AT526106A1 - Kraft paper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftpapier mit einer Bruchdehnung in Maschinenrichtung von mindestens 7,5% und mit einer Bruchdehnung in Querrichtung von mindestens 7,5%, wobei sich die Bruchdehnung in Maschinenrichtung und die Bruchdehnung in Querrichtung um weniger als 2,5%, insbesondere um weniger als 1,5%, unterscheiden, und wobei die Biegesteifigkeit in Maschinenrichtung und die Biegesteifigkeit in Querrichtung mindestens 50 mN betragen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verpackungsmaterial, ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftpapiers.The invention relates to a kraft paper with an elongation at break in the machine direction of at least 7.5% and with an elongation at break in the transverse direction of at least 7.5%, the elongation at break in the machine direction and the elongation at break in the transverse direction being less than 2.5%, in particular by less than 1.5%, and wherein the bending stiffness in the machine direction and the bending stiffness in the transverse direction are at least 50 mN. The invention further relates to a packaging material, a method for producing a packaging material and a method for producing a kraft paper.
Description
Kraftpapier Kraft paper
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftpapier, ein Verpackungsmaterial sowie ein The present invention relates to a kraft paper, a packaging material and a
Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Method with the features of the independent patent claims.
In unterschiedlichen Bereichen der modernen Industrie werden Verpackungsmaterialien eingesetzt. Beispielsweise bei stoßempfindlichen Produkten ist es erforderlich, diese mit einem Polstermittel zu versehen, um für ihren Transport einen erhöhten Produktschutz zu ermöglichen. Im Stand der Technik wird zu diesem Zweck oft Luftpolsterfolie aus Kunststoff eingesetzt. Es handelt sich hierbei um eine zumindest zweilagige Kunststofffolie, wobei zwischen den Schichten gasgefüllte Noppen gebildet sind, die Packaging materials are used in various areas of modern industry. For example, in the case of shock-sensitive products, it is necessary to provide them with a cushioning material in order to provide increased product protection during transport. In the prior art, plastic bubble wrap is often used for this purpose. This is at least a two-layer plastic film, with gas-filled knobs formed between the layers
eine Polsterwirkung ermöglichen. enable a cushioning effect.
Insbesondere aufgrund ökologischer und regulatorischer Aspekte sind Alternativen für Verpackungsmaterialien aus Kunststoff erforderlich. Eine Möglichkeit hierfür sind papierbasierte Verpackungsmaterialien. Im Stand der Technik ist jedoch kein papierbasiertes Verpackungsmaterial bekannt, das der Struktur und der Funktionalität Alternatives to plastic packaging materials are required, particularly due to ecological and regulatory aspects. One possibility for this is paper-based packaging materials. However, no paper-based packaging material is known in the prior art that has the structure and functionality
von Kunststoff-Luftpolsterfolie zumindest ähnlich ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann daher gegebenenfalls darin gesehen of plastic bubble wrap is at least similar. An object of the present invention can therefore possibly be seen in this
werden, ein Papiermaterial bereitzustellen, das zur Herstellung eines polsternden to provide a paper material that is used to make a cushioning
Verpackungsmaterials geeignet ist. Packaging material is suitable.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls darin gesehen werden, ein Papiermaterial bereitzustellen, das einem Umformvorgang unterworfen werden kann, um eine dreidimensionale Struktur, insbesondere Bläschen, Noppen A further object of the present invention can optionally be seen in providing a paper material that can be subjected to a forming process in order to form a three-dimensional structure, in particular bubbles, knobs
und/oder Hohlkörper, zu erzeugen. and/or hollow bodies.
Eine noch weitere Aufgabe kann gegebenenfalls darin gesehen werden, ein Papiermaterial bereitzustellen, dass einem Umformvorgang unterworfen werden kann, um eine Struktur zu erzielen, die in ihrer Polsterwirkung herkömmlicher Luftpolsterfolie A still further object may be seen in providing a paper material that can be subjected to a forming process to achieve a structure that is similar in its cushioning effect to conventional bubble wrap
zumindest ähnlich ist. at least similar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend festgestellt, dass zumindest eine dieser Aufgaben gegebenenfalls durch ein Kraftpapier mit bestimmten In the context of the present invention, it was surprisingly found that at least one of these tasks can be fulfilled by a kraft paper
Eigenschaften gelöst werden können. properties can be solved.
Ein Kraftpapier im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere eine Papiersorte mit einer besonders hohen Festigkeit. Gegebenenfalls ist der für die Herstellung des Kraftpapiers verwendete Zellstoff ein Kraftzellstoff, der, insbesondere mittels Sulfatverfahren, aus Holz hergestellt wurde. Ein bevorzugter Rohstoff für die Herstellung von Kraftzellstoff zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist Weichholz, insbesondere Nadelholz, beispielsweise Kiefer, Fichte, Tanne, Lärche, aber auch andere bekannte Nadelhölzer. Auch eine Mischung einer oder mehrerer A kraft paper in the sense of the present invention refers in particular to a type of paper with a particularly high strength. Optionally, the pulp used to produce the kraft paper is a kraft pulp that has been produced from wood, in particular by means of the sulfate process. A preferred raw material for the production of kraft pulp for use in the present invention is softwood, in particular softwood, for example pine, spruce, fir, larch, but also other known softwoods. Also a mixture of one or more
Nadelholzarten ist verwendbar. Softwood species can be used.
Insbesondere ist der für die Herstellung des Kraftpapiers eingesetzte Kraftzellstoff ungebleicht bzw. naturbraun. Gegebenenfalls kann der Kraftzellstoff aber auch teilweise In particular, the kraft pulp used to produce the kraft paper is unbleached or natural brown. If necessary, the kraft pulp can also be partially
oder vollständig gebleicht sein. or be completely bleached.
Gegebenenfalls kann der verwendete Zellstoff auch einen Anteil an Kurzfaserzellstoff aufweisen, der insbesondere aus Hartholz gewonnen wurde. Gegebenenfalls können bis zu 15 Gew.-%, insbesondere bis zu 10 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmenge des If necessary, the pulp used can also contain a proportion of short fiber pulp, which was obtained in particular from hardwood. Optionally, up to 15% by weight, in particular up to 10% by weight, based on the total amount of
Zellstoffs, an Kurzfaserzellstoff enthalten sein. Pulp, be included in short fiber pulp.
Das Kraftpapier der vorliegenden Erfindung kann ein isotropes Dehnungsverhalten in Kombination mit einer hohen Steifigkeit aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass ein derartiges Kraftpapier besonders vorteilhafte Eigenschaften für die Verwendung als Verpackungsmaterial bzw. als Ersatz für The kraft paper of the present invention can have isotropic elongation behavior combined with high rigidity. In the context of the present invention, it was found that such a kraft paper has particularly advantageous properties for use as a packaging material or as a replacement for
Kunststoff-Luftpolsterfolie aufweist. Plastic bubble wrap.
Insbesondere kann das isotrope Dehnungsverhalten dazu beitragen, dass beim Umformen des Kraftpapiers die Ausbildung besonders gleichmäßiger Noppen bzw. Strukturen ermöglicht wird. Die hohe Steifigkeit kann dazu beitragen, die Integrität der gebildeten Noppen bzw. Strukturen zu erhalten und dennoch eine ausreichende In particular, the isotropic expansion behavior can contribute to enabling the formation of particularly uniform knobs or structures when forming the kraft paper. The high rigidity can help to maintain the integrity of the nubs or structures formed and still provide sufficient
Polsterwirkung zu ermöglichen. To enable cushioning effect.
Die vorteilhaften Eigenschaften können insbesondere durch Wahl bestimmter Parameter bei der Herstellung des Papiers erzielt werden. Gegebenenfalls führt eine geringere Hochkonsistenzmahlung zu einer höheren Steifigkeit des Kraftpapiers in Querrichtung. Gegebenenfalls führt eine geringere Differenzgeschwindigkeit zwischen Vor- und Nachtrockenpartie zu einer höheren Steifigkeit des Kraftpapiers in The advantageous properties can be achieved in particular by choosing certain parameters when producing the paper. If necessary, a lower high-consistency grinding leads to a higher stiffness of the kraft paper in the transverse direction. If necessary, a lower difference in speed between the pre-drying and post-drying sections leads to a higher stiffness of the kraft paper
Maschinenrichtung. Machine direction.
Ein erfindungsgemäßes Papier kann hergestellt werden, indem Kraftzellstoff einem Mahlschritt unterworfen wird. Der Mahlschritt umfasst eine Hochkonsistenzmahlung und gegebenenfalls eine Niederkonsistenzmahlung. Gegebenenfalls verbessert die Hochkonsistenzmahlung die Dehnbarkeit in Querrichtung. Gegebenenfalls beeinflusst A paper according to the invention can be produced by subjecting kraft pulp to a refining step. The grinding step includes high-consistency grinding and, if necessary, low-consistency grinding. If necessary, high-consistency grinding improves the extensibility in the transverse direction. If necessary influenced
die Hochkonsistenzmahlung auch die Steifigkeit des Papiers. Dem gemahlenen Kraftzellstoff können Hilfsstoffe beigemengt werden, beispielsweise Stärke, Leimungsmittel, und/oder pH-Regulatoren. Insbesondere wird dem Kraftzellstoff The high consistency grinding also increases the stiffness of the paper. Auxiliary substances can be added to the ground kraft pulp, for example starch, sizing agents and/or pH regulators. In particular, the kraft pulp
kein Füllstoff zugegeben. no filler added.
Der Kraftzellstoff kann dann in an sich bekannter Weise in einer Papiermaschine zu The kraft pulp can then be processed in a paper machine in a manner known per se
einer Papierbahn verarbeitet werden. a paper web can be processed.
Die erhaltene Papierbahn kann in einem Vortrocknungsschritt vorgetrocknet werden. Anschließend kann die Papierbahn einer Kreppung, insbesondere einer Mikrokreppung, unterzogen werden, was die Dehnungseigenschaften gegebenenfalls verbessert. Das Kreppen kann in einer Clupak-Einheit erfolgen, in der die Papierbahn in bekannter The paper web obtained can be pre-dried in a pre-drying step. The paper web can then be subjected to creping, in particular microcreping, which may improve the stretch properties. Creping can be done in a Clupak unit in which the paper web is known
Weise zwischen einem Elastomertuch und einer Walze geführt wird. Way between an elastomeric cloth and a roller.
Die so gekreppte, insbesondere mikrogekreppte, Papierbahn kann anschließend einem The paper web creped in this way, in particular micro-creped, can then be used
Nachtrocknungsschritt unterworfen werden. Be subjected to post-drying step.
Gegebenenfalls wird die Papierbahn im Nachtrocknungsschritt mit einer geringeren Geschwindigkeit geführt als im Vortrocknungsschritt. Durch diese Differenzgeschwindigkeit können die Dehnungseigenschaften des Kraftpapiers, If necessary, the paper web is guided at a lower speed in the post-drying step than in the pre-drying step. This difference in speed allows the expansion properties of the kraft paper,
insbesondere in dessen Maschinenrichtung, erhöht werden. especially in its machine direction.
Gegebenenfalls beträgt die Grammatur des Kraftpapiers zumindest 90 g/m?, insbesondere zwischen 95 und 140 g/m?*, bevorzugt etwa 100 g/m? oder etwa 130 g/m?. Gegebenenfalls beträgt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Maschinenrichtung zwischen 6 und 9 kN/m. Gegebenenfalls beträgt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Querrichtung zwischen 5 und 8 kN/m. Gegebenenfalls ist der Zugfestigkeitsindex des Kraftpapiers in Maschinenrichtung zwischen 60 und 90 Nm/g. Gegebenenfalls ist der If necessary, the grammage of the kraft paper is at least 90 g/m?, in particular between 95 and 140 g/m?*, preferably around 100 g/m? or about 130 g/m?. If necessary, the tensile strength of the kraft paper in the machine direction is between 6 and 9 kN/m. If necessary, the tensile strength of the kraft paper in the transverse direction is between 5 and 8 kN/m. Optionally, the machine direction tensile strength index of the kraft paper is between 60 and 90 Nm/g. If necessary, that is
Zugfestigkeitsindex des Kraftpapiers in Querrichtung zwischen 50 und 80 Nm/g. Tensile strength index of the kraft paper in the transverse direction between 50 and 80 Nm/g.
Gegebenenfalls beträgt die Zugbrucharbeit des Kraftpapiers in Maschinenrichtung zwischen 370 und 430 J/m?. Gegebenenfalls beträgt die Zugbrucharbeit des Kraftpapiers in Querrichtung zwischen 370 und 430 J/m?. If necessary, the tensile work of rupture of the kraft paper in the machine direction is between 370 and 430 J/m?. If necessary, the tensile rupture work of the kraft paper in the transverse direction is between 370 and 430 J/m?.
Gegebenenfalls beträgt der Luftwiderstand des Kraftpapiers mehr als 16 s Gurley, If necessary, the air resistance of the kraft paper is more than 16 s Gurley,
insbesondere mehr als 18 s Gurley, im Speziellen mehr als 20 s Gurley. especially more than 18 s Gurley, especially more than 20 s Gurley.
Gegebenenfalls beträgt der WeiterreiRwiderstandsindex des Kraftpapiers in Maschinenrichtung zwischen 13 und 15 mN.g/m?. Gegebenenfalls beträgt der Weiterreißwiderstandsindex des Kraftpapiers in Querrichtung zwischen 16 und 20 If applicable, the tear resistance index of the kraft paper in the machine direction is between 13 and 15 mN.g/m?. If necessary, the tear resistance index of the kraft paper in the transverse direction is between 16 and 20
mMN.g/m?. mMN.g/m?.
Gegebenenfalls beträgt der Biegesteifigkeitsindex des Kraftpapiers in Maschinenrichtung zwischen 60 und 90 Nm®kg”®, insbesondere zwischen 65 und 85 Nm°kg®. Gegebenenfalls beträgt der Biegesteifigkeitsindex des Kraftpapiers in Querrichtung zwischen 50 und 80 Nm®kg”®, insbesondere zwischen 55 und 75 Nm®kg”. Es wurde festgestellt, dass eine gewisse Steifigkeit vorteilhaft ist, um eine gute If necessary, the bending stiffness index of the kraft paper in the machine direction is between 60 and 90 Nm®kg”®, in particular between 65 and 85 Nm°kg®. If necessary, the bending stiffness index of the kraft paper in the transverse direction is between 50 and 80 Nm®kg”®, in particular between 55 and 75 Nm®kg”. It has been found that a certain level of rigidity is beneficial to good
Polsterwirkung von Hohlraumstrukturen zu erhalten. To maintain the cushioning effect of cavity structures.
Gegebenenfalls ist die Grammatur des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 536:2019 bestimmt. Gegebenenfalls ist die Zugfestigkeit des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 1924-3:2005 bestimmt. Gegebenenfalls ist der Zugfestigkeitsindex des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 1924-3:2005 bestimmt. Gegebenenfalls ist die Bruchdehnung des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 1924-3:2005 bestimmt. Gegebenenfalls ist die Zugbrucharbeit des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 1924-3:2005 bestimmt. Gegebenenfalls ist die Biegesteifigkeit des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 24931:2010 bestimmt. Gegebenenfalls ist der Luftwiderstand des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 5636-5:2013 bestimmt. Gegebenenfalls ist der WeiterreiRwiderstandsindex des Kraftpapiers gemäß der Norm ISO 1974:2012 bestimmt. Where applicable, the grammage of the kraft paper is determined in accordance with the ISO 536:2019 standard. Where applicable, the tensile strength of the kraft paper is determined in accordance with ISO 1924-3:2005. Where applicable, the tensile strength index of the kraft paper is determined in accordance with ISO 1924-3:2005. If applicable, the elongation at break of the kraft paper is determined in accordance with ISO 1924-3:2005. Where applicable, the tensile strength of the kraft paper is determined in accordance with ISO 1924-3:2005. Where applicable, the bending stiffness of the kraft paper is determined in accordance with the ISO 24931:2010 standard. Where applicable, the air resistance of the kraft paper is determined in accordance with the ISO 5636-5:2013 standard. Where applicable, the tear resistance index of the kraft paper is determined in accordance with ISO 1974:2012.
Das erhaltene Kraftpapier kann einem Umformschritt unterworfen werden, um ein Verpackungsmaterial zu erhalten. Insbesondere weist das Kraftpapier nach dem Umformen bzw. das Verpackungsmaterial eine Noppenstruktur auf. Der Begriff „Noppenstruktur“ bezeichnet in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere eine gleichmäßige oder ungleichmäßRige Abfolge höckerförmiger Erhebungen. Gegebenenfalls sind die einzelnen Noppen der Noppenstruktur einseitig offene Hohlkörper, beispielsweise offene Kugelsegmente oder einseitig offene Zylinder, The obtained kraft paper can be subjected to a forming step to obtain a packaging material. In particular, the kraft paper or the packaging material has a knobbed structure after forming. In connection with the present invention, the term “knob structure” refers in particular to a uniform or irregular sequence of bump-shaped elevations. If necessary, the individual knobs of the knob structure are hollow bodies open on one side, for example open spherical segments or cylinders open on one side,
wobei auch andere geometrische Formen möglich sind. Other geometric shapes are also possible.
Insbesondere führt das Umformen des Kraftpapiers zu keiner Wesentlichen Änderung In particular, the forming of the kraft paper does not lead to any significant change
der Dicke des Kraftpapiers. Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Kraftpapier mit einer Bruchdehnung in the thickness of the kraft paper. If necessary, the invention relates to a kraft paper with an elongation at break in
Maschinenrichtung von mindestens 7,5% und mit einer Bruchdehnung in Querrichtung Machine direction of at least 7.5% and with a breaking elongation in the transverse direction
von mindestens 7,5%, wobei sich die Bruchdehnung in Maschinenrichtung und die of at least 7.5%, with the elongation at break being in the machine direction and the
Bruchdehnung in Querrichtung um weniger als 2,5%, insbesondere um weniger als 1,5%, unterscheiden, und wobei die Biegesteifigkeit in Maschinenrichtung und die Elongation at break in the transverse direction differs by less than 2.5%, in particular by less than 1.5%, and the bending stiffness in the machine direction and the
Biegesteifigkeit in Querrichtung mindestens 50 mN betragen. Bending stiffness in the transverse direction must be at least 50 mN.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnen angegebene Unterschiede in der Bruchdehnung insbesondere Absolutwerte. Wenn beispielsweise ein Papier eine Bruchdehnung in Querrichtung von 8% und eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung von 9% aufweist, beträgt der Unterschied zwischen Bruchdehnung In connection with the present invention, stated differences in elongation at break refer in particular to absolute values. For example, if a paper has a transverse elongation at break of 8% and a machine direction elongation at break of 9%, the difference between elongation at break is
in Querrichtung und der Bruchdehnung in Maschinenrichtung 1%. in the transverse direction and the elongation at break in the machine direction 1%.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Biegesteifigkeitsindex in Maschinenrichtung zwischen 60 und 90 Nm®kg”® beträgt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der If necessary, it is provided that the bending stiffness index in the machine direction is between 60 and 90 Nm®kg”®. If necessary, it is envisaged that the
Biegesteifigkeitsindex in Querrichtung zumindest 50 und 80 Nm®kg” beträgt. Bending stiffness index in the transverse direction is at least 50 and 80 Nm®kg”.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bruchdehnung in Maschinenrichtung und/oder die Bruchdehnung in Querrichtung zwischen 7,5% und 13%, bevorzugt zwischen 8% If necessary, it is provided that the elongation at break in the machine direction and/or the elongation at break in the transverse direction is between 7.5% and 13%, preferably between 8%
und 12%, weiter bevorzugt zwischen 9% und 11% liegt. and 12%, more preferably between 9% and 11%.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass es eine Grammatur von wenigstens 90 g/m?, If necessary, it is provided that there is a grammage of at least 90 g/m?,
insbesondere zwischen 95 g/m? und 140 g/m?, aufweist. especially between 95 g/m? and 140 g/m?.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass es einen Luftwiderstand von wenigstens 16 s If necessary, it is provided that there is an air resistance of at least 16 s
Gurley aufweist. Gurley has.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier Kraftzellstoff enthält, der vollständig aus Frischfaser, insbesondere vollständig aus Frischfaser aus Weichholz, If necessary, it is provided that the kraft paper contains kraft pulp which is made entirely from fresh fiber, in particular entirely from fresh fiber from softwood,
gebildet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier Kraftzellstoff enthält, der eine is formed. If necessary, it is provided that the kraft paper contains kraft pulp, which is a
Kappa-Zahl nach ISO 302:2015 zwischen 30 und 50, insbesondere zwischen 38 und Kappa number according to ISO 302:2015 between 30 and 50, especially between 38 and
47, aufweist. 47, has.
7720 7720
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier kationische Massestärke in einem Gehalt zwischen 1,2 Gew.-% und 1,6 Gew.-% bezogen auf das Trockengewicht des If necessary, it is provided that the kraft paper contains cationic starch in a content of between 1.2% by weight and 1.6% by weight, based on the dry weight of the
Kraftpapiers enthält. Kraft paper contains.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier ein Leimungsmittel, insbesondere wenigstens ein Alkenylbernsteinsäureanhydrid, in einem Gehalt zwischen 0,06 Gew.-% und 0,09 Gew.-% bezogen auf das Trockengewicht des Kraftpapiers enthält. If necessary, it is provided that the kraft paper contains a sizing agent, in particular at least one alkenylsuccinic anhydride, in a content of between 0.06% by weight and 0.09% by weight, based on the dry weight of the kraft paper.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier füllstofffrei ist. If necessary, it is provided that the kraft paper is filler-free.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier einen Restfeuchtegehalt zwischen If necessary, it is intended that the kraft paper has a residual moisture content between
6 Gew.-% und 11 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht Kraftpapiers, aufweist. 6% by weight and 11% by weight, based on the total weight of kraft paper.
Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verpackungsmaterial, umfassend oder If necessary, the invention relates to a packaging material, comprising or
bestehend aus einem erfindungsgemäßen Kraftpapier. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Kraftpapier eine durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, Prägen oder Pressen, des Kraftpapiers hergestellte consisting of a kraft paper according to the invention. If necessary, it is provided that the kraft paper is produced by forming, in particular deep-drawing, embossing or pressing, the kraft paper
Noppenstruktur aufweist. Has knobbed structure.
Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines If necessary, the invention relates to a method for producing one
erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass im Kraftpapier durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, Prägen oder Pressen, des Kraftpapiers eine Noppenstruktur hergestellt Packaging material according to the invention If necessary, it is provided that a knobbed structure is produced in the kraft paper by forming, in particular deep drawing, embossing or pressing, the kraft paper
wird. becomes.
Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Kraftpapier, If necessary, the invention relates to a method for producing kraft paper,
insbesondere eines erfindungsgemäßen Kraftpapiers. in particular a kraft paper according to the invention.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Mahlen von Kraftzellstoff. Optionally, the method includes the step of: grinding kraft pulp.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Vermischen des gemahlenen If necessary, the method includes the step: mixing the ground
Kraftzellstoffs mit einem oder mehreren Hilfsstoffen Kraft pulp with one or more auxiliary substances
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Aufbringen des gemahlenen und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Hilfsstoffen vermischten Kraftzellstoffs auf das If necessary, the method includes the step: applying the ground kraft pulp, optionally mixed with one or more auxiliary substances, to the
Sieb einer Papiermaschine sowie Pressen zum Erhalten einer Papierbahn, Sieve of a paper machine and presses for obtaining a paper web,
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Vortrocknen der erhaltenen If necessary, the process includes the step: pre-drying the obtained
Papierbahn. paper web.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Kreppen der erhaltenen If necessary, the process includes the step: creping the obtained
vorgetrockneten Papierbahn, insbesondere in einer Clupak-Einheit. pre-dried paper web, especially in a Clupak unit.
Gegebenenfalls umfasst das Verfahren den Schritt: Nachtrocknen der erhaltenen If necessary, the process includes the step: post-drying the obtained
gekreppten Papierbahn. creped paper web.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Schritt des Mahlens eine Hochkonsistenzmahlung umfasst, bei der die Stoffdichte zwischen 30% und 35% If necessary, it is provided that the grinding step includes high-consistency grinding in which the consistency is between 30% and 35%
beträgt. amounts.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der Papierbahn beim Schritt des Vortrocknens zwischen 6% und 10%, insbesondere zwischen 7,5% und 8,5%, höher ist als beim Schritt des Nachtrocknens. Gegebenenfalls gibt es eine prozentuelle Geschwindigkeitsdifferenz der Papierbahn zwischen den Schritten des Vortrocknens und des Nachtrocknens, wobei die Geschwindigkeit der Papierbahn beim Schritt des Vortrocknens größer ist als beim Schritt des Nachtrocknens. Gegebenenfalls beträgt die prozentuelle Geschwindigkeitsdifferenz zwischen 6% und 10%, insbesondere zwischen 7,5% und 8,5%. If necessary, it is provided that the speed of the paper web in the pre-drying step is between 6% and 10%, in particular between 7.5% and 8.5%, higher than in the post-drying step. There may be a percentage difference in speed of the paper web between the pre-drying and post-drying steps, with the speed of the paper web being greater in the pre-drying step than in the post-drying step. If necessary, the percentage speed difference is between 6% and 10%, in particular between 7.5% and 8.5%.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Verhältnis zwischen Stoffdichte bei der If necessary, it is provided that the ratio between the material density at the
Hochkonsistenzmahlung und prozentueller Geschwindigkeitsdifferenz derart eingestellt High consistency grinding and percentage speed difference set in this way
ist, dass sich die Bruchdehnung in Maschinenrichtung und die Bruchdehnung in is that the elongation at break is in the machine direction and the elongation at break is in
Querrichtung des Kraftpapiers um weniger als 2,5%, insbesondere um weniger als Transverse direction of the kraft paper by less than 2.5%, especially less than
1,5%, unterscheiden. 1.5%, differ.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Nachtrocknung mittels einer Konvektionstrocknung, insbesondere bei einer Temperatur von mindestens 170°C, If necessary, it is provided that the post-drying is carried out by means of convection drying, in particular at a temperature of at least 170 ° C.
erfolgt. he follows.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Mahlleistung bei der Hochkonsistenzmahlung zwischen 150 kWh/t und 320 kWh/t, insbesondere zwischen 220 kWh/t und 270 kWhit, beträgt. If necessary, it is provided that the grinding performance for high-consistency grinding is between 150 kWh/t and 320 kWh/t, in particular between 220 kWh/t and 270 kWhit.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass beim Schritt des Mahlens im Anschluss an die Hochkonsistenzmahlung eine Niederkonsistenzmahlung vorgesehen ist, bei der die Stoffdichte zwischen 4% und 6% beträgt. If necessary, it is provided that in the grinding step following the high-consistency grinding, a low-consistency grinding is provided, in which the consistency is between 4% and 6%.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Mahlleistung bei der Niederkonsistenzmahlung zwischen 90 kWh/t und 160 kWh/t, insbesondere zwischen 110 kWh/t und 140 kWh/t, beträgt. If necessary, it is provided that the grinding capacity for low-consistency grinding is between 90 kWh/t and 160 kWh/t, in particular between 110 kWh/t and 140 kWh/t.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der pH-Wert beim Vermischen des Kraftzellstoffs mit einem oder mehreren Hilfsstoffen auf 6,2 bis 7,2, insbesondere 6,6 bis 7,0, If necessary, it is provided that the pH value when mixing the kraft pulp with one or more auxiliary substances is set to 6.2 to 7.2, in particular 6.6 to 7.0,
eingestellt wird. is set.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Schritt des Vortrocknens durch If necessary, provision is made for the pre-drying step to be carried out
Kontrakttrocknung erfolgt. Contract drying takes place.
Gegebenenfalls betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftpapier, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere nach einem Verfahren mit den oben genannten Merkmalen, erhalten wurde oder durch ein derartiges Verfahren erhältlich If necessary, the present invention also relates to a kraft paper which was obtained by a process according to the invention, in particular by a process with the above-mentioned features, or which is obtainable by such a process
ist. is.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der Further features of the invention result from the patent claims and the
Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Description of the exemplary embodiments.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines exemplarischen The present invention is explained below using an exemplary example
Ausführungsbeispiels im Detail erörtert. Embodiment discussed in detail.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein ungebleichter Kraftzellstoff, bestehend zu 100 % aus Frischfaser aus Weichholz, nämlich einer Mischung aus Fichten- und Kiefernholz), mit einer Kappa-Zahl von etwa 42 als Ausgangsmaterial verwendet, der in In this exemplary embodiment, an unbleached kraft pulp, consisting of 100% fresh fiber from softwood, namely a mixture of spruce and pine wood), with a kappa number of approximately 42 is used as the starting material, which is in
einer Papiermaschine verarbeitet wird. processed in a paper machine.
Der Zellstoff wird zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Stoffdichte von etwa 32% und einer Mahlleistung von etwa 240 kWh/t behandelt. Anschließend wurde der hochkonsistenzgemahlene Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung, mit einer Stoffdichte zwischen etwa 4,0 und 6,0% und einer Mahlleistung von etwa 120 kWh/t unterworfen. Dadurch kann in diesem Ausführungsbeispiel ein Kraftpapier erhalten The pulp is first treated with high consistency grinding with a consistency of around 32% and a grinding capacity of around 240 kWh/t. The high-consistency pulp was then subjected to low-consistency grinding, with a consistency between about 4.0 and 6.0% and a grinding capacity of about 120 kWh/t. This makes it possible to obtain a kraft paper in this exemplary embodiment
werden, das einen Luftwiderstand von etwa 22 s Gurley aufweist. which has an air resistance of about 22 s Gurley.
Im Konstantteil der Papiermaschine werden Hilfsstoffe zudosiert: Mit Schwefelsäure und Aluminiumsulfat wird ein pH-Wert von etwa 6,8 eingestellt. Kationische Massestärke wird in einer Menge von etwa 14 kg/t Papier (Trockengewicht) zudosiert. Als Leimungsmittel werden Alkenylbernsteinsäureanhydride in einer Menge von etwa Auxiliary materials are added to the constant part of the paper machine: a pH value of around 6.8 is set with sulfuric acid and aluminum sulfate. Cationic bulk starch is added in an amount of around 14 kg/t paper (dry weight). Alkenylsuccinic anhydrides are used as sizing agents in an amount of approx
0,7 kg/t Kraftpapier (Trockengewicht) eingesetzt. Füllstoffe wurden nicht zugesetzt. 0.7 kg/t kraft paper (dry weight) used. No fillers were added.
Zum Bedampfen des Papiers wird ein herkömmlicher Dampfblaskasten, der Wasserdampf mit Druck und Temperatur auf das Papier aufbringt, eingesetzt. Ebenso To steam the paper, a conventional steam blower box is used, which applies water vapor to the paper at pressure and temperature. As well
wurde eine Hochdruckhaube verwendet. Die Papiermaschine ist mit einer Fourdrinier-Siebpartie als Langsieb sowie einer 3 Nip A high-pressure hood was used. The paper machine is equipped with a Fourdrinier wire section as a fourdrinier wire and a 3 nip
Pressenpartie versehen, womit aus dem Ausgangsmaterial eine Papierbahn erzeugt Press section, which creates a paper web from the starting material
werden kann. can be.
Die Trocknung der erhaltenen Papierbahn erfolgt in einer Trockenpartie in mehreren Schritten. The paper web obtained is dried in several steps in a drying section.
Die noch feuchte Papierbahn wird nach dem Pressen in der Papiermaschine einem Vortrocknungsschritt unterworfen, der im Slalom bzw. in einer 2-reihigen Trockenpartie After pressing in the paper machine, the still wet paper web is subjected to a pre-drying step, which takes place in a slalom or in a 2-row drying section
mittels Kontakttrocknung erfolgt. using contact drying.
Die vorgetrocknete Papierbahn wird in einer Clupak-Anlage gekreppt, mit einer Differenzgeschwindigkeit von etwa 8% behandelt und schließlich auf einen finalen The pre-dried paper web is creped in a Clupak system, treated with a differential speed of around 8% and finally processed to a final finish
Restfeuchtegehalt von etwa 9% getrocknet. Dried with a residual moisture content of around 9%.
In der Nachtrockenpartie wird die Papierbahn zusätzlich einer Konventionstrocknung mit Heißlufteinsatz von >170°C unterworfen. Dadurch wird ein besonders gleichmäßiges Querdehnungsprofil über die gesamte Papierbahnbreite erreicht. Dies ist vorteilhaft um über die gesamte Papierbahnbreite eine möglichst isotrope Dehnungscharakteristik zu erreichen, was wiederum ein besonders gleichmäßiges In the post-drying section, the paper web is additionally subjected to conventional drying using hot air at >170°C. This results in a particularly uniform transverse expansion profile across the entire width of the paper web. This is advantageous in order to achieve the most isotropic expansion characteristics possible across the entire width of the paper web, which in turn results in a particularly uniform
Verformungsverhalten ermöglicht. Deformation behavior enabled.
Das so hergestellte Kraftpapier weist die nachfolgend in Tabelle 1 aufgelisteten The kraft paper produced in this way has the following listed in Table 1
Papierparameter auf. Paper parameters.
Tabelle 1 Papiereigenschaft Norm Einheit Richtung* | Ergebnis Grammatur ISO 536:2019 g/m? — 100,3 Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 | kN/m MD 7,77 Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 | Nm/g MD 77,5 Zugfestigkeit ISO 1924-3:2005 | kN/m CD 6,12 Zugfestigkeitsindex ISO 1924-3:2005 | Nm/g CD 61,0 Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 |% MD 9,7 Bruchdehnung ISO 1924-3:2005 |% CD 10,7 Zugbrucharbeit ISO 1924-3:2005 | J/m? MD 393 Zugbrucharbeit ISO 1924-3:2005 | J/m? CD 384 Biegesteifigkeit ISO 2493-1:2010 | mN MD 79 Table 1 Paper property Standard Unit Direction* | Result grammage ISO 536:2019 g/m? — 100.3 tensile strength ISO 1924-3:2005 | kN/m MD 7.77 Tensile Strength Index ISO 1924-3:2005 | Nm/g MD 77.5 tensile strength ISO 1924-3:2005 | kN/m CD 6.12 Tensile Strength Index ISO 1924-3:2005 | Nm/g CD 61.0 Elongation at break ISO 1924-3:2005 |% MD 9.7 Elongation at break ISO 1924-3:2005 |% CD 10.7 Tensile work at break ISO 1924-3:2005 | Y/m? MD 393 Tensile fracture work ISO 1924-3:2005 | Y/m? CD 384 bending stiffness ISO 2493-1:2010 | mN MD 79
Biegesteifigkeit ISO 2493-1:2010 |mN CD 65 Biegesteifigkeits-Index | ISO 2493-1:2010 | Nm®°kg“* [MD 78 Biegesteifigkeits-Index | ISO 2493-1:2010 |Nm®kg* [CD 64 Luftwiderstand ISO 5636-5:2013 [s 21,8 Weiterreißwiderstands- | ISO 1974:2012 mN.g/m? | MD 14,2 Index Bending stiffness ISO 2493-1:2010 |mN CD 65 bending stiffness index | ISO 2493-1:2010 | Nm®°kg“* [MD 78 bending stiffness index | ISO 2493-1:2010 |Nm®kg* [CD 64 Air resistance ISO 5636-5:2013 [s 21.8 Tear propagation resistance | ISO 1974:2012 mN.g/m? | MD 14.2 index
Weiterreißwiderstands- | ISO 1974:2012 mN.g/m? |CD 18,1 Index Tear resistance | ISO 1974:2012 mN.g/m? |CD 18.1 Index
*MD = in Maschinenrichtung; CD = in Querrichtung *MD = in machine direction; CD = in the transverse direction
Aus dem erhaltenen Kraftpapier wird ein Verpackungsmaterial hergestellt. Dazu wird ein Stück des Kraftpapiers definierter Größe einem Tiefziehvorgang unterworfen, sodass eine Noppenstruktur erhalten wird. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Noppenstruktur aus gleichmäßig angeordneten halbkugelförmigen Ausbuchtungen des Kraftpapiers. Durch den Tiefziehvorgang ändert sich die Dicke des Papiers im Wesentlichen nicht. Dies ist in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von besonderer Bedeutung, da die Steifigkeit und die Dicke in einem kubischen Zusammenhang stehen, die Steifigkeit ist also eine Funktion der Dicke in dritter Potenz. Die hergestellten Noppen bieten eine Polsterwirkung bei mechanischer Beanspruchung, A packaging material is produced from the kraft paper obtained. To do this, a piece of kraft paper of a defined size is subjected to a deep-drawing process so that a knobbed structure is obtained. In this exemplary embodiment, the knob structure consists of evenly arranged hemispherical bulges of the kraft paper. The deep-drawing process essentially does not change the thickness of the paper. This is of particular importance in connection with the present invention, since the stiffness and the thickness have a cubic relationship, so the stiffness is a function of the thickness to the third power. The nubs produced provide a cushioning effect under mechanical stress,
ähnlich einer Kunststoff-Luftpolsterfolie. Durch die Kombination aus Biegesteifigkeit und isotropen Dehnungseigenschaften similar to a plastic bubble wrap. Through the combination of bending rigidity and isotropic expansion properties
eignet sich das Kraftpapier besonders gut für die Herstellung eines derartigen The kraft paper is particularly suitable for the production of such a thing
Verpackungsmaterials. packaging material.
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