SE513847C2 - Förpackningsmaterial med hög tryckbarhet och återvinningsbarhet, samt förfarande för dess tillverkning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 515 847 2 tryckbarhet. Vidare kan förpackningsmaterialet enligt uppfinningen på ett enkelt sätt återanvändas som råvara för nytt förpackningsmaterial. Förpackningsmaterialet enligt uppfinningen är avsett att ersätta Wellpapp och andra förpackningsmaterial med liknande användningsområden.

Förpackningsmaterialet enligt uppfinningen kan exempelvis användas i lådor eller skyddande skivformiga omslag, och även i tillämpningar med högre krav på tryckbarhet än vad som är normalt för konventionell Wellpapp.

BAKGRUND TILL UPPFINNINGEN: Wellpapp är ett sedan länge välkänt förpackningsmaterial och tillhandahåller ett antal betydande fördelar, såsom låg återvinningsbarhet och ett vikt, hög styvhet, förhållandevis lågt pris.

Tillverkningen av Wellpapp sker utgående från liner och fluting. Med liner förstås därvid en papperskvalitet med hög drag- och riv- och sprängstyrka, vilken är avsedd att utgöra ytskikt i den färdiga wellpappen. Liner tillverkas företrädesvis av oblekt sulfatmassa av barrved, men man har under senare tid även övergått till att använda returfibrer härrörande från wellpapp som råvara i så kallad testliner.

Vidare har man med syfte att förbättra tryckbarheten även börjat tillverka flerskiktsliner, varvid det skikt hos linern som är avsett att vara synligt i en färdig wellpappförpackning utgörs av blekt kemisk massa och/eller innehåller ett fyllmedel med hög ljushet. Sådan liner benämns i allmänhet "white top liner".

Flutingen är det vågiga pappersskiktet i Wellpapp och har som sin uppgift att ge den färdiga wellpappen hög styvhet och bulk, företrädesvis genom att skapa distans mellan i wellpappen ingående linerskikt. Fluting tillverkas i 10 15 20 25 30 35 515 847 3 allmänhet av halv-kemisk massa, exempelvis neutralsulfit- massa (NSSC).

Det förekommer wellpappkvaliteter med ett enda skikt liner, vilket med hjälp av ett lämpligt adhesiv har fästats vid ett vâgigt flutingskikt i en därför avsedd wellpappmaskin.

Mera vanligt förekommande är det dock att två linerskikt har fästats på vardera sidan av ett vågigt flutingskikt, eller att wellpappen består av ett alternerande liner- och flutingskikt, exempelvis enligt större antal ordningsföljden liner/fluting/liner/fluting/liner. Antalet skikt bestäms därvid bland annat av den hållfasthet som krävs av den färdiga wellpappförpackningen.

En vanligt förekommande kemisk tillsats vid tillverkning av wellpapp är olika former av stärkelse eller stärkelsederivat. Sådana.stärkelsetillsatserluuïexempelvis användas som torrstyrkemedel vid linertillverkningen eller som adhesiv vid konverteringen av liner och fluting till wellpapp.

De allt högre kraven på resurssnålhet och återvinning har lett till att man vid tillverkning av liner idag utan några nämnvärda problem kan återanvända wellpappspill och returpapper innehållande wellpapp, så länge som de huvudsakliga ingående komponenterna är cellulosafibrer och stärkelse, och stärkelsehalten ej blir alltför hög. Vissa syntetiska adhesiv, plastskikt, plastpartiklar och andra tillsatser i förpackningsmaterial kan dock försvåra återvinningen och leda till driftstörningar. Det är därför önskvärt att den returråvara som.återanvänds vid exempelvis linerframställning ej innehåller stora mängder av sådana icke-oönskade komponenter, och att halten stärkelse eller stärkelsederivat i förhållande till halten cellulosafiber ej är alltför hög. 10 15 20 25 30 35 513 847 4 I samband med detta kan nämnas att även andra "naturliga" polymerer med liknande egenskaper som stärkelse kan fungera väl för återvinning i en tillverkningsprocess för liner, fluting eller annan råvara för förpackningsmaterial. Det finns ett antal sådana "naturliga" polymerer, vilka är baserade på förnyelsebara råvaror och som i princip kan återvinnas på motsvarande sätt som stärkelse, så länge som halten "naturlig" polymer i processen ej blir alltför hög.

Exempel på sådana "naturliga" polymerer, vilka i detta sammanhang ofta kan likställas næd karboximetylcellulosa (CMC), alginat, kasein, djurlim, polylaktider (PLA), pentosaner, kitin och andra polymerer stärkelse, är som framställts av naturliga, på kort sikt förnyelsebara, icke-fossila råvaror.

Det har tidigare föreslagits att. man skulle tillverka förpackningsmaterial av expanderad stärkelse. Sålunda beskriver patentskriften US 5 035 930 en biologiskt nedbrytbar formad produkt som innefattar en expanderad stärkelse med en hög amyloshalt som uppgår till åtminstone 45%. Den expanderade produkten uppges ha låg densitet, en sluten cellstruktur, samt vara kompressibel. I US 5 035 930 expanderade stärkelsematerialet i ett nedbrytbart såsom ett inlägg eller en lös beskrivs även användningen av det biologiskt förpackningsmaterial, fyllning.

Vidare beskriver patentskriften EP 0 696 612 A2 biologiskt nedbrytbara, skummade artiklar och en process för deras framställning. De skummade artiklarna uppges ha en densitet mellan 5 och 300 kg/m3 och erhålls genom att agglomerera skummade partiklar med en sammansättning som innefattar ett material, eller en termoplastiskt stärkelseartat termoplastisk naturlig polymer som är kapabel av att absorbera vatten när den är i termoplastiskt tillstånd, en termoplastisk polymer och vatten. Den termoplastiska 10 15 20 25 30 35 513 847 5 polymerens uppgift uppges vara att förbättra styrkan hos den smälta kompositionen och att erhålla skummade partiklar med god elasticitet och låg fuktkänslighet. I EP 0 696 612 A2 anges även att sandwichstrukturer kan formas genom att binda ihop ett eller flera ark, eller paneler som. har erhållits genom agglomeration av skummade partiklar och att de biologiskt nedbrytbara skivorna eller panelerna kan kopplas ihop med pappers-, kartongark eller en film eller ett ark av biologiskt nedbrytbart plastmaterial eller av konventionellt plastmaterial. Vidare uppges att cellulosafibrer kan ingå i sådana skivor eller paneler tillsammans med de skummade partiklarna.

Något som kan upplevas som en nackdel med konventionell wellpapp är att det vågiga flutingskiktet är fästat vid linern enbart vid sina vågtoppar. Detta leder ofta till problem næd så kallade "wash-boarding effekter". Detta innebär att den yttre ytan hos wellpappen, dvs. linern antager en tvättbrädesliknande struktur med vågtoppar och vågdalar. Detta ger en starkt försämrad tryckbarhet och» innebär bland annat att tryckning av wellpapp hittills i allmänhet har varit begränsad till enklare flexotryck- tekniker.

Tidigare kända förpackningsmaterial av expanderad stärkelse, utan några ytskikt av papper, kan enbart tryckas med användning av speciella trycktekniker. Vidare kan återvinningen av sådana förpackningsmaterial som råvara för nytt förpackningsmaterial.uppvisa vissa svårigheter, varför kvittblivningsmöj ligheterna är begränsade till kompostering eller sopförbränning.

Problem. med ojämna yttre ytor och otillfredsställande tryckbarhet kan uppstå även när det gäller förpackningsmaterial som innefattar skummade stärkelse- partiklar, vilka har formats till skivor eller ark i 10 15 20 25 30 35 515 847 6 färdigexpanderat tillstånd och därefter genom laminering har försetts med pappersytskikt. Anledningen till detta är att de expanderade stärkelsepartiklarna, med en täthet/hårdhet som avviker från det bindemedel som håller ihop en sådan skiva eller ett sådant ark, lätt kan skapa ojämnheter hos ett utanpåliggande pappersytskikt med påföljande försämrad tryckbarhet. Vidare kan återvinningen av sådana material erbjuda vissa svårigheter på grund av ingående kemiska det förhållandevis höga antalet komponenter, vilka föreningar som är baserade på oönskade icke-förnyelsebara, dessutom kan innefatta kemiska fossila råvaror.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Sålunda är ett första syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förpackningsmaterial som undanröjer ovannämnda problem med den kända tekniken, och som tillhandahåller åtminstone en yttre yta med hög tryckbarhet samt dessutom tillhandahåller hög återvinningsbarhet till råvara för förnyad tillverkning av förpackningsmaterial.

Detta första syfte uppnås, i enlighet med efterföljande patentkrav 1, genom att förpackningsmaterialet innefattar åtminstone ett ytskikt och åtminstone ett distansskikt, varvid ytskiktet huvudsakligen består av cellulosafibrer och distansskiktet innefattar ett matrismaterial och cellulosaarmeringsfibrer, varvid både matrismaterialet och cellulosaarmeringsfibrerna är baserade på förnyelsebara och återvinningsbara råvaror, och varvid ytskiktet sitter bundet vid distansskiktet med hjälp av bindningspunkter.

Enligt uppfinningen är matrismaterialet hos distansskiktet expanderbart eller'expanderat:iförpackningsmaterialet, och distansskiktet ett jämnt, kontinuerligt skikt, varvid bindningspunkternautsträckersigväsentligenkontinuerligt i förpackningsmaterialets plan mellan distansskiktet och 10 15 20 25 30 35 513 847 7 ytskiktet så att en jämn yttre yta med hög tryckbarhet erhålls hos ytskiktet. Enligt uppfinningen är vidare halterna av matrismaterial, cellulosafibrer och cellulosaarmeringsfibrer i förpackningsmaterialet, och bindningspunkternas hållfasthet när i ett fullständigt vått tillstånd, avpassade för att nñjliggöra återvinning av råvara för förnyad tillverkning av förpackningsmaterialet.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande för tillverkning av ett förpackningsmaterial enligt uppfinningen.

Detta syfte uppnås, i enlighet med efterföljande patentkrav ll, genom att förfarandet innefattar att tillhandahålla åtminstone ett ytskikt som huvudsakligen består av cellulosafibrer, och att därpå applicera ett distansskikt som innefattar ett matrismaterial och cellulosa- armeringsfibrer, så att ytskiktet binds vid distansskiktet med hjälp av bindningspunkter. Därvid är både matrismaterialet och cellosaarmeringsfibrerna baserade på Enligt uppfinningen appliceras distansskiktet i form av ett jämnt, förnyelsebara och återvinningsbara råvaror. kontinuerligt skikt på ytskiktet så att bindningspunkterna utbildas förpackningsmaterialets plan mellan distansskiktet och kommer att väsentligen kontinuerligt i ytskiktet. Enligt uppfinningen avpassas vidare halterna av matrismaterial, cellulosafibrer och cellulosaarmerings- fibrer i förpackningsmaterialet samt bindningspunkternas hållfasthet när i ett fullständigt vått tillstånd för att möjliggöra återvinning av råvara för förnyad tillverkning av förpackningsmaterialet, varvid matrismaterialet hos distansskiktet expanderas i föreligger i expanderbar form eller förpackningsmaterialet i samband næd appliceringen. 10 15 20 25 30 35 515 847 8 För att uppnå föreliggande uppfinnings syften är det i princip oväsentligt vilken typ av matrismaterial baserat på förnyelsebar och återvinningsbar råvara som används i distansskiktet så erhållna förpackningsmaterialet förmår uppfylla de särdrag som definieras i de efterföljande patentkraven. Således måste det utnyttjade matrismaterialet vara expanderbart, vara länge som det applicerbart som ett jämnt, kontinuerligt skikt, samt möjliggöra återvinning av förpackningsmaterialet. Det utnyttjade matrismaterialet måste således innehålla någon form av expansionsmedel, exempelvis vatten, en kemisk förening som avger gas vid uppvärmning, eller liknande.

Appliceringen av distansskiktet kan ske med vilken lämplig typ av lämplig utrustning som helst med förmågan att forma och applicera ett distansskikt innefattande matrismaterial och cellulosaarmeringsfibrer, så länge som det applicerade distansskiktet uppfyller de krav som ställs enligt uppfinningen.

Ett distansskikt för användning i förpackningsmaterialet enligt uppfinningen kan exempelvis formas och appliceras analogt med tidigare känd extruderingsteknik för stärkelse, varvid stärkelsen försätts i ett termoplastiskt tillstånd i en extruder och formas till ett banformigt distansskikt vilket appliceras på ett ytskikt eller mellan två ytskikt, exempelvis av liner. Därvid kan distansskiktet expanderas i samband med extruderingen genom att i stärkelsestrukturen ingående vatten på grund av den höga temperaturen vid bildar vattenånga, eller så kan expanderingen ske med hjälp av ett annat lämpligt expansionsmedel och/eller i ett processteg extruderingen expanderande efterföljande formningen/appliceringen.

Expanderingen av distansskiktet kan således ske genom vilken tidigare känd teknik som helst, och kan exempelvis 10 15 20 25 30 35 513 847 9 innefatta värmetillförsel, annan lämplig tillförsel av energi, eller ett annat tidigare känt aktiveringsmedel för expandering.

Cellulosafibrerna i ytskiktet(n) kan vara av vilken lämplig typ som helst, men är fördelaktigt av den typ som används vid konventionell linertillverkning. Ytskiktet(n) kan även vara white top liner, testliner eller en annan lämplig papperskvalitet såsom kartong.

Vidare kan cellulosaarmeringsfibrerna vara av vilken på förnyelsebar och återvinningsbar råvara baserad typ som helst, men är fördelaktigt samma typ av fibrer som cellulosafibrerna i ytskiktet(n). Vid formningen av distansskiktet måste lämpliga medel för tillförsel av cellulosaarmeringsfibrernatillmatrismaterialettillhanda- hållas innan formningen.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att åskådliggöras med hänvisning till de bifogade figurerna, i vilka tvärsnitt av en fig. 1 visar ett schematiskt föredragen utföringsform av ett förpackningsmaterial enligt uppfinningen med distansskiktet i ett expanderat tillstånd, och schematiskt illustrerar en fig. 2 föredragen utföringsform. av ett förfarande enligt uppfinningen.

I samband med de bilagda ritningarna bör det noteras att tjockleken hos förpackningsmaterialet enligt uppfinningen och de olika ingående materialskikten ej är skalenlig i de schematiska figurerna l och 2, utan har förstorats i en del 10 15 20 25 30 35 513 847 10 av figurerna för att tydligare kunna illustrera uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER: Med hänvisning till de bilagda figurerna 1 och 2 kommer i det följande ett antal olika utföringsformer av föreliggande uppfinning att beskrivas. föredragen utföringsform av ett I en första förpackningsmaterial enligt uppfinningen (fig. 1) innefattar förpackningsmaterialet 1 två ytskikt 2, 2' och ett mellanliggande distansskikt 3.

De två ytskikten 2, 2' består huvudsakligen av cellulosafibrer 4, 4', 4", och är i den beskrivna utföringsformen konventionell kraftliner med ytvikten 150 g/HF. Man kan dock även tänka sig utföringsformer av uppfinningen med endast ett ytskikt, eller utföringsformen med. ytskikt med lägre eller högre ytvikt än 150 g/HP.

Vidare är det tänkbart med utföringsformer av uppfinningen där ytskiktet(n) består av en annan papperskvalitet än liner, exempelvis kartong eller liknande.

Distansskiktet 3 innefattar ett matrismaterial 5 och cellulosaarmeringsfibrer 6, 6', 6", vilka bägge är baserade på förnyelsebara och återvinningsbara råvaror. I den beskrivna utföringsformen är nmtrismaterialet 5 en expanderad amylosstärkelse, medan cellulosaarmerings- fibrerna består av konventionell oblekt sulfatmassa sonlhar inblandats i den i ett termoplastiskt tillstånd försatta amylosstärkelsen i samband med distansskiktet 3 mellan de två ytskikten 2, 2'. Man kan naturligtvis även tänka sig utföringsformer av uppfinningen där distansskiket appliceras på ytskikten med någon annan lämplig tidigare känd teknik än extrudering. extruderingen av 10 15 20 25 30 35 513 847 ll De två ytskikten 2, 2' sitter bundna vid det mellanliggande distansskiktet 3 med hjälp av bindningspunkter 7, 7', 7", vilka i den första utföringsformen kan sägas innefatta en kombination av termobindningar och pappersbindningar, även benämnda vätebindningar.

I den första utföringsformen har matrismaterialet, dvs. amylosstärkelsen 5 hos distansskiktet 3 expanderats i förpackningsmaterialet 1 mellan de två ytskikten 2, 2'.

Enligt uppfinningen, och den första utföringsformen, är distansskiktet 3 ett jämnt, kontinuerligt skikt, varvid de ovan nämnda bindningspunkterna 7, 7', 7" utsträcker sig väsentligen kontinuerligt i förpackningsmaterialets 1 plan mellan distansskiktet, 3 och respektive ytskikt 2, 2'.

Sammantaget möjliggör detta att en jämn yttre yta 8 med hög tryckbarhet hos ytskikten 2, 2' erhålls.

Enligt uppfinningen, och den första utföringsformen, är vidare halterna av matrismaterial 5, cellulosafibrer 4, 4', 4" och förpackningsmaterialet 1, och bindningspunkternas 7, 7', 7” hållfasthet när i ett fullständigt vått tillstànd, möjliggöra återvinning av råvara för I den första utföringsformen har detta åstadkommits genom.att den cellulosaarmeringsfibrer 6, 6', 6" i avpassade för att förnyad tillverkning av förpackningsmaterial 1. som matrismaterial 5 använda amylosstärkelsen är förhållandevis lättlöslig i varmt vatten. Vidare uppgår i den första utföringsformen halten av cellulosaarmerings- fibrer 6, 6', 6" till omkring 50 vikt-% av distansskiktet 3, vilket garanterar att ett tillräckligt antal av bindningspunkterna 7, 7', 7" är pappersbindningar som enkelt kan lösas upp i vatten i samband med âtervinningen.

Man kan dock även tänka sig andra halter av cellulosarmeringsfibrer 6, 6', 6" eller utföringsformer där våtstyrkeharts eller liknande tillsätts till ytskikten 2, 2' eller till distansskiktet 3 för att öka 10 15 20 25 30 35 513 84-7 12 fuktbeständigheten hos förpackningsmaterialet enligt uppfinningen. Halten av våtstyrkemedel måste i sådana fall avpassas noggrant så att ej återvinningen försvåras, eller så bör våtstyrkeharts av den typ som kan sönderdelas i varmt vatten eller vid högt pH användas.

Matrismaterialet 5 har i en särskilt fördelaktig utföringsform av uppfinningen framställts från en eller flera råvaror valda ur gruppen nativ stärkelse, modifierad stärkelse, cellulosaderivat (t.ex. karboximetylcellulosa (CMC)), alginat, kasein, djurlim, polylaktider (PLA), pentosaner, kitin eller annan polymer som framställts av naturliga, på kort sikt förnyelsebara råvaror.

I en annan utföringsform av uppfinningen innefattar förpackningsmaterialet 1 både ett första 2 och ett andra ytskikt 2' på vardera sidan om distansskiktet 3. I denna utföringsform förenar en andel av cellulosa- armeringsfibrerna 6, 6', 6" distansskiktet 3 med de första 2 och andra 2' ytskikten med hjälp av pappersbindningar 7 bland bindningspunkterna 7, 7', 7". I denna utföringsform medverkar pappersbindningarna'7(vätebindningarna) till.hög styvhet och lastbärande förmåga hos förpackningsmaterialet 1 när detta är i ett väsentligen torrt tillstånd, eftersom pappersbindningarna 7 binder ihop cellulosaarmerings- fibrerna 6, 6', 6" med ytskikten 2, 2' och med varandra för att bilda ett armeringsnätverk, vilket i den beskrivna utföringsformen i princip förenar de tvâ ytskikten 2, 2'.

I denna utföringsform bör halten av cellulosaarmerings- fibrer 6, 6', 6" vara åtminstone 40 vikt-% av distansskiktets 3 totala vikt för att tillhandahålla en tillräcklig mängd av nämnda pappersbindningar 7, så att dessutonn återvinning' av förpackningsmaterialet l i. ett fullständigt vått tillstånd underlättas tack vare de i vatten enkelt eliminerade pappersbindningarna 7. \\ 10 15 20 25 30 35 513 847 13 I ytterligare en utföringsform av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen är halten av cellulosafibrer 4, 4', 4" och cellulosaarmeringsfibrer 6, 6', 6" tillsammans högre än 50 vikt-% i förpackningsmaterialet 1. Detta möjliggör så att förpackningsmaterialet 1 kan återvinnas på ett enkelt sätt för att tillsammans med en tillsats av ytterligare cellulosafibrer utgöra råvara vid förnyad tillverkning av material för' ytskikten 2, 2', vilka, i den beskrivna utföringsformen är av liner. I denna utföringsform säkerställer den höga totala halten av cellulosafibrer i förpackningsmaterialet att inga problem uppstår i samband med återvinningen och framställningen av exempelvis ny liner.

I en fördelaktig utföringsforn1av förpackningsmaterialet är kantkrosstyrkan hos förpackningsmaterialet 1 väsentligen likvärdig i alla riktningar i förpackningsmaterialets 1 plan när distansskiktet 3 har expanderats. Detta möjliggör större flexibilitet vid formgivningen och tillverkningen av förpackningar, eftersom man ej behöver ta någon speciell hänsyn till olika hållfasthetsegenskaper hos förpackningsmaterialet 1 i maskin- och tvärsriktningarna.

Förpackningsmaterialet 1 enligt denna utföringsform kan åstadkommas genom att välja ytskikt 2, 2' med låg inneboende anisotropi, och genonx att dessutonl noggrant styra förhållandena vid extruderingen (appliceringen) av distansskiktet 3.

Enligt förpackningsmaterialet enligt uppfinningen (se fig. 2) har ytterligare en utföringsform av distansskiktet 3 expanderats med förpackningsmaterialet 1 placerat mellan två ytor med ett definierat avstånd mellan varandra, så att tjockleken hos förpackningsmaterialet l har uppnått ett förutbestämt värde vilket är avpassat till den typ av förpackningsråämne eller förpackning i vilket Skall Denna förpackningsmaterialet 1 användas. 10 15 20 25 30 35 515 847 14 utföringsform erbjuder även ytterligare nöjligheter att styra andra egenskaper hos förpackningsmaterialet enligt uppfinningen, såsom olika hållfasthetsegenskaper och densitet.

I en annan fördelaktig utföringsform av förpackninge- materialet enligt uppfinningen är distansskiktet 3 i ett icke-expanderat men expanderbart tillstånd när förpackningsmaterialet 1 levereras till en förpacknings- användare. I sådana fall är distansskiktet 3 avsett att expanderas hos förpackningsanvändaren i en därför avsedd lämplig anordning, 'vilken exempelvis kan innefatta två uppvärmda ytor (liknade de som visas på fig. 2 med hänvisningssiffrorna 29, 29') med vars hjälp expanderingen sker till önskad tjocklek. Denna utföringsform är av stort värde när det gäller att minimera transportvolymerna mellan en tillverkare av förpackningsmaterial 1 eller förpackningsrâämnen enligt uppfinningen och en användare eller fyllare av förpackningar.

I ytterligare en utföringsform av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen har distansskiktet 3 applicerats på ett eller flera ytskikt 2, 2' hos förpackningsmaterial l och distansskiktet 3 expanderats i tillverkaren av en separat process efter appliceringen. Denna utföringsform tillhandahåller fördelar exempelvis genom att tillverkaren av förpackningsmaterial kan "konvertera" flera olika kvaliteter av förpackningsmaterialet med olika tjocklek utgående från en enda icke-expanderad kvalitet.

I en annan utföringsform av förpackningsmaterialet enligt distansskiktet 3 expanderats redan uppfinningen har applicerats på ytskiktet(n) 2, 2' och förpackningsmaterialet 1 levereras till förpacknings- användaren. Denna utföringsform kan ge fördelar när det rör innan sig om mindre förpackningsanvändare, vilka av olika 10 15 20 25 30 35 513 847 15 anledningar önskar erhålla ett förpackningsråämne eller en förpackning sonl är i så gott sonm i färdigt skick. för fyllning.

I ytterligare en utföringsform av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen har distansskiktet 3 expanderats först efter att förpackningsmaterialet l har konverterats till en förpackning. Denna utföringsform av förpackningsmaterialet 1 kan ge fördelar såsom minimering av lagervolymen vid lagring av förpackningsråämnen, eller' en :möjlighet att åstadkomma exempelvis förpackningar av lådtyp med en förhöjd stabilitet på grund av att expanderingen sker efter lådvikningen, vilket ger upphov till en låsning av vikningarna.

I det följande kommer ett antal utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen att illustreras med hänvisning till den bilagda fig. 2.

I den bilagda fig. 2 illustreras applicering av ett distansskikt 23 mellan tvâ ytskikt 22, 22', men det är även tänkbart med utföringsformer av uppfinningen där ett dístansskikt appliceras på och binds vid ett enda ytskikt eller utföringsformer där ett flertal distansskikt, samtidigt eller i flera steg, appliceras på och binds vid ett flertal ytskikt exempelvis i ytskikt/distansskikt/ytskikt/distansskikt/ytskikt. följden Enligt en första föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar förfarandet att tillhandahålla åtminstone ett ytskikt 22, V22' som cellulosafibrer, och att därpå applicera ett distansskikt huvudsakligen består av 23 som innefattar ett matrismaterial och cellulosa- armeringsfibrer, så att ytskiktet(n) 22, 22' binds vid distansskiktet 23 med hjälp av' bindningspunkter. Både 10 15 20 25 30 35 513 84-7 16 matrismaterialet och cellulosaarmeringsfibrerna är därvid baserade på förnyelsebara och återvinningsbara råvaror.

Enligt uppfinningen, och den första. utföringsformen av förfarandet, appliceras distansskiktet 23 i form av ett jämnt, kontinuerligt skikt på ytskiktet(n) 22, 22' så att bindningspunkterna utbildas kontinuerligt i förpackningsmaterialets 21 plan nællan distansskiktet 23 och ytskiktet(n) 22, 22'. Vidare avpassas kommer att väsentligen halterna av matrismaterial, cellulosafibrer och cellulosaarmeringsfibrer i förpackningsmaterialet 21 och bindningspunkternas hållfasthet.när:iett fullständigt vått tillstånd för att förnyad tillverkning av förpackningsmaterial 21, varvid möjliggöra återvinning av råvara för matrismaterialet hos distansskiktet 23 föreligger i expanderbar form eller expanderas i förpackningsmaterialet 21 i samband med appliceringen.

I en särskilt fördelaktig' utföringsfornl av förfarandet enligt uppfinningen föreligger ytskiktet eller ytskikten 22, 22' i form av en eller flera kontinuerliga materialbanor varpå distansskiktet 23 appliceras för att först därefter expanderas i ett separat, efterföljande steg för att tillhandahålla förpackningsmaterialet 21. Denna utföringsform ger ett antal fördelar, såsom en enklare tillverkningsprocess med färre processparametrar som måste regleras samtidigt. Vidare kan ett icke-expanderat halvfabrikat av förpackningsmaterialet erhållas, vilket bl.a. kan ge fördelar i form av minskade lagervolymer och förpackningsmaterialet kan att olika kvaliteter av framställas av ett och samma halvfabrikat.

I en annan fördelaktig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen framställs matrismaterialet från en eller flera råvaror valda ur gruppen nativ stärkelse, modifierad stärkelse, cellulosaderivat (t. ex. karboximetylcellulosa f I 10 15 20 25 30 35 513 847 17 (CMC)), alginat, kasein, djurlim, polylaktider (PLA), pentosaner, kitin eller annan polymer som har framställts av naturliga, på kort sikt förnyelsebara råvaror.

I ytterligare en fördelaktig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen appliceras distansskiktet 23 mellan och binds till ett första 22 och ett andra ytskikt 22'. Enligt denna utföringsform utbildas pappersbindningar mellan det första ytskiktet 22 och distansskiktet 23 och det andra ytskiktet 22' och distansskiktet 23 i samband med appliceringen med hjälp av de ovannämnda cellulosaarmeringsfibrerna, varvid pappersbindningarna medverkar till hög styvhet och lastbärande förmåga hos förpackningsmaterialet 21 i ett väsentligen torrt tillstånd. Vidare tillhandahålls en tillräcklig mängd av pappersbindningarna för att återvinning av förpackningsmaterialet 21 i ett fullständigt vått tillstånd skall underlättas, vilket uppnås genom att halten av cellulosaarmeringsfibrerna är åtminstone 40 vikt-% av distansskiktets 23 totala vikt.

I en annan utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen tillhandahålls de cellulosaarmeringsfibrerna i halter vilka tillsammans är ovannämnda cellulosafibrerna och högre än 50 vikt-% i förpackningsmaterialet 21. Detta möjliggör att förpackningsmaterialet 21 kan återvinnas på ett enkelt och problemfritt sätt för att tillsammans med ytterligare cellulosafibrer utgöra råvara vid förnyad tillverkning av material för ytskikten 22, 22'.

I ytterligare en utföringsform av förfarandet enligt distansskiktet 23 så att kantkrosstyrkan hos förpackningsmaterialet 21 därefter blir likvärdig i alla förpackningsmaterialets 21 plan. Detta uppnås genom att uppfinningen expanderas väsentligen riktningar i välja ytskikt 22, 22' med låg inneboende anisotropi och 10 15 20 25 30 35 515 847 18 genom att dessutom noggrant styra förhållandena vid extruderingen av distansskiktet 23.

Enligt en annan utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen expanderas distansskiktet 23 med förpackningsmaterialet 21 placerat mellan två ytor 29, 29' med ett definierat avstånd mellan varandra. I den beskrivna utföringsformen består ytorna 29, 29' av två uppvärmda plattor, tillhandahålla en tjockleksbegränsande funktion, dessutonxförmår aktivera«det vilka förutom att i det applicerade distansskiktet 23 ingående expansions- medlet utföringsform kan tjockleken hos förpackningsmaterialet 21 styras så att den uppnår ett förutbestämt värde, vilket är genom sin höga temperatur. Enligt denna avpassat till den typ av förpackningsråämne 30 eller förpackning 30' i vilken förpackningsmaterialet 21 skall användas. Man kan även tänka sig utföringsformer av uppfinningen där de två 29, 29' tillhandahåller en tjockleksbegränsande funktion, och där ytorna endast expansionsmedlet aktiveras i samband med appliceringen av distansskiktet 23 eller genom en annan separat tillförsel av energi eller ett annat aktiveringsmedel soul förmår aktivera expansionsmedlet. Vidare kan. man fördelaktigt tillhandahålla de två tjockleksbegränsande ytorna i form av ytor hos ett roterande valspar eller liknande.

I ytterligare en utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen levereras förpackningsmaterialet 21 med distansskiktet 23 i ett icke-expanderat men expanderbart tillstånd till en distansskiktet 23 expanderas hos förpackningsanvändaren. förpackningsanvändare, varefter I en annan alternativ utföringsform appliceras distans- skiktet 23 på ytskiktet(n) 22, 22' hos en tillverkare av förpackningsmaterialet, varefter distansskiktet expanderas i en separat process efter appliceringen. 10 15 20 25 513 847 19 I ytterligare en utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen appliceras distansskiktet 23 på ytskiktet 22, 22' och expanderas redan innan förpackningsmaterialet Zl levereras till förpackningsanvändaren.

Enligt en alternativ utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen expanderas distansskiktet 23 först efter att förpackningsmaterialet 21 har konverterats till en färdig förpackning 30'. Denna utföringsform kräver naturligtvis specialutrustning, exempelvis utrustning för aktivering av det i distansskiktet 23 ingående expansionsmedlet med hjälp av värmetillförsel eller dylikt.

Uppfinningen har i föregående beskrivits genom ett antal olika utföringsformer och med hänvisning till de bilagda figurerna. Det måste dock förstås att uppfinningen på intet sätt skall ses sonx begränsad till vad soul därvid har framkommit, utan att dess räckvidd definieras av de efterföljande patentkraven.

Sålunda kan man även tänka sig utföringsformer av uppfinningen där flera skivor eller av expanderbart eller expanderat förpackningsmaterial enligt uppfinningen lamineras ihop till lämpligt antal skikt.

Claims (14)

10 15 20 25 30 513 847 20 PATENTKRAV

1. Ett förfarande för tillverkning av ett förpackningsmaterial (1;21) avsett för framställning av förpackningsåmnen och förpackningar och innefattande att tillhandahålla åtminstone ett ytskikt (2,2';22,22') i form av en kontinuerlig materialbana huvudsakligen bestående av cellulosafibrer och därpå applicera ett distansskikt (3;23) innefattande ett matrismaterial och armeringsfibrer så att nämnda ytskikt (2,2';22,22') binds vid nämnda distansskikt (3;23), k å n n e t e c k n a t a v att matrismaterialet hos distansskiktet (3;23) föreligger i expanderbar form vid appliceringen på ytskiktet (2,2';22,22') och att efter tillverkningssteg, expanderas i ett separat matrismaterialet appliceringssteget.

2. Ett förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at a v att matrismaterialet är framställt från en eller flera råvaror valda ur gruppen nativ stärkelse, modifierad stärkelse, cellulosaderivat, alginat, kasein, djurlim, polylaktider (PLA), pentosaner, kitin, eller annan polymer som har framställts av naturliga, på kort sikt fömyelsebara råvaror.

3. Ett förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att armeringsfibrerna år cellulosa-armeringsfibrer och att cellulosafibrerna i ytskiktet (2,2';22,22') och cellulosaarmeringsfibrema tillhandahålls i halter vilka tillsammans utgör mer än 50 vikts-*Vo av förpackningsmaterialet (1 ;21).

4. Ett förfarande enligt något av kraven 1-3, k å n n e t e c k n a t a v att kantkrosstyrkan hos förpackningsmaterialet (1;21) efter expandering av distansskiktet (323) år väsentligen likvärdig i alla riktningar i nämnda förpackningsmaterials (1 ;21) plan.

5. Ett förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att distansskiktet (323) appliceras mellan och binds till ett första och ett andra ylskikt (2,2';22,22'). 10 15 20 25 30 515 847 21

6. Ett förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v (323) tjockleken hos förpackningsmaterialet (1 ;21) uppnår ett förutbestämt värde. att distansskiktet expanderas så att

7. Ett förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att distansskiktet (3;23) expanderas efter att förpackningsmaterialet (1;21) har konveiterats till en färdig förpackning.

8. Ett förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att matrismaterialet innefattar stärkelse som föreligger i ett termoplastiskt tillstånd innan expansionssteget.

9. Ett förpackningsmaterial innefattande åtminstone ett ytskikt (2,2';22,22') vilket huvudsakligen består av cellulosafibrer och åtminstone ett distansskikt och armeringsfibrer och varvid nämnda distansskikt är bundet till nämnda ytskikt, (323) varvid nämnda distansskikt innefattar ett matrismaterial k ä n n e t e c k n a t a v att matrismaterialet hos distansskiktet (3;23) är expanderbart,

10. Ett förpackningsmaterial enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att matrismaterialet är framställt från en eller flera råvaror valda ur gruppen nativ stärkelse, modifierad stärkelse, cellulosaderivat, alginat, kasein, djurlim, polylaktider (PLA), pentosaner, kitin, eller annan polymer som har framställts av naturliga, på kort sikt förnyelsebara råvaror.

11. Ett förpackningsmaterial enligt krav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a t a v att armeringsfibrema är cellulosaarmeringsfibrer och att halten av nämnda cellulosafibrer och nämnda cellulosaarmeringsfibrer tillsammans är högre än 50 vikts-% i förpackningsmaterialet (1 ,21 ).

12. Ett förpackningsmaterial enligt något av kraven 9-11, 10 22 k ä n n e t e c k n a t a v att kantkrosstyrkan hos förpackningsmaterialet är väsentligen likvärdig i alla riktningar i nämnda förpackningsmaterials plan, när distansskiktet (3;23) är expanderat.

13. Ett förpackningsmaterial enligt något av kraven 9-12, k ä n n e t e c k n at a v att distansskiktet (3;23) är bundet till ett första och ett andra ytskikt (2,2';22,22').

14. Ett förpackningsmaterial enligt krav 9-13, k ä n n e t e c k n a t a v att matrismaterialet innefattar stärkelse som befunnit sig i ett termoplastiskt tillstånd. 22