SE512414C2

SE512414C2 - Method for forming a multilayer paper or cardboard product and multilayer paper or cardboard product made by the method

Info

Publication number: SE512414C2
Application number: SE9801846A
Authority: SE
Inventors: Bengt Nordstroem
Original assignee: Sca Research Ab
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2000-03-13
Also published as: WO1999061701A1; SE9801846D0; AU4541399A; SE9801846L

Abstract

A method of forming a multi-ply paper or board product having a favourable geometric mean value of mechanical properties such as tensile strength, tensile stiffness and compression strength, comprising forming at least one ply with a relatively low fibre orientation anisotropy and forming at least one other ply with a relatively higher fibre orientation anisotropy, said plies being combined into a multi-ply web in which the difference in fibre orientation anisotropy defined as the ratio of major to minor axes b/a of the distribution pattern profile between the individual plies is at least 0.3, and the ply having a relatively low fibre orientation anisotropy is formed from a furnish having a relatively lower shrinkage tendency as compared to the furnish used for forming said ply having a relatively higher fibre orientation anisotropy.

Description

lt . . ,| »Naumn 10 15 20 25 30 1312414 2 placeras mellan väggarna av liner får att åstadkomma den komlgerade strukturen. lt. . , | »Naumn 10 15 20 25 30 1312414 2 placed between the walls of the liner is allowed to provide the complex structure.

Lådans kompressionsstyrka är en av de viktigaste egenskapema för wellpapplådor.The compression strength of the box is one of the most important properties of corrugated cardboard boxes.

Detta är fönnågan hos en låda att motstå krafter som appliceras på ett ihoptryckande sätt, som när lådorna staplas i lager och under transport. Kompressionsstyrkan för en låda med väsentligen kvadratiska sektioner relaterar då till det geometriska medelvärdet av MJ)- och CD-värdena, ~/MD~ CD av dragstyrka, dragstyvhet och kompressions- styrka.This is the ability of a box to withstand forces applied in a compressive manner, such as when the boxes are stacked in storage and during transport. The compressive strength of a box with substantially square sections then relates to the geometric mean of the MJ) and CD values, ~ / MD ~ CD of tensile strength, tensile stiffness and compressive strength.

Uppﬁnningens ändamål och viktigaste kännetecken Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod för framställning av en ﬂerskikts pappers- eller kartongprodukt uppvisande ett gynnsamt geometriskt medelvärde på dragstyrka och eventuellt andra mekaniska egenskaper såsom dragstyvhet, böj styvhet och kompressionsstyrka. Detta är viktigt för liner och andra kvaliteter. Syftet har enligt uppfinningen uppnåtts genom forrnning av minst ett skikt med en relativt låg grad av ﬁberorientering och formning av minst ett armat skikt med en relativt högre grad av ﬁberorientering, vilka skikt kombineras till en ﬂerskikts pappers- eller kartongprodukt i vilken skillnaden i ﬁberorienteringsgrad deﬁnierad som förhållandet mellan stora och lilla axeln b/a av fördelningsmönsterproﬁlen mellan de individuella skikten är minst 0.3, och det skikt som har en relativt låg grad av ﬁber- orientering formas från en mäld som har en relativt lägre lcrynipningstendens jämfört med den mäld som används för att forma det skikt som har en relativt högre ﬁberorienteríngsgrad.OBJECTS AND MOST IMPORTANT FEATURES OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a multilayer paper or board product having a favorable geometric mean of tensile strength and possibly other mechanical properties such as tensile stiffness, flexural stiffness and compressive strength. This is important for liner and other qualities. The object has according to the invention been achieved by forming at least one layer with a relatively low degree of orientation and forming at least one other layer with a relatively higher degree of orientation, which layers are combined into a multilayer paper or board product in which the difference in degree of orientation is the ratio between the major and minor axes b / a of the distribution pattern profile between the individual layers is at least 0.3, and the layer having a relatively low degree of ﬁ ber orientation is formed from a stock having a relatively lower tearing tendency compared to the stock used to form the layer that has a relatively higher degree of dependence.

Uppﬁnningen avser vidare en ﬂerskikts pappers- eller kartongprodukt framställd med ovan angivna metod.The invention further relates to a multilayer paper or board product produced by the above method.

Ytterligare viktiga kännetecken hos uppfinningen ﬁ-amgår av underkraven och av följ ande beskrivning. | 1 lO 15 20 25 30 512414 Beskrivning av uppfinningen En skikt-differentierad ﬁberorienteringsanisotropi föreslås enligt uppﬁnningen för att åstadkomma ett förbättrat geometriskt medelvärde av dragstyrka, speciellt vid kanterna med väsentligen fn' torkning i CD. Detta baseras på följande fakta: 'll.lalitl; ll, t. 1. Effekten av våttöjning, dvs sträckningen av den våta pappersbanan i papper- maskinen, ökar med ﬁberorienteringsgraden i töjningsriktningen. 2. Krympspänningen, dvs den spänning som krävs för att undvika kryrnpning, minskar med en ökad ﬁberorienteringsgrad (Htun och de Ruvo, 1977, Relation between drying stresses and internal stresses and the mechanical properties of paper, Fibre- water interactíons in paper-making. J.D.Peel (ed.) London; Tech.Div.BPBIF) även om krympningen för ﬁ-i torkning ökar med ökande ﬁberorienteringsgrad (Byrd, 1981, Fibre orientation and drying restraint, Svensk Papperstidning (15):R105). 3. Kemisk massa ger upphov till högre krympspänningar (Htun and de Ruvo, 1977) och ökad kryrnpning än mekaniska massor (Htun et al, 1987, Torkningens inverkan på papperets mekaniska egenskaper, STFI rapport D281).Further important features of the invention are apparent from the subclaims and from the following description. | Description of the Invention A layer-differentiated touch orientation anisotropy is proposed according to the invention to provide an improved geometric mean tensile strength, especially at the edges with substantially dry drying in CD. This is based on the following facts: 'll.lalitl; ll, t. 1. The effect of wet elongation, ie the stretching of the wet paper web in the paper machine, increases with ﬁ the degree of orientation in the elongation direction. 2. The shrinkage stress, ie the stress required to avoid shrinkage, decreases with an increased degree of variation (Htun and de Ruvo, 1977, Relation between drying stresses and internal stresses and the mechanical properties of paper, fiber-water interactions in paper-making. JDPeel (ed.) London; Tech.Div.BPBIF) even if the shrinkage for ﬁ- in drying increases with increasing ﬁ due orientation (Byrd, 1981, Fiber orientation and drying restraint, Svensk Papperstidning (15): R105). 3. Chemical pulp gives rise to higher shrinkage stresses (Htun and de Ruvo, 1977) and increased shrinkage than mechanical pulps (Htun et al, 1987, The effect of drying on the mechanical properties of paper, STFI report D281).

I en arkstruktrrr som innefattar två eller ﬂera skikt föreslås att forma minst ett skikt, skikt A, med en låg grad av ﬁberorientering, vilket ger ett skikt med en låg kryrnpning i CD. Skikt A formas företrädesvis av en mäld som uppvisar en relativt låg kryrnpning vid fri torkning, såsom mekanisk massamäld, termomekanisk massamäld, kemiterrnomekanisk (CTMP) massarnäld, mäld ﬁån på kemisk väg förstyvade cellulosaﬁbrer och/eller mäld ﬁ'ån returﬁbrer. Skikt A bör ha en ﬁberorienteringsgrad uttryckt som ett b/a-förhållande (definieras nedan) på 2 eller mindre, företrädesvis 1,7 eller mindre och helst 1,5 eller mindre.In a sheet structure tube comprising two or two layers, it is proposed to form at least one layer, layer A, with a low degree of orientation, which gives a layer with a low shrinkage in CD. Layer A is preferably formed by a stock which exhibits a relatively low shrinkage upon free drying, such as mechanical pulp stock, thermomechanical pulp stock, chemithermomechanical (CTMP) pulp stock, stock which has been chemically stiffened cellulose fibers and / or stock which has not returned. Layer A should have a ﬁ degree of orientation expressed as a b / a ratio (defined below) of 2 or less, preferably 1.7 or less and most preferably 1.5 or less.

Minst ett annat skikt, skikt B, formas med en relativt hög grad av ﬁberorientering vilket ger krympkraﬁer som motverkas av skikt A. Skikt B formas företrädesvis av en mäld 10 15 20 25 30 512414 4 som har en hög dragstyrkepotential, såsom kemisk massamäld (kraftmassa). Sådan massa har vanligen en relativt högre krympning vid ﬁ'i torkning än den ovan nämnda mälden som används för skikt A.At least one other layer, layer B, is formed with a relatively high degree of ienter orientation which gives shrinkage forces which are counteracted by layer A. Layer B is preferably formed by a stock having a high tensile strength potential, such as chemical pulp stock (kraft pulp ). Such pulp usually has a relatively higher shrinkage at ﬁ 'in drying than the above-mentioned stock used for layer A.

Härigenom kan utnyttj andet av styrkepotentialen hos skikt B förbättras speciellt vid kanterna i jämförelse med det konventionella fallet, där man har en liknande ﬁber- orienteringsgrad i alla skikt. För det första maximeras effekten av MD-spänningen med en hög grad av ﬁberorientering, vilket samtidigt minimerar lcrympspänningen vid kanterna. För det andra höjer supportskiktet (-en) CD-egenskaperna vid kanterna genom att motverka krympningen av det kemiska massaskiktet.In this way, utilization of the strength potential of layer B can be improved, especially at the edges in comparison with the conventional case, where there is a similar degree of orientation in all layers. First, the effect of the MD stress is maximized with a high degree of ﬁ bending orientation, which at the same time minimizes the shrinkage stress at the edges. Second, the support layer (s) enhances the CD properties at the edges by counteracting the shrinkage of the chemical pulp layer.

Skillnaden i a/b-förhållande mellan skikt A och B bör vara minst 0,3, företrädesvis minst 0,5 och helst minst 0,8.The difference in a / b ratio between layers A and B should be at least 0.3, preferably at least 0.5 and most preferably at least 0.8.

Testresultaten för ett tvåskiktspapper innefattande ett skikt av krañmassa och ett skikt av returﬁbennassa och vilket beskrivs nedan, indikerar att det geometriska medelvärdet ökar över hela CD-bredden med ökande fiberorienterings grad med tillämpning av en skiktdifferentierad ñberorienteringsstrategi.The test results for a two-ply paper comprising a layer of crane pulp and a layer of return ﬁ bone mass and as described below, indicate that the mean geometric value increases over the entire CD width with increasing degree of fiber orientation using a layer differentiated ñ reorientation strategy.

Flerskiktsbanan enligt uppfinningen kan framställas med olika kända ﬂerskiktstekniker, såsom att man fonnar varje skikt i en separat formningsenhet innan man guskar samman skikten eller att man fonnar banskikten ovanpå varandra i en Sekventiell följd, dvs fonnar det andra skiktet ovanpå det första skiktet och det tredje skiktet ovanpå det andra skiktet. Företrädesvis används den sistnämnda typen av ﬂerskiktsformning, speciellt den som beskrivs i SE 9702978-9.The multilayer web according to the invention can be produced by different known multilayer techniques, such as forming each layer in a separate forming unit before gumming the layers together or forming the web layers on top of each other in a sequential sequence, i.e. forming the second layer on top of the first layer and the third layer on top of the second layer. Preferably, the latter type of multilayer forming is used, especially that described in SE 9702978-9.

F iberorienteringsgrad (b/ajörhållande) Fiberorientateringsgraden eller ﬁberorienteringsanisotropin deﬁnieras som förhållandet mellan stora (b) och lilla axeln (a) på fördelningsmönsterellipsen. Detta spridnings- mönster bestäms experimentellt med användning av bildanalys såsom beskrivs av Erkkilä, A.L,, Pakarinen, P., Odell, M. i "Sheet forming studies using layered il 10 15 20 25 30 .512 414 5 orientation analysis". Pulp & Paper Canada 99:1, T39 (1998). Varje arkskikt delas i ﬂera delskikt i detta test. Fiberorienteringsgraden för respektive skikt beräknas sedan som ett viktat medelvärde av ﬁberorienteringsgraden för delskikten i sagda skikt.Fibre Orientation Degree (b / a) Retaining The fiber orientation orientation or ﬁ bias orientation anisotropy is defined as the ratio between the major (b) and minor axis (a) of the distribution pattern ellipse. This scattering pattern is determined experimentally using image analysis as described by Erkkilä, A.L., Pakarinen, P., Odell, M. in "Sheet forming studies using layered il 10 15 20 25 30 .512 414 5 orientation analysis". Pulp & Paper Canada 99: 1, T39 (1998). Each sheet layer is divided into d your sublayers in this test. The degree of fiber orientation for each layer is then calculated as a weighted average of the degree of orientation for the sublayers in said layers.

Exempel Den kombinerade effekten av den differentierade fiberorienteringen och torknings- förhållandena studerades för ett tvåskiktspapper med kraﬁmassa i ett skikt och returmassa i ett annat skikt. Varje skikt representerar hälften av ytvikten. Formning och pressning av papperet utfördes på en pilotrnaskin och torkning utfördes off-line.Example The combined effect of the differentiated fiber orientation and drying conditions was studied for a two-ply paper with kra ﬁ pulp in one layer and recycled pulp in another layer. Each layer represents half the basis weight. Forming and pressing of the paper was performed on a pilot machine and drying was performed off-line.

Separat formning av skikten tillämpades med användning av valsformning för kraﬁﬁberskiktet och fourdrinierfonruiing för det skikt som innehöll returﬁbrer.Separate forming of the layers was applied using roll forming for the crusher layer and fourdrinierfonruiing for the layer containing the return bristles.

Som referens tillämpades en låg ﬁberorienteringsgrad i båda skikten som ett utgångsläge vid en maskinhastighet på 500 rn/min och en total ytvikt på omkring 107 g/mz. Fiberorienteringen ökades sedan selektivt i kraﬁﬁberskiktet genom en ökning av hastighetsdifferensen mellan stråle och vira genom att strålhastigheten reducerades vid en konstant virahastighet. Som en jämförelse ökades ñberorienteringsgraden samtidigt i båda skikten, varvid man åter startade från ett läge med en låg ﬁberorienteringsgrad i båda skikten. Virahastigheten för båda skikten ökades sedan successivt till 550 rn/min vid en konstant strålhastighet, motsvarande en reduktion av ytvikten till 94 g/mz.As a reference, a low ﬁ degree of orientation in both layers was applied as a starting position at a machine speed of 500 rn / min and a total basis weight of about 107 g / m 2. The fiber orientation was then selectively increased in the crawler layer by increasing the velocity difference between beam and wire by reducing the beam velocity at a constant wire velocity. As a comparison, the degree of orientation was increased simultaneously in both layers, starting again from a position with a low degree of orientation in both layers. The wire speed for both layers was then gradually increased to 550 rn / min at a constant jet speed, corresponding to a reduction of the basis weight to 94 g / mz.

Mäld Blekt kraftmassa av barrved användes för ett av skikten i försöken, medan rullar av ﬂuting gjord av returfibrer användes för det andra skiktet. Kraﬁfiberskiktet slogs upp och rafﬁneringen genomfördes med en specifik kantbelastriing på 182 kWh/ton med användande av en specifik kantlast på 1.5 Ws/m. De korrugerade medium rullarna slogs upp och ingen rafñnering tillämpadesi. en mäldutvärdering ges i nedanstående tabell. 10 15 20 25 30 35 6 Tabell 1. Mäldutvärdering.Pale Bleached softwood pulp was used for one of the layers in the experiments, while rolls made of recycled fibers were used for the other layer. The collar fiber layer was beaten up and the refining was carried out with a specific edge load of 182 kWh / ton using a specific edge load of 1.5 Ws / m. The corrugated medium rollers were beaten up and no refining was applied. a stock evaluation is given in the table below. 10 15 20 25 30 35 6 Table 1. Stock evaluation.

Massatyp MSR Fin- Askaz) WRV Densitet Dragstyrka mßfﬂfiﬂl” (%) (%) (kg/ms) (kNm/kg) (%) Kraft 72-74 11-13 <0.5 159-162 793-832 59-67 Retur 71-74 30-31 12-13 119-124 632-670 32-36 1. <200 mesh från Bauer-McNett ﬁalnionering 2. bränntemperanir 575 ”C Krympningstendensen för de två mäldema utvärderades på handark som torkades mellan läskpapper, väsentligen efterliknande fri torkning. Kraftﬁbennälden uppvisade en krympning på 4,4% medan mälden från returﬁbrer uppvisade en layinp-ning på 2,5%.Mass type MSR Fin- Askaz) WRV Density Tensile strength mßf ﬂ fi ﬂ l ”(%) (%) (kg / ms) (kNm / kg) (%) Force 72-74 11-13 <0.5 159-162 793-832 59-67 Return 71 -74 30-31 12-13 119-124 632-670 32-36 1. <200 mesh from Bauer-McNett ﬁ alnion 2. burning temperatures 575 ”C The shrinkage tendency of the two stocks was evaluated on hand sheets dried between blotting paper, essentially mimicking free drying . The power ﬁ bone stock showed a shrinkage of 4.4% while the stock from the return äld brer showed a layinping of 2.5%.

Valsformningsenhet Valsfonnningsenheten innefattade en hydraulisk inloppslåda och en inloppslåde- koncentration på O,5% användes. Strålhastigheten ställdes in för en minimal ﬁber- orienteringsanisotropi vid en virahastighet på 500 m/min. med mskinen tillverkande ett papper innefattande endast lcraftñberskiktet. Anísotropin i planet, vilken återspeglar ﬁber-orienteringsgraden, kontrollerades med en off-line ultraljuds-dragstyvhetsmätare.Roll forming unit The rolling forming unit comprised a hydraulic headbox and a headbox concentration of 0.5% was used. The jet speed was set for a minimal ﬁ ber-orientation anisotropy at a wire speed of 500 m / min. with the machine producing a paper comprising only the lcraftñ top layer. The in-plane anisotropy, which reflects the ﬁ ber orientation degree, was checked with an off-line ultrasonic tensile stiffness meter.

Under försöket genomfördes en selektiv ökning av ﬁberorienteringsgraden i lcraﬁñber- skiktet genom en successiv reduktion av strålhastigheten.During the experiment, a selective increase in the degree of bias orientation in the lcra layer was carried out by a gradual reduction of the beam velocity.

F ourdrínierenheten Även fourdrinierenheten innefattade en hydraulisk inloppslåda och koncentrationen var 0.8-0.9%. På liknande sätt som för valsformriingsenheten ställdes strålhastigheten in på en minimal ﬁberorienteringsanisotropi vid en virahastighet av 500 m/min. Anisotropin i planet kontrollerades med en off-line ultraljuds-dragstyvhetsmätare då enbart fourdrinierskiktet kördes genom maskinen. Strålhastigheten hölls konstant i fourdrinier- enheten genom hela experimentet. lO 15 20 25 30 Pressektion Pressektionen innefattade tre nyp. Det första nypet var ett konventionellt dubbelﬁlts- valsnyp och de andra och tredje nypen var båda enkelﬁltade skopressnyp. Pappersbanan rullades upp eﬁer skopressektionen vid en torrhet på 43-44%.The fourdrinier unit The fourdrinier unit also included a hydraulic headbox and the concentration was 0.8-0.9%. Similar to the roll forming unit, the jet speed was set to a minimum ﬁ bending orientation anisotropy at a wire speed of 500 m / min. The anisotropy in the plane was checked with an off-line ultrasonic tensile stiffness meter as only the fourdriner layer was run through the machine. The beam velocity was kept constant in the fourdrinier unit throughout the experiment. 10 15 20 25 30 Press section The press section included three nips. The first nip was a conventional double-nip roller nip and the second and third nips were both single-nipped shoe press nip. The paper web was rolled up on the shoe section at a dryness of 43-44%.

T orkning Papperet torkades off-line enligt tre olika metoder: A: 2% initial våttöjning i MD och inspänd i CD, simulerande en mittposition på en kommersiell pappersmaskin, B: 2% initial våttöjning i MD och fri torkning i CD, simulerande en kantposition på en kommersiell pappersmaskin, C: Inspänd torkning i både MD och CD som ett referenstörhållande.Drying The paper was dried off-line according to three different methods: A: 2% initial wet elongation in MD and clamped in CD, simulating a middle position on a commercial paper machine, B: 2% initial wet elongation in MD and free drying in CD, simulating an edge position on a commercial paper machine, C: Clamped drying in both MD and CD as a reference dry ratio.

Analys Töjningsprov utfördes med en remslängd på 50 mm mellan klämmoma och med en spännhastighet på 99 rn/min. Arkdensiteten bestämdes enligt STFI-metoden: Fellers, C., H. Anderson, et al. (1986). The definition and measurement of thickness and density. Paper structure and properties. J. A. Bristow and P. Kolseth (eds.). New York, Marcel Dekker, p.15 1). I övrigt följdes SCAN standarder.Analysis Elongation tests were performed with a belt length of 50 mm between the clamps and with a clamping speed of 99 rn / min. The sheet density was determined according to the STFI method: Fellers, C., H. Anderson, et al. (1986). The definition and measurement of thickness and density. Paper structure and properties. J. A. Bristow and P. Kolseth (eds.). New York, Marcel Dekker, p.15 1). In other respects, SCAN standards were followed.

Resultat Resultat för en individuell ökning av ﬁberorienteringen i kraﬁñberskiktet ( 1-skikts- inställning) visas mot ett fall av samtidig ökning av ﬁberorienteringen i båda skikten (2- skiktsinställning). I exemplet nedan har dragförhållandet för inspänd torkning i MD och CD använts för att karaktärisera ñberorienteringsariisotropin, varvid antas att NlD/CD- förhållandet väsentligen motsvarar b/a-förhållandet såsom deﬁnieras ovan. Tabell 2 nedan visar ariisotropiornrådena för de individuella skikten, utvärderade med endast ett av skikten kört genom maskinen.Result The result for an individual increase of the ﬁ due orientation in the kra ﬁ ñ multilayer (1-layer setting) is displayed against a case of a simultaneous increase of the ﬁ due orientation in both layers (2-layer setting). In the example below, the draw ratio for clamped drying in MD and CD has been used to characterize ñberorientation ariasotropin, assuming that the NlD / CD ratio substantially corresponds to the b / a ratio as they are ovan niered above. Table 2 below shows the ariisotropy regions for the individual layers, evaluated with only one of the layers run through the machine.

Tabell 2. F iberorienteríngsanísotropi i de olika skikten MD/ CD kraﬁﬁber MD/CD returﬁber l-skikts inställning 2.2-4.4 l.4 2-skikts inställning 2.2-4.3 l.4-1.9 10 15 20 25 30 512 414 Fig. 1 visar krympningen i CD som en ﬁmktion av ﬁberorienteringsanisotropin för fallet med 2% MD-töjning och fri torkning i CD.Table 2. Fiber orientation anisotropy in the different layers MD / CD requires MD / CD return ﬁ ber l-layer setting 2.2-4.4 l.4 2-layer setting 2.2-4.3 l.4-1.9 10 15 20 25 30 512 414 Fig. 1 shows the shrinkage in CD as an av mction of ﬁ due orientation anisotropy for the case of 2% MD elongation and free drying in CD.

Fig. 2 visar det geometriska medelvärdet av dragstyrkan i MD och CD som ﬁmktion av ñberorienteringsanisotropin för ändring av ﬁberorienteringen i ett skikt respektive två skikt vid olika torkförhållanden A och B. Dragstyrkan presenteras som förhållandet mellan maskin-och handarksstyrkan. Detta innebär förhållandet mellan dragindex för pilotmaskinarket och genomsnittligt dragindex för handarken framställda av kraﬁmassa och returﬁbrer.Fig. 2 shows the geometric mean of the tensile strength in MD and CD as a function of the reorientation anisotropy for changing the torque orientation in one layer and two layers at different drying conditions A and B. The tensile strength is presented as the ratio between the machine and hand strength. This means the ratio between the tensile index of the pilot machine sheet and the average tensile index of the hand sheets produced from the requirement for mass and return.

Fi g. 3 visar det geometriska medelvärdet för dragstyrkan i MD och CD vs. dragstyrkan i MD för en inställning av ﬁberorienteringen i ett skikt och två skikt under torknings- förhållanden A och B enligt ovan. Dragstyrkan presenteras som förhållandet mellan maskin-och handarksstyrkan.Fig. 3 shows the geometric mean of the tensile strength in MD and CD vs. the tensile strength in MD for a setting of the ﬁ bending orientation in one layer and two layers under drying conditions A and B as above. Tensile strength is presented as the ratio of machine to hand strength.

För torkningsförhållande A, ökade det geometriska medelvärdet av dragstyrkan med ökande ﬁberorienteringsanisotropi (Fig. 2) eller MD styrka (F ig. 3) med en något högre hastighet för enskiktsinställning än för tvåskiktsinställning av ñberorienterings- anisotropin.For drying ratio A, the geometric mean of the tensile strength increased with increasing ﬁ due orientation anisotropy (Fig. 2) or MD strength (Fig. 3) at a slightly higher rate for single layer setting than for two layer setting of ñber orientation orientation anisotropy.

För torkningsförhållande B och enskiktsinställning av ﬁberorienteringen ökade det geometriska medelvärdet med ökande ﬁberorienteringsanisotropi (F ig. 2) eller MD- styrka (Fig. 3) med en styrka liknande fallet med inspänd torkning i CD. Å andra sidan, när ﬁberorienteringen ändrades i båda skikten hade en ökande ﬁberorienterings- anisotropi eller MD-styrka ingen väsentlig effekt på det geometriska medelvärdet.For drying ratio B and single layer setting of the ﬁ bias orientation, the geometric mean increased with increasing ﬁ bead orientation anisotropy (Fig. 2) or MD strength (Fig. 3) with a strength similar to the case of clamped drying in CD. On the other hand, when the ﬁ orientation orientation changed in both layers, an increasing ﬁ orientation orientation anisotropy or MD strength had no significant effect on the geometric mean.

Resultaten indikerar att det geometriska medelvärdet av dragstyrkan kan ökas såväl i mittposition som vid kantema genom en individuell ölming av ﬁberorienteringen i kraftﬁberskiktet medan ﬁberorienteringen i supportkiktet hålls vid ett minimum.The results indicate that the geometric mean value of the tensile strength can be increased both in the middle position and at the edges by an individual increase in the ienter orientation in the force medan top layer while the ﬁ orientation in the support layer is kept to a minimum.

Resultatet indikerar att skillnaden i geometriskt medelvärde mellan mittposition och 10 15 20 25 30 512 414 9 kanterna ökar med en samtidig ökning av ﬁberorienteringsanisotropin i båda skikten, medan detta undviks genom enskiktsinställriing. För en skiktdifferentierad ñberorientering var ökningstalden av det geometriska medelvärdet med en ökande anisotropi liknande för kanttörhållandena som för det centrala läget. En skiktdifferen- tierad fiber-orientering möjliggör således en ökning av det geometriska medelvärdet utan att förorsaka en större CD-variation av det geometriska medelvärdet Krympningen av supportskiktet bestämmer den undre nivån på krympningen av tvåskiktsstrukturen. Den bestäms av ﬁberrnaterialet såväl som av ﬁberorienterings- anisotropin. För att minimera krympningen i CD eftersträvas en slumpvis ﬁberoriente- ring i supportskiktet.The result indicates that the difference in geometric mean between the center position and the edges increases with a simultaneous increase of the ienter-orientation anisotropy in both layers, while this is avoided by single-layer adjustment. For a layer-differentiated ñber orientation, the increase number of the geometric mean with an increasing anisotropy was similar for the edge conditions as for the central position. A layer-differentiated fiber orientation thus enables an increase in the geometric mean without causing a greater CD variation of the geometric mean. The shrinkage of the support layer determines the lower level of shrinkage of the two-layer structure. It is determined by the aterial berrnaterial as well as ﬁ the bending orientation anisotropy. To minimize the shrinkage in the CD, a random ﬁ orientation orientation is sought in the support layer.

Om man använder en kraﬁmassarnäld för toppskiktet eller en mäld av annan typ med högre krympning än mälden i supportskiktet, blir krympningen av tvåskiktspapperet högre än krympningen i supportskiktet. De krympspänningar som utövas av kraﬁ- massamälden på supportskiktet är förstås relaterade till skiktytvikten och de minskar med en ökande ﬁberorienteringsanisotropi. De spänningar som fryses in i CD minskar således med en ökande ñberorientering i kraﬁskiktet.If you use a kra ﬁ pulp needle for the top layer or a stock of another type with higher shrinkage than the stock in the support layer, the shrinkage of the two-layer paper will be higher than the shrinkage in the support layer. The shrinkage stresses exerted by the kra ﬁ mass stocking on the support layer are of course related to the layer basis weight and they decrease with an increasing ﬁ due orientation anisotropy. The stresses that are frozen in the CD thus decrease with an increasing ñber orientation in the force layer.

Förutom möjligheten till ett förbättrat och jämnare geometriskt medelvärde över CD- proﬁlen med en skiktdifferentierad ﬁberorientering, finns andra fördelaktiga effekter som kan nämnas. En reducerad krympning vid en given ñberorienteringsgrad eller MD- styrka underlättar naturligtvis proñlkontrollen av andra arkegenskaper såsom exempel- vis ytvikt. Dessutom är bankörbarheten viktig åtminstone upp till ytvikter på cirka 150 g/mz. Det är välkänt att körbarhetsrelaterade egenskaper såsom våtstyrkan, brottseg- heten eller dragstyrkan i MD ökar med ökande ﬁberorienteringsanisotropi. Eﬁersom det är möjligt att öka det geometriska medelvärdet för mittposition liksom kantförhållan- dena genom en skiktdifferentierad ﬁberorienteringsanisotropi, är det möjligt att förbättra hela CD-proﬁlen samtidigt med en förbättrad bankörbarhet. 512 414 10 Andra mekaniska egenskaper såsom dragstyvhet och kompressionsstyrka kan också förbättras med föreliggande uppﬁnning.In addition to the possibility of an improved and more even geometric mean value over the CD pro med with a layer-differentiated ﬁ co-orientation, there are other beneficial effects that can be mentioned. A reduced shrinkage at a given degree of orientation or MD strength naturally facilitates the profile control of other sheet properties such as surface weight. In addition, bankability is important at least up to basis weights of about 150 g / mz. It is well known that driveability-related properties such as wet strength, tensile strength or tensile strength in MD increase with increasing ﬁ dependence anisotropy. Since it is possible to increase the geometric mean of the center position as well as the edge ratios through a layer-differentiated ﬁ orientation anisotropy, it is possible to improve the entire CD profile at the same time as improving bankability. Other mechanical properties such as tensile stiffness and compressive strength can also be improved with the present invention.

För att förstärka möjligheten för supportskiktet att förhindra CD-lcrympning av toppskiktet kan torkningen av supportskiktet påskyndas. Detta kan göras på en konventionell cylindertorlming i enkelradigt utförande, i vilket supportskiktet är i kontakt med de upphettade cylindrama. Ytterligare möjligheter utgör torkning medelst elektromagnetisk strålning såsom IR strålning.To enhance the ability of the backing layer to prevent CD shrinkage of the topsheet, drying of the backing layer can be accelerated. This can be done on a conventional single-row cylinder tower, in which the support layer is in contact with the heated cylinders. Additional possibilities are drying by means of electromagnetic radiation such as IR radiation.

Claims

10 15 25 25 30 512 414 ll Patent claim

Method for forming a multilayer paper or board product, characterized by forming at least one layer with a relatively low degree of ﬁ orientation and forming at least one other layer with a relatively higher degree of ﬁ orientation, which layers are combined into a ﬂ multilayer paper or paperboard product in which the difference in ﬁ degree of orientation defined as the ratio between large and small axis b / a of the distribution pattern profile between the individual layers is at least 0.3, and the layer having a relatively low degree of ienter orientation is formed from a stock that has a relatively lower shrinkage tendency compared to the stock used to form the layer that has a relatively higher degree of variation.

Method according to claim 1, characterized in that the difference in b / a ratio between the individual layers is at least 0.5 and preferably at least 0.8.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the layers which have a relatively low degree of ﬁ bias orientation have a b / a ratio of 2 or less, preferably 1.7 or less and preferably 1.5 or less.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the layer which has a relatively high degree of ienter orientation is formed from a stock which has a relatively high tensile strength potential in comparison with the stock in the layer which has a relatively low degree of ﬁ orientation.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the layer having the relatively lower tendency to shrink is mainly formed from a mechanical pulp mill, a mechanical mechanical pulp mill, a chemometronomic pulp mill (CTMP). ), stock from chemically stiffened cellulose fibers and / or stock from recycled fibers.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the layer having a relatively higher degree of fiber orientation is mainly formed from chemical pulp nettle.

Multilayer paper or board product, characterized in that it comprises at least one layer with a relatively low degree of fiber orientation and that it further comprises at least one other layer with a relatively higher degree of ﬁ orientation, which layers are combined into a ﬂ multilayer paper. or paperboard product in which the difference in degree of orientation is defined as the ratio of large and small axis b / a of the distribution pattern profile between the individual layers is at least 0.3, and the layer having a relatively low degree of fiber orientation is formed from a stock having a relatively lower shrinkage tendency compared to the stock used to form the layer having a relatively higher degree of fiber orientation.

Multilayer paper or board product according to claim 7, characterized in that the difference in b / a ratio between the different layers is at least 0.5 and preferably at least 0.8.

Multilayer paper or board product according to claim 7 or 8, characterized in that the layer having a relatively low degree of reorientation has an b / a ratio of 2 or less, preferably 1.7 or less and preferably 1.5 or less. 10 15 20 512 4: 4 13

Multilayer paper or board product according to one or more of Claims 7 to 9, characterized in that the layer having a relatively higher degree of bias orientation is formed from a stock having a relatively higher tensile strength potential compared to the stock in the layer having a relatively lower degree of ﬁ due orientation.

Multilayer paper or board product according to one or more of Claims 7 to 10, characterized in that the layer having a relatively lower shrinkage tendency is mainly formed from a mechanical pulp stock, thermomechanical pulp stock, chemitomechanical pulp stock (CTMP), stock ﬁ obtained from chemically stiffened cellulose ﬁ brer and / or stock from return ﬁ brer.

Multilayer paper or board product according to claim 10, characterized in that the layer having a relatively high tensile potential is formed mainly from chemical pulp mills.

Multilayer paper or board product according to one or more of Claims 7 to 12, characterized in that the multilayer product is liner. to