Упаковочная термосвариваемая бумага

 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить качество бумаги. Упаковочная те мосвариваемая бумага состоит из двухслойной бумаги-основы с полимерным покрытием. Верхний слой бумаги-основы содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг, беленую сульфатную хвойную целлюлозу со средней длиной волокна 65- 90 дг, каолин, канифольный клей, сернокислый алюминий и полиакриламид. Нижний слой бумаги-основы содержит небеленую сульфитную хвойную целлюлозу со средней длиной волокна 65-85 дг, беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг, каолин, канифольный клей, сернокислый алюминий и полиакриламид. Полимерное покрытие выполнено из состава, содержащего поливиниловый спирт или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и оптический отбеливатель . 1 з.п.ф-лы, 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4640184/12 (22) 23.01.89 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной ° промышленности (72) В.А.Соколова, С,М.Охотин, Т.А.Мишина, Н.Д.Волкова, Э.M.Е ремина, В.М.Молочко и

В.А.Жебел ь (53) 676.45 (088.8) (56) Проблемы производства зтикеточной бумаги, — Обзорная информация Целлюлоза, бумага и картон. М., 1988, с. 2-15.

Технологический регламент производства бумаги-основы для полимерных покрытий и бумаги упаковочной двухслойной мелованной. Выборгский ЦБЗ, 1987. (54) УПАКОВОЧНАЯ ТЕРМОСВАРИВАЕМАЯ БУМАГА (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет поИзобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к составам упаковочной термосвариваемой бумаги с микровосковым покрытием, которая может быть использована для упаковывания туалетного мыла, а также брикетированных ароматно — и влагосодержащих продуктов.

Цель изобретения — повышение качества бумаги.

Сущность изобретения заключается в том, что в упаковочной термосвариваемой бумаге, состоящей из двухслойной бумагиосновы с полимерным покрытием, верхний

„„5U„, 1701769 А1

rsr)s О 21 Н 27/10, 19/84 // D 21 Н 11:04, 11:06, 17;06, 17:26, 17;6 21:30 высить качество бумаги, Упаковочная TG мосвариваемая бумага состоит иэ двухслойной бумаги-основы с полимерным покрытием. Верхний слой бумаги-основы содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна

35-50 дг, беленую сульфатную хвойную целлюлозу со средней длиной вслокна 6590 дг, каолин, канифольный клей, сернокислый алюминий и полиакриламид.

Нижний слой бумаги-основы содержит небеленую сульфитную хвойную целлюлозу со средней длиной волокна 65-85 дг, беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг, каолин, канифольный клей, сернокислый алюминий и полиакриламид. Полимерное покрытие выполнено из состава, содержащего поливиниловый спирт или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и оптический отбеливатель, 1 з.п.ф-лы, 1 табл. слой бумаги-основы содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг и беленую сульфатную хвойную целлюлозу со средней длиной волокна 65-90 дг, нижний слой бумаги-основы дополнительно содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг и небеленую сульфитную хвойную целлюлозу со средней длиной волокна 65-85 дг в заданных соотношениях.

Кроме того, бумага-основа с верхней стороны покрыта составом, содержащим, в мас.,(: поливиниловый спирт или натриевая

17j).! 769

4 соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 85,098,5; оптический отбеливатель 1,5-15,0, à с нижней cTopoHbl cocT380M, сод8р>кащим; в мас.%: парафин 57-70, сополимер этилена с винилацетатом 30-43.

БВ8Дение ДЛЯ оценки бумажной массы показателя средней длины волокна позволяет получить оптимальное соотношение линных волокон и мелочи путем регулиро, ания параметров процесса размола, что влияет 11а бумагообразующие свойства бумаги, а следовательно, на показатели ее качества.

Применение в композиции упаковочной бумаги целл1олозы из древесины лиственных пород обусловлено необходимостью ее максимального использования из-за изменения структуры лесосырьевой базы ЦБП в сторону увеличенля содержания древесины ,лиственных пород.

Введение в композицию нижнего слоя беленой сульфатной лиственной целлюлозы ,:способствует стабильности белизны бумати, так как снижается разность белизны в8р хнего и нижнего слоев за счет повышенля белизны нижнего слоя, Наличие сульфатной беленой лиственной целлюлозы в композиции нижнего слоя бумаги п вышает ее непрозрачность, что способствует лучшей coxpaHHocти упаковываемого прсдукта вследствие снижения ,процессов его окисления от воздействия света.

Введение в компо"-ицию верхнего слоя беленой сульфатной хвойной целлюлозы способствует повышению прочности поверхности, являющейся одной из основных характеристик печатных свойств бумаги.

Сульфатная хвойная беленая целлюлоза увеличивает так>ке механическую прочность бумаги, однако ее использование ограничивается зкономическими факторами: необходимостью максимальной замены беленой хвойной сульфатной целлюлозы волокнистыми полуфабрикатами из древесины пМственных пород, Нанесение микровоскового покрытия на ни>кнюю сторону бумагл придает упаковочнол бумаге барьерные свойства паоовоэдухоароматонеп роницаемости, Соотношение компонентов в соста е микровоскового покрытия обусловлено необходимостью достижения защитных свойгтв бумаги, достаточной прочности сварного шва с учетом требований технологического процесса.

Снижение содержания сополимера в составе покрытия менее 30 мас,% увеллчиВа8т хрупкость покрытий и снижает прочность сварного LUBB.

Увеличение содержания сополимера в составе по срытив.более 43 мас,% нецелесообразно„так как показатели бумаги улучшаютcÿ íåçHà÷èòåëüíî, резко возрастает вязкость

5 расплава, что вызывает технологические трудности при нанесении покрытия.

Для достижения требуемых показателей защитных c80AGTB бумаги отпимальным является содержание микрОВОскового ПО

10 крытия в пределах 16,7-33,3 мас.%, Поверхностное покрытие верхнего слоя способствует получению бумаги с хорошими печатными свойствами. Оптически отбелива1ощий препарат способствует

15 повь1шению стабилизации показателя белизны бумаги, что а результате улучш ет товарный вид упаковки. Применение, оптического отбеливателя в составе поверхност, ого по".pûòèÿ увеличивает белизну

20 верхнего слоя бумаги на 4-7 %.

Таким образом, применяемые композицли верхнего и нижнего слоев бумаги-осноВы в сочетании с составами поверхностного и микровоскового покрытий, их взаимное

25 влияние друг на друга обеспечивают печатные и Высокие барьерные свойства бумаги, получить экономически выгодную упаковку, в частности для туалетного мыла, 30 Предлагаему1о б" 1агу изготавливают следующим образом.

Бумзгу основу получают обычным спо::,обом на бумагоделательной машине, обеспечиваю1цей получение двухслойной

35 < :-,маги. Размол каждого вида полуфабрлкаге осуществляют раздельно при концентрации 2,0-4,5 %. Целлк лозу сульфитную хвойн ю небелену1о раэмалывают до 305 "йР (показатель средней длины волокна

40 65-85 дг).

Беленую сульфатную лиственную целлюлозу размалывают до 30 — 37 ШР (показатель средней длинь, волокна 35 — 50 дг), а беленую сульфатную хволную целлюлозу до

45 30 — 35 ШР (показатель средней длины волокна 65 — 90 дг}.

Поверхностное покрытие верхнего слоя наносят из 2-5%-ного водного раствора голивинилового спирта или Na КМЦ с добавкой

50 апти1еского отбеливателя на клеильном прессе, расположенном в сушильной части

Йумагоделательной машины или нз отдельной установке.

На нижний слой оумаги-основы на по55 .р!.аной машине при помощи системы валов при 100 — 140 С наносят микровссковое покрытие иэ горячего расплава смеси парафина и сополимсрз этилена с Винилзцета "Q jи, 6: Затем покрытие Отвер>кда от на холоДиль11ых цилиндрах машины при 8-14 С. Бу1701769

30 магу, охлажденную до температуры не выше 35 С, наматывают в рулон на накате машины.

Состав для микровоскового покрытия готовят в обогреваемых емкостях с мешал- 5 ками. В расплавленный парафин при 80130"С дозируют гранулированный сополимер этилена с винилацетатом, перемешивают до получения гомогенной композиции и подают по обогреваемому 10 трубопроводу в расходную емкость покровной машины, С целью улучшения товарного вида упаковки бумага перед нанесением печати может быть откаландрирована на 15 суперкаландре для повышения лоска и гладкости бумаги, уплотнения структуры.

Печать на поверхность бумаги может быть нанесена в зависимости от способа печатания до или после нанесения микрово- 20 скового покрытия, Укупоривание индивидуальной упаковки на автоматических линиях производят без применения клея путем нагрева бумаги до 80-100 С в местах контакта склеиваемь:х поверхностей. 25

Пример 1. Бумага с микровосковым покрытием содержит бумагу-основу, изготовленную в лабораторных условиях, следующей композиции: нижний слой бумаги-основы, мас. ; 30

Небеленая сульфитная хвойная целлюлоза 54,0

Беленая сульфатная лиственная целлюлоза 28,0

Каолин 10,0 35

Канифольный клей 2,46

Сернокислый алюминий 5,5

Г!олиакриламид 0,04 верхний слой бумаги-основы, мас. :

Беленая сульфатная лиственная целлюлоза

Беленая сульфатная хвойная целлюлоза 30

Каолин 10,0

Канифольный клей . 2,46 45

Сернокислый алюминий 5,5

Полиакриламид 0,04

Соотношение бумаги-основы, микровоскового и поверхностного покрытий следующее, мас, : 50

Бумага-основа 64,3

Микровосковое (нижнее) покрытие 33,3

Поверхностное (верхнее) покрытие 2,4 55

При этом компоненты микровоскового покрытия взяты в следующем соотношении, мас.%:

Сополимер этилена с винилацетатом

Парафин 70

Соотношение компонентов поверхностного покрытия следующее, (в пересчете на а.с.в.), мас.%:

Поливиниловый спирт 98,5

Кислотостойкий оптический отбеливатель 1,5

Небеленую сульфитную хвойную и Geneную сульфатную лиственную целлюлозу, предназначенную для формования нижнего слоя бумаги-основы, распускают и размалывают раздельно в ролле, Концентрация массы при размоле 2;5 %, степень помола

30 LOP, при том показатель средней длины волокна небеленой сульфитной хвойной целлюлозы 85 дг, беленой сульфатной лиственной 50 дг. Затем размолотую массу см:=-:— шивают в заданном соотношении дозируют химикаты. Готовую массу подаю1 в машинный бассейн и разбавляют до концентрации 0,3%, откуда насосом перекачивают в бачок постоянного уровня и далее в напускное устройство нижнего слоя бумагиосновы. Концентрация массы в напорном ящике 0,3 .

Беленую сульфатную лиственную и беленую сульфатную хвойную целлюлозу, предназначенную для фоомования верхнего слоя бумаги-основы, распускают и размалывают раздельно также в ролле при концентрации 2,5 .

При этом лиственную целлюлозу рэзмалывают до степени помола 30 ШР и показателя средней длины волокна 50 дг, а хвойную целлюлозу — до степени помола

37 ШР и показателя средней длины волокна

65 дг. После смешения полуфабрикатов в заданном соотношении производят дозировку химикатов, Готовую массу подают в машинный бассейн и разбавляют до концентрации 0,3 . Затем через бачок постоянного уровня бумажную массу подают в напорный ящик верхнего слой бумаги-основы. Концентрация массы в напорном ящике

0,3 . В разбавленную массу перед напорным ящиком подают раствор полиакриламида из расчета по 0,04 мас.% композиций верхнего и нижнего слоев бумаги.

Массовое соотношение верхнего и нижнего слоев 50:50.

Затем бумажное полотно проходит прессовую и сушильную части бумагоделательной машины. В сушильной части полотно при сухости 93 обрабатывают в клеильном прессе раствором поливинилового спирта концентрацией 2,5 мас. с добавкой кислотостойкого оптического отбеливателя. После клеильного пресса бумагу досушивают и наматывают в рулон при сухости 94%.

На нижний слой бумаги-основы (се: очную сторону) на лабораторной машине нанОсят микровосковое покрыти8 из гойячего расплава смеси парафина и вополимера этилена с винилацетатом в соотношении

70:30. Композицию покрытия готовя, добавляя гранулированный сополимер в расплавлBнный парафин при непрерывном перемешивании до полного совмещения компонентов, Вязкость расплава, опредленная вискозиметром ВЗ- 1, при I!0 Ñ составляет 42 с.

Масса покрытия полученного образца бумаги 30 г/м (33,3 мас,%)

Характеристика бумаги представлена в таблице.

П р и м 8 р 2, Бумага с микровосковым покрытием содержит бумагу-основу, изготовленную в лабораторных условиях, следующей композиции; нижний слой бумэги-основы, мас,%:

Небеленая сульфитная хвойная целл!олоза 70,0

Беленая. сульфатная лиственная целлюлоза i 7,0

Каолин 6,9

Канифольный клей 2,0

Сернокислый алюминий 4Я7

Полиакриламин 0,0". верхний слой бумаги-основы, мас,%;

Бе;,еная сульфатная

,лиственная целлюлоза 70,0

Беленая сульфатная хвойная целлюлоза ч7

Каолин I с;

Канифольный клей 2,0

Сернокислый ал!оминий 4,07

Полив криламид 0,03

При этом соотношение компонентов микровоскового покрытия следу!Ощее, мас.% .

Сополимер этилена с винилацетатом 35

ПараФин 65

Компоненты поверхностного покрь|тия взяты в следующем соотношении в пере" счете на а.с.в.), мас.%:

Поливиниловый спирт 97,5

Киглотостойкий! оптический отбеливатель, Соотношение бумаги-основы, микровоскового и поверхностного покрытий составляет, мас,%;

Бумага-основа 76 0

Поверхностное покрытие 1,5

Микровосковое покрытие 22,5

Технология изготовления бумаги аналогична примеру !.

Размол полуфабрикатов для обоих слоев бумаги производят раздельно, Бумажн го массу для нижнего слоя размалыва!от при концентрации 3,0%, при э гом степень помоJl d н 8 б е л е и О и G 11 fl ô T H G é U, 8 JI JI l о л о з ь

32 Ш Р с г!Оказателем среfi ней Elf! AHhl BGJIGKна 70дг. сульфатной лиственной целлюлозы

5 33 ШР с показателем средней длинь, волокна 42 дг.

Бума>кная масса для верхнего слоя характеризуется следу,о!цими показателями;

GT8п8нь по !of!8 <0 ШР для 068Nx $8f R!J>JIGB, 10 при этом показатель средней длины волокна для IINcTBBHHGI", целлюлозы равен 50 дг, для хвойной 90 дг.

Масс )BGB соотношени8 верхнего и нижнего слоев бумаги-основы 49. 51, КонцентраI5 ция раствора поливи!и лового спирта для поверхностного покрытия 3,0 мас,% с добавкой кислотостойкого опгического отселивателя 3,0 мас %.

Тех!!Ология нанесения микровоскового

20 покрь!тия аналогична примеру 1. Вязкость расплава и ри 120 С дл".,данной композиции

1 10 с.

Показатели качества полученных образцов представлены в таблице.

25 Пример 3, Бумага с микровосковым покрытием сод-"p>êèò бумагу-основу, из Gтовленную в лабооаторных условиях, следуюшей композ !ции, нижний слой Оум, _#_ GGHGBû, мас.%

30 Небеленая cyf!ьф. гная хвойная целлюлоза 85,0

Беленая сульфатная лиственная целлюлоза 6 5

Каолин 4,0

35 Канич,ольный клей 1,48

Сернокислый ал;оминий 3 0

Полиакриламид 0,02 верхний слой бумаги-основы, мас.% .

Беленая сульфатнэя

40 лиственная целлюлоза 82,0

Беле! )ая сульфaT!,ая хвойная цел!юлоза с5

Кголин 4,0.

Ка H и Ф г л ь и ь-,, и л е !г 1,48

Сер -!о:;, л!.1и аfIIG,,!!!Hий 3 0

Полиакрилэмид 0,02

i Ip;. этом соо Гношение компонентов микоовоскового покрытия следу!ащее, i8G,%;

50 Сополимер этилена с винилацетатом 43

П: рафин

У

Компоненты поверхностного покрытия вз:!Ты v,èBp IGøñì соотнсше!!И (в ере55 счете на B,ñ.8.), мас,; .

11оливинилoвьiй сг ирт 85,0

К !СЛТ>тастойКИй ОГ!ТИЧЕСКИй отбеливател 15,0

1701769

Соотношение бумаги-основы, микровосковпго и поверхностного покрытий составляет, мас,,4:

Бумага-основа 75,2

Поверхностное покрытие 1,2

Микровосковое покрытие 23,6

Технология изготовления бумаги-основы аналогична примеру 1.

Для нижнего слоя бумаги целлюлозу размалыва :от при концентрации 3,2%..

Степень помола небеленой сульфитной хвойной целлюлозы составляет 32 ШР при показателе средней длины волокна 65 дг., сульфатной лиственной целлюлозы 37 ШР при показателе средней длины волокна 35 дг. Для верхнего слоя бумаги целлюлозу размалывают при концентрации 4,0 g,, Степень помола целлюлозы 32 ШР, при этом показатель средней длины волокна для лиственной целлюлозы составляет 45 дг, для хвойной 88 дг.

Массовое соотношение верхнего и нижнего слоев бумаги 50,5:49,5.

Концентрация раствора поливинилового спирта для поверхностного покрытия 2,0 мас.% с добавкой кислотостойкого оптического отбеливателя 15,0 мас, $, Технология нанесения микровоскового покрытия аналогична примеру 1.

Вязкость расплава при 12G C для данной композиции 270 с.

Показатели качества полученной бумаги представлены в таблице.

Пример ы 4 и 5 (см. таблицу). Данные примеры соответствуют примеру 1, за исключением следующего: в примере 4 в составе поверхностного покрытия вместо поливинилового спирта используют НаКМЦ при соотношении компонентов поверхностного покрытия (а.с.в.), о .

МаКМЦ 90

Кислотостойкий оптический отбеливатель 10 концентрация раствора йаКМЦ 4,0О/о, при атом соотношение бумаги-основы, микровоскового и поверхностного покрытий составляет, мас. Я,:

Бумага-основа 76,5

Поверхностное покрытие 2,5

Микровосковое покрытие 21,1 в примере 5 представлено минимальное значение массы микровоскового покрытия (16,7-мас.%) в пределах формулы изобретения, при котором достигаются удовлетворительные прочность сварного шва (167 Н/м) и защитные свойства (паропроницаемость 10,2 г/м ), Применение предлагаемой бумаги в качестве упаковочного материала для туалетного мыла вместо известной упаковки позволяет сократить расход бумаги с 24,3 до

19,6 кг/т за счет исключения из упаковки подвертки подпергамента. При этом процесс упаксвывания осуществляют без применения дополнительных клеящих средств за счет способности покрытий к термосклеиванию, а высокие барьерные свойства бумаги позволяют снизить удельный расход отдушки при изготовлении мыла.

Небеленая сульфитная хвойная целлюлоза

54-85

При технологических испытаниях бумаги в процессах нанесения печати, упаковывания туалетного мыла на автоматической линии "Акма", хранении в заданных услови15 ях в течение гарантийного срока установлено: бумага удовлетворяет требованиям многоцветной печати; процесс упаковывания проходит удов20 летворительно без использования клея ПЕА для склеивания упаковки; после хранения в предлагаемой упаковочной бумаге в течение года мыло лучше сохраняет запах отдушки, прогорклость мы25 ла счижается в значительной степени по сравнению с известной бумагой; микробиологическое обследование бумаги перед упаковыванием и по истечении гарантийного срока хранения показывает, 30 что бумага не является источником заражения плесневыми грибками, а покрытие не явлs:eòñë питательной средой для плесени.

Формула изобретения

1. Упаковочная термосвариваемая бу35 мага, состоящая из двухслойной бумаги-основы г. полимерным покрытием, при этом верхний слой бумаги-основы содержит беленую сульфатную лиственную и хвойную целлюлозу, каолин, канифольный клей, сер40 нокислый алюминий и полиакриламид, а нижний слой содержит небеленую сульфитную хвойную целлюлозу, каолин, канифольный клей, сернокисль|й алюминий и полиакриламид, отличающаяся тем, 45 что, с целью повышения качества бумаги, верхний слой бумаги-основы содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг, беленую сульфатную хвойную целлюлозу со

50 средней длиной волокна 65-90 дг, нижний слой бумаги-основы дополнительно содержит беленую сульфатную лиственную целлюлозу со средней длиной волокна 35-50 дг и небеленую сульфитную хвойную целлюло55 зу со средней длиной волокна 65-85 дг при следующем соотношении компонентов нижнего слоя, мас, Д:

1701769

Показатель вестмая нага

r Териосвариааемая бунага

2 га- Терносвава рнааемая буна ге ь

Термосварнебриая бумага

Термосварнааеная бумага

Бумегаоснова бумага- Терносваоснова p " буиага хяаивхвххчача

Пасса бумаги плоцадьо 1 н, r

69 99

71 93

70И

Разр1яааеиев уси3%4е, н

Нв ивнев

66 66

32 36

75,0 86,7 нааинное направление

56

55 59

32 36

32 34

76 ° 7 79,0 поперечнов направление

32

79,0 80„0 белизна верхнего сююя бумаги, \

78,7

80,0

Нв менее

73 ° 0

Стойкость поверхности к выщипыванию верхнего слоя ° и/с

Не менее

2,0

2,2

1,8

16 7

2,0 2 ° 0

23,6

22,5 г,1 гг

33 3

2,0

2 1,1

Пасса покрмтия, 2

Нассовая роля вотм, Ф

4,3 3,3

6,2

8,5

Нв ивнев

4,0

Паропроннцаеиость за 24 ч, r/è

Проница- 3,0

6l48

10,2

Прони- 5,6 цавив

Проница- 7,2 ема

Промицаенв

Прочность сварно" го ааа, Н/и

303 132 167

227

Составитель Г, Кочетов

Техред M.Ìîðreèòàë Корректор, М.Кучерявая

Редактор А, Огар

Заказ 4514 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Беленая сульфатная лиственная целлюлоза 6,5-28,0

Каолин 4-10

Канифольный клей .1,48-2,46

Сернокислый алюминий 3,0-5,5

Полиакриламид 0,02-0,04

2. Бумага по и, 1, отличающаяся тем, что бумага-основа с верхней стороны покрыта составом, содержащим, мас. : поливиниловый спирт или натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 85,0-98,5; оптический отбеливатель 1,5-15,0, а с нижней стороны — составом, содержащим, мас, : парафин 57-70, сополимер этилена с вини5 лацетэтом 30-43, при зтом бумага-основа и покрытия взяты в следующем соотношении, мас. :

Бумага-основа 64,3-82,7

Верхнее покрытие 0,6-2,4

10 Нижнее покрытие 16,7-33,3