SE469080B - Foerpackningsmaterial, foerfarande foer framstaellning av foerpackningsmaterial, anvaendning av hydrofob zeolit foer framstaellning av foerpackningsmaterial samt anvaendning av foerpackningsmaterial - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 'bismaksgivande ämnen som finns 2 risering av mjölk eller genom torkning av mjöl. Förpacknin- garna utformas vanligen med flera skikt, ofta bestående av olika material. Varje skikt och material har härvid en speciell egenskap och uppgift i förpackningen, såsom att förhindra transport av luftens syre, vatten eller vatten- ånga in till livsmedlet.

Ett stort användningsområde för förpackningsmaterial är som komponenter i medel förpackningar för förvaring av livs- i fast form eller för drycker såsom mjölk, juice, vin och vatten. Förpackningar avsedda för drycker består styv kartong innehållande flera olika skikt av lignocellulosahaltiga fibrer, i kombination med ett eller flera skikt av plast i direkt kontakt med drycken. Trots användning av sådana speciellt utformade materialkombina- tioner, blir dryckerna vanligen illasmakande efter en viss tid. Det har härvid visat sig att de bismaksgivande ämnena i drycken ofta framställningen vanligen av är oxidationsprodukter som bildats vid och lagringen av kartongen. Eftersom förpackningsmaterialet förvaras på rullar eller i form av arkbalar innan de slutliga förpackningarna formats och fyllts med livsmedel, att kunna överföras till den med plast belagda förpackningens insida. Det är således önskvärt att dels reducera bildnin- gen av bismaksgivande ämnen vid framställningen av förpack- ningsmaterialet dels kommer oxidationsprodukterna och reducera överföringen av de i förpackningsmaterialet från början eller bildas vid dess framställning.

Det är genom den svenska publicerade patentskriften SE 8006410-8 känt att förbehandla neutrallimmat eller alkaliskt limmat kartongämne, för att reducera uppkomsten av genom autooxidation bildade nedbrytningsprodukter av typ aldehyder och ketoner. Härvid behandlas flis och/eller den av flisen framställda mekaniska massan med alkali, med efterföljande tvättning eller avvattning i ett eller flera steg. Användning av ytterligare processteg innebär natur- ligtvis en mer invecklad och dyrare process, samtidigt som än de i förfarandet inte förhindrar problemen med andra flisen befintliga bismaksgivande ämnena. Sålunda innebär lO 15 20 25 30 35 _, 469 080 3 tillsats av papperskemikalier såsom retentions- och avvatt- innebära ökade ningsmedel eller hydrofoberingsmedel kan problem med bismaken hos livsmedel.

Uppfinningen Enligt uppfinningen har det åstadkommits ett förpack- ningsmaterial där överföringen av bismaksgivande och/eller hälsofarliga ämnen från förpackning till inneslutet inne- håll reduceras eller helt elimineras, genom att förpack- ningsmaterialet innehåller en hydrofob zeolit. Härigenom uppbyggnad och ingående av* smaken hos kan kraven på förpackningens material sänkas och/eller försämringen förpackningens innehåll kraftigt bromsas. således ett förpackningsmaterial Uppfinningen avser för reducerad överföring av bismaksgivande och/eller hälsofarliga ämnen från förpackning till inneslutet inne- håll, genom att hydrofob zeolit. för framställning av ett förpackningsmaterial av papper, förpackningsmaterialet innehåller en Uppfinningen avser vidare ett förfarande papp eller kartong, genom formning och avvattning av en suspension av lignocellulosahaltiga fibrer i närvaroå av en hydrofob zeolit.

Uppfinningen avser även användning av hydrofob zeolit för framställning av förpackningsmaterial och användning av innehållande hydrofob zeolit i för- packningar för fasta eller flytande livsmedel, tobaksvaror eller läkemedel.

Som tidigare är det känt att alkaliskt behandla flis och/eller massa avsedd för neutrallimmad eller alkaliskt limmad vätskekartong. Sådan behandling reducerar problemet med bildning av oxidationsprodukter i förpackningsmaterial angivits men hindrar inte överföring av bismaks- kan tillföras förpackningsmaterialet skede fram till fyllningen av den färdiga förpackningen. Med föreliggande förpackningsmate- innehållande en hydrofob zeolit, har det visat sig eller helt förhindra från förpackning till förpackningsmaterialet utgöres av lignocellulosan, givande ämnen vilka under vilket som helst rial möjligt att reducera överföring av bismaksgivande ämnen inneslutet innehåll, speciellt där .. [21- C'J\ q) 10 15 20 25 30 35 (Û .J 4:! (BO CD 4 ett eller flera skikt av papper, papp, kartong eller plast eller kombinationer av dessa. Föreliggande förfarande gör det möjligt att använda billigare råvaror såsom returfibrer vid framställning av förpackningen eller att reducera antalet skikt av papper eller plast i förpackningsmateria- let, utan att upplevelsen av bismak ökar. möjligt att öka Det är vidare användningen av papperskemikalier som av olika skäl förbättrar papperet eller underlättar tillverk- ningen, men som tidigare inte kunnat utnyttjas till fullo p.g.a. Om istället råvarorna och uppbyggnaden av förpackningsmateria- let behålls oförändrade, kommer närvaron av hydrofob zeolit att förbättra innehållet. Detta gäller speciellt efter en längre tids förvaring av livsmedel, bismaksproblem i den färdiga förpackningen. kvaliteten på tobaksvaror eller läkemedel.

Dryckesflaskor av polyester är exempel på förpack- ningsmaterial av plast, där bismaksgivande ämnen kan ingå.

Flaskorna framställes vanligen genom formblåsning varvid acetaldehyd kan bildas. Acetaldehyd kan även i mycket små mängder förstöra smaken hos drycker innehållande koldioxid.

Närvaron av en hydrofob zeolit kan reducera den bildade mängden av bismaksgivande ämnen under formblåsningen och/eller den överförda mängden av ämnen av denna typ från den färdiga polyesterflaskan till dess innehåll.

Föreliggande förpackningsmaterial och förfarandet för dess framställning möjliggör reducerad överföring av såväl bismaksgivande som hälsofarliga ämnen från förpackning till innehåll. klororganiska inneslutet Exempel på hälsofarliga ämnen är föreningar av typen dioxiner och furaner, vilka kan bildas vid blekning av kemiska fibrer med stora mängder elementärt klor. Även om fördelarna med föreliggan- de uppfinning avser reducerad överföring av såväl bismaks- givande som hälsofarliga ämnen, kommer föreliggande uppfin- ning i det följande att beskrivas med avseende på reduktio- nen av bismaksgivande ämnen. ' Förpackningar kan vara flexibla, halvstyva eller förpackningsmaterial såsom papper, ltextilväv eller styva och innehålla papp, kartong, plast, aluminiumfolie, 10 15 20 25 30 35 '__ -- 469 080 5 kombinationer av dessa. I föreliggande uppfinning är PaPPer, PaPP, eller plast eller en kombination av dessa. Företrädesvis är eventuellt belagt med ett förpackningsmaterialet lämpligen kartong förpackningsmaterialet kartong, eller flera skikt av plast.

Med plast avses i föreliggande uppfinning plastfolie, plastfilm eller plastfilmlaminat samt hålkroppar av termo~ innehålla tillsatta smörjmedel, fyllmedel, plast, vilka plastmaterial även kan komponenter såsom stabilisatorer, pigment och mjukningsmedel eller oönskade komponenter såsom sig kan vid uppvärmning restmonomerer. Plastmaterialen i oxideras till bismaksgivande ämnen såsom aldehyder eller ketoner. Även komponenter såsom stabilisatorer som utgöres av tungmetallföreningar eller restmonomerer såsom vinylklo- rid, kan utgöra eller ge upphov till bismaksgivande ämnen. storlek är det uppfinning lämpligt att plasten utgöres plastfilmlaminat eller hålkroppar av termoplast. Zeolitpar- tiklarna kan på ett tekniskt enkelt sätt införas i de rela- Genom zeolitpartiklarnas i föreliggande av plastfolie, tivt tjocka folierna och hålkropparna, medan zeolitpartik- larna placeras mellan eller utanför de relativt tunna plastskikten i laminaten. I dessa positioner reducerar zeolitpartiklarna på ett väl fungerande sätt överföringen av bismaksgivande ämnen. Folier för förpackningsmaterial består vanligen av termoplaster såsom polyeten. Tjockleken ligger normalt mellan 50 och 800 mikrometer.

Plastfolier tillverkas genom kalandrering mellan två eller vanligare fyra horisontella valsar i ett valsverk.

Innan en blandning kan tillföras kalandern, måste komponen- inledande eventuellt uppvärmt ett andra terna homogeniseras i ett förblandningssteg och därefter gelatineras i steg. zeoliten kan tillsättas i förbland- ningssteget och då lämpligen i pulverform under förbland- Den hydrofoba ningsstegets inledande skede.

Plastfilm är en tunn termoplastisk förpackningsfolie med en tjocklek av ca 10 mikrometer. Plastfilmlaminat som förpackningsmaterial består normalt av flera termoplastiska filmer i kombination med varandra. Exempel på termoplaster 10 l5 20 25 30 35 6 till plastfilmer polyamid, som används är polyeten, polypropen, polyvinylklorid, polyvinylidenklorid Det använda film polyester, samt jonomerfilm och cellofan. uppfinning lämpligt att polypropen.

Plastfilmer tillverkas där en strängsprutad är i föreliggande av polyeten och vanligen genom filmblåsning, slang blåses upp i av mellan två nypvalsar och rullas upp på en vals. Med denna metod erhålles en tunn film med god meka- nisk hållfasthet i både längd- och tvärriktningen. Plast- filmlaminat tillverkas ett munstycke, kyls, dras vanligen genom beläggning medelst och slitsmunstycke (extruderbeläggning) eller lacklaminering. Dessa metoder är vanliga då ett eller flera strängsprutning skikt av plastfilm av samma eller olika material, lamineras med papper, kartong och/eller aluminiumfolie. Vid beläggning medelst strängsprutning smälts plasten i en strängsprutmaskin och matas ut under högt tryck genom ett slitsmunstycke på den bana som skall beläggas. Papper och kartong belägges vanligen genom strängsprutning med poly- eten eller med polypropen då förbättrad värmeresistens önskas. Före beläggningen med plastskikt, kan banan av papper eller kartong även beläggas med en eller flera andra komponenter genom sprayning av torrt eller fuktigt pulver eller bestrykning med en viskös eller semi-viskös pasta. Även laminatets yttersta plastskikt, kan på samma sätt beläggas med en eller flera andra komponenter. Vid lack- laminering, lamineras två eller flera materialbanor med lim av polyuretantyp. vid framställning av plastfilmlaminat, förekommer även limkaschering och vax- och hotmelt-lamine- ring. Plastfilmlaminat kan också tillverkas genom filmblås- ning eller gjutning av film på kyld vals, varvid laminatet samextruderas genom två eller flera strängsprutmaskiner koppplade till samma blåsmunstycke respektive plana mun- stycke. Det plastlaminat som utgöres av plast i kombination med papper, är enligt föreliggande uppfinning lämpligt att paPP, kartong eller plast, framställs genom extruderbelägg- är vidare lämpligt att den på banan av papper, papp, ning eller lacklaminering. Det hydrofoba zeoliten appliceras lO 15 20 25 30 35 469 080 7 kartong eller plast, före beläggning med plastskikt.

Formblâsning är den vanligaste metoden för framställ- ning av hålkroppar av termoplast, men även termoformning samt rotationsgjutning av stora eller mycket stora hålkrop- par förekommer. Vid formblásning blåses ett uppvärmt och plastiskt ämne från en strängspruta upp med tryckluft mot väggarna i en kyld form som slutits kring ämnet. Efter det att den blåsta detaljen svalnat tillräckligt, öppnas formen Formblåsning lämpar 3 sig för 5 m3. och detaljen plockas ut. hålkroppar med volymer från ca 1 cm upp till ca Viktiga exempel på formblåsta hålkroppar är flaskor, tuber eller ampuller, avsedda för livsmedel matolja, mjölk eller saft samt förpackningar för läkemedel. polypropen, polyester, Den hydrofoba såsom matättika, Termoplasten kan vara polyeten, polystyren, polyvinylklorid och polyamid. zeoliten kan sättas till polymeren som ett torrt pulver, innan polymerblandningen når strängsprutan. Det är även möjligt att införa zeoliten mellan skikt av samma eller olika termoplaster i alaminerade hålkroppar, genom att tillföra zeoliten på den kylda formens insida eller i samband med blåsningen. Det är härvid spe- av en billig zeolit, och/eller insidan belägges med ett eller flera material med större täthet såsom polyamid. Genom sådana laminerade hålkroppar, munstycket i ciellt lämpligt att belägga ett bärarmaterial termoplast med som därefter på ut- kan i många fall glasflaskor för livsmedel ersättas med plastflaskor.

Upplevelsen av bismak är en subjektiv företeelse, relaterad till den totala halten av bildade oxidationspro- dukter. Vid autooxidation av de i ved naturligt förekom- mande omättade fettsyrorna; bildas främst aldehyder och ketoner. Bland dessa grupper av kemiska föreningar, har det visat sig finnas en god överensstämmelse mellan människors smakupplevelse och den uppmätta halten av enbart n-hexanal.

Bestämning av mängden överförda bismaksgivande ämnen från av främst papper, papp och kartong, enbart n- förpackningsmaterial kan därför kraftigt förenklas genom analys av hexanal. 4% Ö\ xO 10 l5 20 25 30 35 "Ü Cß CD 8 Zeoliter är oorganiska kristallina huvudsak bestående av Si02 och Al2O3 nation. Med föreningar, i i tetraedrisk koordi- i föreliggande uppfinning dock även andra kristallina föreningar zeoliter avses av zeolitstruktur, såsom aluminiumfosfater. Sådana i föreliggande uppfinning använd- bara kristallina föreningar av zeolitstruktur definieras i W.M. al, Atlas of zeolite structure types, 2:a uppl., Butterworths, London, 1987, vilken härmed införlivas som referens Meier et i föreliggande ansökan. Många zeoliter är naturligt förekommande, men de flesta kommersiellt använda syntetiskt framställda. som adsorbenter eller molekylsiktar och beroende på hâlrummens storlek och zeolitytans beskaffenhet, att öka eller minska upptagningen av En för i föreliggande uppfinning mycket väsentlig egenskap är en begränsad vattenupptagande förmåga. En sådan hydrofob innebär samtidigt en ökad förmåga att anlagra icke-polära föreningar, av vilka de organiska ämnena utgör den största gruppen. Zeoliter med förmåga att anlagra bl.a. aldehyder och ketoner och därmed de viktigaste bismaksgivande ämnena, första hand zeoliter med ett högt molförhållande mellan SiO2 och Al2O3 i tetraedrisk koordination. Zeoliter med ett sådant högt molförhållande kan framställas genom att syntesen sker under betingelser som ger en högre kisel- halt i zeoliten och/eller genom borttagande av aluminium ur zeoliterna är De fungerar kan de användas för specifika kemiska föreningar. zeoliterna (vattenavvisande) karaktär är i strukturen. Strukturen stabiliseras slutligen genom en värmebehandling, varigenom en minskad vattenupptagande förmåga erhålles. För föreliggande uppfinning är det av vikt att molförhållandet mellan SiO2 och Al2O3 i tetraed- ca l0:l. molförhâllandet inom intervallet från l5:l upp till 1000:l och företrädesvis från 20:l upp till 300:l. Det är speciellt föredraget att molförhållandet mellan SiO2 och Al2O3 i tetraedrisk koordination ligger inom intervallet från 25:1 upp till 50:l.

Den vattenavvisande förmågan kan hos de flesta zeoli- risk koordination är minst Lämpligen ligger inom intervallet ter i viss utsträckning modifieras genom olika behandlin- 10 15 20 25 30 35 'f 469 G80 9 gar av ytan, såsom upphettning i vattenånga eller luft. Sådana ytmodifieringar av zeoliter finns närmare beskrivna i D. W. sieves: structure, chemistry, and use, John Wiley & Sons, New York, 1974, sid. 507-523 Introduction to science Amsterdam, 1991, sid. 153-155, vilka härmed införlivas som referenser i föreliggande ansökan. En metod att bestämma zeolitens hydrofobicitet efter sådana behandlingar, är den ammoniakatmosfär, i Breck, Zeolite molecular och H. van Bekkum et al, zeolite and practice, Elsevier, s.k. Residual Butanol Test vilken finns beskriven i den engelska patentskriften 2,0l4,970. Enligt denna aktiveras zeoliten genom upphettning i luft vid 300°C under 16 blandas 10 viktandelar av den sålunda aktiverade zeoliten med en lösning bestående av 1 viktandel timmar. Därefter l-butanol och 100 viktandelar vatten. Den erhållna slurryn långsamt under 16 timmar vid 25°C. Slutligen den återstående halten av l-butanol i lösningen, omröres bestäms vilken anges i viktprocent. Ett lågt värde innebär således en hög grad av hydrofobicitet. För föreliggande uppfinning har det visat sig lämpligt att hydrofobiciteten karaktäri- serad genom en kvarvarande butanolhalt är lägre än ca 0,6 viktprocent. Företrädesvis ligger den kvarvarande butanol- halten inom intervallet från 0,0001 upp till 0,5 viktpro- cent och speciellt föredraget är en kvarvarande butanolhalt inom intervallet från 0,0002 upp till 0,3 viktprocent.

Zeoliter efter uppvisar en hög grad av hydrofobicitet och därför kan ge en tillräckligt från förpackning till inneslutet gande uppfinning, är de som är av pentasiltyp, faujasittyp, mordenit, erionit och zeolit L. Framställning av zeoliter som, eventuellt viss modifiering, reducerad överföring av bismaksgivande ämnen innehåll enligt förelig- beskriven i de amerikanska patent- av pentasiltyp finns skrifterna 3,702,886 och 4,06l,724, vilka härmed införlivas Lämpligen är de då härigenom en föreliggande ansökan. av pentasiltyp, överföringen av befintliga bismaks- som referenser i hydrofoba zeoliterna kraftig reduktion av givande ämnen erhålles samtidigt som bildningen av bismaks- vid t.ex. torkning av givande autooxidationsprodukter -ha .'«'\ \_§) 10 15 20 25 30 35 80 10 papper, papp eller kartong i det närmaste elimineras.

Exempel på zeoliter av pentasiltyp är ZSM-5, ZSM-11, ZSM-8, ZETA-1, ZETA-3, NU-4, NU-5, ZBM-10, TRS, MB-28, Ultrazet, TsVKs, TZ-01, TZ-02 och AZ-1. av pentasiltyp är lämpligen ZSM-5 eller ZSM-ll och företrädesvis ZSM-5.

Zeoliterna ZSM-5 och ZSM-11 definieras genom P.A. Jacobs et al, Studies in Zeoliten zeolites, vol. 33, Else- vier, Amsterdam, 1987, sid. 167-176, vilken härmed införli- vas som referens i föreliggande ansökan.

Mängden tillsatt zeolit kan ligga inom intervallet från ca 0,05 upp till ca 20 kg/ton torrt förpackningsmate- rial. Lämpligen ligger mängden zeolit inom intervallet från 0,1 upp till 15 kg/ton torrt förpackningsmaterial och företrädesvis inom intervallet från 0,2 upp till 10 kg/ton torrt förpackningsmaterial. ' Synthesis of high-silica aluminosilicate surface science and catalysis, För att överföringen av bismaksgivande ämnen skall kraftigt, att den hydrofoba zeoliten är väldispergerad. Det uppnås bl.a. om partiklarna reduceras krävs är små, så att de penetrerar hela den del av förpackningsmaterialet till vilka de satts. Lämpligen är zeolitens partikelstorlek mindre än ca 20 mikrometer och företrädesvis ligger den inom intervallet från 0,1 upp till 15 mikrometer.

Föreliggande förfarande avser företrädesvis fram- ställning av förpackningsmaterial av papper, papp eller kartong, där papperet, pappen eller kartongen framställs genom formning och avvattning av en suspension av lignocel- lulosahaltiga fibrer i närvaro av en hydrofob zeolit. Det är således föredraget att förpackningsmaterialet som utgöres av papper, papp eller kartong, framställs enligt s.k. pappersmaskinens inloppslåda. sättas till mälden stabiliseringsmedel, genom att skruva torrt pulver eller i en blandning med papperskemikalier den våta metoden och att zeoliten tillsätts före Den hydrofoba zeoliten kan i form av en slurry med eller utan in zeoliten som ett såsom retentionsmedel eller oorganiska kolloider. Då även av konventionella hydrofoberingsmedel såsom och/eller alkenylbärnstenssyraanhydrider en dispersion alkylketendimerer 10 15 20 25 30 35 469 G80 ll sättes till mälden, kan zeoliten inblandas i dispersionen sätts till mälden. Föreliggande förfarande av zeoliten i senare skeden innan denna innefattar dock även tillsats av pappersframställningen. Vid t.ex. kartongframställning slurry innehållande zeoliten sprayas på ett eller flera lignocellulosahaltiga skikt, vilka skikt därefter guskas samman. Zeoliten kan även införas i papperet i skikt kan en vilka inte innehåller lignocellulosahaltiga fibrer. Sådana skikt kan förekomma mellan lignocellulosahaltiga skikt eller på ytan av pappersstrukturen. Exempel på det senare är bestrykningssmetar. av papper, papp eller kartong, kommer ofta avsiktligt eller kontakt med Vätskorna har en tendens att lösa upp pappers- Med en Förpackningsmaterial oavsiktligt i vätskor. strukturen, speciellt från den oskyddade kanten. hydrofob zeolit närvarande under formningen och avvattnin- gen av papperet, ökar den hydrofoba (vattenavvisande) karaktären hos förpackningsmaterialet. Detta sänker vätske- penetrationshastigheten, speciellt vad avser vätskeinträng- ning från papperets kant. 'f papp eller_ kartong enligt föreliggande innehålla även andra papperskemikalier, Papper, uppfinning kan vilka i ning. Papperskemikalier som är avsedda att ge papperet en specifik slutegenskap kallas för funktionskemikalier, medan de som är avsedda att förbättra produktionseffektiviteten kallas för processkemikalier. Det är av naturliga skäl i första hand funktionskemikalierna som kommer att ingå i det men även en del processkemikalier lämnar Exempel på funktionskemikalier är och våtstyrkemedel, pigment och Av dessa ökar sig är kända för användning vid pappersframställ- färdiga papperet, processen i papperet. hydrofoberingsmedel, torr- fyllmedel och färger och optiska vitmedel. normalt de kemiskt aktiva hydrofoberingsmedlen och torr- och vàtstyrkemedlen närvaron av bismaksgivande ämnen.

Exempel på processkemikalier är retentions- och avvatt- I ningsmedel, skumdämpare, slembekämpningsmedel och filt- och viratvättmedel, av vilka åtminstone retentions- och avvatt- ningsmedlen normalt ökar närvaron av bismaksgivande ämnen. "fia ('_)\ \__Q 10 15 20 25 30 35 CD OO CD 12 För att öka utbytet av tillsatsen av zeoliten sker formningen och avvattningen lämpligen i närvaro av ett retentionsmedel. Tillsats överföringen av retentionsmedel kan dock öka så att resultatet kan bli sämre än med enbart pappersmassa. Detta beror på den förbättrade finfibrer eller finfraktioner, vilka innehåller högre halter av bismaksgivande ämnen, retentionen av andra av bismaks- givande ämnen än vad de större och längre fibrerna gör. Det visar sig överraskande att kombinationen av retentionsmedel med zeolit enligt föreliggande uppfinning, ger en lägre överföring av bismaksgivande ämnen än med enbart motsvaran- de mängd zeolit närvarande. Denna effekt framgår tydligt av exempel 2.

Retentionsmedel är tidigare kända vid papperstill- verkning. Lämpliga föreningar är polysackarider såsom stärkelse, cellulosaderivat och guar gum eller syntetiskt framställda homopolymerer såsom polyakrylamid (PAM), polyamidamin (PAA), polydiallyldimetylammoniumklorid (poly- DADMAC), polyetylenimin (PEI) och polyetylenoxid (PEO) eller sampolymerer därav. Genom införande av kväveinnehål- lande grupper eller kovalent bundna fosforgrupper förstärks den katjoniska respektive anjoniska karaktären hos reten- tionsmedlen. Metoder för införande av sådana grupper är för fackmannen välkända. Vid föreliggande förfarande har det visat sig särskilt lämpligt att använda katjoniska reten- tionsmedel såsom stärkelse, PAM, PEI eller kombinationer av dessa, eftersom man härigenom uppnår bland annat hög retention.

Mängden tillsatt retentionsmedel kan ligga inom intervallet från ca 0,01 upp till ca 20 kg/ton, baserat på torra fibrer och eventuella papperskemikalier. Lämpligen ligger mängden inom intervallet från 0,02 upp till 10 kg/ton, baserat på torra fibrer och eventuella papperskemi- kalier.

Vid användning av retentionsmedel i kombination med en hydrofob zeolit, kan tillsatsen ske i valfri ordning. En god bismaksreducerande effekt erhålles också om retentions- till fiber- medlet och zeoliten blandas, innan tillsats 10 15 20 25 30 35 469 B80 13 suspensionen.

Q Vid framställning av förpackningsmaterial av papper, papp eller kartong enligt uppfinningen, kan retentionen och avvattningen förstärkas genom närvaro av anjoniska eller vilka vid pappersframställning. Kolloiderna tillsätts i katjoniska oorganiska kolloider redan tidigare använts form av dispersioner (soler), vilka genom det stora förhål- landet mellan yta har dessa kolloidala ytstorlek över ca 50 m2/g. Exempel på anjoniska oorganiska kolloider är bentonit, montmorillonit, titanylsulfatsoler, och volym inte sedimenterar. Lämpligen oorganiska partiklar en specifik aluminiumoxidsoler, silikasoler, aluminiummodifierade aluminiumsilikatsoler. Lämpligen är de oorganiska kolloiderna silikabaserade soler. Företrädesvis har de silikabaserade solerna minst ett ytlager innehål- silikasoler och lande aluminium, varigenom solerna blir resistenta inom hela det pH-intervall som är användbart med föreliggande förfarande. Lämpliga soler kan också baseras på polykisel- syra, vilket innebär att kiselsyran föreligger som mycket små partiklar med mycket stor specifik yta. Kommersiellt tillgängliga silikabaserade soler som är lämpliga att använda i föreliggande uppfinning, framställs och marknads- förs av bl.a. Eka Nobel AB i Sverige.

Vid framställning av förpackningsmaterial enligt uppfinningen, kan retentionen och avvattningen ytterligare förstärkas genom närvaro av en eller flera aluminiumföre- ningar vilka redan tidigare är kända vid pappersframställ- ning. De i föreliggande uppfinning lämpliga aluminiumföre- ningarna, är sådana som kan hydrolyseras till katjoniska fibersuspensionen. Den förbätt- sedan genom aluminiumhydroxidkomplex i rade retentionen och avvattningen uppnås samverkan med anjoniska grupper på fibrerna och hos andra papperskemikalier. I fibersuspensioner med ett pH före tillsats under ca 7, är det speciellt lämpligt att som aluminiumförening använda aluminater såsom natriumaluminat eller kaliumaluminat. I fibersuspensioner med ett pH före tillsats 7, är alun, aluminiumklorid, aluminium- nitrat och polyaluminiumföreningar lämpliga aluminiumfö- över ca -pi ub lO 15 20 25 30 35 êêšÜ 14 reningar. Företrädesvis används polyaluminiumföreningar, speciellt stark och stabil högre pH-intervall. Ett exempel på en kommersiellt tillgänglig polyaluminiumföre- ning är Ekoflock, vilken framställs och marknadsförs av Eka Nobel AB i Sverige.

Vid framställning av förpackningsmaterial av papper, papp eller kartong, kan den hydrofoba effekten hos materia- let förstärkas eftersom sådana uppvisar en katjonisk laddning inom detta genom närvaro av konventionella hydrofobe- ringsmedel vilka kan indelas i förstärkta eller oförstärkta hartser, vaxdispersioner, natriumstearat samt fluorbaserade och cellulosareaktiva hydrofoberingsmedel. Det har enligt föreliggande uppfinning visat sig lämpligt att använda cellulosareaktiva hydrofoberingsmedel, vilka binds kovalent och därmed starkare till cellulosafibrerna än övriga hydrofoberingsmedel. Det är föredraget att använda alkyl- ketendimerer (AKD), (ASA) kombinationer av dessa, då härigenom förpacknings- materialet blir speciellt repellent mot aggressiva vätskor.

Vid framställning av AKD användes mättade fettsyror, men med inslag av omättade sätt som de i veden naturligt förekommande omättade fettsyrorna-kan dessa tillförda omättade fettsyror oxideras t.ex. alkenylbärnstenssyraanhydrider eller sådana. På samma vid uppvärmning i torkpartiet, ämnen såsom varvid bismaksgivande aldehyder och ketoner bildas. Genom närvaron av en hydrofob zeolit kan denna oxidation motverkas, samtidigt som den hydrofoberande effekten förstärks. Det är därför speciellt föredraget att använda AKD som hydrofoberingsmedel i föreliggande uppfinning. Lämplig användning av AKD enligt föreliggande uppfinning är i vätskekartong, för att åstad- komma mjölksyraresistens kombinerad med reducerad över- föring av bismaksgivande ämnen.

De olika papperskemikalierna tillsätts i mängder, i positioner, med uppehållstider och i en ordning som är för fackmannen välkända.

Vid framställning av papper, föredraget pH i papp och kartong kan suspensionen av lignocellulosahaltiga fibrer och eventuella papperskemikalier variera inom vida Ü lO l5 20 25 30 35 469 080 15 gränser. Föreliggande förfarande innebär att den bismaks- reducerande zeoliten kan tillsättas inom ett mycket brett zeolitpartiklarna är kristallina och därmed har en Således effekt då fibersuspensionens pH före avvattning ligger inom pH-område, eftersom inert karaktär. erhålles en god intervallet från ca 3,0 upp till ca 10,0. Lämpligen har suspensionen ett pH före avvattning inom intervallet från 3,5 upp till 9,5 och företrädesvis 4,0 upp till 9,0.

Den tillsatta zeoliten reducerar förutom bildning och även halten av löst (bakvatten) som inom intervallet från överföring av bismaksgivande ämnen, material i det recirkulerande vatten används för att suspendera de lignocellulosahaltiga fibrer- na och papperskemikalierna. Det lösta materialet i bakvatt- zeolitytan, varigenom motsvarande halt i bakvattnet sjunker. Det på materialet från bakvattnet lämnar tillverkningsprocessen net kan adsorberas på zeolitytan adsorberade via det formade och avvattnade papperet. Härigenom ökar överföringen av bismaksgivande ämnen från det färdiga förpackningsmaterialet, eftersom det adsorberade materialet innehåller förhållandevis höga halter av bismaksgivande ämnen såsom aldehyder och ketoner. Genom närvaron av den hydrofoba zeoliten, blir dock ökningen mindre än med enbart materialet från bakvattnet närvarande. Härigenom ökar flexibiliteten vid pappersframställningen, eftersom bak- vattnet helt eller bismaksgivande ämnen från det färdiga förpackningsmateria- let kan tillåtas öka.

Tiden för tillsats av rening av bakvattnet. Ju längre delvis kan renas om överföringen av zeoliten är av avgörande betydelse för graden av tid som den hydrofoba zeoliten uppehåller nen av lignocellulosahaltiga fibrer och eventuella pappers- kemikalier, desto större andel av lösta kemiska substanser zeolitpartiklarnas yta. För erhållande av av bismaksgivande ämnen sig i suspensio- adsorberas på maximal reduktion av överföring enligt uppfinningen, tillsätts zeoliten lämpligen mindre än suspensionen av lignocellulosahaltiga Företrädesvis tillsätts ca 20 minuter innan fibrer formas och avvattnas. '<5 RO lO 15 20 25 30 35 CI) .Silli 16 zeoliten mindre än 5 minuter innan suspensionen formas och avvattnas. Det är vidare lämpligt att zeoliten tillsätts i maskinkaret eller i ledningssystemet från maskinkaret fram emot inloppslådan i samband med pumpning, avluftning eller silning. Företrädesvis tillsätts inloppslåda, där kraftig omrörning äger rum. zeoliten omedelbart före pappersmaskinens t.ex. vid blandningspumpen Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig lämpligt att använda en hydrofob zeolit för framställning av förpackningsmaterial. Den hydrofoba zeoliten är härvid lämpligen av pentasiltyp och företrädesvis ZSM-5. Förpack- ningsmaterialet är ett eller flera skikt av papper, papp, kartong eller plast eller kombinationer därav. Företrädes- vis används den hydrofoba zeoliten för framställning av förpackningsmaterial av kartong, eventuellt belagt med ett eller flera plastskikt. Förpackningsmaterial innehållande hydrofob zeolit används lämpligen i förpackningar för fasta eller flytande livsmedel, tobaksvaror eller läkemedel.

Exempel på kartonger för fasta livsmedel är konfektyrkar- tong och mer speciellt chokladkartong. Förpackningsmaterial innehållande hydrofob zeolit används förpackningar för flytande livsmedel vin eller vatten. företrädesvis i såsom mjölk, juice, Med papper avses i föreliggande uppfinning ban- eller arkformiga produkter luloshaltiga fibrer, av slumpmässigt fördelade lignocel- som även kan innehålla kemiskt aktiva eller tämligen passiva papperskemikalier. I föreliggande uppfinning avser papper såväl papper, papp som kartong.

Kartong är ett böjstyvt papper eller en tunn papp, beståen- de av ett eller flera skikt av lignocellulosahaltiga fibrer i vått tillstånd. Kartongskikten kan bestå av likadana fibrer eller vanligare av sämre fibrer i vilka sammanpressats de inre skikten och fibrer av högre kvalitet i ytskikten.

Med sämre fibrer menas i detta sammanhang mekaniskt fram- ställda fibrer eller returfibrer, medan fibrer av högre kvalitet avser kemiskt framställda fibrer. I vätskekartong t.ex. är det vanligt med ett mittenskikt av kemotermomeka- nisk massa (CTMP), medan topp- och bottenskikten består av 10 15 20 25 30 35 ' 469 080 l7 blekt eller oblekt sulfatmassa.

Med lignocellulosahaltiga fibrer avses fibrer av löv- och/eller barrved, frilagda genom kemisk och/eller meka- nisk behandling eller returfibrer. Fibrerna kan också friläggas genom modifieringar av de ovannämnda kemiska och mekaniska processerna. Lämpligen är fibrerna frilagda genom mekanisk behandling eller returfibrer, eftersom halten av bismaksgivande ämnen ökar med ligninhalten och genom åldring. Med sådana fibrer uppnås därför större förbätt- ringar vad avser reduktion av såväl bildning som överföring än med de relativt sett renare av bismaksgivande ämnen, kemiska massorna. Särskilt lämpligt är användning av jungfruliga fibrer frilagda genom mekanisk behandling och särskilt föredraget är fibrer frilagda i skivraffinör. fördelar belyses närmare i vilka endast avser att illus- I beskriv- Uppfinningen och dess följande utföringsexempel, trera uppfinningen utan att begränsa densamma. ningen, kraven och exemplen angivna delar och procent, avser viktdelar respektive viktprocent såvida annat ej anges.

Bestämning av mängden överförda bismaksgivande ämnen från förpackningsmaterial av papper eller pappersmassa, kan som tidigare angivits kraftigt förenklas genom analys av enbart n-hexanal. Halten av n-hexanal kan bestämmas enligt den s.k. varma metoden, vilken innebär att ett prov be- stående av zeolit och 2,5 g förpackningsmaterial placeras i ett kärl som förslutes. Efter skakning under 5 minuter följt av termostatering vid l00°C under 40 minuter, uttages en gasmängd ovanför provet vilken omedelbart analyseras i en gaskromatograf. Halten av n-hexanal i gasmängden beräk- nas därefter ur kromatogrammets topparea. Graden av bismak har angivits som hexanalåterstod, vilken utgör procentuell andel av halten av n-hexanal överförd från ark eller massa innehållande zeolit och/eller papperskemikalier, i förhål- lande till motsvarande halt överförd från ark eller massa utan några tillsatser. Halten av n-hexanal av vare sig zeolit eller Överförd från ark eller massa utan tillsats papperskemikalier har således satts till 100%.

-F» (Tx \Q 10 15 20 25 30 35 Cfi F' alt ri» CD 18 I exempel l till 3, har fyra olika I tabell I redovisas zeoliter använts. deras egenskaper som molförhållandet mellan SiO2 och Al2O3 samt hydrofobiciteten hos zeoliterna bestämd genom det ovan beskrivna Residual Butanol Test.

Zeolit C kan härvid beskrivas delar ZSM-5 och Zeolit Y. som en blandning av lika TABELL I Prov Zeolittyp Molförhållande Butanolupptagning nr SiO9/A190; viktprocent 1 ZSM-5:280 280 0,03 2 ZSM-5:32 32 0,14 3 Zeolit Y 25 0,24 4 Zeolit C 10 0,22 I exempel 2 och 3 är retentionsmedlet en katjonisk stärkelse och den anjoniska oorganiska kolloiden en silika- baserad sol, saluförd av Eka Nobel AB under varunamnet BMA- 0, med en specifik yta av 500 m2/g och en medelpartikel- storlek av 5 nm.

Det konventionella hydrofoberingsmedlet i alkylketendimerer (AKD) med ett innehåll dimerer av 14% och en torrhalt av 18,8%.

Exempel 1 Tabell II visar resultaten från försök för reducerad överföring av bismaksgivande ämnen, där fyra olika zeoliter har satts till en massablandning bestående av lika delar (SGW) och termomekanisk massa (TMP). Som även försök genomförts på massa utan tillsats av zeolit, varvid hexanalåterstoden satts till 100%. Den tillsatta zeolitmängden är omräknad som kg/ton torr massa.

Zeoliternas egenskaper framgår av tabell I. exempel 3 är av alkylketen- stenslipmassa referens har TABELL II Prov Zeolittyp Zeolitmängd Hexanalåterstod nr kg/ton . % l ----- -- O 100 2 ZSM-5:280 l 70 3 ZSM-52280 5 22 4 ZSM-5:280 10 1,3 5 ZSM-52280 50 0 10 15 20 25 30 35 4ff>9 080 19 TABELL II (forts.) Prov Zeolittyp Zeolitmängd Hexanalåterstod nr kg/ton % 6 ZSM-5:32 5 15 7 ZSM-5:32 10 1,1 8 Zeolit Y 10 28 9 Zeolit C 5 21 10 Zeolit C 10 1,6 Av tabell II framgår att tillsats av reducerar bismaksnivån jämfört med den hydrofob zeolit rena massan i referensprovet.

Exempel 2 Tabell III visar resultaten från försök för reducerad överföring av bismaksgivande ämnen, där Zeolit C har satts till en mäld innehållande kemotermomekanisk massa (CTMP) varefter ark framställts i en finsk arkform. Mängden till- satt zeolit motsvarade från 1 till '100 kg/ton torr massa.

Försök har även genomförts med inblandning av Zeolit C i kombination med 8 kg katjonisk stärkelse och 2 kg anjonisk silikabaserad sol per ton CTMP-massa (prov 4 och 5). Som referens har även försök genomförts på massa utan tillsats av Zeolit C eller papperskemikalier (prov 1), varvid hexanalåterstoden satts till 100%.

TABELL III Prov Zeolit Stärkelse Silikaba- Hexanal- Askhalt serad sol återstod nr kg/ton kg/ton kg/ton % % l 0 0 0 100 0,43 2 10 0 0 59 0,61 3 100 0 O S 2,5 2,02 4 O 8 2 173 0,61 5 10 8 2 S 2,5 2,12 Av tabellen framgår att tillsats av katjonisk stärkelse och anjonisk silikabaserad sol, ger en bismaksnivå mätt som hexanalhalt ark framställda utan papperskemikalier närvarande (prov 4 jämfört med prov 1).

Vid tillsats av zeolit sjunker bismaksnivån (prov 5 jämfört som är högre än med med prov 4). \0 10 15 20 25 30 OO ) 20 Exempel 3 Tabell IV visar resultaten från försök för reducerad överföring av bismaksgivande ämnen, där 1,5 respektive 8 kg/ton massa av ZSM-5:32 har satts av en CTMP-massa. Massakoncentrationen var 0,5 viktprocent till en fibersuspension och fibersuspensionens pH justerades med syra till 7,5. 5 1, 3 form av en zeoliten tillsattes respektive 5 kg alkylketendimerer/ton massa i sekunder efter tillsatsen av 1%-ig lösning. Ytterligare 10 sekunder senare tillsattes 8 kg stärkelse/ton massa i form av en 0,5%-ig lösning och 30 sekunder därefter 02 kg silikabaserad sol/ton massa, lika- ledes i form av en 0,5%-ig lösning. Efter ytterligare 15 sekunder framställdes pappersark med en ytvikt av 150 g/m2 (fransk) arkform, varefter de torkades i klimatrum över natt och härdades vid 120°C under 12 minu- ter. Som referens har i en dynamisk även försök utan zeolit och alkyl- ketendimerer genomförts (prov nr 1), varvid hexanalàtersto- den satts till 100%.

TABELL IV Prov Zeolit AKD Hexanal- Askhalt återstod nr kg/ton kg/ton % % l 0 0 100 0,7 2 O 1 97,4 0,7 3 0 3 166 0,7 4 1,5 3 64,0 0,8 5 8,0 1 21,1 1,3 6 8,0 3 29,8 1,4 Av tabellen framgår att alkylketendimerer ökar mängden av bismaksgivande ämnen, vilken effekt motverkas genom tillsatts av en hydrofob zeolit.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 4> G\ \Q 21 Patentkrav

1. Förpackningsmaterial för reducerad överföring av bismaksgivande och/eller hälsofarliga ämnen från förpack- ning till inneslutet innehåll, k ä n n e t e c k n a t därav, att förpackningsmaterialet innehåller en hydrofob zeolit.

2. Förpackningsmaterial enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att förpackningsmaterialet utgöres av papper, papp, kartong, plast eller en kombination av dessa.

3. Förpackningsmaterial enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att zeoliten har en hydrofobicitet karaktäriserad genom en kvarvarande butanolhalt lägre än ca 0,6 viktprocent.

4. Förpackningsmaterial enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att zeoliten har ett molförhållande mellan SiO2 och Al2O3 i tetraedrisk koordination av minst ca l0:1.

5. Förpackningsmaterial enligt krav 1, t e c k n a t därav, att zeoliten är av pentasiltyp. k ä n n e -

6. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att förpacknings- materialet innehåller zeolit i en mängd som ligger inom intervallet från ca 0,05 upp till ca 20 kg/ton torrt mate- rial.

7. Förpackningsmaterial enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att förpackningsmaterialet innehåller ett retentionsmedel.

8. Förfarande för framställning av förpackningsmate- rial som utgöres av papper, papp eller kartong, k ä n n e- t e c k n a t därav, att papperet, pappen eller kartongen framställes genom formning och avvattning av en suspension av lignocellulosahaltiga fibrer i närvaro av en hydrofob zeolit.

9. Förfarande enligt krav 8, därav, att zeoliten har en hydrofobicitet karaktäriserad genom en kvarvarande butanolhalt lägre än ca 0,6 viktpro- k ä n n e t e c k n a t cent.

10. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t 43* Cr*- \O CID . *D CI) 22 därav, att papperet, pappen eller kartongen framställes i närvaro av ett retentionsmedel.

11. ll. Användning av hydrofob zeolit för framställning av förpackningsmaterial.

12. Användning av förpackningsmaterial innehållande hydrofob zeolit i förpackningar för fasta eller flytande livsmedel, tobaksvaror eller läkemedel.