RU2726529C1

RU2726529C1 - High-expandable sachet paper

Info

Publication number: RU2726529C1
Application number: RU2018130364A
Authority: RU
Inventors: Нильс НОРДЛИНГ; Магнус ОЛОВССОН; Роберт ЗАКРИССОН
Original assignee: Биллерудкорснес Аб
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2020-07-14
Also published as: EP3211135B1; WO2017148921A1; CA3015024A1; EP3423631A1; CA3015024C; CN108884640B; ES2932151T3; EP3423631B1; CN108884640A; EP3211135A1

Abstract

FIELD: pulp industry.SUBSTANCE: invention relates to high stretch bag paper. Surface density of the sack paper according to ISO 536 ranges from 50 to 140 g/m. Gurley air permeability according to ISO 5636-5 is 15 s or less. Machine stretchability according to ISO 1924-3 exceeds 10%. Method for production of sack paper includes drying paper web in drying section containing Clupack device and drying group, located downstream of Clupack device. Moisture content of the paper web fed into the Clupack device ranges from 30 to 40 %. Linear load of the clamping bead in the Clupack device is at least 20 kN/m. Speed of the paper web in the drying group located downstream relative to the Clupack device is 8–14 % lower than the speed of the paper web fed into the Clupack device.EFFECT: higher elongation at sufficient strength and porosity of the bag paper.15 cl, 1 tbl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области высокорастяжимой мешочной бумаги. Уровень техникиThe present invention relates to the field of highly stretchable sack paper. State of the art

В ходе заполнения и транспортировки порошкообразного материала, такого как цемент, бумажные мешки должны удовлетворять высоким стандартам.When filling and transporting powdered material such as cement, paper bags must meet high standards.

Во-первых, бумажные мешки должны выдерживать материал значительной массы, т.е. иметь высокую прочность. Крафт-бумага представляет собой подходящий для этой цели материал для стенок мешка. Мешки обычно имеют две или более стенок, т.е. слоев бумажного материала, для дополнительного упрочнения конструкции мешка. Слой стенки мешка часто называют термином «слой». Получение многослойного материала (т.е. мешочной бумаги) раскрыто, например, в международной патентной заявке №WO 99/02772.First, the paper bags must be able to withstand a lot of material, i.e. have high strength. Kraft paper is a suitable bag wall material for this purpose. The bags usually have two or more walls, i.e. layers of paper material, for additional strengthening of the bag structure. The layer of the bag wall is often referred to as the "layer". The production of a multilayer material (ie sack paper) is disclosed, for example, in International Patent Application No. WO 99/02772.

Во-вторых, в ходе наполнения бумажного мешка из него должен выходить воздух. В частности, воздух, который сопровождает порошкообразный материал, должен эффективно выходить из мешка, поскольку упаковочные машины, которые подают материал, работают с высокой производительностью. Зачастую возможность выпуска воздуха из мешка представляет собой существенное ограничение для скорости его наполнения. Эффективный выпуск воздуха также предотвращает задержку воздуха в мешке. В противном случае такая задержка воздуха может создавать неполновесные упаковки, разрывы мешка и проблемы при укладке мешков для транспортировки. «Выпуск воздуха» также называют термином «деаэрация».Secondly, during the filling of the paper bag, air must escape from it. In particular, the air that accompanies the powdery material must escape efficiently from the bag, since the packaging machines that feed the material operate at high productivity. Often, the ability to release air from the bag is a significant limitation on the rate of filling. Efficient air release also prevents air trapping in the bag. Otherwise, this air entrapment can create loose packages, bag breaks and problems when stacking bags for transport. Air release is also called deaeration.

В ходе процесса заполнения единственный путь для выпуска воздуха изнутри мешка для многих конструкций мешка проходит через стенки мешка. Крафт-бумагу высокой пористости часто используют в стенках для улучшения воздухопроницаемости. Однако повышение пористости бумаги обычно приводит к снижению общей прочности. В частности, прочность может значительно уменьшаться, если бумажный материал подвергают механической перфорации для достижения достаточной воздухопроницаемости.During the filling process, the only way for air to escape from the inside of the bag for many bag designs is through the bag walls. High porosity kraft paper is often used in walls to improve breathability. However, increasing the porosity of the paper usually results in a decrease in overall strength. In particular, the strength can be significantly reduced if the paper material is mechanically perforated to achieve sufficient breathability.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Для предотвращения разрыва мешка, например, когда мешок падает, высокая прочность при растяжении не является единственным желательным свойством мешочной бумаги. Показано, что высокая растяжимость имеет такое же значение для предотвращения разрыва мешка. Посредством точной настройки процесса крепирования/уплотнения с применением устройства Клупак авторы настоящего изобретения смогли получить мешочную бумагу, которая проявляет исключительную растяжимость и сохраняет на приемлемых уровнях другие свойства, такие как прочность при растяжении и пористость (измеряемую в ходе испытания по Герли). Краткое описание чертежейTo prevent the bag from bursting, for example when the bag falls, high tensile strength is not the only desirable property of bag paper. High elongation has been shown to be of the same importance for preventing bag rupture. By fine tuning the creping / compaction process using the Klupak device, the present inventors were able to obtain sack paper that exhibits exceptional elongation and retains other properties at acceptable levels, such as tensile strength and porosity (as measured by the Gurley test). Brief Description of Drawings

Фиг. 1 представляет схематическую иллюстрацию прессовальной секции и части сушильной секции, содержащей устройство Клупак.FIG. 1 is a schematic illustration of a press section and part of a drying section containing a Klupak device.

Фиг. 2 представляет более подробную схематическую иллюстрацию устройства Клупак.FIG. 2 is a more detailed schematic illustration of the Klupak device.

Таблица на фиг. 3 относится к приведенному ниже разделу «Примеры» и представляет скорость бумажного полотна в различных положениях на бумагоделательной машине от прессовальной секции до наката Попе, сматывающего бумагу в бумажный рулон.The table in FIG. 3 refers to the Examples section below and represents the speed of the paper web at various positions on the paper machine from the press section to the reel Pope winding the paper into a paper roll.

Подробное описаниеDetailed description

В качестве первого аспекта настоящего описания предложена мешочная бумага. Мешочная бумага обычно имеет поверхностную плотность (согласно ISO 536) от 50 до 140 г/м². Как обсуждается ниже, растяжимость мешочной бумаги согласно первому аспекту является исключительно высокой. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, как правило, повышенная растяжимость может быть достигнута для мешочной бумаги, имеющей повышенную поверхностную плотность. Соответственно, поверхностная плотность мешочной бумаги согласно первому аспекту предпочтительно составляет от 70 до 140 г/м², например, от 80 до 140 г/м², например, от 90 до 140 г/м². Поверхностные плотности выше 130 г/м² являются относительно редкими. Соответственно, поверхностная плотность мешочной бумаги согласно первому аспекту может составлять от 70 до 130 г/м², например, от 80 до 130 г/м², например, от 90 до 130 г/м².As a first aspect of the present disclosure, sack paper is provided. Sack paper usually has a basis weight (according to ISO 536) of 50 to 140 g / m ² . As discussed below, the tensile properties of the sack paper according to the first aspect are exceptionally high. The inventors of the present invention have found that, in general, improved tensile properties can be achieved with sack paper having a higher basis weight. Accordingly, the basis weight of the sack paper according to the first aspect is preferably 70 to 140 g / m ² , for example 80 to 140 g / m ² , for example 90 to 140 g / m ² . Areal weights above 130 g / m ² are relatively rare. Accordingly, the basis weight of the sack paper according to the first aspect may be 70 to 130 g / m ² , for example, 80 to 130 g / m ² , for example, 90 to 130 g / m ² .

Воздухопроницаемость по Герли (ISO 5636-5) представляет собой продолжительность времени (с), требуемого для пропускания 100 мл воздуха через заданную площадь бумажного листа. Короткое время означает высокую пористость бумаги. Как обсуждается выше, высокопористая бумага обеспечивает высокие скорости заполнения.The Gurley air permeability (ISO 5636-5) is the length of time (s) required for 100 ml of air to pass through a given area of the paper sheet. A short time means high porosity of the paper. As discussed above, highly porous paper provides high fill rates.

При уплотнении бумаги в устройстве Клупак можно было бы ожидать, что увеличение растяжимости согласно настоящему описанию происходит за счет неприемлемого уменьшения пористости. Однако авторы настоящего изобретения показали, что такое значительное уменьшение пористости не происходит. Соответственно, мешочная бумага согласно настоящему описанию имеет воздухопроницаемость по Герли (ISO 5636-5), составляющую 15 с или менее. Она предпочтительно составляет 13 с или менее, например, 12 с или менее. Мешочная бумага, имеющая воздухопроницаемость по Герли ниже 3 с, часто имеет недостаточную прочность. Таким образом, типичная воздухопроницаемость по Герли согласно настоящему описанию составляет от 3 до 15 с, предпочтительно от 3 до 13 с, например, от 3 до 12 с.When densifying paper in a Klupak device, one would expect the increase in extensibility as described herein to be at the expense of an unacceptable decrease in porosity. However, the present inventors have shown that such a significant decrease in porosity does not occur. Accordingly, sack paper according to the present disclosure has a Gurley air permeability (ISO 5636-5) of 15 seconds or less. It is preferably 13 seconds or less, for example 12 seconds or less. Sack paper having a Gurley air permeability of less than 3 s often lacks strength. Thus, a typical Gurley air permeability according to the present disclosure is 3 to 15 seconds, preferably 3 to 13 seconds, for example 3 to 12 seconds.

Авторы настоящего изобретения поняли, что существует потребность в улучшенной растяжимости в машинном направлении (МН). В результате усилий авторов получена мешочная бумага согласно первому аспекту, которую характеризует растяжимость (согласно ISO 1924-3) в машинном направлении, превышающая 10%, предпочтительно превышающая 11%, предпочтительнее превышающая 12%. Способ получения такой растяжимой бумаги описан ниже в сочетании со вторым аспектом и в разделе «Примеры».The present inventors have realized that there is a need for improved machine direction (MD) extensibility. As a result of our efforts, a sack paper according to the first aspect is obtained, which has a tensile (according to ISO 1924-3) in the machine direction in excess of 10%, preferably in excess of 11%, more preferably in excess of 12%. The method for producing such stretchable paper is described below in conjunction with the second aspect and in the Examples section.

Растяжимость (согласно ISO 1924-3) в поперечном направлении (ПН) мешочной бумаги первого аспекта, как правило, превышает 6%, предпочтительно превышает 7%, предпочтительнее превышает 8% или 9%. Типичный (практический) верхний предел растяжимости в ПН составляет 11%. Как представлено ниже в разделе «Примеры», обработка, существенно увеличивающая растяжимость в МН, также приводит к небольшому увеличению растяжимости в ПН.The tensile (according to ISO 1924-3) in the transverse direction (CD) of the sack paper of the first aspect is generally greater than 6%, preferably greater than 7%, more preferably greater than 8% or 9%. The typical (practical) upper tensile limit in PN is 11%. As presented in the Examples section below, treatment that significantly increases MD tensile also results in a slight increase in PN tensile.

Поглощение энергии при растяжении (ПЭР) часто рассматривают в качестве свойства бумаги, которое наилучшим образом представляет собой соответствующую прочность стенки бумажного мешка. Это подтверждает корреляция между ПЭР и испытаниями при падении. Когда мешок падает, заполняющий его продукт перемещается внутри мешка при его ударе о пол. Это перемещение деформирует стенку мешка. Для противодействия деформации требуется высокое значение ПЭР; энергия поглощается за счет сочетания высокой прочности при растяжении и хорошей растяжимости бумаги.Tensile energy absorption (TEN) is often considered as the property of paper that best represents the corresponding strength of the paper bag wall. This is confirmed by the correlation between PER and drop tests. When the bag falls, the product filling it moves inside the bag when it hits the floor. This movement deforms the bag wall. To counteract deformation, a high PER value is required; energy is absorbed due to the combination of high tensile strength and good tensile properties of the paper.

Прочность при растяжении представляет собой максимальную силу, которую выдерживает бумага перед разрывом. В стандартном испытании согласно ISO 1924-3 используют полоску, имеющую ширину 15 мм и длину 100 мм, при постоянной скорости растяжения.Tensile strength is the maximum force that the paper can withstand before breaking. A standard test according to ISO 1924-3 uses a strip having a width of 15 mm and a length of 100 mm at a constant stretching rate.

Как указано выше, прочность при растяжении представляет собой один параметр при измерении ПЭР, а другой параметр представляет собой растяжимость. Прочность при растяжении, растяжимость и значение ПЭР получают в ходе одного испытания. Индекс ПЭР представляет собой значение ПЭР, деленное на поверхностную плотность. Таким же образом индекс прочности при растяжении получают в результате деления прочности при растяжении на поверхностную плотность.As indicated above, tensile strength is one parameter when measuring PER, and another parameter is tensile. Tensile strength, tensile strength and PER value are obtained in one test. The PER Index is the PER value divided by the areal density. Likewise, the tensile strength index is obtained by dividing the tensile strength by the basis weight.

Для обеспечения высокой прочности при растяжении мешочная бумага согласно первому аспекту предпочтительно представляет собой крафт-бумагу, и это означает, что она получена из целлюлозы, полученной согласно крафт-процессу. По той же причине исходный материал, используемый для получения целлюлозы, которую применяют для изготовления мешочной бумаги, предпочтительно содержит хвойную древесину (которая имеет длинные волокна и образует прочную бумагу). Соответственно, мешочную бумагу предпочтительно получают из бумажной массы, содержащей по меньшей мере 50% хвойной целлюлозы, предпочтительно по меньшей мере 75% хвойной целлюлозы и предпочтительнее по меньшей мере 90% хвойной целлюлозы. Процентные величины приведены по отношению к сухой массе целлюлозы.In order to provide high tensile strength, the sack paper according to the first aspect is preferably kraft paper, which means that it is obtained from cellulose obtained by the kraft process. For the same reason, the starting material used to make the pulp used to make sack paper preferably contains softwood (which has long fibers and forms a strong paper). Accordingly, sack paper is preferably obtained from a furnish containing at least 50% softwood pulp, preferably at least 75% softwood pulp and more preferably at least 90% softwood pulp. Percentages are based on dry weight of cellulose.

Кроме того, мешочная бумага может содержать по меньшей мере одно сухое упрочняющее вещество для улучшения прочности при растяжении. По меньшей мере одно сухое упрочняющее вещество предпочтительно содержит крахмал, предпочтительно катионный крахмал. Помимо катионного крахмала, мешочная бумага может содержать анионный и/или амфотерный крахмал. Например, добавляемое количество крахмала может составлять от 2 до 15 кг на тонну бумаги, например, от 3 до 14 кг на тонну бумаги.In addition, the sack paper may contain at least one dry hardener to improve tensile strength. The at least one dry hardener preferably contains starch, preferably cationic starch. In addition to cationic starch, sack paper may contain anionic and / or amphoteric starch. For example, the amount of starch added can be 2 to 15 kg per ton of paper, for example 3 to 14 kg per ton of paper.

Индекс прочности при растяжении мешочной бумаги согласно первому аспекту предпочтительно составляет по меньшей мере 50 кНм/кг, например, по меньшей мере 55 кНм/кг, в МН и по меньшей мере 40 кН⋅м/кг, например, по меньшей мере 45 кН⋅м/кг, в МН.The tensile strength index of the sack paper according to the first aspect is preferably at least 50 kNm / kg, for example at least 55 kNm / kg, in MN and at least 40 kN⋅m / kg, for example at least 45 kN⋅ m / kg, in MN.

Исключительная растяжимость мешочной бумаги согласно первому аспекту приводит к высоким значениям ПЭР. ПЭР согласно ISO 1924-3 в МН мешочной бумаги первого аспекта может составлять, например, по меньшей мере 300 Дж/м², например, по меньшей мере 330 Дж/м², например, по меньшей мере 350 Дж/м². Кроме того, индекс ПЭР согласно ISO 1924-3 в МН мешочной бумаги первого аспекта может составлять, например, по меньшей мере 3,4 Дж/г, например, по меньшей мере 3,5 Дж/г.The exceptional elongation of the sack paper according to the first aspect results in high PER values. The PER according to ISO 1924-3 in the MN of sack paper of the first aspect may be, for example, at least 300 J / m ² , for example at least 330 J / m ² , for example at least 350 J / m ² . In addition, the PER index according to ISO 1924-3 in MN of sack paper of the first aspect may be, for example, at least 3.4 J / g, for example at least 3.5 J / g.

Индекс ПЭР согласно ISO 1924-3 в ПН мешочной бумаги первого аспекта может составлять, например, по меньшей мере 2,4 Дж/г, например, по меньшей мере 2,6 Дж/г.The PER index according to ISO 1924-3 in the ST of the sack paper of the first aspect can be, for example, at least 2.4 J / g, for example at least 2.6 J / g.

Мешочная бумага первого аспекта может быть беленой, и это означает, что ее яркость может составлять по меньшей мере 78% или по меньшей мере 80% согласно ISO 2470-1. Предпочтительно яркость беленой мешочной бумаги первого аспекта составляет по меньшей мере 83%.The sack paper of the first aspect can be bleached, which means that its brightness can be at least 78% or at least 80% according to ISO 2470-1. Preferably, the brightness of the bleached sack paper of the first aspect is at least 83%.

Мешочная бумага обычно содержит печатное изображение. Соответственно, мешочная бумага первого аспекта предпочтительно обеспечивает удовлетворительную поверхность для печати. Удовлетворительные свойства печати отражает, например, относительно низкая поверхностная шероховатость. Можно было бы предполагать, что высокая степень крепирования/уплотнения в описанном ниже устройстве Клупак значительно увеличивает поверхностную шероховатость, но авторы настоящего изобретения продемонстрировали, что дело обстоит не так. Фактически поверхностная шероховатость сеточной стороны (особенно подходящей для печати) увеличивалась только на 7% (от 895 мл/мин до 957 мл/мин), когда растяжимость в МН увеличивалась более чем вдвое (см. таблицу 1 в разделе «Примеры»).Sack paper usually contains a printed image. Accordingly, the sack paper of the first aspect preferably provides a satisfactory printable surface. Satisfactory print properties are reflected, for example, by a relatively low surface roughness. One would expect that the high degree of creping / compaction in the Klupak device described below significantly increases the surface roughness, but the present inventors have demonstrated that this is not the case. In fact, the surface roughness of the mesh side (especially suitable for printing) increased by only 7% (from 895 ml / min to 957 ml / min) when the MD stretch more than doubled (see Table 1 in the Examples section).

Таким образом, шероховатость по Бендтсену согласно ISO 8791-2 по меньшей мере одной стороны мешочной бумаги первого аспекта может составлять менее 1200 мл/мин, предпочтительно менее 1100 мл/мин, например, менее 1000 мл/мин.Thus, the Bendtsen roughness according to ISO 8791-2 on at least one side of the sack paper of the first aspect can be less than 1200 ml / min, preferably less than 1100 ml / min, for example less than 1000 ml / min.

В одном варианте реализации мешочная бумага первого аспекта может быть обработана с образованием изоляции, например, на поверхности бумаги. Изоляция предпочтительно обеспечивает влагонепроницаемость и/или водонепроницаемость. Изоляция может также обеспечивать маслонепроницаемость. При такой обработке изолирующее химическое вещество или изолирующую композицию наносят, например, посредством шаберного мелования, покрытия поливом или распыления. Кроме того, образующее изоляцию вещество может быть добавлено в целлюлозу.In one embodiment, the sack paper of the first aspect can be treated to form insulation, for example, on the surface of the paper. The insulation preferably provides moisture resistance and / or water resistance. Insulation can also provide oil tightness. In this treatment, an insulating chemical or insulating composition is applied, for example, by blade coating, curtain coating, or spray coating. In addition, an insulating agent can be added to the cellulose.

В качестве второго аспекта настоящего описания предложен способ получения мешочной бумаги согласно первому аспекту. Способ включает высушивание бумажного полотна в сушильной секции, содержащей устройство Клупак и сушильную группу, расположенную ниже по потоку относительно устройства Клупак.As a second aspect of the present disclosure, a method for producing sack paper according to the first aspect is provided. The method includes drying the paper web in a drying section containing a Klupak device and a drying group located downstream of the Klupak device.

Сушильная группа означает сушильное устройство, содержащее по меньшей мере одно сушильное сито и по меньшей мере один сушильный цилиндр, к которому сушильным ситом (ситами) прижато бумажное полотно, проходящее через сушильную группу. Компоненты сушильной группы соединены или расположены таким образом, что бумажное полотно перемещается с практически постоянной скоростью через сушильную группу.Drying group means a drying device containing at least one drying sieve and at least one drying cylinder, against which the paper web is pressed by the drying sieve (s), passing through the drying group. The components of the drying group are connected or positioned such that the paper web moves at a substantially constant speed through the drying group.

Как правило, множество сушильных групп располагают последовательно выше по потоку относительно устройства Клупак согласно второму аспекту. Второй аспект не ограничен какой-либо конкретной конструкцией таких сушильных групп, при том условии, что влагосодержание бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак, составляет от 30 до 40%.Typically, a plurality of drying groups are located sequentially upstream of the Klupak apparatus according to the second aspect. The second aspect is not limited to any particular design of such drying groups, provided that the moisture content of the paper web entering the Klupak device is between 30 and 40%.

В одном варианте реализации второго аспекта множество сушильных групп располагают последовательно ниже по потоку относительно устройства Клупак.In one embodiment of the second aspect, a plurality of drying groups are positioned sequentially downstream of the Klupak apparatus.

Сушильная секция обычно расположена ниже по потоку относительно прессовальной секции. Фиг. 1 иллюстрирует прессовальную секцию 100, содержащую два прижимных пресса 101 и 102. Кроме того, фиг. 1 иллюстрирует часть 103 сушильной секции, содержащую первую сушильную группу 104, расположенную непосредственно выше по потоку относительно устройства Клупак 105, и вторую сушильную группу 106, расположенную непосредственно ниже по потоку относительно устройства Клупак 105.The drying section is usually located downstream of the press section. FIG. 1 illustrates a press section 100 containing two nip presses 101 and 102. In addition, FIG. 1 illustrates a portion 103 of a drying section comprising a first drying group 104 located immediately upstream of the Klupak 105 and a second drying group 106 located immediately downstream of the Klupak 105.

Как упомянуто выше, влагосодержание бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак, составляет от 30 до 40% согласно способу второго аспекта. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что такие относительно высокие уровни влагосодержания упрощают увеличение растяжимости. Предпочтительно влагосодержание бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак, составляет от 32 до 40%. Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что увеличение растяжимости упрощает относительно высокая линейная нагрузка прижимного валика, составляющая по меньшей мере, 20 кН/м, в устройстве Клупак. Предпочтительно линейная нагрузка прижимного валика составляет по меньшей мере 21 кН/м или по меньшей мере 22 кН/м. Если линейная нагрузка является чрезмерно высокой, воздухопроницаемость по Герли чрезмерно увеличивается (т.е. пористость чрезмерно уменьшается). Типичный верхний предел может составлять 30 кН/м или 28 кН/м. В устройстве Клупак линейную нагрузку прижимного валика определяет регулируемое давление гидравлического цилиндра, действующее на прижимной валик. Прижимной валик иногда называют термином «прижимной ролик».As mentioned above, the moisture content of the paper web entering the Klupak device is between 30 and 40% according to the method of the second aspect. The present inventors have found that such relatively high moisture levels facilitate the increase in tensile. Preferably, the moisture content of the paper web entering the Klupak device is 32 to 40%. In addition, the present inventors have found that the increase in tensile facilitates a relatively high linear pressure roll load of at least 20 kN / m in the Klupak device. Preferably, the linear load of the nip roller is at least 21 kN / m or at least 22 kN / m. If the linear load is excessively high, the Gurley air permeability increases excessively (i.e., the porosity decreases excessively). A typical upper limit can be 30 kN / m or 28 kN / m. In the Klupak device, the linear load of the pressure roller is determined by the adjustable pressure of the hydraulic cylinder acting on the pressure roller. The pinch roller is sometimes called the “pinch roller”.

Авторы настоящего изобретения показали, что растяжимость в машинном направлении в значительной степени зависит от относительного изменения скорости при прохождении через устройство Клупак. В частности, авторы обнаружили, что скорость бумажного полотна в сушильной группе, расположенной ниже по потоку относительно устройства Клупак, должна быть на 8-14% ниже, чем скорость бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак. Предпочтительно скорость бумажного полотна в сушильной группе, расположенной ниже по потоку относительно устройства Клупак, на 9-14% ниже, например, на 9-13% ниже, чем скорость бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак.The inventors of the present invention have shown that the extensibility in the machine direction is highly dependent on the relative change in speed when passing through the Klupak device. In particular, the inventors have found that the speed of the paper web in the dryer group downstream of the Klupak device should be 8-14% lower than the speed of the paper web entering the Klupak device. Preferably, the speed of the paper web in the dryer group located downstream of the Klupak device is 9-14% lower, for example 9-13% lower than the speed of the paper web entering the Klupak device.

В одном варианте реализации натяжение резиновой ленты в устройстве Клупак составляет по меньшей мере 5 кН/м (например, от 5 до 9 кН/м), предпочтительно по меньшей мере 6 кН/м (например, от 6 до 9 кН/м), например, приблизительно 7 кН/м. В устройстве Клупак натяжение резиновой ленты определено регулируемым давлением гидравлического цилиндра, действующим на натяжной ролик, растягивающий резиновую ленту.In one embodiment, the tension on the rubber band in the Klupak device is at least 5 kN / m (for example, 5 to 9 kN / m), preferably at least 6 kN / m (for example, 6 to 9 kN / m), for example, approximately 7 kN / m. In the Klupak device, the tension of the rubber band is determined by the adjustable pressure of the hydraulic cylinder acting on the tension roller stretching the rubber band.

Устройство Клупак обычно содержит стальной цилиндр. Когда бумажное полотно уплотняют посредством сокращения/сжатия резиновой ленты в устройстве Клупак, оно перемещается относительно стального цилиндра. Для уменьшения трения между бумажным полотном и стальным цилиндром оказывается предпочтительным добавление смазочной жидкости. Смазочная жидкость может представлять собой воду или иметь водную основу. Смазочная жидкость на водной основе может содержать снижающее трение вещество, такое как полиэтиленгликоль или вещество на кремнийорганической основе. В одном варианте реализации смазочная жидкость представляет собой воду, содержащую по меньшей мере 0,5%, предпочтительно по меньшей мере 1%, например, от 1 до 4% полиэтиленгликоля.The Klupak device usually contains a steel cylinder. When the paper web is compacted by shrinking / compressing the rubber band in the Klupak device, it moves relative to the steel cylinder. To reduce the friction between the paper web and the steel cylinder, it is preferable to add a lubricating fluid. The lubricating fluid can be water or water based. The water-based lubricating fluid may contain a friction-reducing agent such as polyethylene glycol or a silicone-based agent. In one embodiment, the lubricating fluid is water containing at least 0.5%, preferably at least 1%, for example 1 to 4% polyethylene glycol.

Фиг. 2 иллюстрирует устройство Клупак 205, содержащее бесконечную резиновую ленту 207 (иногда называемую термином «резиновое полотно»), с которым находятся в контакте два разгонных валика 208, 209, направляющий валик 210, натяжной валик 211 и прижимной валик 212. Первое гидравлическое устройство 213 прилагает давление к натяжному валику 211 для растяжения резиновой ленты 207. Второе гидравлическое устройство 214 прилагает давление к прижимному валику 212 для прижатия резиновой ленты 207, которая, в свою очередь, прижимает бумажное полотно 217 к стальному цилиндру 215. Распыляющее смазочную жидкость сопло 216 предназначено для нанесения смазочной жидкости на стальной цилиндр 215.FIG. 2 illustrates a Klupak 205 device comprising an endless rubber band 207 (sometimes referred to as a "rubber web") with which two accelerating rollers 208, 209, a guide roller 210, a tension roller 211 and a pressure roller 212 are in contact. The first hydraulic device 213 applies pressure on the tension roller 211 to stretch the rubber band 207. The second hydraulic device 214 applies pressure to the pressure roller 212 to press the rubber band 207, which in turn presses the paper web 217 against the steel cylinder 215. The lubricating fluid spraying nozzle 216 is designed to apply lubricant on the steel cylinder 215.

В качестве третьего аспекта настоящего описания предложен мешок, содержащий слой, состоящий из мешочной бумаги согласно первому аспекту.As a third aspect of the present disclosure, there is provided a bag comprising a layer composed of sack paper according to the first aspect.

Мешок согласно третьему аспекту может содержать гидравлическое связующее вещество, такое как гидравлическое связующее вещество, для получения цементного раствора, строительной растворной смеси, бетона, гипсового теста или суспензии гидравлической извести.A bag according to a third aspect may contain a hydraulic binder, such as a hydraulic binder, to form a slurry, mortar, concrete, gypsum paste or hydraulic lime slurry.

Кроме того, мешок согласно третьему аспекту может содержать химический продукт, минерал или смесь минералов, садовое удобрение, пищевой продукт, корм для сельскохозяйственных животных или корм для домашних животных.In addition, the bag according to the third aspect may contain a chemical, a mineral or a mixture of minerals, a garden fertilizer, a food product, a food for farm animals or a food for a pet.

Мешок согласно третьему аспекту может представлять собой, например, многослойный мешок. Предпочтительно по меньшей мере два, например, все из слоев такого многослойного мешка могут состоять из мешочной бумаги согласно первому аспекту.The bag according to the third aspect can be, for example, a multilayer bag. Preferably at least two, for example all of the layers of such a multilayer bag may be sack paper according to the first aspect.

В одном варианте реализации третьего аспекта мешок представляет собой однослойный мешок, в котором единственный слой состоит из мешочной бумаги согласно первому аспекту, имеющей поверхностную плотность от 90 до 140 г/м², например, от 95 до 130 г/м². Такой однослойный мешок мог бы заменить мешки предшествующего уровня техники, имеющие два слоя мешочной бумаги с поверхностной плотностью от 70 до 80 г/м² и, таким образом, снижать расходы.In one embodiment of the third aspect, the bag is a single layer bag in which the single layer consists of sack paper according to the first aspect having a basis weight of 90 to 140 g / m ² , for example 95 to 130 g / m ² . Such a single layer bag could replace prior art bags having two layers of sack paper with a basis weight of 70 to 80 g / m ² and thus reduce costs.

В другом варианте реализации третьего аспекта мешок представляет собой двухслойный мешок, в котором слои состоят из мешочной бумаги по любому из предшествующих пунктов, имеющей поверхностную плотность от 70 до 130 г/м², например, от 70 до 110 г/м², например, от 80 до 110 г/м², например, от 80 до 100 г/м². Такой двухслойный мешок должен быть прочнее (например, иметь более высокое значение ПЭР), чем соответствующие мешки предшествующего уровня техники.In another embodiment of the third aspect, the bag is a two-layer bag in which the layers are composed of sack paper according to any one of the preceding claims having a basis weight of 70 to 130 g / m ² , for example, 70 to 110 g / m ² , for example, 80 to 110 g / m ² , for example 80 to 100 g / m ² . Such a two-layer bag must be stronger (eg, have a higher PER) than corresponding prior art bags.

Размеры мешка согласно третьему аспекту могут быть, например, такими, что в наполненной конфигурации его объем составляет от 8 до 45 литров, предпочтительно от 12 до 45 литров.The dimensions of the bag according to the third aspect may, for example, be such that, in the filled configuration, it has a volume of 8 to 45 liters, preferably 12 to 45 liters.

Когда мешок согласно настоящему описанию содержит гидравлическое связующее вещество, такое как цемент, количество гидравлического связующего вещества может составлять, например, от 17 до 60 кг, например, от 40 до 60 кг. Мешки, вмещающие 25 кг, 35 кг и 50 кг, пользуются рыночным спросом и, таким образом, могут быть получены согласно настоящему описанию. Размеры наполненного мешка, вмещающего 25 кг, могут составлять, например, 400×450×110 мм. Как правило, «вмещающий 25 кг мешок» могут наполнять приблизительно 17,4 литров материала, в то время как «вмещающий 50 кг мешок» могут наполнять приблизительно 35 литров материала.When the bag according to the present disclosure contains a hydraulic binder such as cement, the amount of the hydraulic binder may be, for example, 17 to 60 kg, for example, 40 to 60 kg. Bags containing 25 kg, 35 kg and 50 kg are in market demand and thus can be obtained according to the present description. The dimensions of a filled bag containing 25 kg can be, for example, 400 x 450 x 110 mm. Typically, a "25 kg bag" can fill approximately 17.4 liters of material while a "50 kg bag" can fill approximately 35 liters of material.

ПримерыExamples of

Проводили пять полномасштабных экспериментов для получения мешочной бумаги с различной растяжимостью в машинном направлении.Conducted five full-scale experiments to obtain sack paper with different extensibility in the machine direction.

Во всех пяти экспериментах мешочную бумагу получали, как описано ниже.In all five experiments, sack paper was prepared as described below.

Получали беленую хвойную крафт-целлюлозу. Целлюлозу подвергали рафинированию при высокой консистенции (ВК, 180 кВт⋅ч на тонну бумаги), составляющей приблизительно 35%, и рафинированию при низкой консистенции (НК, 20 кВт⋅ч на тонну бумаги), составляющей приблизительно 4%. В целлюлозу добавляли катионный крахмал (7 кг на тонну бумаги), анионный крахмал (3 кг на тонну бумаги), канифольный клей (2,2 кг на тонну бумаги) и алюмокалиевые квасцы (3,5 кг на тонну бумаги). В напорном ящике значение рН целлюлозы/композиции бумажной массы составляло приблизительно 6,0, и консистенция целлюлозы/композиции бумажной массы составляла приблизительно 0,2%. Формование бумажного полотна осуществляли в сеточной секции. Содержание сухого вещества в бумажном полотне, выходящем из сеточной секции, составляло приблизительно 20%. Бумажное полотно обезвоживали в прессовальной секции, имеющей два пресса, с получением содержания сухого вещества, составляющего приблизительно 40%. Обезвоженное бумажное полотно затем сушили в последующей сушильной секции, имеющей 9 сушильных групп и одно устройство Клупак в последовательном расположении. Устройство Клупак находилось между шестой сушильной группой и седьмой сушильной группой. При введении в устройство Клупак влагосодержание бумажного полотна составляло 33%. Давление гидравлического цилиндра, действующее на прижимной валик, устанавливали на уровне 20 бар, получая в результате линейную нагрузку, составляющую 22 кН/м. Давление гидравлического цилиндра для растяжения резиновой ленты устанавливали на уровне 31 бар, получая в результате натяжение ленты, составляющее 7 кН/м. Для уменьшения трения между бумажным полотном и стальным цилиндром в устройстве Клупак смазочную жидкость (1% полиэтиленгликоль) добавляли в количестве 250 л/час.Received bleached softwood kraft pulp. The pulp was refined at a high consistency (BK, 180 kWh per ton of paper) of about 35% and refined at a low consistency (HK, 20 kWh per ton of paper) of about 4%. Cationic starch (7 kg per ton of paper), anionic starch (3 kg per ton of paper), rosin glue (2.2 kg per ton of paper), and potassium alum (3.5 kg per ton of paper) were added to the pulp. In the headbox, the pH of the pulp / furnish was about 6.0 and the consistency of the pulp / furnish was about 0.2%. Forming of the paper web was carried out in a mesh section. The dry matter content of the paper web exiting the wire section was approximately 20%. The web was dewatered in a press section having two presses to obtain a dry matter content of about 40%. The dewatered paper web was then dried in a subsequent drying section having 9 drying groups and one Klupak unit in series. The Klupak device was located between the sixth drying group and the seventh drying group. When Klupak was introduced into the device, the moisture content of the paper web was 33%. The pressure of the hydraulic cylinder on the nip roller was set at 20 bar resulting in a linear load of 22 kN / m. The pressure of the hydraulic cylinder for stretching the rubber band was set at 31 bar, resulting in a belt tension of 7 kN / m. To reduce friction between the paper web and the steel cylinder in the Klupak device, a lubricating fluid (1% polyethylene glycol) was added in an amount of 250 L / h.

Проводили пять экспериментов для получения мешочной бумаги, имеющей различную растяжимость в машинном направлении (растяжимость МН). В первом, втором, третьем, четвертом и пятом эксперименте целевая растяжимость МН составляла 6%, 8%, 10%, 12% и 14%, соответственно. Для достижения соответствующего значения растяжимости МН регулировали скорость бумажного полотна в прессовальной секции и сушильной секции (см. фиг. 3). В частности, в экспериментах изменяли скорость бумажного полотна в сушильной группе, расположенной непосредственно ниже по потоку относительно устройства Клупак, по отношению к скорости бумажного полотна, поступающего в устройство Клупак. В первом эксперименте (для достижения 6% растяжимости МН) относительная скорость составляла -4,4%, в то время как в пятом эксперименте (для достижения 14% растяжимости МН) относительная скорость составляла -11,0%.Five experiments were carried out to obtain sack paper having different machine direction extensibility (MD extensibility). In the first, second, third, fourth and fifth experiments, the target extensibility of the MN was 6%, 8%, 10%, 12% and 14%, respectively. To achieve the appropriate tensile value MH, the web speed in the press section and drying section was controlled (see FIG. 3). In particular, the experiments varied the speed of the paper web in the drying group located immediately downstream of the Klupak device with respect to the speed of the paper web entering the Klupak device. In the first experiment (to achieve 6% MH extensibility) the relative speed was -4.4%, while in the fifth experiment (to achieve 14% MH extensibility) the relative speed was -11.0%.

Свойства мешочной бумаги, полученной в экспериментах 1-5, представлены ниже в таблице 1.The properties of the sack paper obtained in experiments 1-5 are shown in Table 1 below.

Таблица 1 представляет значительное увеличение растяжимости МН при снижении относительной скорости. Значения воздухопроницаемости по Герли в таблице 1 показывают, что уплотнение в результате снижения относительной скорости не закрывало поры мешочной бумаги (обнаружено лишь умеренное увеличение воздухопроницаемости по Герли). Кроме того, уплотнение лишь незначительно увеличивало поверхностную шероховатость сеточной стороны мешочной бумаги (которая предназначена для печати).Table 1 presents a significant increase in MH tensile with decreasing relative velocity. The Gurley air permeability values in Table 1 show that the compaction due to the decrease in relative velocity did not close the pores of the sack paper (only a moderate increase in the Gurley air permeability was found). In addition, the compaction only slightly increased the surface roughness of the mesh side of the sack paper (which is to be printed).

Claims

1. Sack paper in which:

basis weight according to ISO 536 is 50 to 140 g / m ² , for example 70 to 130 g / m ² ;

the Gurley air permeability according to ISO 5636-5 is 15 seconds or less, for example 13 seconds or less; and

tensile according to ISO 1924-3 in the machine direction exceeds 10%, for example exceeds 11%, for example exceeds 12%.

2. The sack paper of claim 1, which is kraft paper.

3. Sack paper according to claim 1 or 2, which is bleached.

4. A sack paper according to any of the preceding claims, wherein the transverse tensile according to ISO 1924-3 is greater than 6%.

5. A sack paper according to any one of the preceding claims, in which the tensile energy absorption index (TENI) according to ISO 1924-3 in the machine direction is at least 3.4 J / g, for example at least 3.5 J / g.

6. A sack paper according to any one of the preceding claims, wherein the tensile energy absorption index (TENI) according to ISO 1924-3 in the transverse direction is at least 2.4 J / g, for example at least 2.6 J / g.

7. Sack paper according to any one of the preceding claims, wherein the transverse tensile according to ISO 1924-3 is greater than 7%, for example greater than 8%.

8. A sack paper according to any one of the preceding claims, wherein the ISO 8791-2 Bendtsen roughness on at least one side of the paper is less than 1200 ml / min, for example less than 1100 ml / min, for example less than 1000 ml / min.

9. A bag containing a layer of paper according to any one of the preceding claims.

10. A bag according to claim 9, which is a single layer bag, and in which the layer consists of sack paper according to any of the preceding claims, having a basis weight of from 100 to 140 g / m ² , for example from 105 to 130 g / m ² .

11. A bag according to claim 9, which is a two-layer bag, and in which the layers consist of sack paper according to any of the preceding claims, having a basis weight of from 80 to 130 g / m ² , for example from 80 to 110 g / m ² , for example, from 90 to 110 g / m ² .

12. A method of producing sack paper according to any one of paragraphs. 1-8, comprising drying the paper web in a drying section containing a Klupak device and a drying group located downstream of the Klupak device, wherein:

- the moisture content of the paper web entering the Klupak device is from 30 to 40%;

- the linear load of the pressure roller in the Klupak device is at least 20 kN / m; and

- the speed of the paper web in the drying group located downstream of the Klupak device is 8-14% lower than the speed of the paper web entering the Klupak device.

13. A method according to claim 12, wherein the tension of the rubber band in the Klupak device is from 5 to 9 kN / m, for example from 6 to 9 kN / m, for example 7 kN / m.

14. A method according to claim 12 or 13, wherein the linear load of the pressure roller in the Klupak device is 20 to 30 kN / m, for example, 21 to 28 kN / m, for example 22 kN / m.

15. The method according to any one of claims. 12-14, in which water containing at least 0.5% polyethylene glycol is added as a lubricant to the Klupak device.