RU2777732C9

RU2777732C9 - Method for production of fibrous product and fibrous product

Info

Publication number: RU2777732C9
Application number: RU2020123216A
Authority: RU
Inventors: Карита КИННУНЕН-РАУДАСКОСКИ; Марья ЮВОНЕН; Эса ТОРНИАЙНЕН; Мартин ХЯГГБЛОМ; Туомас МУСТОНЕН
Original assignee: Паптик Ой
Priority date: 2017-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2022-09-29

Abstract

FIELD: packaging.

SUBSTANCE: invention relates to multilayered fibrous products and a method for the production of such kind of products for use in the packaging. The proposed product contains first layer (12) mainly consisting of natural fibers, and second thermal bonding layer (14) located above the first layer. Thermal bonding layer (14) mainly consists of synthetic thermoplastic fibers or particles. According to the method, thermal bonding layer (14) is placed on top of first layer (12) during the process of canvas molding, while the first and the second layers are obtained and connected to each other during the process of foam formation.

EFFECT: invention provides for the improvement of suitability for recycling for the reuse of thermal bonding materials of a paper type due to the reduction in the number of thermoplastic materials included in the specified products and increase in profitability of the production of packaging materials suitable for the reuse, as well as provides a method, using which it is possible to obtain new heat-adhesive and air-permeable final products.

19 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к способу получения волокнистого продукта согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a method for producing a fibrous product according to the preamble of paragraph 1 of the claims.

В способе настоящего типа базовый слой, состоящий в основном из натуральных волокон, получают в процессе формирования полотна, и на указанный базовый слой наносят термосклеивающий слой с получением многослойного волокнистого продукта.In the method of this type, a base layer consisting mainly of natural fibers is obtained during the formation of a web, and a heat-sealable layer is applied to said base layer to obtain a multilayer fibrous product.

Настоящее изобретение также относится к волокнистому продукту по п. 20 и к применению по п. 26.The present invention also relates to the fibrous product of claim 20 and the use of claim 26.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИDESCRIPTION OF THE PRIOR ART

В настоящее время потребители испытывают потребность все более экологически безопасных решений в отношении упаковки. По этой причине для многих торговых сетей и владельцев торговых марок бумага и картон являются предпочтительными упаковочными материалами, поскольку такие продукты получают из возобновляемых сырьевых материалов и легко подвергаются переработке. Многие упаковки, требующие, например, хороших барьерных свойств против кислорода, воды и жиров, снабжены слоями материалов, обладающих свойствами термосклеиваемости. По этой причине для упаковки конфет и хлебобулочных продуктов часто используют бумажно-полимерные ламинаты, при этом указанные ламинаты получают путем нанесения экструзией покрытия на бумагу или путем ламинирования бумаги вместе с полимерными пленками с применением холодного или горячего клея.Consumers are now looking for ever more environmentally friendly packaging solutions. For this reason, for many retailers and brand owners, paper and paperboard are the packaging materials of choice, as these products are derived from renewable raw materials and are easily recyclable. Many packages requiring, for example, good barrier properties against oxygen, water and fats are provided with layers of materials having heat sealing properties. For this reason, paper-polymer laminates are often used for candy and baked goods packaging, these laminates being obtained by extrusion coating paper or by laminating paper together with plastic films using cold or hot glue.

Вследствие склеивания экструзионных пленок с бумажной или картонной основой или необходимости увеличения прочности ламинированной пленки доля пластмассы в таких пленочных ламинатах часто составляет десятки процентов, и поэтому указанные материалы трудно превращать в волокнистую или целлюлозную массу и их вторичное применение часто основано на регенерации тепла путем сжигания. Например, при нанесении покрытия экструзией на бумагу минимальная толщина полимерной пленки обычно составляет примерно 15 мкм, поскольку пленка тоньше указанной толщины затрудняет обеспечение достаточного связывания пленки с бумагой. С другой стороны, путем ламинирования трудно прикреплять пленки с толщиной менее 20 мкм, поскольку такая пленка должна быть самоподдерживающейся в процессе ламинирования.Due to the bonding of extrusion films to a paper or cardboard base, or the need to increase the strength of the laminated film, the proportion of plastic in such film laminates is often tens of percent, and therefore these materials are difficult to turn into pulp or pulp and their recycling is often based on heat recovery by combustion. For example, when extrusion coating paper, the minimum thickness of the resin film is typically about 15 microns, since a film thinner than this thickness makes it difficult to ensure sufficient bonding of the film to the paper. On the other hand, it is difficult to attach films with a thickness of less than 20 µm by lamination, since such a film must be self-supporting during the lamination process.

В FI 126474 В описан продукт, содержащий матрицу из натуральных волокон, в которую могут быть включены термопластичные волокна в качестве армирующих волокон, что, таким образом, придает продукту свойства термосклеенности. Однако для обеспечения достаточно хорошей термосклеенности количество таких армирующих волокон, смешанных с матрицей, должно быть относительно большим.FI 126474 B describes a product containing a matrix of natural fibers in which thermoplastic fibers can be incorporated as reinforcing fibers, thus giving the product thermal bonding properties. However, in order to provide sufficiently good thermal bonding, the amount of such reinforcing fibers mixed with the matrix must be relatively large.

Например, вследствие приведенных выше недостатков настоящих процессов превращения и материалов современные термосклеенные бумажные материалы содержат относительно большое количество пластмасс, что затрудняет их повторное использование. Кроме того, производство таких материалов требует в принципе применение одной или более дополнительных технологических операций, что увеличивает затраты.For example, due to the above disadvantages of the present transformation processes and materials, current heat-sealable paper materials contain a relatively high amount of plastics, which makes them difficult to reuse. In addition, the production of such materials requires, in principle, the use of one or more additional technological steps, which increases costs.

Кроме того, термосклеенные продукты на основе полимерных пленок не пропускают воздух. Однако многие упакованные продукты, например, порошкообразные продукты, требуют от упаковки способности пропускать воздух вследствие эффективности упаковочной линии. Для многих продуктов, таких как текстиль и мебель, желательным является аэрирование или вентиляция во время хранения и транспортировки. Хлебобулочные изделия, такие как хлеб, выигрывают от воздухопроницаемой упаковки, поскольку это сокращает время доставки за счет устранения необходимости охлаждения продуктов перед упаковкой.In addition, thermally bonded products based on polymer films do not allow air to pass through. However, many packaged products, such as powdered products, require the package to be air permeable due to the efficiency of the packaging line. For many products, such as textiles and furniture, aeration or ventilation is desirable during storage and transport. Baked goods such as bread benefit from breathable packaging as it reduces delivery times by eliminating the need to refrigerate foods prior to packaging.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является устранение по меньшей мере некоторых проблем, связанных с данной областью техники, и обеспечение нового типа термосклеенного продукта и способа получения термосклеенного волокнистого продукта.It is an object of the present invention to eliminate at least some of the problems associated with the art and to provide a new type of heat-sealable product and method for producing a heat-sealable fibrous product.

В частности, задача состоит в улучшении пригодности к переработке для вторичного использования термосклеенных материалов бумажного типа за счет уменьшения количества термопластичных материалов, включенных в указанные продукты, и повышения рентабельности производства пригодных для повторного использования упаковочных материалов.In particular, the object is to improve the recyclability of paper-type heat-sealable materials by reducing the amount of thermoplastic materials included in said products and to increase the cost-effectiveness of producing recyclable packaging materials.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа, с помощью которого можно получать новые термосклеенные и воздухопроницаемые конечные продукты.A further object of the present invention is to provide a method by which new heat-sealed and breathable end products can be obtained.

Согласно настоящему изобретению на несущем слое, состоящем в основном из натуральных волокон, формируют термосклеивающий слой, содержащий в основном синтетические волокна или частицы, в частности, длинные синтетические волокна.According to the present invention, on a carrier layer consisting mainly of natural fibers, a heat-seal layer is formed, containing mainly synthetic fibers or particles, in particular long synthetic fibers.

В настоящем изобретении было обнаружено, что такой отдельный термосклеивающий слой волокнистого материала позволяет использовать значительно меньшую общую толщину слоя и, следовательно, меньшее общее количество синтетического материала. С другой стороны, с помощью настоящего изобретения получают материалы, которые можно соединить посредством сварного шва, который, как правило, является более прочным, чем шов, получаемый в случае обычных пленок с экструзионным покрытием или ламинированных пленок, а также более прочного сварного шва, чем шов, получаемый в случае продуктов, в которых в базовый слой равномерно встроено такое же количество синтетических волокон или частиц.In the present invention, it has been found that such a separate thermal bonding layer of fibrous material allows the use of a significantly lower overall layer thickness and hence a lower total amount of synthetic material. On the other hand, the present invention produces materials that can be joined by a seal that is generally stronger than the seal obtained with conventional extrusion coated films or laminated films, as well as a stronger seal than a seam obtained in the case of products in which the same amount of synthetic fibers or particles is evenly embedded in the base layer.

В способе согласно настоящему изобретению слой, в частности, термосклеивающий слой, наносят на несущий слой уже на стадии формирования полотна, в результате чего термосклеивающий слой волокнистого материала прочно прикрепляется к несущему слою без необходимости применения каких-либо полностью отдельных технологических операций или линий.In the method according to the invention, a layer, in particular a heat-seal layer, is applied to the carrier layer already at the stage of web formation, whereby the heat-seal layer of fibrous material is firmly attached to the carrier layer without the need for any completely separate processing steps or lines.

Согласно настоящему изобретению по меньшей мере один из слоев, в частности, по меньшей мере один несущий слой или по меньшей мере один термосклеивающий слой или оба указанных слоя, предпочтительно получают путем формования пены.According to the present invention, at least one of the layers, in particular at least one carrier layer or at least one heat seal layer or both of these layers, is preferably obtained by foam molding.

Более конкретно, способ согласно настоящему изобретению в основном характеризуется тем, что изложено в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.More specifically, the method according to the present invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of paragraph 1 of the claims.

Продукт согласно настоящему изобретению, в свою очередь, характеризуется тем, что изложено в отличительной части пункта 20 формулы изобретения.The product according to the present invention, in turn, is characterized by what is set forth in the characterizing part of paragraph 20 of the claims.

Применение согласно настоящему изобретению определено в пункте 26 формулы изобретения.The use according to the present invention is defined in paragraph 26 of the claims.

Настоящее изобретение обеспечивает значительные преимущества.The present invention provides significant advantages.

В частности, с помощью настоящего изобретения можно значительно снизить долю пластмассы в новых материалах до 75% по сравнению с бумажно-полимерными ламинатами, обычно применяемыми в качестве упаковочных материалов. Это связано с тем, что термосклеивающий слой с высоким содержанием волокон или частиц можно получить в виде очень тонкой структуры, которую прочно прикрепляют к несущему слою продукта на стадии формирования полотна. Таким образом, настоящее изобретение позволяет получать многослойные материалы, которые легче подаются переработке. Поскольку в описанном изобретении из производственной цепочки исключен один отдельный процесс очистки, настоящее изобретение также позволяет получать экономичные термосклеенные материалы.In particular, the present invention can significantly reduce the proportion of plastics in the new materials by up to 75% compared to paper-polymer laminates commonly used as packaging materials. This is because the heat seal layer with a high content of fibers or particles can be obtained in the form of a very thin structure, which is firmly attached to the carrier layer of the product at the stage of web formation. Thus, the present invention makes it possible to obtain multilayer materials that are easier to process. Because the described invention eliminates one separate cleaning process from the production chain, the present invention also makes it possible to produce cost-effective heat-sealable materials.

Кроме того, как было обнаружено, по сравнению с существующими продуктами, имитирующими пластмассу, в которых синтетические термопластичные волокна были равномерно смешаны со всей волокнистой матрицей, сварные швы согласно настоящему изобретению на 60% прочнее при применении таких же исходных материалах и одинакового общего количества материала. Это позволяет использовать даже меньшие количества пластмассовых материалов, что, таким образом, упрощает переработку материалов и еще обеспечивает получение прочных швов, что является очень важным в упаковочной промышленности.In addition, compared to existing plastic imitation products in which synthetic thermoplastic fibers were uniformly blended throughout the fiber matrix, the welds of the present invention were found to be 60% stronger using the same starting materials and the same total amount of material. This makes it possible to use even smaller quantities of plastic materials, which thus simplifies the recycling of materials and still provides strong seams, which is very important in the packaging industry.

По сравнению с продуктами, полученными с применением способов ламинирования или покрытия экструзией, обеспечивается преимущество, состоящее в том, что полученный продукт является воздухопроницаемым, поскольку в дополнение к базовому слою термосклеивающий слой волокнистой структуры также может быть выполнен в виде воздухопроницаемой структуры, в отличие от автономных пленок.Compared to products obtained using lamination or extrusion coating processes, the advantage is provided that the resulting product is breathable, because in addition to the base layer, the thermal seal layer of the fibrous structure can also be made in the form of an air-permeable structure, in contrast to stand-alone films.

Как основной слой, так и термосклеивающий слой предпочтительно формируют и прикрепляют друг к другу в процессе формования пены, когда содержание сухого вещества в продукте все еще низкое, например, составляет 35% или менее. Клеевое соединение слоев можно упрочнить путем добавления связующего вещества к указанным слоям или по меньшей мере к их зоне соприкосновения. Применяемое связующее вещество предпочтительно является термосклеивающим само по себе, при этом необходимость в синтетическом волокнистом материале дополнительно уменьшается. С другой стороны, достаточно прочное межсоединение может быть обеспечено за счет каландрирования при достаточном давлении и температуре.Both the base layer and the heat seal layer are preferably formed and attached to each other during the foam forming process when the dry matter content of the product is still low, eg 35% or less. The adhesive bond of the layers can be strengthened by adding a binder to said layers or at least to their contact zone. The binder used is preferably a heat sealer in itself, whereby the need for synthetic fibrous material is further reduced. On the other hand, sufficiently strong interconnection can be achieved by calendering at sufficient pressure and temperature.

Толщина термосклеивающего слоя обычно значительно меньше, чем толщина базового слоя, при этом плотность (граммаж) термосклеивающего слоя составляет 15 г/м² или менее, предпочтительно 10 г/м² или менее, более предпочтительно 5 г/м² или менее.The thickness of the heat seal layer is usually significantly less than the thickness of the base layer, and the density (grams) of the heat seal layer is 15 g/m ² or less, preferably 10 g/m ² or less, more preferably 5 g/m ² or less.

Абсолютная толщина термосклеивающего слоя предпочтительно составляет 10 мкм или менее, например, от 2 до 10 мкм, что значительно меньше толщины, которую можно получить в обычных термосклеенных продуктах.The absolute thickness of the heat sealing layer is preferably 10 µm or less, for example 2 to 10 µm, which is much less than the thickness that can be obtained in conventional heat-sealable products.

Далее на основе прилагаемых чертежей будут более подробно рассмотрены предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.Hereinafter, on the basis of the accompanying drawings, the preferred embodiments of the present invention will be considered in more detail.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

На фигуре 1А показано поперечное сечение структуры двухслойного многослойного волокнистого продукта согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.Figure 1A shows a cross section of the structure of a two-layer multilayer fibrous product according to one embodiment of the present invention.

На фигуре 1В показано поперечное сечение структуры трехслойного многослойного волокнистого продукта согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.Figure 1B shows a cross section of the structure of a three-layer multilayer fibrous product according to one embodiment of the present invention.

На фигуре 1С показано поперечное сечение структуры многослойного волокнистого продукта согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, в которой базовый слой и термосклеивающий слой частично смешаны друг с другом для упрочнения соединения между слоями.Figure 1C shows a cross-section of the structure of a multilayer fibrous product according to one embodiment of the present invention, in which the base layer and the heat seal layer are partially mixed with each other to strengthen the connection between the layers.

На фигурах 2А и 2В показаны блок-схемы предложенного в настоящем изобретении способа производства согласно двум вариантам реализации настоящего изобретения.Figures 2A and 2B show block diagrams of the production method proposed in the present invention according to two embodiments of the present invention.

На фигуре 3 показаны в виде графика результаты испытаний на прочность, описанных в примере 1.Figure 3 shows graphically the results of the strength tests described in Example 1.

ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENTS OF THE PRESENT INVENTION

Термин «слой, состоящий в основном из X» (или «в основном содержащий») в данном контексте означает, что указанный слой содержит по меньшей мере 50% масс. материалах.The term "layer consisting mainly of X" (or "mainly containing") in this context means that the specified layer contains at least 50% of the mass. materials.

Термин «термосклеивающий» относится к структуре и материалу, который способен образовывать прочный шов под действием тепла и давления по меньшей мере с другой подобной структурой и материалом.The term "heat-sealable" refers to a structure and material that is capable of forming a strong seal under heat and pressure with at least another similar structure and material.

Термины «процесс формирования полотна» и «формирование» означают формирование структуры на основе волокон в виде полотна способом влажной укладки, при котором сырьевые материалы, содержащиеся в конечном продукте, помещают на проволочную сетку в форме водной волокнистой массы или пены, придают им форму или формируют в виде волокнистого полотна, которое высушивают в секции сушки бумагоделательной или картоноделательной машины с получением готовой волокнистой матрицы. Под «формованием пены» подразумевают, в частности, способ, описанный в FI126474.The terms "web forming process" and "forming" mean the formation of a fiber-based structure in the form of a web by a wet-laid method in which the raw materials contained in the final product are placed on a wire mesh in the form of an aqueous pulp or foam, shaped or formed in the form of a fibrous web, which is dried in the drying section of a paper or board machine to obtain a finished fibrous matrix. By "forming foam" is meant, in particular, the method described in FI126474.

Термин «длинные» при применении в отношении синтетических волокон означает в общем случае волокна, имеющие длину не менее 1 мм.The term "long" when applied to synthetic fibers means in general fibers having a length of at least 1 mm.

Термин «многослойное полотно» или «многослойный волокнистый продукт» означает полотно или волокнистый продукт, полученный с применением по меньшей мере двух перекрывающихся слоев волокон. Таких перекрывающихся слоев может быть множество, обычно от 2 до 10, в частности, 2 или 3. По меньшей мере один из слоев, формирующих поверхность многослойного полотна или продукта, предпочтительно получают с помощью термосклеивающего слоя. Согласно из одному вариантов реализации слой, примыкающий к термосклеивающему слою, представляет собой несущий слой, который обычно сам по себе не обладает свойствами термосклеиваемости. Наряду со слоям волокнистого материала также может присутствовать поверхностный слой, придающий слоистым продуктам предварительно выбранные свойства, например, гидрофобность.The term "multilayer web" or "multilayer fibrous product" means a web or fibrous product made using at least two overlapping layers of fibers. There may be a plurality of such overlapping layers, typically 2 to 10, in particular 2 or 3. At least one of the layers forming the surface of the multilayer web or product is preferably formed with a heat seal layer. In one embodiment, the layer adjacent to the heat seal layer is a carrier layer, which generally does not have heat seal properties per se. In addition to the layers of fibrous material, a surface layer can also be present, giving the layered products preselected properties, for example hydrophobicity.

«Длины волокон» или «средние длины волокон» выражают в единицах средневзвешенного значения длины. Средневзвешенное значение длины волокна рассчитывают как сумму квадратов длин отдельных волокон, деленную на сумму длин отдельных волокон."Fiber lengths" or "average fiber lengths" are expressed in terms of weighted average length. The weighted average fiber length is calculated as the sum of the squares of the individual fiber lengths divided by the sum of the individual fiber lengths.

Как будет видно из изложенного выше, в способе получения согласно предпочтительному варианту реализации термосклеивающий слой бумажного материала наносят на продукт уже на стадии изготовления с получением многослойного продукта. Такой многослойный волокнистый продукт обычно состоит из первого слоя, например, базового слоя, в основном содержащего натуральные волокна, такие как химическая целлюлоза, механическая целлюлоза, полумеханическая целлюлоза, рециклированные волокна или любая их комбинация, и второго слоя, т.е. термосклеивающего слоя, в основном содержащего синтетические волокна, частицы или их комбинации, который формируют на первом слое в процессе получения полотна.As will be seen from the foregoing, in the manufacturing process according to the preferred embodiment, the thermal sealing layer of the paper material is applied to the product already at the manufacturing stage to form a multilayer product. Such a multilayer fibrous product typically consists of a first layer, for example a base layer primarily containing natural fibers such as chemical pulp, mechanical pulp, semi-mechanical pulp, recycled fibers, or any combination thereof, and a second layer, i.e. a thermal bonding layer, mainly containing synthetic fibers, particles, or combinations thereof, which is formed on the first layer during the production of the web.

Согласно из одному вариантов реализации способ получения многослойного волокнистого продукта, содержащего по меньшей мере два перекрывающихся слоя, осуществляют в процессе формирования полотна, в частности, путем формования пены. Согласно такому варианту реализацииAccording to one embodiment, the method of obtaining a multilayer fibrous product containing at least two overlapping layers, is carried out in the process of forming a web, in particular, by forming a foam. According to this implementation

- обеспечивают первый слой, содержащий в основном натуральные волокна, и- provide a first layer containing mainly natural fibers, and

- обеспечивают второй слой, содержащий синтетические волокна или частицы,- provide a second layer containing synthetic fibers or particles,

при этом первый и второй слои расположены путем наложения одного слоя на другой. Второй слой способен придавать волокнистому продукту свойства термосклеиваенности.wherein the first and second layers are arranged by superimposing one layer on the other. The second layer is capable of imparting thermal bonding properties to the fibrous product.

Согласно из одному вариантов реализацииAccording to one implementation

- первый слой формируют в виде полотна из первой волокнистой массы, содержащей первую композицию, и- the first layer is formed in the form of a web of the first fibrous mass containing the first composition, and

- второй слой наносят на полотно, сформированное посредством первого слоя, из второй волокнистой массы, содержащей вторую композицию, с получением многослойного полотна.- the second layer is applied to the web formed by the first layer from the second fibrous mass containing the second composition to obtain a multilayer web.

Первая и вторая композиции отличаются друг от друга, например, в отношении содержания по меньшей мере одного компонента, выбранного из волокон, полимеров, добавок и воды. По меньшей мере одна, в частности, обе указанные композиции предпочтительно содержат пенообразующие агенты.The first and second compositions differ from each other, for example, in terms of the content of at least one component selected from fibers, polymers, additives and water. At least one, in particular both of said compositions preferably contain blowing agents.

Согласно из одному вариантов реализации первый и вторые слои получают и соединяют друг с другом в процессе формования пены с применением напорного ящика для формирования многослойного полотна.In one embodiment, the first and second layers are produced and bonded to each other in a headbox foam forming process to form a multilayer web.

Согласно из одному вариантов реализации настоящий многослойный волокнистый продукт изготавливают с применением технологии формования пены по меньшей мере для получения базового слоя и предпочтительно также для получения термосклеивающего слоя и соединения слоев. В общем случае, указанная технология описана в публикациях FI 126474 В и FI 126092 В. Формование пены также позволяет равномерно распределять длинные синтетические волокна в тонких слоях и, таким образом, получать конечный продукт высокого качества.In one embodiment, the present multilayer fibrous product is made using a foam molding technique to at least provide a base layer, and preferably also to provide a heat seal layer and layer bonding. In general, this technology is described in publications FI 126474 B and FI 126092 B. Foam spinning also allows long synthetic fibers to be uniformly distributed in thin layers and thus a high quality end product is obtained.

Согласно из одному вариантов реализации формование пены для получения настоящего многослойного продукта осуществляют с применением одного формовочного блока, в который потоки пены подают слоями или отдельными частями.According to one embodiment, foam molding to obtain the present multilayer product is carried out using a single mold block into which foam streams are fed in layers or in separate parts.

Формовочный блок может быть горизонтальным или вертикальным. Например, в двухслойном полотне один поток пены образует базовое полотно. Сухое вещество в таком потоке состоит в основном из натуральных волокон. Другой формирующий слой, образующий склеиваемый слой, состоит в основном из термопластичных волокон.The mold block can be horizontal or vertical. For example, in a two-ply web, one stream of foam forms the base web. The dry matter in such a stream consists mainly of natural fibres. The other forming layer, which forms the adhesive layer, consists mainly of thermoplastic fibers.

В общем случае, путем формования пены можно поддерживать высокую консистенцию композиции бумажной массы (высокое содержание сухого вещества в волокнистой массе). Как правило, согласно настоящей технологии консистенция в напорном ящике составляет более 0,1% по массе, в частности, более 0,5% по массе и до примерно 3% по массе.In general, by molding the foam, a high consistency of the furnish composition (high dry matter content of the pulp) can be maintained. As a rule, according to the present technology, the consistency in the headbox is more than 0.1% by weight, in particular, more than 0.5% by weight and up to about 3% by weight.

Согласно предпочтительному варианту реализации часть исходного материала сначала формируют в виде водосодержащего плоского базового полотна, содержащего первую водную фазу и первую волокнистую фазу, в основном состоящую из натуральных волокон. В частности, указанное полотно формируют посредством формования пены, как описано ниже, путем диспергирования волокон в пене или вспениваемой жидкости, состоящей из воды и по меньшей мере одного пенообразующего агента. Термосклеивающий слой прикрепляют к базовому полотну в виде частичного полотна или в форме дисперсии, в частности, в виде вспененного частичного полотна или в форме вспененной дисперсии, содержащей вторую водную фазу и вторую волокнистую фазу или фазу частиц, в основном состоящую из синтетических волокон или частиц или их комбинаций, что позволяет синтетическим волокнам и любым частицам второй волокнистой фазы проникать по меньшей мере частично между натуральными волокнами первой волокнистой фазы.According to a preferred embodiment, a portion of the starting material is first formed into a water-containing flat base web containing a first aqueous phase and a first fibrous phase mainly composed of natural fibers. In particular, said web is formed by forming a foam, as described below, by dispersing the fibers in a foam or foamable liquid consisting of water and at least one foaming agent. The thermal sealing layer is attached to the base web in the form of a partial web or in the form of a dispersion, in particular in the form of a foamed partial web or in the form of a foamed dispersion containing a second aqueous phase and a second fibrous or particle phase, mainly consisting of synthetic fibers or particles or their combinations, which allows the synthetic fibers and any particles of the second fibrous phase to penetrate at least partially between the natural fibers of the first fibrous phase.

Полученное влажное многослойное полотно высушивают для удаления воды, в результате чего натуральные и синтетические волокна вместе образуют слоистую волокнистую матрицу. В этой же связи на первую и/или вторую водную фазу или поверх всего полотна можно нанести одно или более связующих веществ, в результате чего указанное связующее вещество также проникает в требуемые слои. Связующее вещество предпочтительно выбирают таким образом, чтобы оно было совместимо с волокнами и частицами термосклеивающего слоя.The resulting wet multilayer web is dried to remove water, whereby the natural and synthetic fibers together form a layered fibrous matrix. In the same connection, one or more binders can be applied to the first and/or second aqueous phase or over the entire web, as a result of which said binder also penetrates into the desired layers. The binder is preferably chosen to be compatible with the fibers and particles of the heat seal layer.

В общем случае, отношение скорости потока пены к скорости проволочной сетки (на которую, возможно, уже был нанесен первый слой первой волокнистой массы) составляет от 0,1 до 2,5.In general, the ratio of the foam flow rate to the wire mesh rate (on which the first layer of the first pulp may have already been applied) is between 0.1 and 2.5.

Согласно из одному вариантов реализации такое отношение не равно 1. Согласно такому варианту реализации на проволочной сетке будет происходить смешение слоев, что обеспечит образование межслойного соединения.In one embodiment, this ratio is not equal to 1. In such an embodiment, layer mixing will occur on the wire mesh to form an interlayer bond.

Согласно из одному вариантов реализации такое отношение составляет от 1 до 2,5.According to one embodiment, this ratio is from 1 to 2.5.

Согласно из одному вариантов реализации формование пены включает получение вспененной дисперсии путем диспергирования волокон в пене или вспениваемой жидкости, состоящей из воды и по меньшей мере одного пенообразующего агента, с получением волокнистой пены, обычно содержащей от 0,1 до 15%, например, от 0,5 до 10% по массе по меньшей мере одного пенообразующего агента. Затем полученную таким образом волокнистую пену направляют к перфорированной опоре, такой как проволочная сетка, и удаляют жидкость через указанную перфорированную опору с получением листа.In one embodiment, forming a foam comprises making a foam dispersion by dispersing fibers in a foam or foamable liquid composed of water and at least one blowing agent to form a fibrous foam, typically containing 0.1 to 15%, such as 0 .5 to 10% by weight of at least one blowing agent. Then, the thus obtained fibrous foam is sent to a perforated support such as a wire mesh, and the liquid is removed through said perforated support to obtain a sheet.

Пенообразующие агенты для получения пен выбирают из поверхностно-активных веществ, которые обеспечивают образование пены. Таким образом, пенообразующий агент обычно выбирают из водорастворимого пенообразующего полимерного агента и вододиспергируемых пенообразующих полимерных агентов и их комбинаций. Пенообразующий агент можно выбрать из водорастворимых гликанов, вододиспергируемых гликанов, водорастворимых гидрофильных полимеров и вододиспергируемых гидрофильных полимеров и их комбинаций. Водорастворимые гликаны и вододиспергируемые гликаны предпочтительно выбирают из полисахаридов и их производных. Водорастворимые гидрофильные полимеры и вододиспергируемые гидрофильные полимеры также можно выбрать из поливиниловых спиртов и поливинилацетатов и их сополимеров.Foaming agents for producing foams are selected from surfactants that provide foam. Thus, the foaming agent is typically selected from water-soluble foaming polymeric agents and water-dispersible foaming polymeric agents, and combinations thereof. The foaming agent can be selected from water-soluble glycans, water-dispersible glycans, water-soluble hydrophilic polymers, and water-dispersible hydrophilic polymers, and combinations thereof. Water-soluble glycans and water-dispersible glycans are preferably selected from polysaccharides and their derivatives. Water-soluble hydrophilic polymers and water-dispersible hydrophilic polymers can also be selected from polyvinyl alcohols and polyvinyl acetates and their copolymers.

Согласно из одному вариантов реализации, в котором волокна не образуют водородных связей, пенообразующие химические реагенты также действуют в качестве связующего вещества.In one embodiment in which the fibers do not form hydrogen bonds, the foaming chemicals also act as a binder.

Согласно из одному вариантов реализации, в частности, осуществляемому с применением отдельных напорных ящиков, сначала можно высушить слой, сформированный из первой массы из первого напорного ящика, для удаления части, как правило, большей части, воды перед размещением второго слоя из второго напорного ящика на еще влажный первый слой. Таким образом, согласно из одному вариантов реализации,According to one implementation, in particular carried out using separate headboxes, it is first possible to dry the layer formed from the first mass from the first headbox to remove some, usually most, of the water before placing the second layer from the second headbox on still wet first layer. Thus, according to one embodiment,

- первый слой формируют в виде полотна с первым содержанием твердых веществ,- the first layer is formed as a web with a first solids content,

- полученное полотно подвергают сушке для увеличения содержания твердых веществ в полотне с получением модифицированного полотна со вторым содержанием твердых веществ (второе содержание сухого вещества), иthe resulting web is dried to increase the solids content of the web to form a modified web with a second solids content (second solids content), and

- на модифицированное полотно наносят второй слой.- a second layer is applied to the modified canvas.

Аналогичным образом, в частности, при применении отдельных напорных ящиков:Similarly, in particular when using individual headboxes:

- полученное полотно подвергают прессованию в секции прессования, сушке на сушильном цилиндре в секции сушильного цилиндра или их комбинации для увеличения содержания твердых веществ в полотне с получением модифицированного полотна со вторым содержанием твердых веществ (второе содержание сухого вещества), и- the resulting web is subjected to pressing in the pressing section, drying on a drying cylinder in the drying cylinder section, or a combination of both to increase the solids content of the web to obtain a modified web with a second solids content (second dry matter content), and

Первый слой изначально имеет высокое содержание воды, на уровне содержания воды в первой водной композиции, используемой для формирования полотна, и перед размещением второй водной композиции указанный слой высушивают до обеспечения более высокого содержания твердых веществ (содержания сухого вещества) с тем, чтобы получить модифицированное полотно. Например, первый слой высушивают до обеспечения второго содержания твердых веществ от 15 до 35% по массе, в частности, от 20 до 35% по массе, с получением модифицированного полотна перед нанесением на указанное полотно второго слоя.The first layer initially has a high water content, at the level of the water content of the first aqueous composition used to form the web, and before placing the second aqueous composition, said layer is dried to provide a higher solids content (dry matter content) in order to obtain a modified web . For example, the first layer is dried to provide a second solids content of 15 to 35% by weight, in particular 20 to 35% by weight, to form a modified web prior to application of the second layer to said web.

Согласно из одному вариантов реализации сушку полотна и, в частности, многослойного полотна осуществляют путем бесконтактной сушки.According to one embodiment, the drying of the web, and in particular the multilayer web, is carried out by non-contact drying.

Сушку выполняют, например, с применением по меньшей мере одного способа, выбранного из группы, состоящей из вакуумной сушки, сушки горячим воздухом, сухо-воздушной сушки, инфракрасной сушки, сушки на сушильном цилиндре и их комбинаций.Drying is performed, for example, using at least one method selected from the group consisting of vacuum drying, hot air drying, dry air drying, infrared drying, drying on a drying cylinder, and combinations thereof.

Сушку обычно осуществляют до достижения конечного содержания влаги менее 20% по массе, обычно менее 15% по массе, в частности, менее 10% по массе.Drying is usually carried out until a final moisture content of less than 20% by weight is reached, typically less than 15% by weight, in particular less than 10% by weight.

Согласно из одному вариантов реализации частицы (в том числе, волокна), содержащиеся в слоях, имеют размер больший, чем размер пор проволочной сетки. Это позволяет использовать вакуум для улучшения удаления воды из полотна.In one embodiment, the particles (including fibers) contained in the layers are larger than the pore size of the wire mesh. This allows the vacuum to be used to improve the removal of water from the web.

Связующее вещество можно наносить на частичное полотно или многослойное полотно, то есть по отдельности на полотна, состоящие из базового слоя и термосклеивающего слоя, перед их склеиванием друг с другом или только после склеивания. Полученную структуру можно упрочнить путем нанесения связующего вещества либо на одно, либо на оба частичных полотна на границе раздела слоев, обычно на их соприкасающиеся поверхности, перед соединением полотен друг с другом.The binder can be applied to the partial web or the multilayer web, that is to say, individually to the webs consisting of the base layer and the heat seal layer, before they are glued together or only after they have been glued. The resulting structure can be strengthened by applying a binder to either one or both of the partial webs at the interface between the layers, typically their mating surfaces, prior to bonding the webs to each other.

Согласно из одному вариантов реализации как базовый слой, так и термосклеивающий слой содержат одно и тоже термопластичное связующее вещество, подходящим образом равномерно распределенное на указанных слоях или внутри них.In one embodiment, both the base layer and the heat seal layer comprise the same thermoplastic binder suitably distributed evenly on or within said layers.

Гидрофобные свойства продукта, описанного в настоящем документе, могут быть дополнительно улучшены. Таким образом, согласно из одному вариантов реализации на поверхности базового слоя, противоположной термосклеивающему слою, размещают слой, обладающий гидрофобными свойствами. Одним из примеров является поверхностный слой лака.The hydrophobic properties of the product described herein can be further improved. Thus, in one embodiment, a layer having hydrophobic properties is placed on the surface of the base layer opposite the heat seal layer. One example is the surface layer of varnish.

Гидрофобные свойства можно придавать поверхностному слою многослойного продукта путем применения гидрофобных агентов, таких как димер алкиленкетена (AKD), алкенилянтарный ангидрид (ASA) и связующие вещества в комбинации со сшивающими связующими агентами.Hydrophobic properties can be imparted to the surface layer of the multilayer product by the use of hydrophobic agents such as alkylene ketene dimer (AKD), alkenyl succinic anhydride (ASA) and binders in combination with crosslinking binders.

Что касается волокнистых материалов и материалов из частиц, составляющих указанные слои, можно отметить следующее.As regards the fibrous and particulate materials constituting said layers, the following may be noted.

В данном контексте, в частности, натуральные волокна получают из целлюлозных или лигноцеллюлозных сырьевых материалов, например, путем химического или полухимического способа получения волокнистой массы или дефибрирования. Волокна также могут представлять собой волокна механической целлюлозы или рециклированные волокна. В частности, натуральные волокна относятся к натуральным волокнам и их смесям, более точно описанным в публикации FI 126474 В.In this context, in particular, natural fibers are obtained from cellulosic or lignocellulosic raw materials, for example, by chemical or semi-chemical pulping or defibration. The fibers may also be mechanical pulp fibers or recycled fibers. In particular, natural fibers refer to natural fibers and mixtures thereof, more specifically described in FI publication 126474 B.

В качестве сырьевого материала для целлюлозных и лигноцеллюлозных волокон можно использовать древесные или растительные материалы, такие как однолетние или многолетние растения. В частности, в качестве сырьевого материала используют материал лиственных деревьев (например, из березы, осины, тополя, ольхи, эвкалипта или смешанной древесины тропических лиственных пород) или, в частности, материал хвойных деревьев. Примеры последних включают древесину, полученную из ели или сосны.As raw material for cellulosic and lignocellulosic fibers, woody or plant materials such as annuals or perennials can be used. In particular, deciduous tree material (eg birch, aspen, poplar, alder, eucalyptus or mixed tropical hardwood) or, in particular, coniferous tree material is used as the raw material. Examples of the latter include wood derived from spruce or pine.

Целлюлозные и лигноцеллюлозные волокна могут быть очищены.Cellulosic and lignocellulosic fibers can be refined.

Согласно из одному вариантов реализации используют нерафинированные целлюлозные или лигноцеллюлозные волокна, в частности, целлюлозные волокна.In one embodiment, unrefined cellulose or lignocellulosic fibers are used, in particular cellulose fibers.

Согласно из одному вариантов реализации базовый слой (несущий слой) состоит в основном из натуральных волокон. Согласно из одному вариантов реализации базовый слой (несущий слой) содержит от более 50% по массе и до 100% по массе натуральных волокон в расчете на общую массу волокон базового слоя (несущего слоя).According to one embodiment of the base layer (carrier layer) consists mainly of natural fibers. According to one embodiment, the base layer (carrier layer) contains from more than 50% by weight and up to 100% by weight of natural fibers, based on the total weight of the fibers of the base layer (carrier layer).

Согласно из одному вариантов реализации базовый слой (несущий слой) может содержать от 1 до 49%, обычно примерно от 1 до 30%, например, примерно от 1 до 20% по массе других волокон, в частности, синтетических волокон.In one embodiment, the base layer (carrier layer) may contain 1 to 49%, typically about 1 to 30%, such as about 1 to 20%, by weight of other fibers, in particular synthetic fibers.

Кроме того, могут быть включены и дополнительные компоненты, например, связующие вещества или другие добавки, и потенциально другие компоненты, необходимые для продукта или производственного процесса. Количество таких компонентов в общем случае составляет примерно от 0,1 до 30 частей по массе на 100 частей по массе слоя.In addition, additional components may be included, such as binders or other additives, and potentially other components necessary for the product or manufacturing process. The amount of such components is generally from about 0.1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the layer.

Примеры связующих веществ включают природные связующие вещества и биополимеры, такие как крахмал и модифицированный крахмал и производные крахмала, хитозан, альгинаты, и синтетические связующие вещества, такие как винилацетат и винилакрилатный латекс, полиуретаны и стирол-бутадиеновые латексы, а также их смеси и различные сополимеры, в частности, сополимеры синтетических полимерных связующих веществ.Examples of binders include natural binders and biopolymers such as starch and modified starch and starch derivatives, chitosan, alginates, and synthetic binders such as vinyl acetate and vinyl acrylate latex, polyurethanes and styrene-butadiene latexes, as well as mixtures thereof and various copolymers. in particular copolymers of synthetic polymer binders.

Термосклеивающий слой может содержать до 100%, например, от 50 до 100%, например, от 51 до 99% по массе термопластичных волокон и/или частиц, таких как полилактидные (PLA) волокна или частицы, волокна или частицы из полимера гликолевой кислоты, полиолефиновые, полиэтилентерефталатные волокна или частицы, волокна или частицы из сложного полиэфира, полиамидные волокна или частицы, волокна или частицы из поливинилового спирта или двухкомпонентные (бикомпонентные) волокна или частицы. В частности, такой материал может представлять собой PLA, полипропиленовые (РР), полиэтиленовые (РЕ) или двухкомпонентные волокна. Кроме того, потенциальными полимерами для получения указанных синтетических волокон или частиц являются и другие биополимеры, такие как полибутиленсукцинат (PBS). Одним из предпочтительных примеров являются многослойные синтетические PLA-PBS волокна или частицы. В частности, термопластичные волокна могут представлять собой биоразлагаемые термопластичные волокна.The thermal sealing layer may contain up to 100%, for example, from 50 to 100%, for example, from 51 to 99%, by weight of thermoplastic fibers and/or particles, such as polylactide (PLA) fibers or particles, glycolic acid polymer fibers or particles, polyolefin, polyethylene terephthalate fibers or particles, polyester fibers or particles, polyamide fibers or particles, polyvinyl alcohol fibers or particles, or bicomponent (bicomponent) fibers or particles. In particular, such material may be PLA, polypropylene (PP), polyethylene (PE) or bicomponent fibers. In addition, other biopolymers such as polybutylene succinate (PBS) are potential polymers for producing said synthetic fibers or particles. One preferred example is multilayer synthetic PLA-PBS fibers or particles. In particular, the thermoplastic fibers may be biodegradable thermoplastic fibers.

В качестве сырьевого материала для термосклеивающего слоя также можно использовать и другие волокна, например, в количестве до примерно 50% по массе, например, от примерно 0,1 до примерно менее 50% по массе (например, от 1 до 49% по массе), такие как длинные армирующие волокна, в частности, вискозные волокна, или натуральные волокна, или волокна, отличные от термопластичных синтетических волокон. Так, например, в термосклеивающий слой могут быть включены целлюлозные и лигноцеллюлозные волокна описанного выше типа (рафинированные или предпочтительно нерафинированные). Как правило, количество таких волокон составляет до 40% по массе, в частности, примерно от 5 до 30% по массе.Other fibers can also be used as raw material for the heat seal layer, for example, in an amount up to about 50% by weight, for example, from about 0.1 to about less than 50% by weight (for example, from 1 to 49% by weight) such as long reinforcing fibres, in particular viscose fibres, or natural fibres, or fibres, other than thermoplastic synthetic fibres. Thus, for example, cellulosic and lignocellulosic fibers of the type described above (refined or preferably unrefined) can be included in the thermal bonding layer. Typically, the amount of such fibers is up to 40% by weight, in particular from about 5 to 30% by weight.

Синтетические волокна термосклеивающего слоя могут иметь линейную плотность, составляющую, например, 10 дтекс или менее, предпочтительно не более 5 дтекс, например, от 1 до 5 дтекс.Средняя длина длинных волокон может составлять, например, от 1 до 50 мм, предпочтительно от 1 до 20 мм, например, от 3 до 12 мм. Типичные подходящие для применения PLA волокна имеют массу на единицу длины 1,7 дтекс и длину от 6 до 12 мм.The synthetic fibers of the heat seal layer may have a linear density of, for example, 10 dtex or less, preferably no more than 5 dtex, for example 1 to 5 dtex. up to 20 mm, for example, from 3 to 12 mm. Typical fibers suitable for PLA applications have a weight per unit length of 1.7 dtex and a length of 6 to 12 mm.

Кроме того, могут быть включены связующие вещества и/или другие добавки, необходимые для продукта или производственного процесса. Количество таких компонентов в общем случае составляет примерно от 0,1 до 30 частей по массе на 100 частей по массе слоя.In addition, binders and/or other additives required by the product or manufacturing process may be included. The amount of such components is generally from about 0.1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the layer.

Примеры связующих веществ включают природные связующие вещества и биополимеры, такие как крахмал и модифицированный крахмал и производные крахмала, хитозан, альгинаты и синтетические связующие вещества, такие как винилацетат и винилакрилатный латекс и полиуретаны и стирол-бутадиеновые латексы, а также их смеси и различные сополимеры, в частности, сополимеры синтетических полимерных связующих веществ. Согласно из одному вариантов реализации используют связующие веществ, способные к термосклеиванию. Согласно из одному вариантов реализации используют связующие веществ, способные придавать термосклеивающему слою свойства эластичности, такие как полиуретаны.Examples of binders include natural binders and biopolymers such as starch and modified starch and starch derivatives, chitosan, alginates and synthetic binders such as vinyl acetate and vinyl acrylate latex and polyurethanes and styrene-butadiene latexes, as well as mixtures thereof and various copolymers, in particular copolymers of synthetic polymer binders. In one embodiment, binders capable of heat sealing are used. In one embodiment, binders are used that are capable of imparting elastic properties to the heat seal layer, such as polyurethanes.

Кроме того, межсоединение слоев можно осуществить или улучшить посредством нагревания, например, каландрирования многослойного полотна при температуре по меньшей мере 90°С и предпочтительно выше 130°С.In addition, the interconnection of the layers can be carried out or improved by heating, for example, calendering the multilayer web at a temperature of at least 90°C and preferably above 130°C.

Согласно из одному вариантов реализации водная композиция («первая волокнистая масса») для формирования первого слоя наряду с натуральными волокнами и необязательно синтетическими волокнами и/или частицами также содержит от 0,1 до 15% по массе, в расчете на содержание твердых веществ, добавки, выбранной из поверхностно-активных веществ, связующих веществ и их комбинаций.According to one embodiment, the aqueous composition ("first pulp") for forming the first layer, along with natural fibers and optionally synthetic fibers and/or particles, also contains from 0.1 to 15% by weight, based on solids content, additives selected from surfactants, binders and combinations thereof.

Согласно из одному вариантов реализации водная композиция («вторая волокнистая масса») для формирования второго слоя наряду с синтетическими волокнами и/или частицами и необязательно другими волокнами, такими как натуральные волокна, также содержит от 0,1 до 15% по массе, в расчете на содержание твердых веществ, добавки, выбранной из поверхностно-активных веществ, связующих веществ и их комбинаций.According to one embodiment, the aqueous composition ("second pulp") for forming the second layer, along with synthetic fibers and/or particles and optionally other fibers such as natural fibers, also contains from 0.1 to 15% by weight, based on for solids content, an additive selected from surfactants, binders, and combinations thereof.

Как будет видно из изложенного выше, согласно одному из предпочтительных вариантов реализации первый слой является «не термосклеивающим», то есть неспособен к термосклеиванию с другим аналогичным слоем, тогда как второй слой способен к термосклеиванию с другим слоем.As will be seen from the above, in one preferred embodiment, the first layer is "non-heat sealable", i.e., incapable of heat sealing with another similar layer, while the second layer is capable of heat sealing with another layer.

Обращаясь теперь к чертежам, на которых более подробно проиллюстрированы различные варианты реализации, можно отметить, что на фигуре 1А показана основная структура с базовым слоем 12 (который также можно называть «несущим слоем») и термосклеивающим слоем 14, расположенным на первой поверхности базового слоя. На фигуре 1В показан вариант реализации, в котором на второй противоположной поверхности базового слоя также расположен функциональный поверхностный слой 16. Такой второй поверхностный слой 16 может представлять собой, например, гидрофобный слой, предназначенный для придания конечному продукту свойств как термосклеенности, так и улучшенной влагоизоляции.Referring now to the drawings, which illustrate the various embodiments in more detail, Figure 1A shows a base structure with a base layer 12 (which may also be referred to as a "carrier layer") and a heat seal layer 14 located on the first surface of the base layer. Figure 1B shows an embodiment in which a functional surface layer 16 is also located on the second opposite surface of the base layer. Such a second surface layer 16 may be, for example, a hydrophobic layer designed to impart both thermal bonding properties and improved moisture barrier properties to the final product.

В общем случае, термосклеивающий слой 14 тоньше базового слоя 12. Как правило, его плотность составляет 10 г/м² или менее, предпочтительно от 1 до 5 г/м², например, от 2 до 4 г/м², при этом плотность базового слоя предпочтительно составляет от 20 до 100 г/м², например, от 30 до 70 г/м², в частности, от 20 до 60 г/м² или от 20 до 40 г/м². Согласно из одному вариантов реализации многослойный продукт (лист или полотно) с плотностью 70 г/м² был получен с применением термосклеивающего слоя с плотностью 10 г/м², наложенного на волокнистый базовый слой с плотностью 60 г/м². Согласно другому варианту реализации был получен многослойный продукт, содержащий базовый слой с плотностью 30 г/м² и термосклеивающий слой с плотностью 3 г/м².In general, the heat seal layer 14 is thinner than the base layer 12. As a rule, its density is 10 g/m ² or less, preferably from 1 to 5 g/m ² , for example, from 2 to 4 g/m ² , while the density the base layer is preferably 20 to 100 g/m ² , for example 30 to 70 g/m ² , in particular 20 to 60 g/m ² or 20 to 40 g/m ² . In one embodiment, a 70 g/m ² multilayer product (sheet or web) was produced using a 10 g/m ² heat seal layer over a 60 g/m ² fibrous base layer. According to another implementation variant, a multilayer product was obtained containing a base layer with a density of 30 g/m ² and a heat seal layer with a density of 3 g/m ² .

Как обсуждалось выше, базовый слой может содержать от 50 до 100%, например, от 51 до 99% по массе натуральных волокон, обычно целлюлозных или лигноцеллюлозных волокон.As discussed above, the base layer may contain from 50 to 100%, for example, from 51 to 99% by weight of natural fibers, usually cellulose or lignocellulosic fibers.

Согласно из одному вариантов реализации многослойную структуру, показанную на приведенных чертежах, получают на бумагоделательной или картоноделательной машине с применением напорного ящика для формирования многослойного полотна, выполненного с возможностью формования пены.According to one embodiment, the multilayer structure shown in the drawings is produced on a paper or board machine using a headbox to form a foam-formable multilayer web.

Обращаясь к фигуре 2А, можно отметить, что согласно из одному вариантов реализации частичное полотно, образующее базовый слой, и частичное полотно, образующее термосклеивающий слой, получают на стадиях 21А и 21В в процессе формования пены из разных масс с применением напорного ящика для формирования многослойного полотна бумагоделательной машины, после чего на стадии 22 из частичных полотен получают многослойное полотно.Referring to Figure 2A, in one embodiment, the partial web forming the base layer and the partial web forming the heat-seal layer are produced in steps 21A and 21B in a foam forming process of different masses using a headbox to form a multilayer web. paper machine, after which at stage 22 from the partial webs get a multilayer web.

Далее, многослойное полотно высушивают на стадии 23 с получением многослойного волокнистого продукта. Связующее вещество необязательно можно нанести на частичные полотна на стадиях 21А и 21В. В дополнение или необязательно, связующее вещество также можно нанести на многослойное полотно. Кроме того, многослойное полотно можно подвергнуть каландрированию для улучшения межсоединения слоев.Next, the multilayer web is dried in step 23 to obtain a multilayer fibrous product. The binder may optionally be applied to the partial webs in steps 21A and 21B. Additionally or optionally, a binder may also be applied to the multilayer web. In addition, the multilayer web can be calendered to improve the interconnection of the layers.

Обращаясь к фигуре 2В, согласно одному из вариантов реализации базовое полотно, образующее базовый слой, получают на стадии 26 путем формования пены, после чего на стадии 28 на поверхность полотна, образующего базовый слой, наносят термопластичные синтетические волокна или частицы, все еще во время стадии формирования полотна, с получением многослойного полотна. Перед этим на базовое полотно на стадии 27 также можно нанести связующее вещество. Наконец, на стадии 29 многослойное полотно высушивают с получением многослойного волокнистого продукта.Referring to Figure 2B, according to one embodiment, the base web forming the base layer is obtained in step 26 by molding the foam, after which, in step 28, thermoplastic synthetic fibers or particles are applied to the surface of the web forming the base layer, still during the step forming a web, with obtaining a multilayer web. Prior to this, a binder can also be applied to the base web in step 27. Finally, in step 29, the multilayer web is dried to form a multilayer fibrous product.

При формовании пены, в частности, осуществляемом в связи с формированием полотна, для достижения требуемой прочности слоя можно регулировать смешивание между различными слоями.When forming the foam, in particular in connection with the formation of the web, the mixing between the different layers can be controlled to achieve the desired strength of the layer.

Согласно одному из вариантов реализации, изображенному на фигуре 1С, волокна базового слоя 12С и термосклеивающего слоя 14С смешивают в зоне соприкосновения слоев таким образом, чтобы граница соприкосновения слоев стала «скользящей». Толщина зоны соприкосновения 13С может составлять, например, от 5 до 50% относительно толщины термосклеивающего слоя 14С, например, от 0,5 до 3 мкм. Такое смешивание усиливает адгезию и, следовательно, упрочняет весь продукт и особенно сварные швы, выполненные из указанного продукта. Соответствующее смешивание также можно осуществить, возможно, в других местах соприкосновения слоев продукта. При необходимости многослойную структуру также можно получить путем формования пены таким образом, чтобы слои по существу не смешивались друг с другом.According to one embodiment shown in Figure 1C, the fibers of the base layer 12C and the heat seal layer 14C are mixed in the area of contact of the layers so that the interface of the layers becomes "sliding". The thickness of the contact zone 13C may be, for example, from 5 to 50% relative to the thickness of the heat seal layer 14C, for example, from 0.5 to 3 μm. Such mixing enhances adhesion and therefore strengthens the entire product and especially the welds made from said product. Appropriate mixing can also be carried out, possibly at other points of contact between the layers of the product. If necessary, a multilayer structure can also be obtained by molding the foam in such a way that the layers do not substantially mix with each other.

В этом разделе рассмотрен базовый слой 12, 12С, но в общем случае базовый слой также может содержать несколько подслоев. Однако согласно из одному вариантов реализации базовый слой 12, 12С, а также термосклеивающий слой, содержит по существу единственный слой и имеет однородный состав волокон.This section discusses the base layer 12, 12C, but in general, the base layer may also contain several sublayers. However, in one embodiment, the base layer 12, 12C, as well as the heat seal layer, comprises a substantially single layer and has a uniform fiber composition.

Пример 1. Влияние структуры слоя на термосклеиваемостьExample 1 Effect of Layer Structure on Heat Sealability

Листовую пресс-форму использовали для получения листов с первым слоем на сеточной стороне, состоящим из 100% целлюлозных волокон, и дополнительным слоем, то есть термосклеивающим слоем, состоящим из смеси целлюлозных волокон и полилактидных (PLA) волокон. Связующее вещество наносили на лист со стороны первого, не термосклеивающего слоя. Слои подвергали каландрированию при температуре 90°C с применением одного зажима и давления 10 бар.A sheet mold was used to produce sheets with a first layer on the net side consisting of 100% cellulose fibers and an additional layer, i.e. a heat seal layer, consisting of a mixture of cellulose fibers and polylactide (PLA) fibers. The binder was applied to the sheet from the side of the first, non-heat sealing layer. The layers were calendered at 90° C. using a single clamp and a pressure of 10 bar.

Листы сшивали с применением силы 800 Н при температуре 210°С и времени термосклеивания 0,5 с. Прочность швов измеряли с помощью горизонтального тягового устройства, используя образцы в виде полос шириной 50 мм. Полосы вырезали из листа в поперечном направлении таким образом, чтобы швы были ориентированы в машинном направлении. Скорость вытягивания бумажных полос составляла 20 мм/мин, и зазор вытягивания составлял 100 мм. На каждом образце было проведено от 3 до 4 параллельных определений.The sheets were seamed using a force of 800 N at a temperature of 210° C. and a heat seal time of 0.5 seconds. The strength of the seams was measured using a horizontal pulling device, using samples in the form of strips 50 mm wide. The strips were cut from the sheet in the transverse direction so that the seams were oriented in the machine direction. The drawing speed of the paper strips was 20 mm/min and the drawing gap was 100 mm. On each sample, 3 to 4 parallel determinations were carried out.

В образцах (1а, 2а, 3а, 4) и контрольных образцах (1b, 2b, 3b) использовали одинаковое количество общего материала, однако таким образом, чтобы в образцах синтетические волокна были смешаны только с определенной частью количества целлюлозного волокна. Таким образом, была получена структура слоя более похожая на структуру, описанную выше. В контрольных образцах синтетические волокна были равномерно смешаны со всем количеством целлюлозного волокна.In samples (1a, 2a, 3a, 4) and control samples (1b, 2b, 3b) the same amount of total material was used, however, in such a way that in the samples synthetic fibers were mixed with only a certain part of the amount of cellulose fiber. Thus, a layer structure more similar to the structure described above was obtained. In the control samples, synthetic fibers were evenly mixed with the entire amount of cellulose fiber.

Дополнительные данные о материалах и полученных результатах показаны в таблице 1 и на фигуре 3.Additional data on the materials and the results obtained are shown in table 1 and figure 3.

Как будет видно из результатов исследования образцов (1а, 2а, 3а, 4) и контрольных образцов (1b, 2b, 3b), соответственно, при укладке синтетических волокон слоями на одной стороне листа прочность швов увеличилась на по меньшей мере 60% по сравнению с ситуацией, при которой PLA волокна были равномерно распределены по всей структуре листа.As will be seen from the results of the study of samples (1a, 2a, 3a, 4) and control samples (1b, 2b, 3b), respectively, when laying synthetic fibers in layers on one side of the sheet, the strength of the seams increased by at least 60% compared with a situation in which the PLA fibers were evenly distributed throughout the sheet structure.

Исследование образца 4 показало, что даже тонкий (5 г/м²) термосклеивающий слой, нанесенный поверх базового слоя из натуральных волокон, позволяет получить прочный шов. Таким образом, настоящую прочность склеивания, достаточную для практического применения, можно достигнуть с помощью описанных выше структур при применении значительно меньших количеств синтетического полимера, чем при равномерном смешивании синтетического полимера со всем волокнистым продуктом.Examination of sample 4 showed that even a thin (5 g/m ² ) heat seal layer applied over a natural fiber base layer produced a strong seam. Thus, true adhesive strength sufficient for practical use can be achieved with the structures described above by using significantly lower amounts of synthetic polymer than by uniformly blending the synthetic polymer into the entire fibrous product.

Продукт согласно настоящему изобретению можно использовать, например, в качестве заготовки термосклеенной упаковки или в качестве термосклеенной упаковки, такой как мешки или банты, имеющей по меньшей мере один термосклеенный шов.The product according to the present invention can be used, for example, as a heat seal package blank or as a heat seal package such as bags or bows having at least one heat seal seam.

ССЫЛКИLINKS

Патентные публикацииPatent Publications

FI 126474 В,FI 126474 B,

FI 126092 В,FI 126092 B,

FI 63806,FI 63806,

ЕР 0195458 В1.EP 0195458 B1.

Claims

1. A method for producing a multilayer fibrous product for packaging material containing at least two overlapping layers, characterized by obtaining in the process of forming a web

- a first layer containing mainly natural fibres, and

- a second layer containing synthetic fibers or particles,

wherein the first and second layers are obtained and connected to each other in the process of forming the foam, while the specified first layer and the specified second layer are located by superimposing one layer on the other, while the specified second layer is capable of imparting thermal bonding properties to the fibrous product,

and in which

- the first layer is formed in the form of a web of the first fibrous mass containing the first composition, and

- the second layer is applied to the web formed by the first layer from the second fibrous mass containing the second composition to obtain a multilayer web,

wherein said first composition differs from said second composition, and the first and second layers are obtained by foam molding.

2. The method of claim 1, wherein the first and second layers are formed and bonded to each other in a foam forming process, preferably using a headbox to form a multilayer web.

3. The method according to claim 1 or 2, in which

- the first layer is formed as a web with a first solids content,

said web being dried to increase the solids content of the web to form a modified web with a second solids content, and

- the second layer is applied to the modified canvas.

4. The method according to claim 1 or 2, in which

- the first layer is formed as a web with a first solids content,

said web is subjected to compression in a press section, drying on a drying cylinder in a drying cylinder section, or a combination thereof to increase the solids content of the web to form a modified web with a second solids content, and

- the second layer is applied to the modified canvas.

5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, which includes obtaining by drying a modified first layer, the dry matter content of which is from 15 to 35 wt.%, in particular from 20 to 35 wt.%, before applying the second layer to the first layer.

6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, in which a multilayer web formed by said first layer and said second layer is dried to obtain a multilayer fibrous product, in which the drying of the multilayer web is carried out by non-contact drying, for example using at least one method selected from the group consisting from vacuum drying, hot air drying, dry air drying, infrared drying and combinations thereof.

7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, in which the first layer is formed from the first fibrous mass containing natural fibers selected from cellulose and lignocellulosic fibers and combinations thereof, in particular, the first fibrous mass contains cellulose or lignocellulosic fibers or combinations thereof, obtained from annual or perennial plants, in particular from wood, and the second layer is formed from a second fibrous mass containing thermoplastic fibers or particles selected from polylactide fibers or particles, fibers or particles from a polymer of glycolic acid, polyolefin, polyethylene terephthalate fibers or particles, fibers or particles of polyester, polyamide fibers or particles, polyvinyl alcohol fibers or particles, polybutylene succinate or bicomponent (bicomponent) fibers or particles and combinations thereof, in particular, the second fibrous mass contains biodegradable thermoplastic fibers, such as polylactide or polylactide-polybutylene succinate fibers.

8. The method according to any one of paragraphs. 1-7, in which the second layer is formed from a second fibrous mass containing thermoplastic fibers, the linear density of which is up to 10 dtex, preferably up to 5 dtex, for example from 1 to 5 dtex, and the average length of which is from 1 to 50 mm, preferably 1 to 12 mm, for example 6 to 12 mm.

9. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the first or second fibrous mass or both contain at least one binder selected from the group of natural binders and biopolymers, such as starch or modified starch or starch derivatives, chitosan, alginate, or synthetic binders such as vinyl acetate and acrylate latex or polyurethane or styrene-butadiene latex, polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate, or any mixture of these binders or copolymers, in particular a thermoplastic binder.

10. The method according to any one of paragraphs. 1-9, in which the first or second layer or both layers are impregnated with a binder.

11. The method according to any one of paragraphs. 1-10, in which the first layer contains from more than 50% to 100% by weight, based on the total weight of the fibers in the first layer, natural fibers, and

the second layer contains up to 100%, eg 50 to 100%, eg 51 to 99% by weight, based on the total weight of the fibers in the second layer, thermoplastic fibers and/or particles.

12. Multilayer fibrous product obtained by the method according to any one of paragraphs. 1-11 containing

- base layer made mainly from natural fibres,

- a thermal bonding layer located on the base layer,

characterized in that said thermal sealing layer consists mainly of thermoplastic synthetic fibers or particles.

13. The product according to claim 12, which is a fibrous packaging, fibrous sheet or fibrous web.

14. The product according to claim 12, in which the heat seal layer consists mainly of biodegradable thermoplastic fibers, the linear density of which is up to 10 dtex, preferably up to 5 dtex, for example from 1 to 5 dtex, and the average length of which is from 1 to 12 mm , preferably from 1 to 12 mm, for example from 6 to 12 mm.

15. The product according to any one of paragraphs. 12-14, in which the density (grammage) of the thermal bonding layer is 10 g/m ² or less, preferably from 1 to 4 g/m ² , while the density of the base layer is preferably from 20 to 100 g/m ² , for example from 30 up to 70 g/m ² , in particular from 20 to 40 g/m ² .

16. The product according to any one of paragraphs. 12-15, in which on the surface of the base layer, opposite the heat-seal layer, there is a layer of fibrous material having hydrophobic properties.

17. The product according to any one of paragraphs. 12-16, in which both the base layer and the heat seal layer contain the same thermoplastic binder suitably evenly distributed on or within said layers.

18. The product according to any one of paragraphs. 12-17 comprising at least one sheet folded to form a package, said product comprising at least one seam zone in which the sheet is thermally bonded to itself or to another sheet.

19. The use of the product according to any one of paragraphs. 12-18 as heat sealed or heat sealed packaging material.