WO2022221897A1 - Bedruckbares, mehrlagiges papier für verpackungen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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Marvin MÖHLE
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    • D21H27/40—Multi-ply at least one of the sheets being non-planar, e.g. crêped

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a printable or intended for printing, multi-ply paper for packaging and a printable or intended for printing, multi-ply paper for packaging.
  • Product manufacturers and/or retailers usually require printable packaging for their products, for example to display graphic representations of the products contained and/or product information for consumers.
  • Such product packaging is now practically used in all sectors, be it for example in the field of food or appliance production or trade.
  • High print quality, in particular high color density, brilliance and contrast of the printed images applied to packaging paper, is increasingly required in order to present the product contained as attractively and as stimulatingly as possible.
  • printable papers for packaging can be designed as independent packaging papers, such as with outer packaging papers.
  • a generic paper for packaging can also form a component, in particular a printable, outer paper layer of a packaging, as is often the case with cardboard packaging.
  • Generic, multi-ply papers or paper plies are also referred to as liners, paper liners or kraft liners.
  • the subject, printable, multi-ply paper for packaging can also be referred to as liner, paper liner or kraft liner.
  • a surface intended for printing with a high degree of whiteness is desirable for the packaging papers in question.
  • bleached pulp is often used to produce printable paper for packaging.
  • printable papers for packaging are known which are produced entirely from bleached cellulose or which exclusively comprise bleached cellulose fiber material. Disadvantageous in such completely bleached Papers are, among other things, a deterioration in the mechanical properties of the resulting packaging due to the chemical treatment of the cellulose and the increased load of process chemicals required and, of course, the associated increased production costs.
  • multi-layer packaging papers or paper liners which have an outer top layer or top layer made of bleached fiber material intended for printing and a carrier layer underneath made of unbleached cellulosic fiber material, including unbleached recycled fiber material.
  • the surface of the top layer of such multi-layer papers for packaging intended for printing often has a grayish or brownish appearance. This is because the unbleached fiber material of this lower carrier layer shines through the top or cover layer made of bleached fiber material.
  • it was previously necessary or known to use a top layer with a very high grammage it was previously necessary or known to use a top layer with a very high grammage. However, this in turn has a disadvantageous effect in terms of resource efficiency and manufacturing costs.
  • a multi-ply paper for packaging or a corresponding (paper) liner is known, for example, from EP 1 392 923 B1.
  • the object of the present invention was to overcome the remaining disadvantages of the prior art and, on the one hand, to provide an economically and ecologically improved method for producing a printable paper for packaging, by means of which method a paper with good mechanical properties and at the same time good printability, especially high whiteness can be produced. Furthermore, it was an object of the invention to provide a paper for packaging with good mechanical properties and at the same time good printability, which paper can be produced in an improved manner from an economic and ecological point of view.
  • the inventive method for producing a printable or intended for printing, multi-ply paper for packaging or packaging paper comprises the steps
  • a mixture consisting of 40% by weight to 80% by weight unbleached cellulose material and 20% by weight to 60% by weight bleached cellulose material is provided as the second pulp comprising cellulose fibers or manufactured.
  • pulp means an aqueous suspension of the respective cellulose.
  • other terms such as pulp, pulp-water suspension, fiber suspension, pulp suspension, etc. can also be used synonymously.
  • an initial consistency of the first and second pulps may be 0.5% to 2%.
  • customary auxiliaries can also be added to the first and/or the second pulp in addition to the respective cellulose materials. Examples include bulk starch, PAC (polyaluminum chloride), ASA (alkyl succinic anhydride) or other sizing agents, wet strength agents, bentonite, etc.
  • PAC polyaluminum chloride
  • ASA alkyl succinic anhydride
  • the proportion by weight of such auxiliary chemicals in the pulps can be small.
  • An unbleached cellulose material is to be understood very generally as a cellulose material which is not bleached in the course of the manufacturing process of the printable, multi-ply paper.
  • a packaging paper with a high degree of whiteness and, at the same time, good mechanical properties can be produced by means of the specified process. This despite the use of a high proportion of unbleached pulp material. Surprisingly, the grammage or layer thickness of the top layer can also be kept low without compromising too much on the degree of whiteness of the surface of the top layer intended for printing, as will be explained in more detail below using corresponding values for the paper for packaging. Overall, using the specified method, a packaging paper or paper for packaging with good printability, in particular with print images of high quality and color fidelity, can be produced, which also meets the requirements for packaging paper in terms of mechanical robustness and strength.
  • the amount of process chemicals used in the process can be reduced. Due to the reduced use of bleached cellulose material and the enabled low grammage of the top layer, the amount of cellulose used can be kept small overall. This and the reduced use of chemicals consequently also have a positive effect on the manufacturing costs for the packaging paper.
  • the second pulp comprising cellulose fibers can preferably be a mixture consisting of, based on 100% by weight total dry matter of the second pulp, 45% by weight to 75% by weight unbleached pulp material and 25% by weight to 55% by weight bleached pulp material be provided or manufactured.
  • the unbleached pulp material of the second pulp may preferably be selected from a group consisting of unbleached virgin scavenger pulp material, unbleached recycled fiber pulp material, or a mixture of unbleached pulp materials from this group.
  • Recycled fiber cellulose material is to be understood in particular as a cellulose material obtained by processing waste paper that has already been used. Recycled fiber pulp material is conceptually defined in ISO 4046-4:2016. The term recycled fiber cellulose material does not mean cellulose material discarded or lost in the course of the process for manufacturing the packaging paper as defined in ISO 4046-3, commonly also referred to as broke.
  • bleached pulp material of the second pulp a mixture of 30% by weight to 80% by weight bleached short-fiber pulp material and 20% by weight to 70% by weight
  • % bleached long fiber pulp material can be used.
  • bleached cellulose material of the first cellulose in particular 70% by weight - 100% by weight of bleached short-fiber cellulose material can be used. Depending on the requirement, up to 30% by weight of long-fiber pulp material can also be used to form the bleached pulp material of the first pulp.
  • the specified cellulose materials have proven to be particularly well suited for producing a paper for packaging with desired or sufficiently good properties, in particular for achieving good mechanical properties or sufficiently good strength and, at the same time, good printability.
  • the dry content of the first paper web is adjusted to 3% to 50% and the dry content of the second paper web to 3% to 50%.
  • the two webs of paper can be joined particularly well within the dry contents indicated.
  • very good adhesion of the top sheet and the backing sheet to each other can also be provided in the paper for packaging.
  • delamination of the two layers can be effectively prevented.
  • a white pigment filler per ton of total dry matter of the bleached first pulp can be added to the first pulp or the first paper web.
  • the white pigment filler gives the top layer additional opacity or a covering effect on the underlying carrier layer.
  • Calcium carbonate or lime can preferably be added to the first pulp or the first paper web as a white pigment filler.
  • the multi-layer paper web is produced after complete drying to a final dry content with a basis weight of 75 g/m 2 to 120 g/m 2 , the top layer having a basis weight of 50 g/m 2 to 70 g/m 2 is produced, and wherein a ratio of the basis weight of the top layer to a basis weight of the backing layer is adjusted to 1.2:1 to 2:1.
  • Appropriate basis weights or grammages can, as is known per se, be controlled by controlling various process parameters, such as consistencies in a approach flow section of a paper machine, the quantities of pulp and headbox consistency applied to the headbox of a paper machine, throughput speeds in various areas of a paper machine and so on to be set.
  • a paper with the stated basis weights and basis weight ratios has proven to be particularly suitable for combining good mechanical properties and good printability.
  • the specified measures make it possible overall to provide a paper for packaging that uses little material but nevertheless has good properties.
  • the second pulp can be provided or produced with a Schopper-Riegler value according to ISO 5267-1:2000 of 20° SR to 35° SR.
  • a corresponding cellulose material has proven to be particularly well suited for forming the second cellulose and subsequently for forming the carrier layer of the packaging paper proven.
  • a pulp within the range given above for the Schopper-Riegler value can be produced, as is known per se, by mechanical beating and/or defibration, in particular in so-called refiners.
  • the second pulp can be provided or produced with a kappa number of 20 to 65 according to ISO 302:2015.
  • a suitable degree of coloring of the carrier layer of the packaging paper or paper for packaging can be set without having to accept far-reaching losses in terms of the mechanical strength of the packaging paper.
  • a kappa number within the specified range can be set primarily by the selection and/or processing of the appropriate cellulose materials, especially during chemical pulping, and by the composition of cellulose materials for forming the second cellulose.
  • the first, bleached pulp can be provided or produced with a kappa number according to ISO 302:2015 of 12 or less, preferably 10 or less.
  • a smoothing of a surface of the top layer of the multi-layer paper web intended for printing can expediently be provided in the method.
  • a smoothing can be carried out by calendering this surface using a calender, such as a hard nip, soft nip, long nip, such as a shoe calender or metal belt calender.
  • the quality of the surface provided for printing can be improved in the broadest sense, as a result of which the quality of printed images applied to this surface can be further improved.
  • the average person skilled in the art is fundamentally familiar with various control parameters, for example pressure, temperature and residence time, during calendering to achieve the desired surface properties in each case, for example surface roughness.
  • the object of the invention is also achieved by a printable or intended for printing, multi-ply paper for packaging or packaging paper according to the claims.
  • the paper for packaging or packaging paper includes - a top cover layer predominantly comprising a first, bleached cellulose fiber material or predominantly consisting of a first, bleached cellulose fiber material,
  • a carrier layer directly connected to the top cover layer predominantly comprising a second cellulose fiber material or predominantly consisting of a second, bleached cellulose fiber material.
  • the second cellulosic fiber material is a mixture consisting of, based on 100% by weight total dry matter of the second cellulosic fiber material, 40% by weight to 80% by weight unbleached fiber material and 20% by weight to 60% by weight bleached fiber material educated.
  • packaging paper that is very easy to print on, which paper has a particularly high degree of whiteness on the top layer surface to be printed, and thus also ensures high color brilliance or color fidelity of print images printed thereon.
  • a packaging paper with good mechanical properties can be provided.
  • a grammage or layer thickness of the top layer can also be kept low without compromising too much the degree of whiteness of the surface of the top layer intended for printing. This is explained in more detail below using the corresponding values for paper for packaging.
  • a corresponding packaging paper can be produced using a method as described above, which method is characterized by high efficiency both from an ecological and economic point of view.
  • the second cellulosic fiber material can be replaced by a mixture consisting of, based on 100% by weight of the total dry matter of the second cellulosic fiber material, 45% by weight to 75% by weight unbleached fiber material and 25% by weight to 55% by weight % bleached fiber material.
  • An unbleached fiber material is to be understood as meaning a fiber material which was not bleached in the course of the production process of the printable, multi-ply paper or which results from an unbleached cellulose material.
  • the top layer of the packaging paper or its outwardly facing surface is intended for printing and, when the paper is used, this top layer forms the outside layer of a packaging intended for printing.
  • the paper for packaging In principle, packaging can be used independently for packaging purposes as primary packaging and is also suitable as outer packaging paper for wrapping articles or objects. Another frequent use of paper for packaging is to apply it to or connect it to other primary packaging, such as a packaging box. In particular, it is therefore possible to use the packaging paper as a printable cover paper for cardboard or cardboard packaging, etc. Nevertheless, the paper in question is suitable as part of secondary packaging or as secondary packaging on its own, i.e. as packaging or packaging component of packaging without direct contact with the packaged products.
  • the unbleached fiber material of the second cellulosic fiber material can be selected from a group consisting of unbleached fresh long fiber material, unbleached recycled fiber material, or a mixture of unbleached fiber materials from this group.
  • recycled fiber material is also to be understood as meaning a fiber material that has been processed from already used waste paper and into new paper, here into the multi-ply paper for packaging.
  • the bleached fiber material of the second cellulosic fiber material can be formed by a mixture of 30% by weight to 80% by weight bleached short fiber material and 20% by weight to 70% by weight bleached long fiber material.
  • the bleached fiber material of the first cellulosic fiber material comprises 70% by weight to 100% by weight of bleached short fiber material.
  • the bleached fiber material of the first cellulose fiber material can also comprise up to 30% by weight of bleached long fiber material.
  • the bleached fiber material of the second cellulosic fiber material can in particular have a kappa number according to ISO 302:2015 of 12 or less, preferably 10 or less and in particular 5 or less.
  • the specified cellulose fiber materials have proven to be particularly well suited for achieving desired or sufficiently good properties, in particular for achieving good mechanical properties or sufficiently good strengths and at the same time good printability.
  • its top layer can have a white pigment filler, with an ash residue according to ISO 1762:2015 of the top layer being 10% by weight to 14% by weight.
  • the white pigment filler gives the top layer additional opacity or a covering effect on the underlying carrier layer. Surprisingly, it has been found that with such a high filler content, no excessive losses in the mechanical properties of the packaging paper have to be accepted.
  • the measurable ash residue in paper is usually primarily formed by mineral additives or inorganic additives, as is known per se.
  • the white pigment filler can preferably be formed by calcium carbonate or lime.
  • the paper can have a Cobb 60 value of 30 g/m 2 to 40 g/m 2 when its top layer is exposed to water according to ISO 535:2014.
  • the printability of the paper for packaging can be improved.
  • the absorption of conventional, water-based inks and their drying on the paper can be improved, and in particular an undesirable Penetration of the printing ink can be prevented.
  • the Cobb 60 value can be influenced primarily by the materials used, in particular also by the use of additives such as sizing agents, for example alkenylsuccinic anhydride (ASA).
  • ASA alkenylsuccinic anhydride
  • the paper for packaging may have a basis weight of 75 g/m 2 to 120 g/m 2 where the liner may have a basis weight of 50 g/m 2 to 70 g/m 2 and where a ratio of the basis weight of the liner to a basis weight of the carrier layer can be 1.2:1 to 2:1.
  • a paper with the specified basis weights and basis weight ratios has proven to be particularly well suited to combining good mechanical properties and good printability. What is surprising here is that the weight per unit area or grammage of the cover layer can be kept so low, and good printability can nevertheless be provided.
  • a bursting pressure index of the paper according to ISO 2758:2014 can be from 3.5 kPa*m 2 /g to 4.5 kPa*m 2 /g.
  • a Scott Bond value according to TAPPE ANSI T 569 om-14 of the paper for packaging can be from 250 J/m 2 to 450 J/m 2 .
  • a packaging paper can be provided with good adhesion of the top sheet and the base sheet to each other, and delamination of these two sheets can be suppressed in the course of using the paper for packaging applications.
  • the linerboard of the packaging paper may have an ISO 2471:2008 opacity greater than 75%.
  • a surface of the top layer of the paper for packaging can preferably have a whiteness according to ISO 2470-1:2016 of more than 70%.
  • the surface of the top layer can have an L* value in the CIELab color space according to ISO 5631-2:2015 of more than 65.
  • the print quality of printed images applied to the surface of the top layer of the paper can be further increased, in particular the color fidelity of such printed images can be improved.
  • the paper for packaging it can also be provided that it has a strip compression resistance index according to ISO 9895:2008 as a geometric mean of 15 Nm/g to 30 Nm/g.
  • the Strip Crush Resistance Index expressed as a geometric mean according to ISO 9895:2008 is, as is well known, the square root of the product of the corresponding machine direction (MD) and cross direction (CD) measurements.
  • This mechanical characteristic value is particularly important for packaging paper, since the strip compression resistance of a paper is suitable for counteracting the stresses that frequently occur in packaging. Therefore, the resistance of the paper and thus also of the packaging, which is formed by the paper or includes the paper as a component, can be further improved by the specified feature.
  • a Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 of the surface of the top layer of the paper intended for printing can be from 100 mF/min to 300 mF/min.
  • a corresponding Bendtsen roughness can be set, as already explained above, for example by means of calendering.
  • a Dennison wax pick resistance of the paper according to TAPPI T459 OM-13 is at least 14 as the critical wax strength number.
  • Such a configuration of the paper for packaging can be particularly advantageous when using certain printing processes, for example printing on the packaging paper by means of offset printing processes can be improved.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a method step for connecting two paper webs by wet pressing
  • Fig. 2 gene an embodiment of a printable, multi-ply paper for Verpackun.
  • the process for producing the paper in question can, in principle, be carried out using standard process steps using a paper machine.
  • the process relates to the production of a printable, multi-ply paper for packaging, i.e. a paper with at least two paper plies, which has at least one surface intended for printing. Since the process steps carried out on a paper machine, and in particular the dewatering and drying steps, are well known to the person skilled in the art, a detailed description of these basic process steps with the aid of figures can be omitted here and below, and these basic processes carried out on a paper machine become steps are only mentioned below.
  • the present paper for packaging can be produced using paper machine parameters that are customary per se in paper production.
  • the process comprises, on the one hand, provision or production of a bleached first pulp comprising cellulose fibers and, on the other hand, provision or production of a second pulp comprising cellulose fibers.
  • a first paper web comprising the bleached first pulp is produced and a second paper web comprising the second pulp is produced.
  • first a first pulp is produced comprising the first cellulose
  • a second pulp is produced comprising the second cellulose.
  • the two pulps can be suspended in an aqueous liquid, as is known per se.
  • An initial consistency of the first and the second pulp can be, for example, 0.5% to 2%.
  • the first pulp, the second pulp or both pulps can also contain other auxiliaries in addition to the respective cellulose.
  • auxiliary substances can be selected by a person skilled in the art in the technical field in question, for example on the basis of desired detailed properties of the multi-ply packaging paper and/or also adapted to a specific design of a paper machine or adapted to a specific process .
  • the first pulp and the second pulp can each be fed into or applied to a paper machine on or by means of a so-called headbox(es).
  • pulp means an aqueous suspension of the respective cellulose.
  • other terms such as pulp, pulp-water suspension, fiber suspension, pulp suspension, etc. can also be used synonymously.
  • a paper web is usually formed in a paper machine by successive dewatering and drying of pulp introduced via a headbox.
  • a paper web can be formed, for example, in a first dewatering step by means of a so-called wire section and at least thickened, with further drying of a paper web formed in a paper machine being able to take place in further drying steps.
  • the present method also provides for the production or formation of a first paper web by dewatering/drying the first pulp, and the production or formation of a second paper web by dewatering/drying the second pulp.
  • a process step for connecting the first paper web and the second paper web is of course also provided for the production of the multi-ply paper for packaging. Such joining can in principle take place with different degrees of drying or consistencies of the two paper webs, ie also for example at different points in a paper machine or for example after or in the course of different dewatering or drying stages in a paper machine.
  • connecting the two paper webs is also provided in the present method, ie connecting the first and the second paper web to form a multi-layer paper web to form a multi-layer paper web.
  • An exemplary embodiment of such a connection process is greatly simplified and is shown schematically in FIG. 1.
  • FIG. 1 illustrates a joining of the first paper web 1 formed with the second paper web 2 formed in the course of drying by means of a so-called press section 3 of a paper machine, as is preferably carried out.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 shows only a section of a press section for the purpose of illustrating the joining of the paper webs 1, 2.
  • a press section 3 can form a drying stage of a paper machine following the wire section.
  • the two paper webs 1, 2 can in principle also be connected at another point or at other points in time in the process.
  • a joining of the two paper webs 1, 2 from two different headboxes is also possible already in the course of or on a wire section which is usually connected upstream of the press section.
  • the first and second paper webs 1, 2 can be joined by gluing, laminating, etc. after previous drying to a final dry content or at least approximately the final dry content of the paper webs.
  • the two paper webs 1, 2 can be connected, as illustrated, by pressing the two paper webs 1, 2 together using press rollers 4, 5.
  • the paper webs 1, 2 are connected to form a multi-layer paper web 6 in such a way the fact that the first paper web 1 forms a top cover layer 7 and the second paper web 2 forms a carrier layer 8 or support layer of the multi-layer paper web 6 directly connected to this top cover layer 7 .
  • a dry content of the first paper web 1 can preferably be set to 3% to 50% and a dry content of the second paper web 2 to 3% to 50% immediately before the first paper web 1 and the second paper web 2 are connected.
  • a corresponding dry content is in the range of a water content of paper webs that is usual in a press section.
  • this paper web 6 can be dried further after the connection, for example in subsequent stages of the press section 3 shown only in part in FIG. As is known, subsequent to a press section 3, a final drying can be carried out by means of a so-called drying section to the desired final moisture content.
  • the multi-layer, completely dried paper web 6 is made up.
  • Customary making-up can be done, for example, by rolling up the ready dried, multi-layer paper web 6 onto a carrier roll.
  • confection can, for example, also include cutting the multi-ply paper web 6 to a respectively desired dimension of a multi-ply packaging paper and stacking the correspondingly cut pieces of packaging paper.
  • the method provides that the second pulp comprising cellulose fibers is a mixture consisting of, based on 100% by weight of the total dry matter of the second pulp, 40% by weight to 80% by weight unbleached pulp material and 20% by weight to 60% by weight % bleached pulp material is provided or produced.
  • An unbleached cellulose material is to be understood here as meaning a cellulose material which is not bleached in the course of the production process of the printable, multi-ply paper.
  • the second pulp comprising cellulose fibers can preferably be a mixture consisting of, based on 100% by weight total dry matter of the second pulp, 45% by weight to 75% by weight unbleached pulp material and 25% by weight to 55% by weight bleached pulp material are provided or manufactured.
  • the unbleached pulp material of the second pulp may preferably be selected from a group consisting of unbleached virgin long fiber pulp material, unbleached recycled fiber pulp material, or a mixture of unbleached pulp materials from this group.
  • bleached pulp material of the second pulp a mixture of 30% by weight to 80% by weight bleached short-fiber pulp material and 20% by weight to 70% by weight
  • % bleached long fiber pulp material can be used.
  • bleached short fiber pulp material can be used to form the bleached pulp material of the first pulp.
  • bleached cellulose material of the first cellulose up to 30% by weight of long-fiber cellulose material can also be used.
  • short-fiber cellulose material can be understood in particular as cellulose material obtained from hardwoods, which is characterized by short average fiber lengths of the cellulose fibers.
  • long-fiber pulp material can be understood in particular pulp material obtained from softwoods, which through distinguishes comparatively longer mean fiber lengths of the cellulose fibers.
  • the relevant relationships are familiar to those of ordinary skill in the papermaking art. As is known per se, such cellulose materials can be produced by crushing the corresponding wood and mechanical and/or chemical digestion to remove lignin components, hemicellulose components and other wood components, as well as any other processing methods such as mechanical post-treatment, for example wet grinding or wet defibration in so-called refiners.
  • the second pulp is provided or produced with a Schopper-Riegler value according to ISO 5267-1:2000 of 20° SR to 35° SR.
  • This can be accomplished by processing the pulp, for example by mechanical beating or defibration in refiners, as already mentioned above.
  • so-called kraft cellulose materials can preferably be provided or produced as short- and long-fiber cellulose materials, ie cellulose materials produced by means of the kraft process or kraft pulping. Such kraft pulps are also often referred to as sulfate pulp materials.
  • recycled pulp material is self-explanatory.
  • the process of bleaching to produce bleached cellulosic materials includes, as known to those of ordinary skill in the art, further chemical digestion to at least substantially remove residual lignin and other coloring substances.
  • Corresponding bleaching is suitable both for removing residual lignin and, in principle, also for removing coloring substances, for example from recycled cellulose material.
  • the method can provide or produce the second pulp having a kappa number of 20 to 65 according to ISO 302:2015.
  • a kappa number within the specified range can be adjusted primarily through the selection and/or preparation of the relevant pulp materials, especially during chemical pulping, as well as through the composition of pulp materials to form the second pulp, as would be apparent to those of ordinary skill in the art is known in the technical field of papermaking.
  • the first pulp or the first paper web can be admixed with 1100 kg to 150 kg of a white pigment filler per ton of total dry matter of the bleached first pulp.
  • a corresponding white pigment filler can therefore be added to the first pulp before the start of dewatering and formation of the first paper web 1 or also after at least a first dewatering step or a first dewatering stage of the first paper web 1 formed.
  • Calcium carbonate can preferably be added to the first pulp or the first paper web 1 as a white pigment filler.
  • auxiliaries customary in papermaking such as modified or native starch, sizing agents, retention aids, fixing agents, wet strength agents, etc., can of course also be added or used, depending on the need or intended use of the multi-ply, printable packaging paper in the course of its manufacture .
  • the multi-layer paper web 6 can be produced after complete drying to a final dry content with a basis weight of 75 g/m 2 to 120 g/m 2 .
  • the top layer 7 of the multi-layer paper web 6 can be produced with a basis weight of 50 g/m 2 to 70 g/m 2 , and a ratio of the basis weight of the top layer 7 to a basis weight of the carrier layer 8 can be 1.2: 1 to 2:1 can be set.
  • Appropriate basis weights or grammages can, as is known per se, be achieved by controlling various process parameters, such as consistencies in pulp preparation and in the approach flow of the paper machine, the quantities of pulp applied to the headbox of a paper machine and their consistency, throughput speeds in various areas of a paper machine and so on.
  • a smoothing of an upper surface of the top layer 7 of the multi-layer paper web 6 intended for printing can be provided in the method.
  • smoothing can be performed by calendering this surface by means of a calender such as hard nip, soft nip, long nip, such as shoe calender or metal belt calender.
  • a calender such as hard nip, soft nip, long nip, such as shoe calender or metal belt calender.
  • the person skilled in the art is known to control or vary various settings during calendering, such as pressure, temperature and dwell time, in order to achieve the desired surface properties, for example a specific surface roughness.
  • An embodiment of a physical, printable and multi-ply paper 9 for packaging is shown in FIG.
  • the multi-layer, printable packaging paper 9 in question comprises a top cover layer 10 and a carrier layer 11 directly connected to the top cover layer 10.
  • the top cover layer 10 predominantly comprises a first, bleached cellulose fiber material and the carrier layer 11 predominantly comprises a second cellulosic fiber material.
  • This second cellulose fiber material of the carrier layer 11 is made up of a mixture consisting of, based on 100% by weight of the total dry mass of the second cellulose fiber material, 40% by weight to 80% by weight unbleached fiber material and 20% by weight to 60% by weight % bleached fiber material formed.
  • the packaging paper 9 shown in FIG. 2 is ultimately formed or manufactured by connecting the paper webs 1, 2 shown in FIG.
  • the second cellulosic fiber material can preferably be bleached by a mixture consisting of 45% to 75% by weight unbleached fiber material and 25% to 55% by weight, based on 100% by weight total dry matter of the second cellulosic fiber material be formed tes fiber material.
  • cellulose fiber material and fibrous material for the packaging paper in question were chosen because the terms cellulose and cellulose material are not commonly used for finished paper, but instead the term cellulose is used more as a designation for a starting material for paper production.
  • the chosen different material designations are only of a formal nature, and this fact is not to be understood as any kind of material conversion in the course of the manufacturing process, in particular not as a chemical conversion to a chemically different material.
  • no significant material transformations, at least in the chemical sense are to be expected in the course of paper manufacture on a paper machine with pulp as the starting material, as is well known to the person skilled in the art.
  • an unbleached fibrous material is to be understood as meaning a fibrous material which was not bleached in the course of the production process of the printable, multi-ply paper or which results from an unbleached cellulose material.
  • the packaging paper 9 shown in FIG. 2 can, for example, be used as an independent outer packaging paper for products as primary packaging, but also as secondary packaging.
  • the present paper 9 for packaging can also form just one component of a packaging, in particular a topmost or outward-facing layer of a packaging, as is usual, for example, with cardboard packaging.
  • the packaging paper 9 in question has at least one surface which is intended for printing or can be printed on, which, as illustrated in FIG. 2, is formed by the outwardly facing surface 12 of the cover layer 10.
  • the unbleached fibrous material of the second cellulosic fibrous material can be selected from a group consisting of unbleached, fresh scavenged fibrous material, unbleached recycled fibrous material, or a mixture of unbleached fibrous materials from this group.
  • the packaging paper in question can also be suitable as packaging with direct contact with the product for dry, moist and greasy product if all legal requirements are observed, for example with regard to any auxiliary substances.
  • recycled fiber material there may be limited suitability associated with additional expense in this respect, with the use of recycled fiber material being quite expedient and advantageous outside of the area of primary packaging for Febenstoff.
  • the bleached fiber material of the second cellulosic fiber material can be formed by a mixture of 30% by weight to 80% by weight bleached short fiber material and 20% by weight to 70% by weight bleached capture fiber material.
  • the bleached fiber material of the first cellulosic fiber material may preferably comprise 70% to 100% by weight bleached short fiber material, but may also comprise up to 30% by weight bleached long fiber material.
  • corresponding fiber materials can be formed or formed by using or producing corresponding cellulose materials in the production process also already described above.
  • paper 9 for packaging can also include further paper layers, with at least one such optional, further paper layer being connected to the carrier layer 11 .
  • additional paper layer 13 is shown in broken lines in FIG.
  • the top layer 10 of the packaging paper 9 in question can have a white pigment filler in particular as an additive.
  • a white pigment filler in particular as an additive.
  • an ash residue according to ISO 1762:2015 of the top layer 10 can be from 10% to 14% by weight.
  • the white pigment filler may preferably be calcium carbonate.
  • the measurable ash residue in paper is usually primarily formed by mineral additives or inorganic aggregates, as is known per se.
  • cellulose itself can also contain a small amount of ash, which can vary depending on the type of cellulose.
  • the process for producing the paper for packaging it should be noted for the sake of completeness that there is always an unavoidable loss of inorganic additives used during the dewatering/drying of the pulp or the paper web formed in a paper machine, for example during the Dewatering on a wire section. This unavoidable loss can therefore lead to a reduction in the ash residue that can be measured in the paper compared to the amounts of inorganic additives added in the process.
  • the paper for packaging may have a basis weight of 75 g/m 2 to 120 g/m 2
  • the liner may have a basis weight of 50 g/m 2 to 70 g/m 2
  • a basis weight ratio of the top layer to a basis weight of the carrier layer can be 1.2:1 to 2:1.
  • the packaging paper 9 can have a Cobb 60 value of 30 g/m 2 to 40 g/m 2 when its top layer 10 is exposed to water according to ISO 535:2014.
  • a corresponding Cobb 60 value can be set primarily through the materials used, in particular through the use of additives such as sizing agents.
  • a bursting pressure index of the subject packaging paper 9 according to ISO 2758:2014 can be from 3.5 kPa*m 2 /g to 4.5 kPa*m 2 /g.
  • a Scott Bond value according to TAPPE ANSI T 569 om-14 of paper 9 for packaging can be from 250 J/m 2 to 450 J/m 2 .
  • the Scott-Bond value describes the tendency of papers to delaminate from paper layers, in the present case relating to the cover layer 10 and the carrier layer 11.
  • the packaging paper 9 per se can have a strip crush resistance index according to ISO 9895:2008 as a geometric mean of 15 Nm/g to 30 Nm/g.
  • the strip crush resistance index expressed as a geometric mean according to ISO 9895:2008 is the square root of the product of the corresponding measurements in the machine direction (MD) and the cross direction (CD).
  • the printability of the packaging paper 9 in question its top layer 10 can have an opacity of more than 75% according to ISO 2471:2008.
  • the surface 12 of the top layer 10 of the packaging paper 9 intended for printing can have a degree of whiteness of more than 70% according to ISO 2470-1:2016.
  • the surface 12 of the topsheet 10 of the subject paper 9 may have an L* value greater than 65 in the CIELab color space according to ISO 5631-2:2015.
  • a packaging paper with these optical characteristics is characterized by very good printability and is particularly suitable for printing with colored print images of ho her quality and color fastness.
  • a Bendtsen roughness according to ISO 8791-2:2013 of the surface of the top layer of the paper intended for printing can be from 100 mL/min to 300 mL/min.
  • a Dennison Wax Pick of the paper according to TAPPI T459 OM-13 can be at least 14 as a critical wax strength number.
  • All information on value ranges in the present description is to be understood in such a way that it also includes any and all sub-ranges, e.g. the information 1 to 10 is to be understood as including all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 i.e. all sub-ranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren bzw. zum Bedrucken vorgesehenen, mehrlagigen Papiers für Verpackungen sowie ein bedruckbares bzw. zum Bedrucken vorgesehenes, mehrlagiges Papier für Verpackungen. Das Verfahren umfasst eine Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, gebleichten ersten Zellstoffs, sowie eine Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, zweiten Zellstoffs. Als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff wird hierbei eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Zellstoffmaterial bereitgestellt oder hergestellt.

Description

BEDRUCKBARES, MEHRLAGIGES PAPIER FÜR VERPACKUNGEN UND VERFAH
REN ZU DESSEN HERSTELLUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren bzw. zum Bedrucken vorgesehenen, mehrlagigen Papiers für Verpackungen sowie ein bedruckbares bzw. zum Be drucken vorgesehenes, mehrlagiges Papier für Verpackungen.
Produkthersteller und/oder -händler verlangen zumeist nach bedruckbaren Verpackungen für ihre Produkte, beispielsweise um grafische Darstellungen der beinhalteten Produkte und/oder Produktinformationen für Konsumenten darzustellen. Solche Produktverpackungen sind heut zutage praktische in allen Branchen gebräuchlich, sei es beispielsweise im Bereich Lebens mittel- oder Geräteproduktion bzw. -handel. Vermehrt wird hierbei eine hohe Druckqualität, insbesondere hohe Farbdichte, -brillianz sowie Kontrast der auf einem Verpackungspapier aufgebrachten Druckbilder gefordert, um das beinhaltete Produkt möglichst attraktiv und kaufanregend darzustellen.
Bedruckbare Papiere für Verpackungen können einerseits als eigenständige Verpackungspa piere ausgebildet sein, wie zum Beispiel bei Umverpackungspapieren. Alternativ kann ein gattungsgemäßes Papier für Verpackungen aber auch einen Bestandteil, insbesondere eine be- druckbare, äußere Papierlage einer Verpackung bilden, wie dies häufig bei Kartonverpackun- gen der Fall ist. Gattungsgemäße, mehrlagige Papiere bzw. Papierlagen werden auch als Li ner, Papierliner oder Kraftliner bezeichnet. Insofern kann auch das gegenständliche, bedruck bare, mehrlagige Papier für Verpackungen als Liner, Papierliner oder Kraftliner bezeichnet werden.
Um eine möglichst gute Druckqualität, insbesondere eine hohe Farbdichte und Farbbrillianz sowie Kontrast bereitstellen zu können, ist bei den gegenständlichen Verpackungspapieren eine zum Bedrucken vorgesehene Oberfläche mit hohem Weißgrad wünschenswert. Zu die sem Zweck wird zur Herstellung von bedruckbaren Papieren für Verpackungen häufig ge bleichter Zellstoff eingesetzt. Bekannt sind zum einen bedruckbare Papiere für Verpackungen, welche vollständig aus gebleichtem Zellstoff hergestellt werden bzw. welche ausschließlich gebleichtes Cellulose-Fasermaterial umfassen. Nachteilig bei solchen vollständig gebleichten Papieren sind unter anderem eine Verschlechterung vor allem der mechanischen Eigenschaf ten der resultierenden Verpackung aufgrund der chemischen Behandlung des Zellstoffs sowie die erhöhte Last an erforderlichen Prozesschemikalien und natürlich auch die damit einherge henden erhöhten Produktionskosten.
Des Weiteren sind mehrlagige Verpackungspapiere bzw. Papierliner bekannt, welche eine äu ßere, zum Bedrucken vorgesehene Toplage bzw. Deckenlage aus gebleichtem Fasermaterial und eine darunter liegende Trägerlage aus ungebleichtem Cellulose-Fasermaterial, inklusive ungebleichtem Recycling-Fasermaterial aufweisen. Die zum Bedrucken vorgesehene Oberflä che der Toplage derartiger, mehrlagiger Papiere für Verpackungen weist allerdings je nach Art des zur Herstellung der Trägerlage eingesetzten, ungebleichten Zellstoffmaterials häufig ein gräuliches oder bräunliches Erscheinungsbild auf. Dies da das ungebleichte Fasermaterial dieser unteren Trägerlage durch die Top- bzw. Deckenlage aus gebleichtem Fasermaterial quasi durchscheint. Hierdurch ergeben sich natürlich Nachteile hinsichtlich der Druckqualität, insbesondere können aufgedruckte Druckbilder farblich verfälscht erscheinen. Um einen ho hen Weißgrad solcher mehrlagiger Verpackungspapiere bereitzustellen, war es bisher nötig bzw. bekannt, eine Deckenlage mit sehr hoher Grammatur einzusetzen. Dies wirkt sich aller dings wiederum nachteilig hinsichtlich Ressourceneffizienz und Herstellungskosten aus.
Ein mehrlagiges Papier für Verpackungen bzw. ein entsprechender (Papier) -Liner ist zum Beispiel aus EP 1 392 923 Bl bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die noch bestehenden Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und zum einen ein in ökonomischer und ökologischer Hinsicht ver bessertes Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren Papiers für Verpackungen bereitzu stellen, mittels welchem Verfahren ein Papier mit guten mechanischen Eigenschaften und gleichzeitig guter Bedruckbarkeit, insbesondere hohen Weißgrad hergestellt werden kann. Weiters war es Aufgabe der Erfindung ein Papier für Verpackungen mit guten mechanischen Eigenschaften und gleichzeitig guter Bedruckbarkeit zur Verfügung zu stellen, welches Papier in ökonomischer und ökologischer Hinsicht verbessert herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren bzw. zum Bedrucken vorgesehenen, mehrlagigen Papiers für Verpackungen bzw. Verpackungspapiers umfasst die Schritte
- Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, gebleichten ersten Zell stoffs und Herstellung einer ersten Papierbahn umfassend den ersten Zellstoff durch Bildung einer ersten Pulpe umfassend den ersten Zellstoff und Entwässerung/Trocknung dieser ersten Pulpe,
- Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, zweiten Zellstoffs und Herstellung einer zweiten Papierbahn umfassend den zweiten Zellstoff durch Bildung einer zweiten Pulpe umfassend den zweiten Zellstoff und Entwässerung/Trocknung dieser zweiten Pulpe,
- Verbinden der beiden Papierbahnen zu einer mehrlagigen Papierbahn, sodass durch die erste Papierbahn eine oberste bzw. äußere Deckenlage und durch die zweite Papierbahn eine mit dieser obersten Deckenlage unmittelbar verbundene Trägerlage der mehrlagigen Papierbahn gebildet wird,
- optional Herstellung einer oder mehrerer weiterer Papierlagen und Verbinden zumindest ei ner dieser weiteren Papierlagen mit der Trägerlage,
- optional weitere Trocknung der mehrlagigen Papierbahn,
- und Konfektionierung der mehrlagigen Papierbahn.
Als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff wird eine Mischung bestehend aus, bezo gen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Zellstoffmaterial bereitgestellt oder hergestellt.
Hier und im Folgenden ist unter dem Begriff Pulpe eine wässrige Suspension des jeweiligen Zellstoffes zu verstehen. Synonym können auch wie üblich andere Begriffe, wie etwa Faser brei, Faserstoff-Wasser-Suspension, Fasersuspension, Zellstoffsuspension etc. verwendet wer den. Eine anfängliche Konsistenz der ersten und der zweiten Pulpe kann zum Beispiel 0,5 % bis 2% betragen. Wahlweise können der ersten und/oder der zweiten Pulpe zusätzlich zu den jeweiligen Zellstoffmaterialien auch noch übliche Hilfsstoffe beigemengt werden. Als Bei spiele seien Massestärke, PAC (Polyaluminiumchlorid), ASA (Alkyl Succinic Anhydride) oder andere Feimungsmittel, Nassfestmittel, Bentonit etc. genannt. Wie an sich bekannt kann ein Gewichtsanteil solcher Hilfschemikalien in den Pulpen hierbei gering sein. Unter einem ungebleichten Zellstoffmaterial ist ganz generell ein Zellstoffmaterial zu verste hen, welches im Zuge des Herstellungsprozesses des bedruckbaren, mehrlagigen Papiers nicht gebleicht wird.
Mittels des angegebenen Verfahrens kann ein Verpackungspapier mit hohem Weißgrad und gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Dies obgleich der Ver wendung eines hohen Anteils an ungebleichtem Zellstoffmaterial. Überaschenderweise kann auch eine Grammatur bzw. Schichtdicke der Deckenlage geringgehalten werden, ohne den Weißgrad der zum Bedrucken vorgesehenen Oberfläche der Deckenlage zu sehr zu kompro mittieren, wie dies nachstehend anhand entsprechender Werte des Papiers für Verpackungen noch näher erläutert wird. Insgesamt kann mittels des angegebenen Verfahrens ein Verpa ckungspapier bzw. ein Papier für Verpackungen mit guter Bedruckbarkeit, insbesondere be aufschlagbar mit Druckbildern hoher Qualität und Farbtreue hergestellt werden, welches zu dem die Anforderungen für Verpackungspapiere hinsichtlich mechanischer Robustheit und Festigkeit erfüllt.
Gleichzeitig kann im Vergleich zur Herstellung vollständig gebleichter Verpackungspapiere die Fast an Prozesschemikalien im Zuge des Verfahrens verringert werden. Aufgrund des ver ringerten Einsatzes von gebleichtem Zellstoffmaterial und der ermöglichten geringen Grammatur der Deckenlage kann außerdem die Menge an eingesetzten Zellstoff insgesamt klein gehalten werden. Dies und der verringerte Chemikalien-Einsatz wirken sich konsequen terweise auch positiv hinsichtlich der Herstellungskosten für das Verpackungspapier aus.
Vorzugsweise kann als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff eine Mischung beste hend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 45 Gew. % bis 75 Gew. % ungebleichtes Zellstoffmaterial und 25 Gew. % bis 55 Gew. % gebleichtes Zellstoffmaterial bereitgestellt oder hergestellt werden.
Das ungebleichte Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs kann vorzugsweise ausgewählt wer den aus einer Gruppe bestehend aus ungebleichtem, frischem Fangfaser-Zellstoffmaterial, un gebleichtem Recyclingfaser-Zellstoffmaterial, oder einer Mischung an ungebleichten Zell stoffmaterialien aus dieser Gruppe. Unter Recyclingfaser-Zellstoffmaterial ist insbesondere ein durch Aufbereitung von bereits benutztem Altpapier gewonnenes Zellstoffmaterial zu verstehen. Recyclingfaser-Zellstoffma terial ist in ISO 4046-4:2016 begrifflich definiert. Unter dem Begriff Recyclingfaser-Zell- stoffmaterial wird nicht ein im Zuge des Verfahrens zur Herstellung des Verpackungspapieres verworfenes bzw. verlorenes Zellstoffmaterial gemäß Definition in ISO 4046-3, gebräuchlich auch als broke bezeichnet, verstanden.
Als gebleichtes Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs kann bevorzugt eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % gebleichten Kurzfaser-Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew.
% gebleichtes Langfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden.
Zur Bildung des gebleichten Zellstoffmaterials des ersten Zellstoffs kann insbesondere 70 Gew. % - 100 Gew. % gebleichtes Kurzfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden. Je nach Er fordernis kann zur Bildung des gebleichten Zellstoffmaterials des ersten Zellstoffs aber auch bis zu 30 Gew. % Langfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden.
Die angegebenen Zellstoffmaterialien haben sich als besonders gut geeignet zur Herstellung eines Papiers für Verpackungen mit gewünschten bzw. ausreichend guten Eigenschaften, ins besondere zum Erzielen guter mechanischer Eigenschaften bzw. ausreichend guter Festigkei ten und gleichzeitig guter Bedruckbarkeit erwiesen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass unmittelbar vor dem Ver binden der ersten Papierbahn und der zweiten Papierbahn ein Trockengehalt der ersten Pa pierbahn auf 3 % bis 50 % und ein Trockengehalt der zweiten Papierbahn auf 3 % bis 50 % eingestellt wird.
Wie sich herausgestellt hat gelingt ein Verbinden der beiden Papierbahnen innerhalb der bei den angegebenen Trockengehalte besonders gut. In weiterer Folge kann auch eine sehr gute Haftung der Deckenlage und der Trägerlage aneinander in dem Papier für Verpackungen be reitgestellt werden. Im Besonderen kann eine Delamination der beiden Lagen wirksam hintan gehalten werden.
Der ersten Pulpe oder der ersten Papierbahn kann des Weiteren 100 kg bis 150 kg eines Weiß- pigment-Füllstoffs pro Tonne Gesamt-Trockenmasse des gebleichten ersten Zellstoffs beige mengt werden. Durch diese Maßnahme kann die Bedruckbarkeit der Oberfläche der Deckenlage des Papiers für Verpackungen weiter verbessert werden. Der Weißpigment-Füllstoff verleiht der Decken lage hierbei zusätzlich Opazität bzw. eine abdeckende Wirkung gegenüber der darunterliegen den Trägerlage. Überaschenderweise hat sich hierbei ein Beimengen einer solch großen Menge an Füllstoff, wie oben angegeben, als möglich erwiesen, ohne dass insbesondere über mäßige Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften des Verpackungspapiers, insbesondere dessen mechanischer Festigkeit in Kauf genommen werden müssten. Außerdem können auf diese Weise die Herstellungskosten für das Papier für Verpackungen weiter reduziert werden.
Vorzugsweise kann der ersten Pulpe oder der ersten Papierbahn als Weißpigment-Füllstoff Calciumcarbonat bzw. Kalk beigemengt werden.
Bei einer bevorzugten Verfahrensführung kann vorgesehen sein, dass die mehrlagige Papier bahn nach vollständiger Trocknung auf einen Endtrockengehalt mit einem Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 hergestellt wird, wobei die Deckenlage mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 hergestellt wird, und wobei ein Verhältnis des Flächengewichts der Deckenlage zu einem Flächengewicht der Trägerlage auf 1,2:1 bis 2:1 eingestellt wird.
Entsprechende Flächengewichte bzw. Grammaturen können wie an sich bekannt durch Steue rung diverser Verfahrensparameter, wie etwa Konsistenzen in einem Konstantteil einer Pa piermaschine, die auf den Stoffauflauf einer Papiermaschine aufgebrachte Mengen an Pulpe und Stoffauflauf-Konsistenz, Durchzugsgeschwindigkeiten in verschiedenen Bereichen einer Papiermaschine und so weiter eingestellt werden. Ein Papier mit den angegebenen Flächenge wichten und Flächengewichts Verhältnissen hat sich als besonders gut geeignet erwiesen, gute mechanische Eigenschaften und gute Bedruckbarkeit zu kombinieren. Des Weiteren kann durch die angegebenen Maßnahmen insgesamt ein Papier für Verpackungen mit geringem Materialeinsatz aber dennoch guten Eigenschaften bereitgestellt werden.
Bei einer weiteren Verfahrensführung kann der zweite Zellstoff mit einem Schopper-Riegler- Wert gemäß ISO 5267-1:2000 von 20 °SR bis 35 °SR bereitgestellt oder hergestellt werden.
Ein entsprechendes Zellstoffmaterial hat sich als besonders gut geeignet zur Bildung des zweiten Zellstoffs und in weiterer Folge zur Bildung der Trägerlage des Verpackungspapiers erwiesen. Je nach Ausgangs-Zellstoffmaterialien kann ein Zellstoff innerhalb des oben ange gebenen Bereichs für den Schopper-Riegler-Wert wie an sich bekannt durch mechanische Mahlung und/oder Zerfaserung, insbesondere in sogenannten Refinern bewerkstelligt werden.
Im Speziellen kann bei einer bevorzugten Verfahrensführung der zweite Zellstoff mit einer Kappa-Zahl gemäß ISO 302:2015 von 20 bis 65 bereitgestellt oder hergestellt werden.
Durch Einsatz eines zweiten Zellstoffs mit entsprechender Kappa-Zahl aus dem angegebenen Bereich kann ein gut geeigneter Färbungsgrad der Trägerlage des Verpackungspapiers bzw. Papiers für Verpackungen eingestellt werden, ohne dass weitreichende Einbußen bezüglich der mechanischen Festigkeit des Verpackungspapiers hingenommen werden müssen. Eine Kappa-Zahl innerhalb des angegebenen Bereichs kann wie an sich bekannt in erster Linie durch die Auswahl und/oder Aufbereitung der entsprechenden Zellstoffmaterialien, vor allem während des chemischen Aufschließens, sowie durch die Zusammensetzung an Zellstoffmate rialien zur Bildung des zweiten Zellstoffs eingestellt werden.
Weiters kann der erste, gebleichte Zellstoff mit einer Kappa-Zahl gemäß ISO 302:2015 von 12 oder weniger, vorzugsweise 10 oder weniger bereitgestellt oder hergestellt werden.
Zweckmäßigerweise kann bei dem Verfahren außerdem eine Glättung einer zum Bedrucken vorgesehenen Oberfläche der Deckenlage der mehrlagigen Papierbahn vorgesehen sein. Im Speziellen kann eine solche Glättung durch Kalandrieren dieser Oberfläche mittels eines Ka landers, wie etwa Hard-Nip, Soft-Nip, Lang-Nip, etwa Schuhkalander oder Metall-Band-Ka- lander durchgeführt werden.
Hierdurch kann im weitesten Sinne eine Güte der zum Bedrucken vorgesehenen Oberfläche verbessert werden, wodurch die Qualität von auf diese Oberfläche aufgebrachten Druckbil dern weiter verbessern lässt. Diverse Stellparameter, beispielsweise Druck, Temperatur und Verweilzeit, beim Kalandrieren zur Erzielung jeweils gewünschter Oberflächeneigenschaften, beispielsweise Oberflächenrauheit, sind dem Durchschnittsfachmann grundsätzlich geläufig.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein bedruckbares bzw. zum Bedrucken vorgese henes, mehrlagiges Papier für Verpackungen bzw. Verpackungspapier gemäß den Ansprü chen gelöst.
Das Papier für Verpackungen bzw. Verpackungspapier umfasst - eine oberste Deckenlage überwiegend umfassend ein erstes, gebleichtes Cellulosefaser-Ma terial bzw. überwiegend bestehend aus einem ersten, gebleichten Cellulosefaser-Material,
- sowie eine mit der obersten Deckenlage unmittelbar verbundene Trägerlage überwiegend umfassend aus ein zweites Cellulosefaser-Material bzw. überwiegend bestehend aus einem zweiten, gebleichten Cellulosefaser-Material.
Das zweite Cellulosefaser-Material ist durch eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Cellulosefaser-Materials, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Fasermaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Fasermaterial ge bildet.
Durch diese Merkmale kann ein sehr gut bedruckbares Papier für Verpackungen bereitgestellt werden, welches insbesondere einen hohen Weißgrad an der zu bedruckenden Oberfläche der Deckenlage aufweist, und damit auch eine hohe Farbbrillianz bzw. Farbtreue hierauf aufge- druckter Druckbilder gewährleistet. Gleichzeitig kann ein Verpackungspapier mit guten me chanischen Eigenschaften bereitgestellt werden. Überaschenderweise kann auch eine Grammatur bzw. Schichtdicke der Deckenlage geringgehalten werden, ohne den Weißgrad der zum Bedrucken vorgesehenen Oberfläche der Deckenlage zu sehr zu kompromittieren. Dies wird nachstehend anhand entsprechender Werte des Papiers für Verpackungen noch nä her erläutert.
Außerdem kann ein entsprechendes Verpackungspapier mittels eines Verfahrens wie obenste hend beschrieben hergestellt werden, welches Verfahren sich durch hohe Effizienz sowohl in ökologischer als auch ökonomischer Hinsicht auszeichnet. Vorzugsweise kann das zweite Cellulosefaser-Material durch eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Ge samt-Trockenmasse des zweiten Cellulosefaser-Materials, 45 Gew. % bis 75 Gew. % unge bleichtes Fasermaterial und 25 Gew. % bis 55 Gew. % gebleichtes Fasermaterial gebildet sein. Unter einem ungebleichten Fasermaterial ist ein Fasermaterial zu verstehen, welches im Zuge des Herstellungsprozesses des bedruckbaren, mehrlagigen Papiers nicht gebleicht wurde bzw. aus einem ungebleichten Zellstoffmaterial resultiert.
Die Deckenlage des Verpackungspapiers bzw. dessen nach außen weisende Oberfläche ist zum Bedrucken vorgesehen und bildet diese Deckenlage bei der Anwendung des Papiers die außenseitige, zum Bedrucken vorgesehene Lage einer Verpackung. Das Papier für Verpa- ckungen kann grundsätzlich eigenständig für Verpackungszwecke als Primärverpackung ver wendet werden und ist auch als Umverpackungspapier zum Umhüllen von Artikeln bzw. Ob jekten geeignet. Ein weiterer, häufiger Einsatzfall des Papiers für Verpackungen ist ein Auf bringen auf bzw. Verbinden mit anderen Primärverpackungen, wie etwa einem Verpackungs karton. Im Speziellen ist also eine Verwendung des Verpackungspapiers als bedruckbares De ckenpapier für Pappe- bzw. Kartonverpackungen etc. möglich. Gleichwohl ist das gegen ständliche Papier als Bestandteil einer Sekundärverpackung oder alleinstehend als Sekun därverpackung geeignet, also als Verpackung oder Verpackungskomponente einer Verpa ckung ohne direkten Kontakt zu den verpackten Produkten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Papiers für Verpackungen kann das ungebleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials ausgewählt sein aus einer Gruppe beste hend aus ungebleichtes, frisches Langfasermaterial, ungebleichtes Recyclingfasermaterial, oder einer Mischung an ungebleichten Fasermaterialien aus dieser Gruppe.
Wie obenstehend in Zusammenhang mit dem Begriff Recyclingfaser-Zellstoffmaterial bereits erörtert, ist auch unter dem Begriff Recyclingfasermaterial ein durch Aufbereitung von bereits benutztem Altpapier und zu neuem Papier, hier zu dem mehrlagigen Papier für Verpackungen verarbeitetes Fasermaterial zu verstehen. Wie obenstehend sei auch bezüglich des Begriffs Recyclingfasermaterial auf die begriffliche Definition gemäß ISO 4046-4:2016 verwiesen.
Des Weiteren kann das gebleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials durch eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % gebleichtes Kurzfasermaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew. % gebleichtes Langfasermaterial gebildet sein.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das gebleichte Fasermaterial des ersten Cellulosefaser- Materials 70 Gew. % bis 100 Gew. % gebleichtes Kurzfasermaterial umfasst. Hierbei kann das gebleichte Fasermaterial des ersten Cellulosefaser-Materials auch bis zu 30 Gew. % ge bleichtes Langfasermaterial umfassen.
Das gebleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials kann insbesondere eine Kappa-Zahl gemäß ISO 302:2015 von 12 oder weniger, vorzugsweise 10 oder weniger und insbesondere 5 oder weniger aufweisen. Die angegebenen Cellulose-Faser-Materialien haben sich als besonders gut geeignet zur Er zielung von gewünschten bzw. ausreichend guten Eigenschaften, insbesondere zum Erzielen guter mechanischer Eigenschaften bzw. ausreichend guter Festigkeiten und gleichzeitig guter Bedruckbarkeit erwiesen.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform des Papiers für Verpackungen kann dessen Decken lage einen Weißpigment-Füllstoff aufweisen, wobei ein Ascherückstand gemäß ISO 1762:2015 der Deckenlage von 10 Gew. % bis 14 Gew. % betragen kann.
Hierdurch kann die Bedruckbarkeit der Oberfläche der Deckenlage des Papiers für Verpa ckungen weiter verbessert werden. Der Weißpigment-Füllstoff verleiht der Deckenlage hier bei zusätzlich Opazität bzw. eine abdeckende Wirkung gegenüber der darunterliegenden Trä gerlage. Überaschenderweise hat sich erwiesen, dass bei einem derart hohen Gehalt an Füll stoff keine übermäßigen Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften des Verpackungspa piers in Kauf genommen werden müssen. Der messbare Asche-Rückstand ist bei Papieren je nach im Zuge der Herstellung eingesetzten Materialien bzw. Additiven wie an sich bekannt in der Regel primär durch mineralische Additive bzw. anorganische Zuschlagstoffe gebildet. Be züglich des Verfahrens zur Herstellung des Papiers für Verpackungen ist der Vollständigkeit halber anzumerken, dass es im Zuge der Entwässerung bzw. Trocknung der Pulpe bzw. der in einer Papiermaschine gebildeten Papierbahn immer zu unvermeidbaren Verlust an eingesetz ten, anorganischen Zuschlagstoffen kommt, beispielweise im Zuge der Entwässerung auf ei ner Siebpartie. Dieser unvermeidliche Verlust führt daher zu einer Erniedrigung des im Papier messbaren Asche-Rückstands im Vergleich zu den im Verfahren beigemengten Einsatzmen gen an anorganischen Zuschlagstoffen.
Vorzugsweise kann der Weißpigment-Füllstoff durch Calciumcarbonat bzw. Kalk gebildet sein.
Bei einer Weiterbildung des Papiers für Verpackungen kann das Papier bei Beaufschlagung dessen Deckenlage mit Wasser gemäß ISO 535:2014 einen Cobb-60 Wert von 30 g/m2 bis 40 g/m2 aufweisen.
Durch dieses Merkmal kann die Bedruckbarkeit des Papiers für Verpackungen verbessert werden. Im Speziellen kann die Aufnahme von üblichen, wasserbasierten Farben und deren Trocknung auf dem Papier verbessert werden, und kann so insbesondere ein unerwünschtes Durchschlagen der Druckfarbe hintangehalten werden. Der Cobb-60 Wert kann hierbei wie an sich bekannt primär durch die eingesetzten Materialien beeinflusst werden, insbesondere auch durch die Verwendung von Additiven, wie etwa Leimungsmitteln, beispielsweise Alkenyl- succinsäure Anhydrid (ASA).
Das Papier für Verpackungen kann ein Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 aufweisen, wobei die Deckenlage ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 aufweisen kann, und wo bei ein Verhältnis des Flächengewichts der Deckenlage zu einem Flächengewicht der Träger lage 1,2:1 bis 2:1 betragen kann.
Ein Papier mit den angegebenen Flächengewichten und Flächengewichtsverhältnissen hat sich als besonders gut geeignet erwiesen, gute mechanische Eigenschaften und gute Bedruckbar keit zu kombinieren. Überraschend ist hierbei, dass das Flächengewicht bzw. die Grammatur der Deckenlage derart niedrig gehalten werden kann, und dennoch eine gute Bedruckbarkeit bereitgestellt werden kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform des Papiers für Verpackungen kann ein Berstdruck- Index des Papiers gemäß ISO 2758:2014 von 3,5 kPa*m2/g bis 4,5 kPa*m2/g betragen.
Hierdurch kann ein Papier mit ausreichend guter mechanischer Festigkeit für Verpackungs zwecke bereitgestellt werden.
Außerdem kann ein Scott-Bond- Wert gemäß TAPPE ANSI T 569 om-14 des Papiers für Ver packungen von 250 J/m2 bis 450 J/m2 betragen.
Durch dieses Merkmal kann ein Verpackungspapier mit guter Haftung der Deckenlage und der Trägerlage aneinander bereitgestellt werden, und kann eine Delamination dieser beiden Lagen im Zuge der Verwendung des Papiers für Verpackungsanwendungen hintangehalten werden.
Vorzugsweise kann die Deckenlage des Papiers für Verpackungen eine Opazität gemäß ISO 2471:2008 von mehr als 75 % aufweisen.
Weiters kann eine Oberfläche der Deckenlage des Papiers für Verpackungen bevorzugt einen Weißgrad gemäß ISO 2470-1:2016 von mehr als 70 % aufweisen. Außerdem kann bei dem Papier für Verpackungen die Oberfläche der Deckenlage einen L*- Wert im CIELab-Farbraum gemäß ISO 5631-2:2015 von mehr als 65 aufweisen.
Durch diese Merkmale kann die Druckqualität von auf die Oberfläche der Deckenlage des Pa piers aufgebrachter Druckbilder weiter gesteigert werden, insbesondere die Farbtreue solcher Druckbilder verbessert werden.
Bei einer Weiterbildung des Papiers für Verpackungen kann außerdem vorgesehen sein, dass es einen Streifenstauchwiderstands-Index nach ISO 9895:2008 als geometrisches Mittel von 15 Nm/g bis 30 Nm/g aufweist. Der Streif enstauchwiderstands-Index ausgedrückt als geomet risches Mittel gemäß ISO 9895:2008 stellt wie an sich bekannt die Quadratwurzel aus dem Produkt der entsprechenden Messungen in Maschinenrichtung (machine direction; MD) und Querrichtung (cross direction; CD) dar.
Dieser mechanische Kennwert ist bei Verpackungspapieren besonders wichtig, da der Strei fenstauchwiderstand eines Papieres geeignet ist den bei Verpackungen häufig vorkommenden Belastungen entgegenzuwirken. Daher kann durch das angegebene Merkmal die Widerstand fähigkeit des Papiers und damit auch der Verpackung, welche durch das Papier gebildet oder das Papier als Bestandteil umfasst, weiter verbessert werden.
Eine Bendtsen-Rauhigkeit gemäß ISO 8791-2:2013 der zum Bedrucken vorgesehenen Ober fläche der Deckenlage des Papiers kann von 100 mF/min bis 300 mF/min betragen.
Auch hierdurch kann die Bedruckbarkeit des Papiers weiter verbessert werden. Die Einstel lung einer entsprechenden Bendtsen-Rauhigkeit kann wie bereits obenstehend erläutert zum Beispiel mittels Kalandrieren erfolgen.
Des Weiteren kann es von Vorteil sein, wenn eine Dennison-Wachsrupffestigkeit des Papiers gemäß TAPPI T459 OM- 13 mindestens 14 als kritische Wachsstärkennummer beträgt.
Eine solche Ausgestaltung des Papiers für Verpackungen kann insbesondere vorteilhaft bei einer Verwendung bestimmter Druckverfahren sein, beispielsweise kann ein Bedrucken des Verpackungspapiers mittels Offset-Druckverfahren verbessert werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese noch näher im Detail, auch anhand der folgenden Figuren erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Verfahrens schritt eines Verbindens von zwei Papierbahnen durch Nass-Verpressung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein bedruckbares, mehrlagiges Papier für Verpackun gen.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Fageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Fageangaben bei einer Fageänderung sinngemäß auf die neue Fage zu übertragen.
Das Verfahren zur Herstellung des gegenständlichen Papiers kann grundsätzlich mit an sich üblichen Verfahrens schritten mittels einer Papiermaschine durchgeführt werden. Das Verfah ren betrifft die Herstellung eines bedruckbaren, mehrlagigen Papiers für Verpackungen, also eines Papiers mit mindestens zwei Papierlagen, welches zumindest eine zum Bedrucken vor gesehene Oberfläche aufweist. Da die auf einer Papiermaschine durchgeführten Verfahrens- bzw. insbesondere Entwässerungs- und Trocknungsschritte dem Durchschnittsfachmann hin länglich bekannt sind, kann eine detaillierte Beschreibung dieser grundlegenden Verfahrens schritte anhand von Figurendarstellungen hier und im Folgenden erübrigt werden, und werden diese auf einer Papiermaschine durchgeführten, grundlegenden Verfahrens schritte im Folgen den lediglich erwähnt. Das gegenständliche Papier für Verpackungen kann mittels in der Pa pierherstellung an sich üblichen Papiermaschinen-Parametern hergestellt werden.
Da das Produkt dieses Herstellungsverfahrens zumindest zwei Papierlagen aufweist umfasst das Verfahren zum Einen eine Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfas senden, gebleichten ersten Zellstoffs, sowie zum Anderen eine Bereitstellung oder Herstel lung eines Cellulosefasern umfassenden, zweiten Zellstoffs. Dementsprechend folgt wie bei der Papierherstellung auf einer Papiermaschine üblich eine Herstellung einer ersten Papier bahn umfassend den gebleichten, ersten Zellstoff und eine Herstellung einer zweiten Papier bahn umfassend den zweiten Zellstoff. Hierzu erfolgt zunächst eine Herstellung einer ersten Pulpe umfassend den ersten Zellstoff so wie eine Herstellung einer zweiten Pulpe umfassend den zweiten Zellstoff. Hierzu können die beiden Zellstoffe wie an sich bekannt in wässriger Flüssigkeit suspendiert werden. Eine an fängliche Konsistenz der ersten und der zweiten Pulpe kann zum Beispiel 0,5 % bis 2% betra gen. Wie in der Papierherstellung ebenfalls üblich können der ersten Pulpe, der zweiten Pulpe oder beiden Pulpen zusätzlich zu den jeweiligen Zellstoffen auch noch weitere Hilfsstoffe.
Als Beispiele für solche Hilfsstoffe seien Massestärke, PAC (Polyaluminiumchlorid) oder Alaun, ASA (Alkyl Succinic Anhydride) oder andere Leimungsmittel, Bentonit oder Talkum, pH-Stellmittel, Retentionsmittel etc. genannt. Die Auswahl der Art und Menge solcher Hilfs stoffe kann von einem Durchschnittsfachmann auf dem fraglichen, technischen Gebiet zum Beispiel anhand gewünschter Detail-Eigenschaften des mehrlagigen Verpackungspapiers und/oder auch angepasst an eine bestimmte Ausgestaltung einer Papiermaschine bzw. ange passt an eine bestimmte Verfahrensführung, erfolgen.
Die erste Pulpe und die zweite Pulpe können wie bekannt jeweils auf einem bzw. mittels eines sogenannten Stoffauflauf(s) in eine Papiermaschine ein- bzw. aufgebracht werden. Der Voll ständigkeit halber sei an dieser Stelle definiert, dass unter dem Begriff Pulpe eine wässrige Suspension des jeweiligen Zellstoffes zu verstehen. Synonym können auch wie üblich andere Begriffe, wie etwa Faserbrei, Faserstoff-Wasser-Suspension, Fasersuspension, Zellstoffsus pension etc. verwendet werden.
Wie dem Durchschnittsfachmann hinlänglich bekannt ist, erfolgt in einer Papiermaschine üb licherweise eine Bildung einer Papierbahn durch sukzessive Entwässerung und Trocknung ei ner über einen Stoffauflauf eingebrachten Pulpe. Eine Papierbahn kann zum Beispiel in einem ersten Entwässerungsschritt mittels einer sogenannten Siebpartie gebildet und zumindest ein gedickt werden, wobei eine weitere Trocknung einer gebildeten Papierbahn in einer Papier maschine in weiteren Trocknungsschritten erfolgen kann.
Dementsprechend ist bei dem gegenständlichen Verfahren auch eine Herstellung bzw. Bil dung einer ersten Papierbahn durch Entwässerung/Trocknung der ersten Pulpe, sowie eine Herstellung bzw. Bildung einer zweiten Papierbahn durch Entwässerung/Trocknung der zwei ten Pulpe vorgesehen. Zur Herstellung des mehrlagigen Papiers für Verpackungen ist natürlich auch ein Verfahrens schritt zum Verbinden der ersten Papierbahn und der zweiten Papierbahn vorgesehen. Ein sol ches Verbinden kann grundsätzlich bei unterschiedlichen Trocknungsgraden bzw. Konsisten zen der beiden Papierbahnen, also auch zum Beispiel an unterschiedlicher Stelle in einer Pa piermaschine bzw. beispielsweise nach oder im Zuge unterschiedlicher Entwässerungs- bzw. Trocknungsstufen in einer Papiermaschine erfolgen.
Dementsprechend ist auch bei dem gegenständlichen Verfahren Verbinden der beiden Papier bahnen, also ein Verbinden der ersten und der zweiten Papierbahn zu einer mehrlagigen Pa pierbahn zur Bildung einer mehrlagigen Papierbahn vorgesehen. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Verbindungsvorgang ist stark vereinfacht und schematisch in der Fig. 1 darge stellt.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht ein Verbinden der gebildeten ersten Papierbahn 1 mit der gebildeten zweiten Papierbahn 2 im Zuge einer Trocknung mittels einer sogenannten Pressenpartie 3 einer Papiermaschine, wie dies bevorzugt ausgeführt wird. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zeigt hierbei nur eine Ausschnitt einer Pressenpartie zwecks Veranschaulichung des Verbindens der Papierbahnen 1, 2. Eine Pressenpartie 3 kann wie an sich bekannt eine der Siebpartie folgende Trocknung s stufe einer Papiermaschine bil den.
Es sei an dieser Stelle nochmals erwähnt, dass ein Verbinden der beiden Papierbahnen 1, 2 auch an anderer Stelle bzw. zu anderen Zeitpunkten im Verfahren grundsätzlich durchgeführt werden kann. So ist ein Verbinden der beiden Papierbahnen 1, 2 aus zwei unterschiedlichen Stoffaufläufen durchaus auch bereits im Zuge einer bzw. auf einer der Pressenpartie üblicher weise vorgeschalteten Siebpartie möglich. Genauso kann ein Verbinden der ersten und zwei ten Papierbahnen 1, 2 nach vorangehender Trocknung auf einen Endtrockengehalt oder zu mindest annähernd Endtrockengehalt der Papierbahnen mittels Kleben, Laminieren, etc. durchgeführt werden.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Verbinden der beiden Papier bahnen 1, 2 wie veranschaulicht durch Aneinanderpressen der beiden Papierbahnen 1, 2 mit tels Presswalzen 4, 5 erfolgen. Wie weiters anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 veran schaulicht, werden die Papierbahnen 1, 2 zu einer mehrlagigen Papierbahn 6 derart verbun- den, dass durch die erste Papierbahn 1 eine oberste Deckenlage 7 und durch die zweite Pa pierbahn 2 eine mit dieser obersten Deckenlage 7 unmittelbar verbundene Trägerlage 8 bzw. Stützlage der mehrlagigen Papierbahn 6 gebildet wird.
Vorzugsweise kann unmittelbar vor dem Verbinden der ersten Papierbahn 1 und der zweiten Papierbahn 2 ein Trockengehalt der ersten Papierbahn 1 auf 3 % bis 50 % und ein Trocken gehalt der zweiten Papierbahn 2 auf 3 % bis 50 % eingestellt werden. Ein entsprechender Tro ckengehalt liegt hierbei im Bereich eines in einer Pressenpartie üblichen Wassergehalts von Papierbahnen.
Ganz grundsätzlich ist optional natürlich auch eine Herstellung einer oder mehrerer weiterer Papierlagen und deren Verbinden zu der mehrlagigen Papierbahn 6 möglich, wobei zumindest eine diese weiteren Papierlagen gegebenenfalls mit der Trägerlage 8 zur Ausbildung einer mehrlagigen Papierbahn 6 zu verbinden ist. Diese Option ist in Fig. 1 nicht aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, ist jedoch für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Papierherstellung selbsterklärend. Weitere Papierlagen zur Bildung des mehrlagigen Ver packungspapiers können je nach Verwendungszweck bzw. Anforderungen zweckmäßig sein, ein lediglich zweilagiges Verpackungspapier und damit die Bildung einer zweilagigen Papier bahn 6 zu dessen Herstellung wie in Fig. 1 schematisch veranschaulicht, kann in den meisten Fällen allerdings völlig ausreichend und aus Gründen der Materialersparnis und hinsichtlich möglichst einfacher Verfahrensführung auch gewünscht sein.
Unabhängig von der Anzahl an zur mehrlagigen Papierbahn 6 verbundenen Papierlagen kann nach dem Verbinden eine weitere Trocknung dieser Papierbahn 6, zum Beispiel in nachfol genden Stufen der in Fig. 1 nur ausschnittsweise dargestellten Pressenpartie 3 erfolgen. Fol gend auf eine Pressenpartie 3 kann wie bekannt noch eine Endtrocknung mittels einer soge nannten Trockenpartie zur gewünschten Endfeuchte durchgeführt werden.
Schließlich erfolgt noch eine Konfektionierung der mehrlagigen, fertig getrockneten Papier bahn 6. Eine übliche Konfektionierung kann zum Beispiel durch Aufrollen der fertig getrock neten, mehrlagigen Papierbahn 6 auf einer Trägerrolle erfolgen. Alternativ kann eine Konfek tionierung beispielsweise aber auch ein Zuschneiden der mehrlagigen Papierbahn 6 auf eine jeweils gewünschte Dimension eines mehrlagigen Verpackungspapiers und eine Stapelung der entsprechend zugeschnittenen Verpackungspapier-Stücke umfassen. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Zellstoffmaterial bereitgestellt oder hergestellt wird. Unter einem unge bleichten Zellstoffmaterial ist hierbei ein Zellstoffmaterial zu verstehen, welches im Zuge des Herstellungsprozesses des bedruckbaren, mehrlagigen Papiers nicht gebleicht wird.
Die Formulierung „bestehend aus“ ist in obigen Zusammenhang in absoluter Hinsicht bezo gen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs zu verstehen. Die angege benen Gew. %-Bereiche umfassen somit nicht zum Beispiel zugegebene Additive und/oder auch nicht unvermeidbare, geringe Mengen an eingebrachten Verunreinigungen. Vorzugs weise kann als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 45 Gew. % bis 75 Gew. % ungebleichtes Zellstoffmaterial und 25 Gew. % bis 55 Gew. % gebleichtes Zellstoff material bereitgestellt oder hergestellt werden.
Das ungebleichte Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs kann vorzugsweise ausgewählt wer den aus einer Gruppe bestehend aus ungebleichtes, frisches Langfaser-Zellstoffmaterial, unge bleichtes Recyclingfaser-Zellstoffmaterial, oder einer Mischung an ungebleichten Zellstoff materialien aus dieser Gruppe.
Als gebleichtes Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs kann bevorzugt eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % gebleichten Kurzfaser-Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew.
% gebleichtes Langfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden.
Zur Bildung des gebleichten Zellstoffmaterials des ersten Zellstoffs kann vorzugsweise min destens 70 Gew. % und bis zu 100 Gew. % gebleichtes Kurzfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden. Weiters kann zur Bildung des gebleichten Zellstoffmaterials des ersten Zellstoffs aber auch bis zu 30 Gew. % Langfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt werden.
Unter dem Begriff Kurzfaser-Zellstoffmaterial kann insbesondere aus Harthölzern gewonne nes Zellstoffmaterial verstanden werden, welches sich durch kurze mittlere Faserlängen der Cellulosefasern auszeichnet. Unter dem Begriff Langfaser-Zellstoffmaterial kann insbeson dere aus Weichhölzern gewonnenes Zellstoffmaterial verstanden werden, welches sich durch vergleichsweise längere mittlere Faserlängen der Cellulosefasern auszeichnet. Die diesbezüg lichen Zusammenhänge sind dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Papierherstel lung geläufig. Wie an sich bekannt kann eine entsprechende Herstellung solcher Zellstoffma terialien durch Zerkleinerung von entsprechenden Hölzern und mechanischen und/oder che mischen Aufschluss zur Entfernung von Ligninanteilen, Hemicellulosen- Anteilen und weite ren Holzbestandteilen, sowie allfälligen weiteren Bearbeitungsmethoden wie mechanischen Nachbehandlungen, zum Beispiel Nass-Mahlung bzw. Nass-Zerfaserung in sogenannten Refi nern, erfolgen.
Insbesondere kann es bei dem Verfahren zweckmäßig sein, wenn der zweite Zellstoff mit ei nem Schopper-Riegler-Wert gemäß ISO 5267-1:2000 von 20 °SR bis 35 °SR bereitgestellt oder hergestellt wird. Dies kann durch Aufbereitung des Zellstoffes zum Beispiel durch me chanische Mahlung bzw. Zerfaserung in Refinern bewerkstelligt werden, wie dies oberhalb stehend bereits erwähnt ist.
Vorzugsweise können als Kurz- und Langfaser-Zellstoffmaterialien ganz generell sogenannte Kraft-Zellstoffmaterialien bereitgestellt oder hergestellt werden, also mittels dem Kraft- Ver fahren bzw. Kraft- Aufschluss hergestellte Zellstoffmaterialien. Solche Kraft-Zellstoffe wer den häufig auch als Sulfat-Zellstoffmaterialien bezeichnet. Der Begriff Recycling-Zellstoff- material ist selbsterklärend.
Der Vorgang des Bleichens zur Herstellung gebleichter Zellstoffmaterialien umfasst wie dem Durchschnittsfachmann bekannt einen weiteren chemischen Aufschluss zur zumindest weit gehenden Entfernung von Rest-Lignin und anderen färbenden Substanzen. Ein entsprechen des Bleichen ist hierbei sowohl zur Entfernung von Rest-Lignin, aber grundsätzlich auch zur Entfernung färbender Substanzen beispielsweise aus Recycling-Zellstoffmaterial geeignet.
Außerdem kann bei dem Verfahren der zweite Zellstoff mit einer Kappa-Zahl gemäß ISO 302:2015 von 20 bis 65 bereitgestellt oder hergestellt werden. Eine Kappa-Zahl innerhalb des angegebenen Bereichs kann in erster Linie durch die Auswahl und/oder Aufbereitung der ent sprechenden Zellstoffmaterialien, vor allem während des chemischen Aufschließens, sowie durch die Zusammensetzung an Zellstoffmaterialien zur Bildung des zweiten Zellstoffs einge stellt werden, wie dies dem Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet der Papier herstellung bekannt ist. Bei einer bevorzugten Verfahrensführung kann der ersten Pulpe oder der ersten Papierbahn 1 100 kg bis 150 kg eines Weißpigment-Füllstoffs pro Tonne Gesamt-Trockenmasse des ge bleichten ersten Zellstoffs beigemengt werden. Ein entsprechender Weißpigment-Füllstoff kann also der ersten Pulpe vor Beginn der Entwässerung und Bildung der ersten Papierbahn 1 oder auch nach zumindest einem ersten Entwässerungsschritt bzw. einer ersten Entwässe- rungsstufe der gebildeten, ersten Papierbahn 1 beigemengt werden. Vorzugsweise kann der ersten Pulpe oder der ersten Papierbahn 1 als Weißpigment-Füllstoff Calciumcarbonat beige mengt werden.
Wie bereits obenstehend erwähnt können je nach Bedarf oder Einsatzzweck des mehrlagigen, bedruckbaren Verpackungspapiers im Zuge dessen Herstellung natürlich auch weitere in der Papierherstellung übliche Hilfsstoffe, wie etwa modifizierte oder native Stärke, Leimungsmit tel, Retentionsmittel, Fixiermittel, Nassfestmittel usw. beigemengt bzw. verwendet werden.
Bei dem Verfahren kann insbesondere die mehrlagige Papierbahn 6 nach vollständiger Trock nung auf einen Endtrockengehalt mit einem Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 herge stellt werden. In diesem Zusammenhang kann die Deckenlage 7 der mehrlagigen Papierbahn 6 mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 hergestellt werden, und kann ein Ver hältnis des Flächengewichts der Deckenlage 7 zu einem Flächengewicht der Trägerlage 8 auf 1,2:1 bis 2:1 eingestellt werden.
Entsprechende Flächengewichte bzw. Grammaturen können wie an sich bekannt durch Steue rung diverser Verfahrensparameter, wie etwa Konsistenzen in der Faserstoffaufbereitung und im Konstantteil der Papiermaschine, die auf den Stoffauflauf einer Papiermaschine aufge brachte Mengen an Pulpe und deren Konsistenz, Durchzugsgeschwindigkeiten in verschiede nen Bereichen einer Papiermaschine und so weiter eingestellt werden.
Außerdem kann bei dem Verfahren eine Glättung einer zum Bedrucken vorgesehenen Ober fläche der Deckenlage 7 der mehrlagigen Papierbahn 6 vorgesehen sein. Im Speziellen kann eine solche Glättung durch Kalandrieren dieser Oberfläche mittels eines Kalanders, wie etwa Hard-Nip, Soft-Nip, Lang-Nip, etwa Schuhkalander oder Metall-Band-Kalander durchgeführt werden. Der Durchschnittsfachmann zur Erzielung jeweils gewünschter Oberflächeneigen schaften, beispielsweise einer bestimmten Oberflächenrauheit, bekanntermaßen diverse Ein stellungen beim Kalandrieren, wie etwa Druck, Temperatur und Verweilzeit, entsprechend steuern bzw. variieren. Ein Ausführungsbeispiel für ein gegenständliches, bedruckbares und mehrlagiges Papier 9 für Verpackungen ist in der Fig. 2 dargestellt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich umfasst das gegenständliche, mehrlagige, bedruckbare Verpa ckungspapier 9 eine oberste Deckenlage 10 sowie eine mit der obersten Deckenlage 10 unmit telbar verbundene Trägerlage 11. Die oberste Deckenlage 10 umfasst überwiegend ein erstes, gebleichtes Cellulosefaser-Material und die Trägerlage 11 umfasst überwiegend ein zweites Cellulosefaser-Material. Dieses zweite Cellulosefaser-Material der Trägerlage 11 ist hierbei durch eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Cellulosefaser-Materials, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Fasermaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Fasermaterial gebildet.
Das in Fig. 2 gezeigte Verpackungspapier 9 ist letztlich durch das Verbinden der in Fig. 1 dar gestellten Papierbahnen 1, 2 zur mehrlagigen Papierbahn 6, gegebenenfalls weitere Trock nung dieser mehrlagigen Papierbahn 6 und schließlich Konfektionierung der mehrlagigen Pa pierbahn 6 gebildet bzw. hergestellt.
Vorzugsweise kann das zweite Cellulosefaser-Material durch eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Cellulosefaser-Materials, 45 Gew. % bis 75 Gew. % ungebleichtes Fasermaterial und 25 Gew. % bis 55 Gew. % gebleich tes Fasermaterial gebildet sein.
Die Begriffe Cellulosefaser-Material bzw. Fasermaterial bezüglich des gegenständlichen Ver- packungspapieres wurden deshalb gewählt, da die Bezeichnungen Zellstoff bzw. Zellstoffma terial für fertige Papiere nicht gebräuchlich ist, sondern der Begriff Zellstoff eher als Bezeich nung eines Ausgangsmaterials zur Papierherstellung verwendet wird. Die gewählten unter schiedlichen Materialbezeichnungen sind jedoch in diesem Sinne und in erster Finie lediglich formaler Natur, und ist dieser Sachverhalt nicht als irgendwie geartete Material-Umwandlung im Zuge des Herstellungsverfahrens, insbesondere nicht als chemische Umwandlung zu ei nem chemisch anderen Material zu verstehen. Im Gegenteil sind im Zuge einer Papierherstel lung auf einer Papiermaschine mit Zellstoffen als Ausgangsmaterial keine wesentlichen Mate rialumwandlungen zumindest im chemischen Sinne zu erwarten, wie dies dem Durchschnitts fachmann hinlänglich bekannt ist. Vorgänge in einer Papiermaschine umfassen bekannterma ßen primär mechanische und physikalische Vorgänge, wie zum Beispiel eine zumindest teil- weise Ausrichtung der Cellulosefasern und Entwässerungsvorgänge etc.. Diese eben erläuter ten Sachverhalte gelten im Rahmen dieses gesamten Dokuments. Des Weiteren ist unter ei nem ungebleichten Fasermaterial ein Fasermaterial zu verstehen, welches im Zuge des Her stellungsprozesses des bedruckbaren, mehrlagigen Papiers nicht gebleicht wurde bzw. aus ei nem ungebleichten Zellstoffmaterial resultiert.
Das in der Fig. 2 dargestellte Verpackungspapier 9 kann beispielsweise durchaus als eigen ständiges Umverpackungspapier für Produkte als Primärverpackung, aber auch als Sekun därverpackung verwendet werden. Das gegenständliche Papier 9 für Verpackungen kann aber auch lediglich einen Bestandteil einer Verpackung, insbesondere eine oberste bzw. nach au ßen weisende Fage einer Verpackung bilden, wie dies zum Beispiel bei Kartonverpackungen üblich ist.
Unabhängig davon weist das gegenständliche Verpackungspapier 9 zumindest eine zum Be drucken vorgesehene bzw. bedruckbare Oberfläche auf, welche wie in der Fig. 2 veranschau licht durch die nach außen weisende Oberfläche 12 der Deckenlage 10 gebildet ist.
Das ungebleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials kann ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus ungebleichtem, frischem Fangfasermaterial, ungebleichtem Recyclingfasermaterial, oder einer Mischung an ungebleichten Fasermaterialien aus dieser Gruppe.
In diesem Zusammenhang kann es für bestimmte Anwendungszwecke von Vorteil sein, wenn als Fasermaterial in allen Fagen 10, 11, 13 des Verpackungspapiers alleinig Frischfasermate rial verwendet wird. In diesem Fall kann das gegenständliche Verpackungspapier bei Beach tung aller gesetzlichen Anforderungen, zum Beispiel hinsichtlich allfälliger Hilfs Stoffe, durch aus auch als Verpackung mit direktem Febensmittelkontakt für trockene, feuchte und fettige Febensmittel geeignet sein. Bei Verwendung von Recyclingfasermaterial kann diesbezüglich eine eingeschränkte Eignung verbunden mit Mehraufwand gegeben sein, wobei abseits des Bereichs von Febensmittel-Primärverpackungen der Einsatz von Recyclingfasermaterial durchaus zweckmäßig und vorteilhaft sein kann.
Das gebleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials kann durch eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % gebleichtes Kurzfasermaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew. % gebleichtes Fangfasermaterial gebildet sein. Das gebleichte Fasermaterial des ersten Cellulosefaser-Materials kann vorzugsweise 70 Gew. % bis 100 Gew. % gebleichtes Kurzfasermaterial umfassen, kann aber auch bis zu 30 Gew. % gebleichtes Langfasermaterial umfassen.
Wie oben beschrieben können entsprechende Fasermaterialien durch Einsatz bzw. Herstellung entsprechender Zellstoffmaterialien bei dem ebenfalls bereits oben beschriebenen Herstel lungsverfahren gebildet werden bzw. gebildet sein.
Ein Papier 9 für Verpackungen kann je nach Verwendungszweck bzw. Anforderungen durch aus auch weitere Papierlagen umfassen, wobei zumindest eine solcher optionalen, weiteren Papierlagen mit der Trägerlage 11 verbunden wäre. Eine solche optionale, weitere Papierlage 13 ist in der Fig. 2 strichliert dargestellt.
Die Deckenlage 10 des gegenständlichen Verpackungspapiers 9 kann als Additiv insbeson dere einen Weißpigment-Füllstoff aufweisen. In diesem Zusammenhang kann ein Ascherück stand gemäß ISO 1762:2015 der Deckenlage 10 von 10 Gew. % bis 14 Gew. % betragen. Der Weißpigment-Füllstoff kann vorzugsweise durch Calciumcarbonat gebildet sein.
Der messbare Asche-Rückstand ist bei Papieren je nach im Zuge der Herstellung eingesetzten Materialien bzw. Additiven wie an sich bekannt in der Regel primär durch mineralische Addi tive bzw. anorganische Zuschlagstoffe gebildet. Zusätzlich können aber auch Zellstoffe selbst einen geringfügigen Ascheanteil enthalten, der je nach Zellstoffart variieren kann. Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung des Papiers für Verpackungen ist der Vollständigkeit halber anzumerken, dass es im Zuge der Entwässerung/Trocknung der Pulpe bzw. der in einer Pa piermaschine gebildeten Papierbahn immer zu unvermeidbaren Verlust an eingesetzten, anor ganischen Zuschlagstoffen kommt, beispielweise im Zuge der Entwässerung auf einer Sieb partie. Dieser unvermeidliche Verlust kann daher zu einer Erniedrigung des im Papier mess baren Asche-Rückstands im Vergleich zu den im Verfahren beigemengten Einsatzmengen an anorganischen Zuschlagstoffen führen.
Des Weiteren kann das Papier für Verpackungen ein Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 aufweisen, wobei die Deckenlage ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 aufwei sen kann, und wobei ein Verhältnis des Flächengewichts der Deckenlage zu einem Flächenge wicht der Trägerlage 1,2:1 bis 2:1 betragen kann. Im Folgenden werden noch einige, insbesondere bevorzugte Eigenschaften des gegenständli chen Papiers 9 für Verpackungen primär anhand von Kennwerten näher erläutert.
Das Verpackungspapiers 9 kann bei Beaufschlagung dessen Deckenlage 10 mit Wasser ge mäß ISO 535:2014 einen Cobb-60 Wert von 30 g/m2 bis 40 g/m2 aufweisen. Ein entsprechen der Cobb-60 Wert kann hierbei primär durch die eingesetzten Materialien eingestellt werden, insbesondere auch durch die Verwendung von Additiven, wie etwa Leimungsmitteln.
Außerdem kann ein Berstdruck-Index des gegenständlichen Verpackungspapiers 9 gemäß ISO 2758:2014 von 3,5 kPa*m2/g bis 4,5 kPa*m2/g betragen.
Ein Scott-Bond-Wert gemäß TAPPE ANSI T 569 om-14 des Papiers 9 für Verpackungen kann von 250 J/m2 bis 450 J/m2 betragen. Der Scott-Bond- Wert beschreibt hierbei die Neigung von Papieren zur Delamination von Papierlagen, im vorliegenden Fall also betreffend die Decken lage 10 und die Trägerlage 11.
Das Verpackungspapier 9 per se kann einen Streifenstauchwiderstands-Index nach ISO 9895:2008 als geometrisches Mittel von 15 Nm/g bis 30 Nm/g aufweisen. Wie dem Fach mann bekannt stellt hierbei der Streifenstauchwiderstands-Index ausgedrückt als geometri sches Mittel gemäß ISO 9895:2008 die Quadratwurzel aus dem Produkt der entsprechenden Messungen in Maschinenrichtung (machine direction; MD) und Querrichtung (cross direc- tion; CD) dar.
Betreffend Kennwerte hinsichtlich des optischen Erscheinungsbildes und in diesem Zusam menhang Bedruckbarkeit des gegenständlichen Verpackungspapiers 9 kann dessen Decken lage 10 eine Opazität gemäß ISO 2471:2008 von mehr als 75 % aufweisen.
Des Weiteren kann die zum Bedrucken vorgesehene Oberfläche 12 der Deckenlage 10 des Verpackungspapiers 9 einen Weißgrad gemäß ISO 2470-1:2016 von mehr als 70 % aufwei sen.
Außerdem kann die Oberfläche 12 der Deckenlage 10 des gegenständlichen Papiers 9 einen L*-Wert im CIELab-Farbraum gemäß ISO 5631-2:2015 von mehr als 65 aufweisen. Ein Verpackungspapier mit diesen optischen Kennwerten zeichnet sich durch sehr gute Be druckbarkeit aus, und ist insbesondere auch zum Bedrucken mit farblichen Druckbildern ho her Qualität und Farbechtheit geeignet.
Des Weiteren kann eine Bendtsen-Rauhigkeit gemäß ISO 8791-2:2013 der zum Bedrucken vorgesehenen Oberfläche der Deckenlage des Papiers von 100 mL/min bis 300 mL/min betra gen.
Außerdem kann eine Dennison- Wachsrupffestigkeit des Papiers gemäß TAPPI T459 OM- 13 mindestens 14 als kritische Wachs stärkennummer betragen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden. Bezugszeichenaufstellung Papierbahn Papierbahn Pressenpartie Presswalze Presswalze Papierbahn Deckenlage Trägerlage Papier Deckenlage Trägerlage Oberfläche Papierlage

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren, mehrlagigen Papiers (9) für Ver packungen, umfassend
- Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, gebleichten ersten Zell stoffs und Herstellung einer ersten Papierbahn (1) umfassend den ersten Zellstoff durch Bil dung einer ersten Pulpe umfassend den ersten Zellstoff und Entwässerung/Trocknung dieser ersten Pulpe,
- Bereitstellung oder Herstellung eines Cellulosefasern umfassenden, zweiten Zellstoffs und Herstellung einer zweiten Papierbahn (2) umfassend den zweiten Zellstoff durch Bildung ei ner zweiten Pulpe umfassend den zweiten Zellstoff und Entwässerung/Trocknung dieser zweiten Pulpe,
- Verbinden der beiden Papierbahnen (1, 2) zu einer mehrlagigen Papierbahn (6), sodass durch die erste Papierbahn (1) eine oberste Deckenlage (7) und durch die zweite Papierbahn (2) eine mit dieser obersten Deckenlage (7) unmittelbar verbundene Trägerlage (8) der mehr lagigen Papierbahn (6) gebildet wird,
- optional Herstellung einer oder mehrerer weiterer Papierlagen und Verbinden zumindest ei ner dieser weiteren Papierlagen mit der Trägerlage (8),
- optional weitere Trocknung der mehrlagigen Papierbahn (6),
- Konfektionierung der mehrlagigen Papierbahn (6), dadurch gekennzeichnet, dass als Cellulosefasern umfassender, zweiter Zellstoff eine Mischung bestehend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Zellstoffs, 40 Gew. % bis 80 Gew. % unge bleichtes Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Zellstoffmaterial bereit gestellt oder hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ungebleichte Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus un gebleichtes, frisches Langfaser-Zellstoffmaterial, ungebleichtes Recyclingfaser-Zellstoffmate- rial, oder einer Mischung an ungebleichten Zellstoffmaterialien aus dieser Gruppe.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als gebleichtes Zellstoffmaterial des zweiten Zellstoffs eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % ge bleichten Kurzfaser-Zellstoffmaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew. % gebleichtes Langfaser- Zellstoffmaterial eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des gebleichten Zellstoffmaterial des ersten Zellstoffs 70 Gew. % - 100 Gew. % ge bleichtes Kurzfaser-Zellstoffmaterial eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass un mittelbar vor dem Verbinden der ersten Papierbahn (1) und der zweiten Papierbahn (2) eine Trockengehalt der ersten Papierbahn (1) auf 3 % bis 50 % und eine Trockengehalt der zweiten Papierbahn (2) auf 3 % bis 50 % eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Pulpe oder der ersten Papierbahn (1) 100 kg bis 150 kg eines Weißpigment-Füllstoffs pro Tonne Gesamt-Trockenmasse des gebleichten ersten Zellstoffs beigemengt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Weißpigment-Füll- stoff Calciumcarbonat beigemengt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrlagige Papierbahn (6) nach vollständiger Trocknung auf einen Endtrockengehalt mit ei nem Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 hergestellt wird, wobei die Deckenlage (7) mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 hergestellt wird, und wobei ein Verhältnis des Flächengewichts der Deckenlage (7) zu einem Flächengewicht der Trägerlage (8) auf 1,2:1 bis 2:1 eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zellstoff mit einem Schopper-Riegler-Wert gemäß ISO 5267-1:2000 von 20 °SR bis 35 °SR bereitgestellt oder hergestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zellstoff mit einer Kappa-Zahl gemäß ISO 302:2015 von 20 bis 65 bereitgestellt oder hergestellt wird.
11. Bedruckbares, mehrlagiges Papier (9) für Verpackungen umfassend,
- eine oberste Deckenlage (10) überwiegend umfassend ein erstes, gebleichtes Cellulosefaser- Material,
- eine mit der obersten Deckenlage (10) unmittelbar verbundene Trägerlage (11) überwiegend umfassend ein zweites Cellulosefaser-Material, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Cellulosefaser-Material durch eine Mischung beste hend aus, bezogen auf 100 Gew. % Gesamt-Trockenmasse des zweiten Cellulosefaser-Materi als, 40 Gew. % bis 80 Gew. % ungebleichtes Fasermaterial und 20 Gew. % bis 60 Gew. % gebleichtes Fasermaterial gebildet ist.
12. Papier (9) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das ungebleichte Fa sermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus ungebleichtes, frisches Langfasermaterial, ungebleichtes Recyclingfasermaterial, oder ei ner Mischung an ungebleichten Fasermaterialien aus dieser Gruppe.
13. Papier (9) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ge bleichte Fasermaterial des zweiten Cellulosefaser-Materials durch eine Mischung aus 30 Gew. % bis 80 Gew. % gebleichtes Kurzfasermaterial und 20 Gew. % bis 70 Gew. % gebleichtes Langfasermaterial gebildet ist.
14. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das gebleichte Fasermaterial des ersten Cellulosefaser-Materials 70 Gew. % bis 100 Gew. % ge bleichtes Kurzfasermaterial umfasst.
15. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenlage (10) einen Weißpigment-Füllstoff aufweist, wobei ein Ascherückstand gemäß ISO 1762:2015 der Deckenlage (10) von 10 Gew. % bis 14 Gew. % beträgt.
16. Papier (9) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißpigment- Füllstoff durch Calciumcarbonat gebildet ist.
17. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier (9) bei Beaufschlagung der Deckenlage (10) mit Wasser gemäß ISO 535:2014 einen Cobb-60 Wert von 30 g/m2 bis 40 g/m2 aufweist.
18. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flächengewicht von 75 g/m2 bis 120 g/m2 aufweist, wobei die Deckenlage (10) ein Flä chengewicht von 50 g/m2 bis 70 g/m2 aufweist, und wobei ein Verhältnis des Flächengewichts der Deckenlage (10) zu einem Flächengewicht der Trägerlage (11) 1,2:1 bis 2:1 beträgt.
19. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Berstdruck-Index gemäß ISO 2758:2014 von 3,5 kPa*m2/g bis 4,5 kPa*m2/g beträgt.
20. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Scott-Bond-Wert gemäß TAPPI/ANSI T 569 om-14 von 250 J/m2 bis 450 J/m2 beträgt.
21. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenlage (10) eine Opazität gemäß ISO 2471:2008 von mehr als 75 % aufweist.
22. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (12) der Deckenlage (10) einen Weißgrad gemäß ISO 2470-1:2016 von mehr als 70 % aufweist.
23. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (12) der Deckenlage (10) einen L*-Wert im CIELab-Farbraum gemäß ISO
5631-2:2015 von mehr als 65 aufweist.
24. Papier (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Streifenstauchwiderstands-Index nach ISO 9895:2008 als geometrisches Mittel von 15 Nm/g bis 30 Nm/g aufweist.
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