FI105262B

FI105262B - Liimattu huokoinen kuitualusta-aine ja sen valmistusmenetelmä

Info

Publication number: FI105262B
Application number: FI903471A
Authority: FI
Inventors: Diane M Robertson; Ludmila Byalik
Original assignee: Dexter Corp
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 2000-07-14
Also published as: NO903031L; FI903471A0; FI903471A; US5063104A; AR245158A1; KR910014435A; DE69028761D1; NO903031D0; EP0436275A1; ATE143632T1; PT94945A; JP2920321B2; CA2020636A1; EP0436275B1; KR0176709B1; ES2093015T3; DE69028761T2; BR9005429A; JPH03206181A

Description

105262

Liimattu huokoinen kuitualusta-aine ja sen valmistusmenetelmä

Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti makkaran ja vastaavien elintarviketuotteiden pakkauksessa käytettäviin kuoriin. Vielä erityisemmin se kohdistuu kuorien valmis-5 tuksessa käytettävään liimattuun huokoiseen kuitualusta-aineeseen, joka sisältää uuden ja parannetun sideainejärjestelmän, jolla kuitupohja on liimattu.

Tähän mennessä on käytäntönä ollut valmistaa elintarviketuotteiden ja vastaavien lujitetut kalvot, letkut, kuoret tai päällykset koteloimalla liimatut kuitupohjaiset paperit tai alustat kalvon muodostavaan aineeseen. Pakkaushetkellä vallitsevien käsitit) telyolosuhteiden sietämiseksi on alustan omattava merkittävä kuivalujuus, märkälu-juus ja emäskestoisuus sekä hyvä imukyky. Tähän mennessä on tämän tyyppiset alustat valmistettu liimaamalla esimuotoiltu ja kuivattu paperi tai kuitupohja laimennetulla (1%) viskoosiliuoksella, mitä on seurannut kuivausvaihe, selluloosan re-generointi, pesu ja uudelleenkuivaus. Tämä laimennettua viskoosiliuosta käyttävä 15 liimaustoimenpide oli riittävä antamaan liimatulle alustalle riittävän emäksen keston sen rakenteellisen eheyden säilyttämiseksi lopullisessa kuorentekovaiheessa, mikä tehtiin väkevämmällä viskoosiliuoksella erittäin aikalisissä olosuhteissa. Liimauksen jälkeen on alustan säilytettävä huokoiset, imevät ominaisuutensa sallimaan täydellinen kyllästys ja pinnoitus väkevällä viskoosiliuoksella. Kuoren valmistustoimenpi-20 teeseen kuuluu tavallisesti alustan muotoilu lieriömäiseksi putkeksi, putken kyllästys ja pinnoitus erittäin emäksisellä viskoosiliuoksella, kyllästeen regenerointi hapolla, pesu happo- ja viskoosijäänteiden poistamiseksi ja lopullisen lujitetun kalvon tai kuoren kuivaaminen. Tämä menetelmä on pääosin julkaistu Undenvoodin US-paten-tissa 3 135 613, jonka otsikko on "Kyllästetyt paperit ja menetelmä valmistaa niistä 25 makkarankuoria", joka siten selventää kuitupohjan seuraavaa kehitystä liimatuksi alusta-aineeksi ja edelleen lujitetuksi kuoreksi.

Julkaistulla tavalla valmistettu putkimainen kuori omaa riittävästi lujuutta ja repey-tymi s vastusta ollakseen erityisen sopiva liha- ja muiden tuotteiden päällykseksi, jotka ruiskutetaan paineen alaisina putken sisään. Ne muodostavat siten lujan ja tasai-30 sen suojan hyvin tunnetuille tuotteille, kuten makkaralle, meetwurstille ja vastaaville kuin myös muille elintarviketuotteille.

Edellä mainitun US-patentin 3 135 613 jälkeen on eri patenteissa pohdittu vaihtoehtoisia aineita paperikuitujen liimaamiseksi tuottamaan sopivia kuorialustoja. Valit-' taessa sideaineeksi jokin muu kuin yleisesti käytetty happoregeneroitu laimennettu 2 105262 viskoosi on tärkeää, että liima-aine vastaa siitä valmistettavien elintarvikepakkausten prosessointi- ja ominaisuusvaatimuksia. Lisäksi on kuitualustan, jolle liima-aine on levitettävä, omattava riittävä lujuus kestämään rasitukset, jotka siihen kohdistuvat sekä liimaus- että päällystysvaiheissa. Käytetyn sideaineen määrän ei tulisi häiritä 5 sitä seuraavaa viskoosin tunkeutumista kuoren valmistusprosessin aikana siten, että aiheutuu kuoren lujuuden heikkenemistä, tai että sillä on vahingollinen vaikutus kuoren aikaansaamiseen. Sideaineen on myös oltava jokin sellainen, joka ei saa aikaan alustan värjääntymistä altistuessaan kuorentekomenetelmälle. Chiu et al:n US-patentissa 3 484 256 on ehdotettu, että laimennetulla viskoosilla käsittely korvataan 10 sideaineella, joka koostuu kationisen lämpökovetettavan hartsin ja polyakryyliami-din seoksesta. Conway on US-patentissa 3 468 696 kuvannut alustan märkälujuuden kohottamiseksi kationisen alkalisen kovetusaineen ja karboksimetyyliseelluloosan liimaseosta. Oppenheimer et al:n US-patentit no 3 640 734 ja 3 640 735 kuvaavat alustojen valmistusta käyttämällä liukenemattomaksi tehtyä polyvinyylialkoholia 15 märkälujuuden aikaansaamiseen, kun taas Jones et al:n US-patentti 4 218 286 kuvaa kolmeaineosaisen liimaseoksen käyttöä parannetun alkalisen märkälujuuden ja hyvän imevyyden saavuttamiseksi.

Vielä myöhemmin ovat Bridgeford et al:n US-patentit 4 592 795, 4 762 564 ja 4 789 006 myös esittäneet, että viskoosi voidaan korvata muilla aineilla poistamaan 20 myrkylliset ja haitalliset rikkiä sisältävät aineosat, jotka liittyvät viskoosin käyttöön ja valmistukseen. Nämä patentit kuitenkin pikemminkin ilmaisevat, että kuoren alustan liiman tulisi olla tässä aiemmin osoitettuja tavanomaisia liimoja.

Aiemmin mainitut sideaineet, käytettyinä joko yksinään tai yhdistelminä, tuottavat säännöllisesti joitain halutuista ominaisuuksista, mutta eivät kaikkia. Esimerkiksi 25 polyvinyylialkoholin käyttö tuottaa halutun kuivavetolujuuden ja alkalinkeston, mutta huonon märkävetolujuuden ja huonot imemisominaisuudet. Kääntäen on useilla kalvon muodostavien aineiden, kuten hydroksietyyliselluloosan, käytöllä sopivien silloitusaineiden, kuten dialdehydisilloittajien kanssa tavallisesti vastakkainen vaikutus kuin polyvinyylialkoholilla on saatu. Ne omaavat hyvän märkävetolu- 30 juuden ja hyvät imemisominaisuudet, mutta suhteellisen huonon kuivavetolujuuden ja alkalinkeston. Valitettavasti eivät näiden aineiden seoksetkaan tuota kaikkia haluttuja ominaisuuksia.

Siksi esillä olevan keksinnön eräs tavoite on kehittää uusi ja parannettu iiimajärjes-telmä, joka kykenee tuottamaan samat ominaisuudet, jotka tähän mennessä ovat : 35 liittyneet laimennetulla viskoosilla liimattuihin aineisiin mutta ilman niitä ympäris töongelmia, jotka liittyvät viskoosin käyttöön. Tähän tarkoitukseen sisältyy side- 3 105262 ainejärjestelmä, joka tuottaa hyvän alkalinkeston yhdistyneenä erinomaiseen mär-kälujuuteen, kimmovenymään, hyvään imevyyteen ja venyvyyteen, ja värjäytymät-tömyyteen seuraavassa viskoosikäsittelyssä, ja pinnan muodostavan aineen hyvään tunkeutuvuuteen liimattuun alustaan. Tämän lisäksi tuottaa liima-aine mainitut edut 5 parhaiten monivaihekäsittelyssä, jota täytyy soveltaa sopivalla tavalla, so. oikeassa järjestyksessä.

Muut edut ovat osittain ilmeisiä ja osaksi jäljempänä yksityiskohtaisemmin osoitettuja.

Nämä ja niihin liittyvät tarkoitukset täyttää liimattu, huokoinen kalvomainen kuitu-10 alusta-aine käytettäväksi elintarvikepakkausten ja vastaavien valmistuksessa, joka käsittää kuitupohjan, joka sisältää enintään 10 paino-% sideainejärjestelmää, joka muodostuu kuitupohjalle ensimmäisessä käsittelyvaiheessa tuodusta termoplastisen kalvon muodostavasta aineesta, jolla alustalle saadaan korkea alkalinkesto, ja seuraavassa käsittelyvaiheessa kuitupohjalle tuodusta kalvon muodostavasta aineesta, 15 jota on käsitelty liukenemattomuuden aikaansaavalla aineella siten, että mainitulla kalvon muodostavalla liukenemattomaksi tehdyllä aineella ensimmäisen käsittelyvaiheen kokeneelle alustalle saadaan korkea märkälujuus ja imemiskyky pienentämättä oleellisesti sen alkalinkestoa. On välttämätöntä, että mainitut kaksi vaihetta suoritetaan ilmoitetussa järjestyksessä tuottamaan se ominaisuuksien sopiva yhdis-20 telmä, johon kuuluu hyvä kuivalujuus ja alkalinkesto yhdistyneenä hyvään märkälu-juuteen ja imevyyteen.

Tämän mukaisesti käsittää keksintö useita vaiheita sekä yhden tai useamman tällaisen vaiheen suhteen jokaiseen seuraavista, ja tuotteen, joka omaa ne luonteenomaiset piirteet ja ominaisuudet ja aineiden suhteet, jotka on esitetty seuraavassa yksi-25 tyiskohtaisessa selostuksessa.

Keksinnön mukaisesti voidaan aiemmin mainitut ja muut edut saavuttaa liimaamalla kuitualusta liimausjärjestelmällä, joka koostuu sideainekäsittelyjen erityisestä seu-, raavuudesta, nimittäin alkuliimaamisesta termoplastisella aineella kuten polyvinyy- lialkoholilla ja sitä seuraavasta sitomisesta liukenemattomaksi tehdyllä kalvon muo-30 dostavalla aineella. Tämä yhdistelmä antaa alustalle oleellisen kestävyyden hajoamista vastaan erittäin emäksisessä pinnoituksen muodostavassa liuoksessa ja sallii tämän liuoksen nopean tunkeutumisen alustan rakenteeseen. Lisäksi on kuoren valmistukseen liittyvät toimenpiteet suoritettavissa helpolla ja tehokkaammalla tavalla ilman käytetyssä tekniikassa tai laitteistossa tarvittavia merkittäviä muutoksia.

4 105262

Lyhyesti ilmaistuna koostuu prosessi vaiheista tehdä selluloosakuiduista, kuten manillahamppukuidusta laimennettu liuos ja tämän jälkeen tehdä suspensiosta kui-tualusta. Kuitualusta kuivataan ja liimataan käyttämällä esillä olevan keksinnön kaksivaiheista liimausjärjestelmää. Tässä yhteydessä olisi huomattava, että alustan ai-5 neet sinänsä liimataan käyttämällä liimalisäaineita tuottamaan liimattu alusta ilman erillistä liimausvaihetta. Esillä olevan keksinnön liimauskäsittelyn on kuitenkin havaittu olevan tehokkaimman kun sitä käytetään alustan muodostamisen jälkeisenä järjestelmänä.

Kuoren alusta koostuu tavallisesti puhtaista selluloosan luonnonkuiduista ja sisältää 10 parhaiten Musa Textilis -lajien pitkäkuituisia kevyitä ja hydraamattomia kuituja, joista tyypillisiä ovat hamppukuidut. Tästä aineesta tehdyt alustat ovat tavallisesti tasaisen laadun ja paksuuden omaavia huokoisia papereita ja omaavat lähes tasaiset vetolujuudet, so. oleellisesti samanlaiset vetolujuudet sekä kone- että poikkisuun-taan. On kuitenkin huomattava, että venyvyyssuhde voi haluttaessa vaihdella välillä 15 noin 0,5 - noin 1,0.

On välttämätöntä, että käytetty liima-aine, nimittäin esillä olevan keksinnön kaksi-vaihejärjestelmä, ei anna alustalle kestävyyttä erittäin emäksisiin olosuhteisiin, eikä myöskään tuota havaittavissa olevaa häiriötä liimatun alustan imemisominaisuuk-siin. Liima-aineen tulisi parhaiten parantaa kuoren muodostavan aineen varmaa 20 imeytymistä, koska uskotaan, että niiden välinen varma sidos johtaa oleelliseen lopullisen kuoren murtumisominaisuuksien parantumiseen. Samalla olisi pidettävä mielessä, että alustan pitäisi niin pitkälle kuin mahdollista olla vapaa kyllästys-aineista, jotka voivat vaikuttaa sekä imemis- että liimautumismekanismiin. Sen vuoksi on tarpeen, että käytetty liima-aine aiheuttaa ulkokuoren muodostavan aineen 25 tunkeutumiselle alustan aineeseen niin vähän vastusta kuin mahdollista.

Kuten on mainittu, on esillä olevan keksinnön liimausjärjestelmä kahden erillisen vaiheen tai askeleen yhdistelmä, jotka suoritetaan määrätyssä järjestyksessä. Ensimmäinen vaihe käsittää alustan käsittelyn termoplastisen kalvon muodostavalla aineella, joka tuottaa vastustuskyvyn alkalista vaikutusta vastaan. Edullisessa suoritus-30 muodossa koostuu termoplastinen kalvo polyvinyylialkoholin vesiliuoksesta. Lii- mausjärjestelmän toinen vaihe tai askel käsittää kalvon muodostajan käytön, joka on » parhaiten lämmöllä kovetettavaa ainetta sekoitettuna silloittavaan tai liukenemattomaksi tekevään aineeseen. Tällä toisella vaiheella tulisi olla suotuisa ominaisuus antamaan termoplastilla käsitellylle alustalle hyvät märkälujuusominaisuudet ja vas-35 taanottavuuden viskoosin imeytymiselle häiritsemättä pahoin ensimmäisessä käsittelyvaiheessa saatua emäskestoisuutta.

5 105262

Vaikkakin alustaan voidaan soveltaa kumpaakin liimausvaihetta käyttäen erilaisia standardipinnoitustekniikoita, on yleensä edullista, että alusaineeseen sovelletaan liimausjärjestelmää, jossa alusta kastetaan liima-aineen vesiliuokseen ja sen jälkeen kuivataan saatu alusta. Toisin sanoen on yleensä edullista, että liimaus voidaan suo-5 littaa kastopinnoituksella liiman vesiliuoksessa sopivan pinnoitustason sille saamiseksi. Tämän jälkeen käsitelty alusta kuivataan joka vaiheessa tai käsitellään muulla tavoin liiman kiinnittämiseksi alustaan.

Kuten on mainittu, niin esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa käytetään liimauskäsittelyn ensimmäisessä vaiheessa tai askeleessa polyvinyylialkoholin 10 vesiliuosta. Ilmauksen "polyvinyylialkoholiliuos" on tässä käytettynä tarkoitettu kattamaan vinyylipolymeerien liuokset, joissa polyvinyylialkoholiosa muodostaa noin 25 % - noin 100 % liuoksessa olevasta vinyylipolymeeristä. Koska polyvinyylialko-holi normaalisti valmistetaan polyvinyyliestereiden, kuten polyvinyyliasetaatin hyd-rolyysillä, vaihtelee substituointiaste ja hydroksyylipitoisuus merkittävästi.

15 Siksi on esillä olevan keksinnön tarkoituksiin tavallisesti edullista, että aine omaa vaaditun tehon emäskestoisuuden antamisessa. Tämä voidaan saavuttaa polyvinyylialkoholin 25 % ja sitä pienemmillä pitoisuuksilla, mutta parhaiten tasoilla, joissa polymeeri on vallitsevasti polyvinyylialkoholia, so. joissa polyvinyylialkoholin määrä on vähintään 50 % ja parhaiten noin 80 % ja suurempi. Vaikkakin on saatavissa 20 erilaisia kaupallisia tuotteita, on havaittu, että saavutetaan erinomaisia tuloksia, kun käytetään täysin hydrolysoidun (hydrolysointiaste 98-99 %) polyvinyylialkoholin vesiliuoksia, kuten Air Products Co.:n tavaramerkillä "Airvol 350" myymää ainetta, tai ylihydrolysoituja (hydrolysoimisaste 99+ %) liuoksia, joita myydään tavaramerkillä "Airvol 165".

25 Kun alustan aine on käsitelty polyvinyylialkoholilla, alusta kuivataan tai käsitellään muulla tavoin alustan sitomiseksi ennen liimaustoimenpiteen toista vaihetta.

Vesiliuoksen polyvinyylialkoholipitoisuus voi vaihdella merkittävästi riippuen ei ainoastaan alustan kuitukoostumuksesta vaan myös käytetystä liimauskäsittelystä ja käsittelyn aikana vallitsevista koneolosuhteista. Polyvinyylialkoholin pitoisuus vesi-30' dispergointiaineessaan on tavallisesti vähemmän kuin 5 paino-% ja osuu tyypillisesti alueelle noin 1 - noin 3 paino-%. Tässä yhteydessä on erinomaisia tuloksia saavutettu käyttämällä alueella 1,5-2,5 paino-% olevia polyvinyylialkoholipitoisuksia.

Liimausjärjestelmän toinen vaihe suoritetaan ensimmäisen liimakäsittelyn jälkeen ja : se käsittää käsittelyn kalvon muodostajalla ja silloitusaineella. Kalvonmuodostaja on Ä 105262 u parhaiten lämpökovetettava hartsi, joka kykenee antamaan hyvän märkälujuuden ja vastaanottavuuden seuraavaksi tapahtuvalle kuorenmuodostamiselle. Vaikkakin voidaan käyttää erilaisia kalvon muodostajia, ovat ensisijaisia selluloosapohjaiset aineet, kuten hydroksietyyliselluloosa, ioniton polymeeri, jota Aqualon Co. myy ni-5 mellä "Natrasol 250", joka silloitetaan dialdehydillä tai glyoksiloidulla polyakryyli-amidilla. Muihin selluloosapohjaisiin kalvonmuodostajiin kuuluu hydroksipropyyli-selluloosa, hydroksipropyylimetyyliselluloosa, karboksimetyyliselluloosa ja metyy-liselluloosa. Muihin kalvonmuodostajiin kuuluu anioniset ja kationiset tärkkelykset ja modifioidut proteiinit, kuten kaseiini tai soija.

10 Toisen vaiheen liukenemattomaksi tekevinä tai silloitusaineina käytettyihin aineisiin ei kuulu ainoastaan dialdehydit, kuten aine, jota American Hoechst Company myy nimellä "Glyoxal 40T", vaan myös alkaliset kovetusaineet, kuten epiklorohydriinin ja polyamidin, melamiiniformaldehydin ja glyoksiloitujen polyakryyliamidien polymeeriset reaktiotuotteet, monivalenssiset metalli-ionikompleksit, kuten ammoniun-15 sirkoniumkarbonaatti, epäorgaaniset suolat, kuten natriumtetraboraatti ja alumiini-sulfaatti, ureaformaldehydi ja polyamidit.

Toisen vaiheen kalvonmuodostajia ja liukenemattomaksi tekeviä aineita käytetään myös laimennettuina vesiliuoksina ja kutakin on läsnä pitoisuuksina, jotka ovat pienempiä kuin noin 5 paino-%, ja joissain tapauksissa niinkin vähän kuin 0,2 %. Kal-20 von muodostajaa ja liukenemattomaksi tekevää ainetta on kumpaakin läsnä tavallisesti välillä 0,2 % ja 3 % olevina pitoisuuksina, jolloin liukenemattomaksi tekevän aineen suhde kalvonmuodostajaan on alueella noin 1:10 - noin 1:1. Kuten tulee ilmenemään, riippuvat käytettyjen erityisten aineiden pitoisuudet näiden aineiden ky-vystä saada aikaan halutut lujuusominaisuudet ja käytetyistä pitoisuustasoista.

25 Ensimmäisen vaiheen aineen suhde toisen vaiheen aineeseen ei näytä vaikuttavan merkittävästi lopputulokseen, ja erinomaisia tuloksia on saatu ensimmäisen vaiheen aineen suhteella toisen vaiheen aineeseen 3:1-1:3. Lisäksi voi alustan aineen liiman nosto vaihdella merkittävästi niinkin pienestä kuin 0,5 %:sta jopa 10 paino-%:iin, jolloin tyypillinen alue osuu lähelle asteikon alapäätä, nimittäin alueelle noin 2-6 30 paino-%.

e

Tavallisesti on edullista lisätä liimaliuokseen imeytymistä auttamaan erittäin pieniä määriä pinta-aktiivista ainetta. Tässä yhteydessä voidaan käyttää sellaisia aineita kuten ei-ionisia alkyyliakryylipolyeetterialkoholeja. Esimerkiksi voidaan menestyk-. sellisesti käyttää oktyylifenoksipolyetoksietanolia, jota Rohm & Haas myy tavara- 35 merkillä "Triton Xl 14". Muihin pinta-aktiivisiin aineisiin kuuluu nonyylifenoksi, 105262 7 polyetyleenioksietanolit, etyleenioksidin ja propyleenioksidin lohkokopolymeerit, trimetyylinonyyli-polyetyleeniglykolieetterit, etoksiloidut alkyylifenolit ja alkoholit, ja akryyliaryyli-polyeetterialkoholit. Pinta-aktiivisia aineita käytetään liimaliuokses-sa hyvinkin alle 1 paino-%. olevina pitoisuuksina ja käytännössä alle 0,1 % olevina 5 pitoisuuksina, jotta siten vältettäisiin liimatun alustan märkälujuuden pieneneminen. Tyypillisesti käytetään pitoisuuksia noin 0,01-0,05 paino-%.

Kuten on mainittu, ei liimattu alusta omaa vain parannettua märkälujuusominaisuut-ta ja emäksen kestoisuutta, esim. suurempaa kuin 300 g olevaa emäksistä vetolujuutta, vaan säilyttää suuren osan huokoista imemisluonnettaan sallimaan kyllästys ja 10 pinnoitus kuoren lopullisessa muodostamisvaiheessa. Liimatun alustan huokoisuus voidaan tavallisesti mitata TAPPI-koestusmenetelmän T251-pm-75 mukaan, ja se omaa Gurley-huokoisuuden, joka on suurempi kuin 300 1/min. Huokoisuus vaihtelee alustan aineen painon mukaan ja osuu tavallisesti alueelle noin 500 - 1 500 1/min. Kevyemmillä alustoilla on luonnollisesti suurempi huokoisuus kun taas raskaammat 15 aineet osoittavat pienempää huokoisuutta. Liimatun alustan huokoisuus voi esillä olevan keksinnön mukaisesti osua alueelle 500 - 1 500 litraa per minuutti. Kuten tulee ilmenemään, osoittavat liimatun alustan märkä- ja emäksenkestolujuudet aineen hyvin sopivaksi käytettäväksi teepakkauspusseina, erityisesti yrttiteelaaduille. Lisäksi voidaan kaksivaiheliimauksen kaavaa käyttää muodostamaan kuori tai pinta 20 muille liimatuille alusta-aineille, kuten viskoosiliimatuille kuitukankaille.

Kun keksintö on yleisesti kuvattu, on seuraavat esimerkit sisällytetty valaisevassa tarkoituksessa, niin että keksintö tulee selvemmin ymmärretyksi, eikä niitä ole tarkoitettu millään tavoin keksintöä rajoittaviksi ellei erityisesti toisin ole osoitettu. Kaikki määrät perustuvat painoon ellei toisin ole määritelty. Esitettävässä esimerk-25 kien sarjassa koostui alustan kuituaine 100-prosenttisesta hamppukuitukudosainees-ta, jonka riisipaino on 6,44 kg (23,7 g/m2) ja käsittelemätön huokoisuus 650 1/min.

Esimerkki 1

Standardin mukainen alustan aine kastettiin vesiliuokseen, joka sisälsi 2 paino-% ’ polyvinyylialkoholia (Airvol 350) ja kuivattiin. Kuivattu levy kastettiin seuraavaksi 30 liuoksen, joka sisälsi 1,5 paino-% hydroksietyyliselluloosaa ja 0,3 paino-% dialde-hydiä, jota myydään kauppanimellä "Glyoxal 40T". Levy kuivattiin jälleen ja koes-tettiin ominaisuuksiltaan, jotka on esitetty taulukossa 1.

« 3 105262

Esimerkki 2

Standardin mukainen alustan aine käsiteltiin kuten esimerkissä 1, paitsi että poly-vinyylialkoholiliuos sisälsi 0,025 % pinta-aktiivista ainetta "Triton Xl 14", ja toisen vaiheen liimauksessa käytettiin liuosta, joka sisälsi 2 paino-% kationista tärkkelystä, 5 jota Natinal Starch myy nimellä "Cato Size 67" ja 1,7 paino-% erästä glyoksiloitua polyakryyliamidia. Tuloksena oleva kaksi kertaa kastettu aine kuivattiin uunissa 149 °C:ssa 30 sekuntia ja koestettiin taulukossa 1 luetelluilta ominaisuuksiltaan.

Tämän esimerkin toimenpide toistettiin paitsi että toisessa liimausvaiheesa käytettiin liuosta, joka sisälsi 1 paino-%:n natriumkarboksimetyyliselluloosaa ja 0,5 paino-%:a 10 epiklorohydriinin-polyamidin lämpökovettuvaa reaktiotuotetta, jota Hercules Incorporated myy tavaramerkillä "Kymene-557H".

Tämä esimerkki toistettiin myös käyttämällä toisen vaiheen liimauksessa liuosta, joka sisälsi 2 paino-% modifioitua maitoproteiinia, jota National Casein Company myy nimellä "Casein HC200", 1,4 paino-% glyoksiloitua polyakryyliamidia, jota 15 American Cyanamide myy nimellä "Parez 63 INC", 0,35 paino-% pinta-aktiivista ainetta "Triton X114" ja 0,3 paino-% ammoniumkloridia.

Kummassakin esimerkin 2 lisämuunnelmassa oli märkälujuus verrattavissa kuivalu-juuteen ja emäksen kestoisuus oli kohonnut oleellisesti suhteessa esimerkin 2 aineeseen ja veden imeytymisnopeus oli jonkin verran korkeampi.

20 Esimerkki 3

Toistettiin esimerkin 1 toimenpiteet paitsi että toinen liimausvaihe suoritettiin liuoksella, joka sisälsi 1,5 paino-% natriumkarboksimetyyliselluloosaa ja 0,3 paino-% dialdehydiä "Glyoxal 40T". Käsitelty aine kuivattiin lämmitettävässä rummussa ja tuloksena olevan aineen ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

25 Kuten edellisissä esimerkeissä on ilmoitettu, esitetään taulukossa 1 eri esimerkkien ominaisuudet. Tämän lisäksi sisältää taulukko tietoja, jotka ovat peräisin perusalus-tan käsittelystä laimennetulla viskoosiliuoksella, polyvinyylialkoholilla, pelkästään kalvonmuodostajalla ja silloitusaineella, polyvinyylialkoholin, kalvon muodostajan ja silloittajan seoksella ja esimerkin 1 kanssa samanlaisella käsittelyllä, paitsi että 30 vaiheiden järjestys oli käänteinen.

Kuten taulukossa 1 esitetyistä tiedoista voidaan nähdä, omaa esillä olevan keksinnön kaksoisliimausjärjestelmällä tuotettu aine kuivalujuuden, märkälujuuden, emäskes- 9 105262 toisuuden ja veden imetymisnopeuden, jotka kaikki ovat verrattavissa standardin mukaiseen laimennetulla viskoosilla liimattuun alustaan. Toisaalta polyvinyylialko-holin käyttö yksinään, tuottaessaan suuren emäskestoisuuden, antaa hyvin huonon märkälujuuden ja suhteellisen korkean veden imeytymisnopeuden. Alustan käsittely 5 yksinomaan kalvon muodostajalla tai sekoitettuna liukenemattomaksi tekevään aineeseen ja polyvinyylialkoholiin johti erittäin huonoihin emäksenkesto-ominaisuuk-siin. Olisi myös huomattava, että samanlainen tulos saadaan, kun esimerkin 1 toimenpide tehdään käänteisesti, niin että polyvinyylialkoholikäsittely seuraa kalvon-muodostuskäsittelyä.

10 Esimerkki 4

Toistettiin esimerkin 1 toimenpide, paitsi että muuteltiin liima-aineiden pitoisuuksia taulukossa II esitetyllä tavalla. Myös eri aineiden ominaisuudet on esitetty ja ne osoittavat erinomaisia tuloksia.

Esimerkki 5 15 Toistettiin esimerkin 2 toimenpide, paitsi että toisessa liimausvaiheessa käytettiin karboksimetyyliselluloosaa ja "Kymene 557H":ta taulukossa III ilmoitetut määrät. Tuloksena olevat alustat kuivattiin kahdessa ensimmäisessä koostumuksessa 163 °C:ssa ja jälkimmäiset kaksi 149 °C:ssa, kummatkin 30 sekuntia.

Esimerkki 6 20 Toistettiin esimerkin 1 toimenpide, paitsi että hydroksietyyliselluloosan määrää lisättiin 2,0 %:iin ja silloitusaine oli glyoksiloitu polyakryyliamidi, jota myydään tavaramerkillä "Parez 63 INC". Tuloksena oleva alusta omasi konesuunnassa emäslu-juuden 530, märkälujuuden 1495, märkävenymän 5,7 ja veden imeytymisnopeuden 12,9. Kuten ammattimiehille on ilmeistä, ovat monet muunnelmat ja sovellutukset 25 mahdollisia edellä kuvattuihin menetelmiin ja tuotteisiin selvästi ilmeisiä poikkeamatta keksinnön hengestä ja tarkoituksesta.

,0 105262

Taulukko I

Liimajärjestelmä Perus- Huokoi- -Kuiva Märkä Kuiva- Märkälu- Emäslujuus Veden imey-paino suus lujuus juus tyminen ____ (g/m2) (1/min)____ __

_______"____MD ~MD CD ~MD CD ~MD CD

1. Laim. (1%) vis- ”24,5 525 4,6 7,1 5500 1410 1095 565 410 11,4 12,8 koosi_____________ 2. Polyvin. alkoholi 25,0 545 3,6 5,0 5300 600 500 680 ~ 470 ~Ϊ5~Ϊ~ 27,5 3. Hydroksietyyli- 24,6 645 2,5 3,6 3820 1380 940 0 0 5,9 5,5 selluloosa______________ 4.2:n ja 3:nseos 26,6 558 3,7 4,3 5075 1745 1360 95 80 6,0 6,4 5. Esimerkki 1 25,7 560 4,0 6,3 5000 1980 1415 660 505 9,9 10,7 6. Esimerkki 1 vai- 26,0 571 2,7 3,4 4780 1300 1100 55 38 6,5 7,9 heet käännettyinä_____________ 7. Esimerkki__~26,7 593 2,0 5,0 4700 1652 1225 430 325 13,8 13,8 8. Esimerkki_ 25,8 501 4,0 8,2 5600 2050 1675 565 430 13,2 13,8

Taulukko II

Poly- Hydrok- Di- Perus- Huo- Venymä Kuiva- Märkälujuus Emäslujuus Veden vinyy- sietyyli- aldeh. paino koi- lujuus imeytymi- li alk. sellul. (g/m2) suus nen

______Kuiva Märkä___MD CD MD CD MD CD

2.5 % 2,0 % 1,0 °/o 25,9 504 3,7 4,6 5200 2350 1675 580 475 13,7 15,0 2.5 % 1,5% 0,3 % 25,6 500 4,0 6,8 5400 1955 1480 720 440 10,9 11,4 2,0% 2,0% 1,0% 25,9 512 3,4 5,1 5200 2300 1740 705 475 14,2 14,8 2,0% 2,0% 0,5% 26,3 531 3,5 4,9 5775 2225 1660 710 505 12,3 13,1 2,0% 1,5% 0,4% 26,1 531 3,6 5,0 5050 1800 1510 625 480 10,7 11,7 1,5% 12,0% 10,5 % 125,9 555 3,3 4,6 5225 1956 | 1420 485 [370 12,1 14~ 5 Taulukko ΙΠ

Poly- Triton CMC Kymene Perus- Huo- Venymä Kili- Märkälujuus Emäslujuus Veden Imeyty- . vinyy- paino koi- valu- niinen '. liatko- suus juus hoU__________________

___________Kuiva Märkä"_ MD CD~~ MD CD MD CP

2.5 % 0,05 % 1,0 % 0,25 % 26,0 563 3,7 7,9 5875 1410 1140 950 675 13,2 14.5 2.5 % 0,05 % 0,7% 0,25 % 25,8 580 3,9 7,9 5775 1355 HIO 950 725 13,4 15.0 2.0 % 0.025 % 0,8 % 0,4 % 25,7 590 4,0 6,7 5850 1310 1035 830 665 14,0 15.0 2.0 °o 0,025 % 0.5 % 0 25 °/o 26,0 590 3,8 6,9 5550 1400 1035 860 585 14,9 16.0 1

Claims

1. Liimattu huokoinen kuitualusta-aine käytettäväksi elintarvikepakkausten ja vastaavien valmistuksessa, tunnettu siitä, että se käsittää kuitupohjan, joka sisältää enintään 10 paino-% sideainejärjestelmää, joka muodostuu kuitupohjalle ensimmäi- 5 sessä käsittelyvaiheessa tuodusta termoplastisen kalvon muodostavasta aineesta, jolla alustalle saadaan korkea alkalinkesto, ja seuraavassa käsittelyvaiheessa kuitu-pohjalle tuodusta kalvon muodostavasta aineesta, jota on käsitelty liukenemattomuu-den aikaansaavalla aineella siten, että mainitulla kalvon muodostavalla liukenemattomaksi tehdyllä aineella ensimmäisen käsittelyvaiheen kokeneelle alustalle saadaan 10 korkea märkälujuus ja imemiskyky pienentämättä oleellisesti sen alkalinkestoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että termoplastisen kalvon muodostava aine on polyvinyylialkoholi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että termoplastisen kalvon muodostava aine on vinyylipolymeeri, josta polymeerin poly- 15 vinyylialkoholiosa muodostaa ainakin 25 paino-%.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että poly-vinyylialkoholiosa muodostaa vinyylipolymeeristä ainakin 80 paino-% .

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että toisen käsittelyvaiheen kalvon muodostava aine on valittu ryhmästä, joka 20 koostuu selluloosapohjaisista aineista, kanonisista ja anionisista tärkkelyksistä ja modifioiduista proteiineista.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että toisen käsittelyvaiheen kalvon muodostava aine on selluloosaan pohjautuva aine, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat hydroksietyyliselluloosa, hydroksipropyylisellu- 25 loosa, hydroksipropyyli-metyyliselluloosa, karboksimetyyliselluloosa ja metyylisel-luloosa. m

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että liukenemattomuuden aikaansaava aine on valittu ryhmästä, johon kuuluvat dialdehydit, alkaliset silloitusaineet, melamiiniformaldehydi, glyoksiloidut poly- 30 akryyliamidit, monivalenssiset metalli-ionit, epäorgaaniset suolat, ureaformaldehydi ja polyamidit. 12 105262

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että liukenemattomuuden aikaansaavan aineen suhde kalvonmuodostajaan on alueella 1:10-1:1.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu 5 siitä, että sideainejärjestelmän määrä alustassa on alueella 2-6 paino-%.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu siitä, että sideainejärjestelmään sisältyy vähemmän kuin 1 paino-% pinta-aktiivista ainetta.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liimattu alusta-aine, tunnettu 10 siitä, että alusta-aineen emäslujuus on vähintään 300 g.

12. Menetelmä liimatun huokoisen kuitualusta-aineen valmistamiseksi käytettäväksi elintarvikepakkausten valmistuksessa, tunnettu siitä, että kuitupohja käsitellään ensimmäisellä termoplastisen kalvon muodostavalla liimausliuoksella, jolla alustalle saadaan korkea alkalinkesto, ja että sen jälkeen kuitupohja käsitellään kal- 15 von muodostavaa ainetta ja sen liukenemattomaksi tekevää ainetta sisältävällä liuoksella, jolloin mainitulla toisella käsittelyllä ensimmäisen vaiheen mukaisesti käsitellylle kuitupohjalle saadaan korkea märkälujuus ja imemiskyky pienentämättä olennaisesti sen alkalinkestoa.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen 20 liimausliuos on polyvinyylialkoholiliuos.

. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyvinyyli alkoholiliuos koostuu vinyylipolymeerien vesiliuoksesta, jossa polyvinyylialkoho-liosa muodostaa ainakin 25 paino-% vinyylipolymeerisisällöstä.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyvinyyli-25 alkoholiosa muodostaa ainakin 80 paino-% vinyylipolymeerisisällöstä.

16. Jonkin patenttivaatimuksista 12-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen liimausliuos on vesiliuos, jonka termoplastisen aineen pitoisuus on enintään 5 paino-%.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että termoplasti-30 sen aineen pitoisuus on alueella noin 5-1,5 paino-%. ,3 105262

18. Jonkin patenttivaatimuksista 12-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisessa käsittelyvaiheessa kalvon muodostava liuos on vesiliuos, jonka kalvoa muodostavan aineen pitoisuus on enintään 8 paino-%.

19. Jonkin patenttivaatimuksista 12-18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 termoplastinen liimattu kuitupohja käsitellään kalvon muodostavan aineen liuoksella, joka aine on valittu ryhmästä, johon kuuluvat selluloosapohjaiset aineet, kationi-set ja anioniset tärkkelykset ja modifioidut proteiinit, ja että kalvon muodostavan aineen liukenemattomaksi tekevä aine on valittu ryhmästä, johon kuuluvat dialde-hydit, alkaliset silloitusaineet, melamiiniformaldehydi, glyoksiloidut polyakryyli- 10 amidit, monivalenssiset metalli-ionit, epäorgaaniset suolat, ureaformaldehydi ja polyamidit.

20. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukaisen tai jonkin patenttivaatimuksista 12-19 mukaisella menetelmällä valmistetun liimatun huokoisen kuitualusta-aineen käyttö elintarvikkeen pakkausmateriaalina.

15 Patentkrav