przy mniejszych kątach takie żłobkowanie i zaginanie doprowadzi do wybrzuszenia ciągnącego się wzdłuż linii żłobkowania, od wewnątrz kąta zaginania.

Powodem formowania się wybrzuszenia podczas zaginania tradycyjnego laminatu jest to, że na stronie laminatu, która jest poddawana zaciskaniu przy gięciu, pod wpływem ściskania jest zapoczątkowane pękanie. Pękanie pod wpływem ściskania wzrasta przy zaginaniu, gdy następuje ściskanie występu w postaci wybrzuszenia, uformowanego przez linijkę żłobkującą. Na skutek gromadzenia się materiału na linii zaginania, laminat ma tendencję do sprężynowania do tyłu dążąc do zachowania swego pierwotnego płaskiego kształtu. Oznacza to, że zaginane krawędzie łatwo się zaokrąglają szczególnie w związku z poddawaniem ich działaniu obciążenia, na przykład przy uchwyceniu ręką za opakowanie w kształcie równoległościanu albo przy spiętrzaniu kilku opakowań zestawianych razem, jedno na wierzch drugiego.

Tak więc problemy i wady, występujące w związku z tradycyjnym żłobkowaniem tradycyjnego laminatu, są powodowane wynoszeniem materiału poza płaszczyznę i/lub przenoszeniem materiału do linii zaginania, co skutkuje tworzeniem się wybrzuszenia i wzrostem grubości zaginanego laminatu, ale także są to problemy powiązane z tym, że linia zaginania, wskutek deformacji nie będzie dokładnie prosta, co oprócz tego, że jest nie estetyczne, będzie też skutkować różnicami w kształcie opakowań zestawionych razem jedno przy drugim, albo jedno na wierzch drugiego. Zniekształcenie linii zaginania może także powodować występowanie przełomowych odcisków w ewentualnych warstwach barierowych albo w warstwach filmów składających się na przykład z błonki aluminiowej, błonki plastikowej, lakieru lub podobnych. Jeżeli na przykład na jednej stronie laminatu został nałożony film i materiał tego filmu jest bardziej kruchy niż tektura laminatu, wybrzuszenie lub jakaś inna nieregularność, która pojawia się przy zaginaniu, może zainicjować pękanie warstwy filmu. Ekskluzywne jakościowo kartony, które prawdopodobnie wymagają drukowania lub powierzchniowego wykończenia o wysokiej jakości, mogą być powlekane, drukowane na czarno, lakierowane lub podobnie. W związku z tym odcisk robiony linijką żłobkującą może skutkować uszkodzeniami powłoki powierzchniowej, co może być spowodowane przez pęknięcia kiedy zaginanie jest wykonywane z oddalaniem się od strony z wgniePL 195 072 B1 ceniem wykonanym linijką żłobkującą, i co wystawia na działanie czynników atmosferycznych znajdujący się pod spodem materiał włóknisty.

Znany sposób zmniejszania problemu wybrzuszenia jest zaprezentowany w dokumencie SE 467 302, w którym wystająca deformacja, pochodząca od linijki żłobkującej, jest usuwana przez mechaniczne skrawanie. Sposób ten jednak wykazuje wiele wad takich jak obniżenie wytrzymałości, zapylenie, itp.

Inny znany sposób, który ma na celu zmniejszanie efektu formowania się wybrzuszenia, w którym to sposobie są stosowane pomocnicze linie fałd służące do przenoszenia na nie materiału z samej linii żłobkowania, jest przedstawiony w dokumencie SE 432 918.

Znane ogólnie jest także stosowanie układu pewnej ilości równoległych linii fałd, przez co jeden kąt jest podzielony na pewną ilość kątów uszeregowanych kolejno jeden za drugim. Jednak wadą tego sposobu jest to, że uzyskiwane są bardzo duże grubości ogólne. Na przykład przy zaginaniu o 180° ogólna grubość stanie się znacznie większa niż podwójna grubość laminatu.

Jeszcze inny sposób, ruchomego wybrzuszania materiału z linii żłobkowania, jest opisany w dokumencie SE 507 095 i polega on na tym, że jest eliminowane sklejenie pomiędzy różnymi warstwami w laminacie, tak, że one są odkształcane niezależnie jedna od drugiej.

We wszystkich wyżej wymienianych przykładach rozwiązań problemu przenoszenia materiału znajdującego się na linii zaginania, w następstwie odkształcenia w związku ze żłobkowaniem, typowym jest, że dokłada się starań dla usuwania lub przenoszenia materiału z linii zaginania albo alternatywnie, unika się gromadzenia materiału na linii zaginania.

W dokumencie EP 565 013, który odnosi się do problemu innego rodzaju, jest opisywany materiał składający się z kilku warstw, z rdzeniem uformowanym ze sprasowanego postrzępionego papieru. Pokazane jest również, że materiał może być wyposażony w pewną ilość rowków, które czynią go elastycznym i przez to on może być używany do owijania przedmiotów o różnym kształcie. W związku z tym, dokument ten nie odnosi się do opakowań formowanych przez zaginanie i nie przedstawia linii żłobkowania lub sposobów żłobkowania, w pewnym znaczeniu tego słowa.

W dokumencie EP 484 726 opisano jak jest ściskany przy zaginaniu, w celu zmniejszenia naprężeń pochodzących od wydłużania się występujących w warstwie folii aluminiowej, czynnik wiążący spieniony lub spęczniały.

W dokumencie EP 546 956 jest opisywany materiał, który wykazuje środkową warstwę wykonaną ze spęczniałych włókien celulozowych, co ma mu nadawać polepszoną podatność na obróbkę.

Z dokumentu US 2,770,406 znany jest laminat opakowaniowy, który zawiera porowatą warstwę masy i ta warstwa jest ściskana przy zaginaniu. Stosownie do tego dokumentu, warstwa masy jest uformowana przez warstwę spienionego tworzywa sztucznego, zwłaszcza przez warstwę polistyrenu z zamkniętymi komórkami. Taki materiał był najpewniej zupełnie odpowiedni w 1956 roku, ale zważywszy na wymogi środowiskowe, wymogi recyklingu, i tym podobne, dzisiaj absolutnie nie jest on materiałem pożądanym.

W dokumencie US 2,770,406 jest ponadto postanowione, że w podobnym materiale tekturowym jak ten przedstawiony tam, przy kształtowaniu naroży z tektury pojawiałyby się pęknięcia w najbardziej zewnętrznej warstwie papieru pakowego. Zatem, problem powstawania pęknięć, według tego dokumentu, byłby rozwiązywany w powiązaniu z laminatem składającym się zarówno z włókien celulozowych jak i z włókien sztucznych, ale z pewnością nie przy laminacie uformowanym konkretnie przez włókna celulozowe. Co więcej, dokument w ogóle nie opisuje wykonywanego w rzeczywistości samego sposobu żłobkowania.

Dokument FR 1,341,855 opisuje laminat z tektury falistej, który oczywiście składa się z włókien celulozowych ale różni się od laminatu według tego wynalazku tym, że warstwa masy nie jest uformowana z włókien celulozowych o strukturze sieciowej wzajemnie połączonych z włóknami celulozowymi bocznej warstwy właściwie na ich całkowitych powierzchniach zwróconych na siebie.

Na fig. 2a-b, w dokumencie FR 1,341,855, przedstawiono poprzedni stan techniki w odniesieniu do zgłoszenia patentowego, które podejmowało problemy uszkodzeń i odkształceń. A więc, żłobkowanie według fig, 2a-b jest zaprezentowane jako sposób, którego skutkiem są te problemy. Na fig. 3a-b jest tam przedstawione tradycyjne żłobkowanie, które uznano za nieco lepsze niż to przedstawione na fig. 2a-b, lecz rozwiązanie według dokumentu FR 1,341,855 zawiera natomiast to co jest przedstawione na fig. 4a-c, to znaczy „żłobkowanie”, gdzie najbardziej zewnętrzna warstwa jest nacinana/dziurkowana na wskroś - warstwa jest przecięta i perforowana.

PL 195 072 B1

Dokument US 5 888 183 opisuje tylko żłobkowanie falistej karbowanej tektury czy kartonu (paperboard) przez urządzenie żłobkujące mające płaskie narzędzie podpierające. Właściwości kartonu nie są wyspecyfikowane i nie podano, jakiego kartonu użyto.

Znawca z rozległą wiedzą w tej dziedzinie ogólnie o żłobkowaniu będzie wiedział, że żłobkowanie wykonano urządzeniem żłobkującym mającym płaskie narzędzie podpierające jak pokazano w opisie, fig. 8.

Nie rozwiązuje to podstawowego problemu dla konwencjonalnego laminatu opakowaniowego, który ma konwencjonalnie warstwę masy i przynajmniej jedną warstwę boczną.

Nawet, jeżeli ktoś wykona taką próbę to stwierdzi, że nie rozwiązany pozostaje podstawowy problem ponieważ laminat opakowaniowy konwencjonalny, zawierający warstwę masy i co najmniej jedną warstwę boczną, nie będzie w stanie absorbować nadmiarowego materiału w linii żłobkowania. W kolejnym żłobkowaniu pojawią się wybrzuszenia, pęknięcia i rozwarstwienie warstw.

Dokument US 3 735 674 nic nie podaje o opakowaniowym laminacie mającym warstwę masy i przynajmniej jedną warstwę boczną i konsekwentnie nic nie wspomina o warstwie masy zawierającej sieciową strukturę z włókien celulozowych o chudości określonej zgodnie z wynalazkiem, gdzie struktura sieciowa warstwy masy ma zdolność być osłabiona i skompresowana podczas gdy urządzenie żłobkujące jest wciskane w materiał opakowaniowy.

Żaden z dokumentów ze stanu techniki nie daje znawcy ani wskazówek jak użyć urządzenie żłobkujące wyposażone w narzędzie podpierające i jak zastosowanie to może służyć rozwiązaniu problemu podstawowego, pod warunkiem, że wybrany zostanie specjalny laminat o specyficznych parametrach - indeksie sztywności zginania, o warstwie masy zawierającej sieciową strukturę z włókien celulozowych mającą specyficzną chudość i o warstwie bocznej o wyższej gęstości niż warstwa masy, struktura sieciowa z włókien celulozowych o zdolności do bycia osłabioną i skompresowaną przez żłobkowanie by umożliwić warstwie bocznej wniknięcie do warstwy masy przy zaginaniu laminatu opakowaniowego w miejscu linii żłobkowania.

Sposób żłobkowania laminatu opakowaniowego wytwarzanego z włókien celulozowych, w którym stosuje się laminat opakowaniowy zawierający warstwę masy wzmacniającej, określanej jako warstwa masy. Ta warstwa zawiera sieciową strukturę włókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa. Boczna warstwa i warstwa masy są powiązane ze sobą jedna z drugą bezpośrednio lub pośrednio na całych swych powierzchniach zwróconych do siebie. Następnie laminat poddaje się sprasowaniu poprzez nacisk urządzenia żłobkującego i tworzy się linię żłobkowania a laminat opakowaniowy zagina się. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się warstwę masy składającą się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i boczną warstwę, jedną lub więcej, o większej gęstości niż warstwa masy oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm⁷/kg³ ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg³, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym oraz tym, że urządzenie żłobkujące wciska się w pierwszą stronę laminatu i formuje się linię żłobkowania, a od drugiej strony laminatu, która jest stroną przeciwległą do pierwszej strony, stosuje się narzędzie podtrzymujące, które utrzymuje się w płaskiej pozycji w obszarze odpowiadającym lokalizacji urządzenia żłobkującego i tworzy się linię żłobkowania, w której sieciową strukturę warstwy masy osłabia się i podlega ona sprasowaniu a jednocześnie laminat utrzymuje się w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania bez formowania wybrzuszeń lub tworzenia się rozwarstwień pomiędzy warstwami albo powstawania pęknięć na linii żłobkowania w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach laminatu.

Boczna warstwa, jedna lub więcej, jest rozłożona na pierwszej stronie laminatu przez co boczną warstwę zagłębia się w warstwę masy na linii żłobkowania a laminat po przeciwnej stronie w stosunku do strony z zagłębioną boczną warstwą, jedną lub więcej, w obszarze linii żłobkowania, utrzymuje się płasko.

Przynajmniej 60% warstwy masy składa się z włókien celulozowych o chudości masy (freeness) wyższej niż 600 ml CSF. Laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 3,0 Nm⁷/kg3 lub więcej a korzystnie, przynajmniej 60% warstwy masy zawiera włókna o chudości masy wyższej niż 650 ml CSF, a jeszcze korzystniej 700 ale mniej niż 850 ml CSF a laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 4,0 Nm⁷/kg3 a korzystnie większy niż 5,0 Nm⁷/kg3.

Laminat opakowaniowy zagina się po linii żłobkowania w kierunku ku pierwszej stronie laminatu.

Laminat opakowaniowy wytwarzany z włókien celulozy, w którym stosuje się laminat opakowaniowy zawierający warstwę masy wzmacniającej, określanej jako warstwa masy, która zawiera siecioPL 195 072 B1 wą strukturę włókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym boczna warstwa i warstwa masy są powiązane ze sobą jedna z drugą bezpośrednio lub pośrednio na całych swych powierzchniach zwróconych do siebie, przy czym laminat zawiera linię żłobkowania, po jednej stronie laminatu. Według wynalazku charakteryzuje się on tym, że warstwa masy składa się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i boczna warstwa, jedna lub więcej, o większej gęstości niż warstwa masy oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm /kg ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg³, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym oraz dodatkowo tym, że struktura sieciowa warstwy masy jest osłabiona i sprasowana w linii żłobkowania a laminat utrzymany jest w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania i osłabiona i sprasowana warstwa masy pozwala na zagięcie laminatu opakowaniowego po linii żłobkowania bez formowania wybrzuszeń lub tworzenia się rozwarstwień pomiędzy warstwami albo powstawania pęknięć na linii żłobkowej w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach laminatu.

Laminat według wynalazku jest przystosowany do zaginania go po linii żłobkowej w kierunku od pierwszej strony laminatu jak również w kierunku ku pierwszej stronie laminatu. Opakowanie z laminatu opakowaniowego zaginanego zgodnie z formą, charakteryzuje się tym, że laminat zawiera warstwę masy składającą się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i bocznej(ych) warstwy(w), o większej gęstości niż warstwa masy oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm⁷/kg3 ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg3, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym oraz tym, że struktura sieciowa warstwy masy jest osłabiona i sprasowana w linii żłobkowania w kierunku ku pierwszej stronie laminatu a laminat utrzymany jest w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania a zagięcie laminatu opakowaniowego po linii żłobkowania jest wolne od wybrzuszeń lub rozwarstwień pomiędzy warstwami oraz pęknięć na linii żłobkowania w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach laminatu.

Opakowanie ma uformowane zagięcie wykonane przynajmniej po linii żłobkowej w kierunku ku pierwszej stronie laminatu.

Niniejszy wynalazek ma na celu dostarczenie sposobu żłobkowania laminatów opakowaniowych wytwarzanych z włókien celulozowych, które to laminaty opakowaniowe zawierają warstwę masy wzmacniającej, określanej tutaj jako warstwa masy i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym ta boczna warstwa i warstwa masy są bezpośrednio lub pośrednio, powiązane ze sobą, jedna z drugą, właściwie na całych ich powierzchniach zwróconych na siebie, który to sposób zmierza do uniknięcia powyższych problemów.

Wynalazek odnosi się również do laminatu opakowaniowego wyposażonego w linie żłobkowe wykonane tym sposobem i do opakowania wykonanego przez zaginanie takiego laminatu. Laminat jest korzystnie używany jako materiał na opakowania produktów żywnościowych, ciekłych lub stałych, a także na opakowania do artykułów przemysłowych i innych towarów albo też jako produkt pośredni przy wytwarzaniu takich materiałów lub innych produktów.

Sposób żłobkowania laminatów opakowaniowych według wynalazku dokonywany jest za pomocą przyrządu do żłobkowania, który wciska się w laminat od jednej jego strony przy użyciu płaskiego narzędzia podpierającego przeciwległą stronę laminatu. Stosownie do tego, narzędzie podpierające może składać się z jednego płaskiego i stabilnego wspornika, takiego samego dla wszystkich różniących się między sobą rodzajów linii żłobkowych. Daje to sposób znacznie uproszczony, szybszy i tańszy, tak w odniesieniu do samego sposobu żłobkowania jak i w powiązaniu ze zmienną geometrią żłobka, wymagający tylko zmiany przyrządu żłobkującego, od którego zależy wzór żłobka. W tradycyjnym żłobkowaniu zarówno przyrząd żłobkujący ze wzorem żłobka jak i matryca musiały być zmieniane kiedy geometria żłobka musiała ulec zmianie.

Według jednego z wariantów wynalazku, warstwa boczna, jedna lub więcej, jest rozłożona na jednej stronie laminatu, przez co w sposobie tym wymieniona warstwa boczna jest zagłębiana w warstwę masy w miejscu linii żłobkowej a laminat po przeciwległej stronie do zagłębionej bocznej warstwy, jednej lub kilku, utrzymuje w istocie płaską powierzchnię na linii żłobkowej.

W tym sposobie żłobkowania warstwa masy jest ściskana na linii żłobkowej, co stanowi wielkie udogodnienie. W miejscu ściśnięcia uzyskuje się osłabienie struktury sieciowej, która jest uformowana w warstwie masy przez pojedyncze celulozowe włókna. Przez to osłabienie struktury sieciowej ona nie może przeciwstawiać się obciążeniu ściskającemu, którym jest obciążana boczna warstwa kiedy ta

PL 195 072 B1 z kolei jest poddawana działaniu obciążenia ściskającego, związanego z następującym potem zaginaniem po linii żłobkowej. To sprawia, że boczna warstwa zagłębi się w warstwę masy. W ten sposób można zapobiec problemom związanym z formowaniem się wybrzuszeń, z rozwarstwianiem się laminatu i z możliwością formowania się pęknięć w bocznych warstwach, występującym przy następującym potem zaginaniu, które to problemy pojawiają się w związku z konwencjonalnym sposobem żłobkowania. Uzyskiwane jest trwałe zachowanie się ściśnięcia w warstwie masy, jeśli mamy do czynienia ze szczególnie zalecanym laminatem użytym w wynalazku, który jest opisywany w równoległym zgłoszeniu patentowym SE-A0-9802967-1.

Według wynalazku, warstwa masy, głównie lub całkowicie, składa się z arkusza papieru lub tektury, który jest oddzielnie uformowany z włókien celulozowych, w celu późniejszego poddania go laminowaniu warstwą boczną, jedną lub kilkoma, albo jest uformowana bezpośrednio na warstwie bocznej, jednej lub kilku. Przy tym może być zastosowane suche układanie warstwy masy lub mokre układanie warstwy masy.

Według wynalazku, warstwa masy składa się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF, warstwa boczna, jedna lub więcej, ma większą gęstość niż warstwa masy, a laminat posiada wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm⁷/kg³, ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg3, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym.

Według wynalazku, przynajmniej 60% warstwy masy składa się z włókien o wartości chudości masy (freeness) większej niż 600 ml CSF, a laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 3,0 Nm⁷/kg3; jeszcze bardziej jest zalecane gdy przynajmniej 60% warstwy masy składa się z włókien o wartości chudości masy większej niż 650 ml CSF, najbardziej korzystna jest wartość przynajmniej 700 ml CSF lecz mniejsza niż 850 ml CSF, i gdy laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 4,0 Nm⁷/kg3. Szczególnie zalecane jest żeby ten laminat miał wskaźnik sztywności zginania większy niż 5,0 Nm⁷/kg3.

Właściwe jest, gdy warstwa masy ma gęstość od 50 do 300 kg/m', korzystna jest gęstość od 70 do 200 kg/m3, a jeszcze korzystniejsza jest gęstość od 100 do 180 kg/m'. Zaleca się, żeby boczna warstwa posiadała gęstość, która jest przynajmniej dwukrotnie większa, korzystnie przynajmniej trzy razy większa, a najkorzystniej przynajmniej cztery razy większa, niż gęstość warstwy masy; warstwa boczna ma odpowiednio gęstość od 300 do 1500 kg/m³, a korzystnie od 400 do 850 kg/m3. Warstwa masy ma odpowiednią gramaturę w przedziale od 30 do 300 g/m², korzystnie od 40 do 120 g/m²; boczna warstwa, jedna lub więcej, ma odpowiednio gramaturę od 20 do 150 g/m, a laminat ma właściwą gramaturę w przedziale od 50 do 500 g/m, korzystnie od 90 do 200 g/m2.

Wymieniona warstwa masy o niskiej gęstości może korzystnie być wytwarzana przez suche układanie, lub mokre układanie pulpy drzewnej obrobionej termochemicznie (CTMP), lub jakiejś innej „mechanicznej miazgi na bazie drewna miękkiego, na przykład TMP (pulpy drzewnej obrobionej termicznie) o wysokiej wartości chudości masy (freeness). Z jednego z przykładów wynika, że korzystne jest suche układanie, przy którym może być zastosowana każda ze znanych technik ale niezależnie od techniki układania chudość masy pulpy powinna być wyższa niż 550 CSF, korzystnie wyższa niż 600 CSF, bardziej korzystna jest 650 CSF a najbardziej korzystna -700 CSF. Wysoka chudość masy materiału włóknistego dla wymienionej pierwszej warstwy, zapewnia, że arkusz może być ściskany w związku z odwadnianiem i zestalaniem arkusza, bez wzrostu gęstości w stopniu niepożądanym. Inne surowce włókniste, również o wysokiej prężności na mokro, mogą do pewnego stopnia stanowić część składową warstwy masy, na przykład włókna usieciowione chemicznie, które najczęściej wykazują niską odporność na odwadnianie i wysoką prężność po ściśnięciu na mokro ale nie są zalecane z powodu kosztów.

Innymi surowcami, które można sobie wyobrazić, są włókna syntetyczne, na przykład włókna poliestrowe, polietylenowe i polipropylenowe, które także wykazują niską odporność na odwadnianie i wysoką prężność w stanie mokrym. W zalecanym wariancie surowiec dla warstwy o niskiej gęstości, przeznaczonej na warstwę masy, która normalnie utworzy warstwę pośrednią w laminacie, jest dobierany całkowicie lub głównie, spośród produkowanych mechanicznie tak zwanych wysokowydajnych pulp, to jest pulp o uzysku drewna przynajmniej 75%, a właściwie 80%, takich jak na przykład pulpy CTMP i TMP, zasadniczo bazujące na drewnie miękkim, biorąc pod uwagę to, że te pulpy mają podwyższone wartości chudości.

Do warstwy masy może być także dodawany odpad w ilości do 25% ciężaru na sucho. Tutaj odpad jest określany jako odrzut jakościowy wyrobu papierowego lub laminatu kartonowego, który

PL 195 072 B1 został przetworzony na papkę w maszynie do rozcierania na miazgę i wykazuje się włóknami będącymi głównie w stanie rozdzielonym.

Warstwa masy zawiera również przynajmniej jeden czynnik wiążący, korzystnie spoiwo lateksowe w ilości od 1% do 30%, korzystnie od 5% do 30%, jeszcze lepiej od 7% do 30%, a najbardziej korzystnie od 10% do 20%, ciężaru laminatu, w odniesieniu do ciężaru na sucho.

Według jednego z wariantów wynalazku przynajmniej jakaś z bocznych warstw składa się z bielonej lub niebielonej chemicznie, siarczanowej, siarczynowej lub rozpuszczanej organicznie, pulpy celulozowej, która jest korzystnie produkowana z surowca celulozowego zawierającego głównie drewno drzew iglastych i/lub drewno drzew liściastych. Warstwy boczne mogą także zawierać jedną lub więcej, warstwę barierową, taką jak na przykład warstwy z folii metalowych, korzystnie z folii aluminiowej, jak błona polimerowa, błona polimerowa metalizowana albo warstwa lakieru. Szczególnie, przy wysokim poziomie wykończenia, najbardziej zewnętrzna warstwa od strony wierzchniej laminatu może składać się z błony każdego z wymienionych właśnie materiałów.

Należy sobie zdać sprawę, że kiedy laminat opakowaniowy odznacza się kilkoma bocznymi warstwami znajdującymi się na jednej stronie warstwy masy, która jest wgłębiana na jednej, lub kilku, linii żłobkowej, wtedy w związku z realizowaniem sposobu żłobkowania wszystkie te warstwy boczne zagłębią się w warstwę masy.

Jeszcze inną zaletą wynalazku, mającą związek z formowaniem opakowania przez zaginanie laminatu wyposażonego w linie żłobkowe, według wynalazku, jest to, że zaginanie może być wykonywane albo w kierunku ku wgnieceniu, które tworzy linię żłobkową albo odwrotnie w stronę przeciwną, oddalając się od tego wgniecenia. Przy zaginaniu laminatu wyposażonego w linie żłobkowe według tradycyjnego sposobu żłobkowania, zaginanie musi zawsze odbywać się w stronę przeciwną, oddalając się od wgniecenia, które zostało wykonane przez przyrząd żłobkujący. Zaginanie w kierunku ku wgnieceniu daje dużą korzyść, wiążącą się zwłaszcza z laminatami posiadającymi powierzchnię obrobioną, którą jest łatwo uszkodzić i mającymi nałożone wysokie wymagania na właściwości powierzchniowe od wierzchniej strony, która to strona miałaby fałdy, gdyby zaginanie było w kierunku odwrotnym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym figury od 1A do 1D przedstawiają tradycyjne żłobkowanie laminatu opakowaniowego, fig. 2 - lekkie zagięcie laminatu opakowaniowego powiązane z tradycyjnym żłobkowaniem, fig. 3 - laminat opakowaniowy, w widoku z boku, z wykonaną na nim linią żłobkową według wynalazku, fig. 4 - laminat z fig. 3 po tym jak został zagięty na linii żłobkowej a fig. 5 - zagięcie wykonane na specjalnie zalecanym laminacie opakowaniowym, według wynalazku.

Figury od 1A do 1D ilustrują tradycyjny laminat opakowaniowy 10 poddany żłobkowaniu tradycyjnym sposobem żłobkowania, polegającym na wykonaniu żłobkowania laminatu tekturowego przy pomocy linijki żłobkującej 11 napierającej na matrycę 12 (pos. 1A). Zilustrowane są tu następujące problemy pojawiające się przy dotychczasowej technice: stale występujące odkształcanie 13 płaszczyzny po żłobkowaniu sposobem tradycyjnym (pos. 1B) w kierunku na zewnątrz, tworzenie się wybrzuszenia /rozwarstwienia 14 na linii zaginania (pos. 1C) oraz stale występujące powiększanie się grubości 15 przy zaginaniu pod kątem 180° (pos. 1D).

Figura 2 przedstawia zaczynające się pękanie zgniotowe występujące w warstwie bocznej, która w związku ze żłobkowaniem sposobem tradycyjnym jest poddawana działaniu obciążenia ściskającego. Pękanie zgniotowe będzie następnie wzrastać formując wybrzuszenie według pos. 1C.

Na fig. 3 pokazano sposób żłobkowania laminatu opakowaniowego według wynalazku. Laminat zawiera warstwę masy wzmacniającej 1, boczną warstwę 2b na pierwszej stronie laminatu oraz dwie warstwy boczne 2a, 3 na drugiej stronie laminatu. Najbardziej zewnętrzna warstwa boczna 3 na drugiej stronie laminatu w przedstawionym przykładzie składa się z warstwy powierzchniowej o wysokiej jakości wykończenia. Laminat jest żłobkowany przez przyrząd żłobkujący 6, przy pomocy którego jest uformowana linia żłobkowa 4, i przy użyciu którego warstwa masy jest doprowadzona do stanu, w którym wykazuje ściśnięcie 5 w obszarze linii żłobkowej 4. W ten sposób, warstwa boczna 2b jest doprowadzona do stanu, w którym jest zagłębiona w warstwie masy 1. Na drugiej stronie laminatu, laminat włącznie z warstwami bocznymi 2a i 3 jest płaski dzięki temu, że narzędzie podtrzymujące 7 zastosowane w sposobie żłobkowania, jest płaskie.

Na fig. 4 jest pokazane jak po linii żłobkowej 4 zostało wykonane zagięcie pod kątem 90°. Tym samym jasne jest, że zaginanie było wykonywane w kierunku ku warstwie bocznej 2b, zagłębionej w pierwszy bok laminatu. Znaczy to, że krucha warstwa boczna 3 nie będzie uszkodzona ani w związ8

PL 195 072 B1 ku ze żłobkowaniem ani z zaginaniem. Jasne jest także, że wybrzuszenie lub podobna deformacja nie jest formowana na linii żłobkowej ani że nie następuje tworzenie się rozwarstwień lub pęknięć, co jest niezmiernie korzystne.

Figura 5 jest fotografią mikroskopową pokazującą jak warstwa boczna szczególnie zalecanego laminatu została zagłębiona w warstwę masy. Figura ta ilustruje zasadę wynalazku, która została naszkicowana na fig. 4.

Wynalazek nie jest ograniczony do przykładów opisywanych powyżej, ale może być zmieniany w ramach zastrzeżeń patentowych. Zatem, na przykład, może być tak realizowany, że warstwa boczna w niektórych przypadkach może być wykluczona po stronie laminatu, która jest żłobkowana przy pomocy przyrządu żłobkującego, przez co warstwa masy jest ściskana bez zagłębiania w nią warstwy bocznej. Może on być również realizowany tak, że sposób nie jest ograniczany do laminatu, który wykazuje istnienie warstwy masy o sprecyzowanych wartościach chudości i który ma sprecyzowany wskaźnik sztywności zginania, bowiem ten rodzaj laminatu służy tylko do ustalenia laminatu zalecanego przy realizacji wynalazku.

Claims (8)

1. Sposób żłobkowania laminatu opakowaniowego wytwarzanego z włókien celulozowych, w którym stosuje się laminat opakowaniowy zawierający warstwę masy wzmacniającej, określanej jako warstwa masy, która zawiera sieciową strukturę włókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym boczna warstwa i warstwa masy są powiązane ze sobą jedna z drugą bezpośrednio lub pośrednio na całych swych powierzchniach zwróconych do siebie, następnie laminat poddaje się sprasowaniu poprzez nacisk urządzenia żłobkującego i tworzy się linię żłobkowania a laminat opakowaniowy zagina się, znamienny tym, że stosuje się warstwę masy (1) składającą się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i boczną warstwę (2b), jedną lub więcej, o większej gęstości niż warstwa masy oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm⁷/kg³ ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg3, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym oraz tym, że urządzenie żłobkujące wciska się w pierwszą stronę laminatu i formuje się linię żłobkowania (4), a od drugiej strony laminatu, która jest stroną przeciwległą do pierwszej strony, stosuje się narzędzie podtrzymujące (7), które utrzymuje się w płaskiej pozycji w obszarze odpowiadającym lokalizacji urządzenia żłobkującego i tworzy się linię żłobkowania (4), w której sieciową strukturę warstwy masy (1) osłabia się i podlega ona sprasowaniu a jednocześnie laminat utrzymuje się w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania (4) bez formowania wybrzuszeń lub tworzenia się rozwarstwień pomiędzy warstwami albo powstawania pęknięć na linii żłobkowania (4) w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach (2b, 3) laminatu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że boczna warstwa (2b), jedna lub więcej, jest rozłożona na pierwszej stronie laminatu przez co boczną warstwę (2b) zagłębia się w warstwę masy na linii żłobkowania (4), a laminat po przeciwnej stronie w stosunku do strony z zagłębioną boczną warstwą (2b), jedną lub więcej, w obszarze linii żłobkowania (4), utrzymuje się płasko.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przynajmniej 60% warstwy masy (1) składa się z włókien celulozowych o chudości masy (freeness) wyższej niż 600 ml CSF oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 3,0 Nm⁷/kg3 lub więcej, a korzystnie, że przynajmniej 60% warstwy masy (1) zawiera włókna o chudości masy wyższej niż 650 ml CSF, a jeszcze korzystniej 700 ale mniej niż 850 ml CSF a laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 4,0 Nm⁷/kg3 a korzystnie większy niż 5,0 Nm⁷/kg3.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny t^r^, że laminat opakowaniowy zagina się po llnii żłobkowania (4) w kierunku ku pierwszej stronie laminatu.

5. Laminat opakowaniowy wytwarzany z włókien celulozy, w którym stosuje się laminat opakowaniowy zawierający warstwę masy wzmacniającej, określanej jako warstwa masy, która zawiera sieciową strukturę włókien celulozowych i przynajmniej na jednej stronie warstwy masy znajduje się przynajmniej jedna boczna warstwa, przy czym boczna warstwa i warstwa masy są powiązane ze sobą jedna z drugą bezpośrednio lub pośrednio na całych swych powierzchniach zwróconych do siebie, przy czym laminat zawiera linię żłobkowania, po jednej stronie laminatu, znamienny tym, że warstwa masy (1) składa się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do

PL 195 072 B1

950 ml CSF i boczna warstwa (2b), jedna lub więcej, o większej gęstości niż warstwa masy oraz tym, że laminat ma wskaźnik sztywności zginania większy niż 2,5 Nm⁷/kg³, ale mniejszy niż 14 Nm⁷/kg³, obliczony jako wartość średniej geometrycznej dla maszyny i w kierunku poprzecznym oraz tym, że struktura sieciowa warstwy masy (1) jest osłabiona i sprasowana (5) w linii żłobkowania (4) a laminat utrzymany jest w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania (4) i osłabiona i sprasowana warstwa masy pozwala na zagięcie laminatu opakowaniowego po linii żłobkowania (4) bez formowania wybrzuszeń lub tworzenia się rozwarstwień pomiędzy warstwami albo powstawania pęknięć na linii żłobkowej (4) w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach (2b, 3) laminatu.

6. Laminat według zastrz. 5, znamienny tym, że jest przystosowany do zaginania go po linii żłobkowej (4) w kierunku od pierwszej strony laminatu jak również w kierunku ku pierwszej stronie laminatu.

7. Opakowanie z laminatu opakowaniowego zaginanego zgodnie z formą znamienne tym, że laminat zawiera warstwę masy (1) składającą się z od 40% do 95% włókien celulozowych o chudości masy (freeness) od 550 do 950 ml CSF i bocznej(ych) warstwy(w) (2b), o większej gęstości niż wars^twa mas^y oraz ^t^ ^że temmat: ma ws^ka^źn^ik sztywno^ z^narna w^iększ^y n^{iż 2,5 N}m^7/kg3 ate mrnejsz^y n^{iż 14 N}m^7/kg3, o^bliczon^y ja^ko wartom ^eidmej ^geome^tr^ycznej ^dla masz^yn^{y i} w ^kierun^ku ^poprzecznym oraz tym, że struktura sieciowa warstwy masy (1) jest osłabiona i sprasowana (5) w linii żłobkowania (4) w kierunku ku pierwszej stronie laminatu a laminat utrzymany jest w płaskiej pozycji po przeciwnej stronie w obszarze linii żłobkowania (4), a zagięcie laminatu opakowaniowego po linii żłobkowania (4) jest wolne od wybrzuszeń lub rozwarstwień pomiędzy warstwami oraz pęknięć na linii żłobkowania (4) w jednej lub obu najbardziej zewnętrznych warstwach (2b, 3) laminatu.

8. Opakowanie według zastrz. 7, znamienne tym, że ma uformowane zagięciewykonane przynajmniej po linii żłobkowej (4) w kierunku ku pierwszej stronie laminatu.