[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verpackungspapier bestehend aus einem
ungebleichten Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60,
vorzugsweise zwischen 40 und 58 als Basispapier, welches gegebenenfalls wenigstens
einseitig beschichtet ist, wobei das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff
hergestellt ist, ein Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m
2 und 150 g/m
2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden
aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungspapiers, bei welchem
ein aus wenigstens 90 % aus Primärzellstoff bestehender ungebleichter Kraft-Zellstoff
mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40
und 58, welcher eine mittlere längengewichtete Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen
2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere
weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe
enthält, als Basismaterial eingesetzt wird.
[0002] Verpackungspapiere werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt und müssen
je nach dem darin zu verpackenden Gut bestimmte Eigenschaften aufweisen. Allen Verpackungspapieren
gemeinsam ist dabei, dass sie nicht reißen dürfen und gegen mechanische und auch bis
zu einem gewissen Grad chemische sowie Feuchtigkeitsbeanspruchung stabil sein müssen,
damit das darin verpackte Gut weder beschädigt wird noch z.B. durch Reißen eines Beutels
oder eines anderen Behältnisses verloren geht. Diese Anforderungen werden durch Kraftpapier,
das die Papiersorte mit der höchsten Festigkeit darstellt, üblicherweise besonders
gut erfüllt. Aus Kraftpapier können hierbei Schwerlastsäcke z.B. für Baumaterialien,
Beutel für scharfkantige Materialien, wie Kies oder Schrauben aber auch Einkaufstragetaschen,
Beutel oder Taschen zum Verpacken von Lebensmitteln oder Behältnisse für Spielzeug
hergestellt werden. Weiterhin werden Kraftpapier und Kraftzellstoff zur Herstellung
von Wellpappe oder Kartons verwendet, in welchem Fall jedoch üblicherweise Papiere
mit Flächengewichten von über 120 g/m
2 eingesetzt werden.
[0003] Neben seiner hohen Widerstandsfähigkeit muss Kraftpapier oder Verpackungspapier im
Allgemeinen auch gut bedruckbar sein und überdies Materialeigenschaften aufweisen,
die exakt an das darin zu verpackende bzw. aufzubewahrende Gut angepasst sein sollen.
So kann Kraftpapier z.B. in einer Clupak-Anlage (mikro)gekreppt werden, wodurch seine
Bruchdehnung, insbesondere die Bruchdehnung in Maschinenrichtung steigt, wodurch z.B.
schwere Materialien wie Sand in aus Kraftpapier gefertigte Behältnisse verpackt werden
können, ohne dass ein Reißen derselben zu befürchten ist, auch dann nicht, wenn die
befüllten und verschlossenen Verpackungen bzw. Behältnisse z.B. aus einer Höhe von
mehr als einem Meter zu Boden fallen. Im Falle von Verpackungen aus Kraftpapier für
Baumaterialien sind jedoch weitere wichtige Eigenschaften der Verpackung, wie eine
ausreichende Luftdurchlässigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. Barriereeigenschaft
gegenüber Feuchtigkeit und Bedruckbarkeit für das Verpackungspapier zu gewährleisten,
um sicherzustellen, dass die Verpackungen, wie Beutel, Taschen oder Säcke einerseits
schnell befüllt werden können, während des Transports und der Lagerung ausreichend
stabil sind und andererseits wichtige Informationen schnell und dauerhaft sowie ohne
z.B. Ausbleichen oder Ausbluten der Farben auf die Verpackung gedruckt werden können.
[0004] Es ist dem Fachmann bekannt, dass üblicherweise die Verbesserung einer Eigenschaft
des Verpackungspapiers mit der Verschlechterung einer anderen Eigenschaft einhergeht,
wie z.B. je höher die Bruchdehnung eines Papiers ist, die z.B. durch (Mikro)kreppen
in einer Clupak-Anlage erreicht wird, desto schlechter wird die Bedruckbarkeit des
Papiers aufgrund der (mikro)-gekreppten Oberfläche und der daraus resultierenden höheren
Rauigkeit derselben. Ein weiterer bekannter Zusammenhang ist z.B., je größer das Flächengewicht
eines Papiers wird desto niedriger wird seine Luftdurchlässigkeit, sofern dem nicht
durch eine Regelung der entsprechenden Mahlleistung entgegengewirkt wird, was sich
jedoch üblicherweise wiederum negativ auf die Festigkeitseigenschaften des Papiers
auswirkt.
[0005] Es ist hierbei dem Fachmann bekannt, dass durch gezielt gewählte Zusatzstoffe oder
auch Bearbeitungsschritte die Eigenschaften des Kraftpapiers beeinflusst werden können,
ebenso wie die Wahl des Holzes, von welchem die das Papier ausbildenden Fasern stammen,
die Papiereigenschaft beeinflussen können. So ist beispielsweise wenigstens eine Seite
eines kalandrierten Kraftpapiers sehr glatt und kann daher gut bedruckt werden. Durch
übermäßiges Kalandrieren kann somit eine glatte Oberfläche auf zumindest einer Papierseite
ausgebildet werden, andererseits wird durch eine derartige Maßnahme meist die Bruchdehnung
des Papiers, insbesondere beispielsweise in Maschinenrichtung, ebenso wie viele weitere
mechanische Eigenschaften des Papiers verschlechtert, wodurch die Verpackung an Elastizität
verliert und bei großen Belastungen zu reißen droht. Eine weitere bekannte Maßnahme,
um zu gewährleisten, dass die Papiereigenschaften möglichst gleichmäßig gehalten werden
können ist z.B., um bei Erhöhung des Flächengewichts des Papiers die Luftdurchlässigkeit
nicht zu verschlechtern, der Mahlgrad der Fasersuspension, aus welcher das Papier
ausgebildet wird, verändert und beispielsweise erniedrigt wird und so trotz sich änderndem
Flächengewicht die Luftdurchlässigkeit des Papiers möglichst gleichbleibend gehalten
wird.
[0006] Auch der Einsatz von nicht gebleichtem Zellstoff, welcher relativ steifere Zellstofffasern
im Vergleich zu gebleichtem Zellstoff aufweist, und dem damit einhergehenden Einsatz
von verringerten Mengen an Prozesschemikalien, insbesondere die für das Bleichen erforderlichen
Chemikalien, liefert ein Verpackungspapier, das aufgrund seiner Dehnbarkeit, die im
mittleren Bereich der erreichbaren Bruchdehnungen für Kraftpapiere, beispielsweise
Sackkraftpapiere liegt, besonders gut als Papier für die Verpackung von Baumaterialien
etc. geeignet ist, das jedoch in Bezug auf die Oberflächenglätte und Bedruckbarkeit
wesentliche Mängel aufweist.
[0007] Die vorliegende Erfindung zielt somit darauf ab, ein Verpackungspapier bereitzustellen,
welches aus nicht gebleichtem Kraftpapier hergestellt ist und welches sowohl die Festigkeitseigenschaften
von herkömmlichen Kraftpapierqualitäten aufweist und zusätzlich eine für weitere Bearbeitungsschritte,
wie Oberflächenbeschichten und/oder Bedrucken, insbesondere Bedrucken mit Massendruckverfahren
exzellent geeignete glatte Oberfläche aufweist.
[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verpackungspapier im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
dass das Basispapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen
2,5 % und 8,5 % aufweist und dass das Verpackungspapier eine Bendtsen-Rauheit nach
ISO 8791-2:2013 zwischen 200 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise 250 ml/min bis 550
ml/min, insbesondere bevorzugt 300 ml/min bis 500 ml/min aufweist. Indem das Verpackungspapier
eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5
% aufweist, ist es ausreichend flexibel, um auch hohen Dehnungsbeanspruchungen standzuhalten,
wie beispielsweise wenn befüllte Verpackungen fallengelassen werden, und gleichzeitig
gelingt es, ein Verpackungspapier bereitzustellen, welches eine glatte Oberfläche
mit niedriger Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 200 ml/min und 600 ml/min
aufweist. Diese Eigenschaften können insbesondere dadurch erreicht werden, dass ungebleichtes
Kraftpapier mit einem Kappa-Wert nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise
zwischen 40 und 58 eingesetzt wird, welches im Vergleich zu gebleichtem Papier relativ
steifere Fasern aufweist, jedoch milderen Herstellungsbedingungen unterworfen wurde.
Durch das Anwenden milderer Herstellungsbedingungen gelingt es, in dem Papier viel
Restlignin beizubehalten, was im Vergleich zu gebleichtem Papier zu mehr negativ geladenen
Stellen in dem Fasernetzwerk führt, welche negativ geladenen Stellen es in der Folge
ermöglichen, dass das Papier mit mehr Stärke im Vergleich zu gebleichten Papier beladen
werden kann. Indem weiterhin das Kraftpapier zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff
hergestellt ist, gelingt es im Gegensatz zu herkömmlichen, auf dem Markt befindlichen
Kraftpapierqualitäten, die Reißfestigkeit aufgrund des extrem niedrigen Gehalts an
möglichen Recycling- oder Altpapierfasern noch weiter zu steigern, wodurch Kraftpapiere
mit hohen TEA-Indizes (Tensile Energy Absorption Index, gemäß ISO 1924-3:2005) erreicht
werden können. Hohe TEA-Indizes sind für die mechanische Stabilität des Papiers wichtig,
jedoch für die Bedruckbarkeit des Papiers nicht optimal und es hat sich überraschender
Weise gezeigt, dass durch den Einsatz von ungebleichtem Zellstoff und der damit einhergehenden
Möglichkeit, erhöhte Stärkemengen in das Kraftpapier einzubringen, es gelingt, nicht
nur den TEA-Index hoch zu halten und gleichzeitig milde Bedingungen bei der Herstellung
von Papier anzuwenden, sondern aufgrund des Einsatzes von relativ hohen Mengen an
Stärke, insbesondere Maisstärke, Kartoffelstärke oder dgl. gelingt es weiterhin die
Offenporigkeit des Papiers und somit seine Luftdurchlässigkeit zu gewährleisten. Durch
Einsatz von im Vergleich zu gebleichtem Kraftpapier relativ hohen Mengen an kationischer
Stärke gelingt es, die Luftdurchlässigkeit (Gurley nach ISO 5636-5:2013) durch eine
aus der Wechselwirkung zwischen den negativ geladenen Fasern und der positiv geladenen
Stärke resultierende Flockung hoch zu halten bzw. den Luftwiderstand gering zu halten,
so dass es für ein Erreichen der für ein gutes Bedrucken notwendigen Oberflächenglätte
möglich ist, das Papier zu kalandrieren. Durch das Kalandrieren wird eine Verdichtung
und somit Verringerung der Luftdurchlässigkeit des Papiers bewirkt, jedoch gelingt
es überraschenderweise durch eine Kombination bestehend aus der Verwendung eines ungebleichtem,
(mikro)gekreppten Papiers, welches einer Kalandrierung unterworfen wurde, ein Verpackungspapier
bereitzustellen, das sowohl gute mechanische Eigenschaften, wie eine Bruchdehnung
in Maschinenrichtung zwischen 2,5 % und 8,5 % als auch eine hervorragende Glätte,
insbesondere Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 im Bereich zwischen 200 ml/min
und 600 ml/min, vorzugsweise 250 ml/min und 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 300
ml/min bis 500 ml/min aufweist, bereitzustellen.
[0009] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verpackungspapier weiterhin dadurch
gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens auf einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial
gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen oder aus
der Gruppe der polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie z.B. Polymilchsäure
beschichtet ist. Indem das Basispapier auf wenigstens einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial
gewählt aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen oder der
Gruppe der polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie z.B. Polymilchsäure oder
anderen in der Technik bekannten Beschichtungsmaterialien beschichtet ist, gelingt
es, eine flexible Barrierebeschichtung bereitzustellen, welche nicht nur die Oberflächenrauigkeit
weiter herabsetzt und somit die Bedruckbarkeit verbessert, sondern sich auch nicht
nachteilig auf die Elastizität bzw. die Bruchdehnung des Verpackungspapiers auswirkt.
Eine Offenporigkeit des Basispapiers hat sich beispielsweise in der Extrusionsbeschichtung
von Polyethylen als besonders vorteilhaft erwiesen, da dadurch ein Einfließen der
Polyethylenschmelze in die Papierstruktur begünstigt wird und somit eine mechanische
Verzahnung und Verankerung des Beschichtungsmaterials am bzw. im Papier begünstigt
wird.
[0010] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Beschichtung auf
jeder Seite des Basispapiers in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 7 Gew.-%, insbesondere
zwischen 2 Gew.-% und 6 Gew.-% des Flächengewichts des Basispapiers aufgebracht ist,
gelingt es weiterhin, extrem dünne Beschichtungen auf das Basispapier aufzubringen
ohne die Dehnbarkeit des Verpackungspapiers nachteilig zu beeinflussen, gleichzeitig
jedoch die Bedruckbarkeit und insbesondere auch die Feuchtigkeitsbeständigkeit des
Verpackungspapiers deutlich zu verbessern. Wenn insbesondere die Menge des Beschichtungsmaterials
am unteren Endbereich gewählt wird, werden Verpackungspapiere erhalten, deren mechanische
Eigenschaften im Wesentlichen gleich Verpackungspapieren ohne Beschichtung sind, jedoch
mit deutlich glatterer Oberfläche und somit verbesserter Bedruckbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Eine derartige Beschichtung kann als sogenanntes glattes Finish auf der Oberfläche
des Basispapiers vorliegen, wodurch weiterhin auch die optischen Eigenschaften des
Basispapiers, in Hinblick auf einen samtartigen Glanz des Basispapiers und eine schöne
glatte Oberfläche mit einer noch deutlich niedrigeren Bendtsen-Rauheit im Bereich
zwischen 50 ml/min und 500 ml/min, positiv beeinflusst werden. Durch das Aufbringen
von beispielsweise Polyethylen wird das Verpackungspapier zusätzlich mit einer heißsiegelfähigen
Siegelschicht ausgestattet, wobei die Versiegelung sowohl im Falle einer einseitigen
Beschichtung an der Grenzfläche Papier-Polymer als auch im Falle einer beidseitigen
Beschichtung an der Grenzfläche Polymer-Polymer eine ausreichende Siegelfestigkeit
aufweist. Weiterhin können beispielsweise auch einseitig beschichtete Papiere in der
Weiterverarbeitung derart gefaltet werden, dass ein Kontakt zwischen zwei beschichteten
Bereichen hergestellt wird, wodurch sich beispielsweise bei einer Herstellung von
Behältnissen, wie Säcken, Taschen oder Beuteln aus dem Verpackungspapier das Aufbringen
einer zusätzlichen Kleberkomponente bzw. Kleberschicht erübrigt.
[0011] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verpackungspapier
so ausgebildet ist, dass das Basispapier wenigstens 90 % Primärzellstoff, enthaltend
wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 85 %, insbesondere wenigstens 88 % Zellstoff
mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0
mm und 2,9 mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere
weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe
enthält, gelingt es, ein Kraftpapier mit einer extrem reißfesten Struktur bereitzustellen
und insbesondere aufgrund einer optimalen Ausnutzung der Längenverteilung der Faserlängen
des eingesetzten Primärzellstoffs, die Papiereigenschaften sowohl in Maschinenrichtung
als auch in Querrichtung möglichst exakt einzustellen. Ein derartiges Papier kann
aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit und seiner Möglichkeit, in einer Clupak-Anlage
(mikro)gekreppt zu werden, auch für die Verpackung von scharfkantigen Gegenständen
oder schweren Materialien, wie z.B. Kies, sicher und zuverlässig verwendet werden.
Indem weiterhin weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger
als 4,0 % (die angegebenen Prozentsätze sind im Kontext der vorliegenden Erfindung
immer als Gewichtsprozent zu verstehen) Füllstoffe sowie kationische Stärke und Prozesshilfsstoffe
enthalten sind, gelingt es, gleichzeitig ein widerstandsfähiges jedoch nicht übermäßig
steifes Basispapier zu erhalten, in welchem hohe Prozentsätze an Stärke, insbesondere
kationischer Stärke aufgrund des im Basispapier verbliebenen Lignins und der Hemicellulosen
sowie den damit verbundenen hohen Anzahlen an negativen Ladungen zum Einsatz gelangen
können.
[0012] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verpackungspapier so ausgebildet,
dass es einen Stärkegehalt von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% des Basispapiers, insbesondere
von 0,6 Gew.-% bis 1,4 Gew.-% des Basispapiers aufweist. Aufgrund dieser hohen Stärkegehalte
gelingt es exzellente mechanische Eigenschaften des Papiers bereitzustellen und gleichzeitig
die Offenporigkeit des Papiers hoch zu halten und somit einer gesamtheitlichen Verdichtung
der Papierstruktur in einem Kalandrierschritt entgegenzuwirken und in Folge eine gut
strukturierte und dennoch geglättete Oberfläche für eine gegebenenfalls nachfolgende
Beschichtung des Papiers zur Verfügung zu stellen.
[0013] Um insbesondere die möglichen negativen Einflüsse von Recyclingzellstoff ebenso wie
von Zellstoff aus Altpapier auf die Eigenschaften des Endprodukts, wie beispielsweise
eine verringerte Festigkeit, ein verringerter TEA-Index, eine verringerte Bruchdehnung,
und dgl., welche allesamt aufgrund der nicht bekannten Herkunft von beispielsweise
Zellstoff aus Altpapier nicht vorhergesagt werden können, hintanzuhalten, ist das
Verpackungspapier gemäß der Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass der eingesetzte
Zellstoff zu 100 % Primärzellstoff ist. Die Vorteile des Einsatzes von 100 % Primärzellstoff
für Verpackungsmaterialien auf dem Sektor der Lebensmittelverpackungsmaterialien sind
dem Fachmann hinlänglich bekannt. Es wird hier lediglich beispielhaft auf die vollumfängliche
Verwendung von aus zu 100 % aus Primärzellstoff hergestellten Verpackungspapieren
für trockene, feuchte und fettige Lebensmittel ohne oder mit sehr geringem zusätzlichen
Prüf- und Analysenaufwand verwiesen. Dies erfordert auch eine sorgfältige Auswahl
der Prozessadditive und deren reduzierten Einsatz, wie dies im vorliegenden erfindungsgemäßen
Verpackungspapier erreicht wird.
[0014] Insbesondere um neben den Festigkeitseigenschaften des Verpackungspapiers auch dessen
Oberflächenglätte positiv zu beeinflussen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
das Verpackungspapier so ausgebildet, dass der Primärzellstoff aus einer Mischung
bestehend aus wenigstens 80 % Weichholzzellstoff, bevorzugter wenigstens 90 % Weichholzzellstoff,
insbeson-' dere wenigstens 95 % Weichholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten
Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 2,0 mm sowie Rest Hartholzzellstoff
mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens
1,0 mm besteht. Durch die überwiegende Menge an Weichholzzellstoff mit einer mittleren
längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 2,0 mm sowie dem
Rest Hartholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO
16065-2:2015 von wenigstens 1,0 mm können durch den Weichholzzellstoff die Festigkeitseigenschaften
und durch den Hartholzzellstoff die Glätte positiv beeinflusst werden und es kann
durch eine gezielte Wahl der Zellstoffzusammensetzung ein Verpackungspapier mit sowohl
exzellenten mechanischen Eigenschaften, insbesondere Bruchdehnungen als auch einer
guten Glätte, welche beste Bedruckbarkeit zur Verfügung stellt, bereitgestellt werden.
Beide Zellstoffsorten werden bevorzugt als Primärzellstoff eingesetzt und sind besonders
für die Verpackung von Lebensmitteln aber auch beispielsweise im Bereich der Verpackung
von Kinderspielzeug, aufgrund ihres reduzierten Gehalts an Prozessadditiven geeignet.
[0015] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verpackungspapier
so ausgebildet ist, dass der Primärzellstoff als gemahlener, insbesondere hochkonsistenz
gemahlener Zellstoff mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler nach ISO 5267-1:1999
zwischen 13 °SR bis 20 °SR enthalten ist, gelingt es, die mittlere Faserlänge des
Zellstoffs noch weiter zu vergleichmäßigen, wodurch insbesondere ein besonders homogenes
Papier ausgebildet werden kann, bei welchem eine optimale Einstellung der Papiereigenschaften
sowohl in Längs- als auch in Querrichtung erreicht werden kann. Mit der Hochkonsistenzmahlung
wird hierbei vorzugsweise die Bruchdehnung des Verpackungspapiers in Querrichtung
eingestellt. Das Papier kann zusätzlich zur Hochkonsiszenzmahlung auch niederkonsistenz
(LC)-gemahlen sein, mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler nach ISO 5267-1:1999
zwischen 15 bis 27 °SR. Mit einer derartigen Niederkonsistenzmahlung werden Festigkeitseigenschaften
des Papiers, wie die Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung eingestellt und somit
gelingt es mittels der HC- und LC-Mahlung die Eigenschaften des Papiers weiter an
die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.
[0016] Unter Hochkonsistenzmahlung wird hierbei eine Mahlung verstanden, bei der die Gesamtkonsistenz
an Feststoff zwischen 25 % und 40 % liegt und unter Niederkonsistenzmahlung wird eine
Mahlung verstanden, bei der die Gesamtkonsistenz an Feststoffen zwischen 2 % und 7
% liegt.
[0017] Die vorliegende Erfindung zielt weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Verpackungspapiers ab, mit welchem Verfahren es gelingt, ein Papier mit exzellenten
mechanischen Eigenschaften sowie einer glatten Oberfläche bereitzustellen. Zur Lösung
dieser Aufgabe wird das erfindungsgemäße Verfahren so geführt, dass das Basismaterial
in einer Clupak-Anlage, bis eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005
zwischen 2,5 % und 8,5 % erreicht wird, gekreppt wird, danach bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt
von höchstens 14 % getrocknet wird und das Basispapier schließlich einem Kalandrierschritt
unterworfen wird, wodurch ein Verpackungspapier mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO
8791-2:2013 zwischen 200 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise 250 ml/min bis 550 ml/min,
insbesondere bevorzugt 300 ml/min bis 500 ml/min, einem Flächengewicht nach ISO 536:2019
zwischen 60 g/m
2 und 150 g/m
2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden
gebildet wird und dass gegebenenfalls wenigstens ein einseitiges Beschichten des Verpackungspapiers
vorgenommen wird. Durch das Kreppen des Basismaterials in der Clupak-Anlage gelingt
es, eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 im Bereich zwischen
2,5 % und 8,5 % zu erreichen, was ein ausreichender Wert ist, um das Verpackungsmaterial
für die Verpackung von beispielsweise Baumaterialien, Sand, Kies oder Pellets, Lebensmittel,
wie Reis und dgl. zu verwenden. Indem es möglich ist, das Papier auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von höchstens 14 % zu trocknen, wird sichergestellt, dass das Papier trotz der darin
enthaltenen, nicht gebleichten Kraftzellstofffasern, welche insgesamt steifer sind,
ausreichend flexibel und formbar bleibt. Indem weiterhin das Papier einem Kalandrierschritt
unterworfen wird, wird sichergestellt, dass wenigstens eine Seite des Papiers nach
dem Verarbeiten in der Clupak-Anlage wieder geglättet wird und dieser Verfahrensschritt
so durchgeführt wird, dass das Glätten vorzugsweise nur einseitig vorgenommen wird,
wobei insbesondere darauf geachtet wird, dass die durch die Clupak-Anlage eingebrachte
(Mikro)-Kreppung durch das Kalandrieren nicht zerstört wird, um die Bruchdehnung des
Papiers hoch zu halten. Durch eine derartige Verfahrensführung gelingt es, ein Verpackungspapier
mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 zwischen 200 ml/min und 600 ml/min,
vorzugsweise 250 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 300 ml/min bis 500
ml/min sowie einem Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen 60 g/m
2 und 150 g/m
2 zu erreichen. Ein derartig hergestelltes Verpackungspapier zeigt weiterhin einen
Luftwiderstand nach ISO5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden, was einerseits
ausreichend durchlässig ist, um beispielsweise beim schnellen Füllen von verschiedenen
Arten von Behältnissen, wie Beutel, Säcke oder Taschen mit Füllmaterialien miteingetragene
Luft durch die Poren der Verpackung entweichen zu lassen und andererseits ausreichend
dicht ist, dass die Stabilität der aus dem Papier hergestellten Verpackung bei großen
Belastungen aufrecht erhalten werden kann, da die gebildeten Poren ausreichend groß
für die Verwendung als Verpackungspapier sind und klein genug sind, um die Stabilität
des Papiers nicht nachteilig zu beeinflussen. Gegebenenfalls kann an diese Verfahrensschritte
ein Schritt einer einseitigen Beschichtung des Verpackungspapiers anschließen.
[0018] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren so geführt, dass der Kalandrierschritt
in einem Schuhkalander mit einer Linienlast zwischen 200 und 1000 kN/m und einer Schuhlänge
von 50 mm - 270 mm oder einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast von 18 bis 80
kN/m, insbesondere 20 bis 50 kN/m durchgeführt wird. Bei Verwendung eines Schuhkalanders
mit einer Linienlast zwischen 200 und 1000 kN/m für den Kalandrierschritt wird gewährleistet,
dass das Papier nicht zu stark gepresst wird und die durch die Clupak-Anlage eingebrachte
(Mikro)-Kreppung durch den Schuhkalander nicht wieder zerstört wird. Analoges gilt,
wenn ein Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast von 18 bis 80 kN/m eingesetzt wird.
Durch Durchführen eines zusätzlichen Beschichtungsschritts bei welchem das Basispapier
mit entweder einer olefinischen Beschichtung, wie Polypropylen, Polyethlyen oder einer
nicht-olefinischen Beschichtung wie Polymilchsäure beschichtet wird, gelingt es einerseits
wenigstens einseitig die Glätte des Papiers noch weiter zu erhöhen und andererseits
Eigenschaften wie die Bedruckbarkeit, die Feuchtigkeitsbeständigkeit und dgl. des
Basispapiers weiter zu erhöhen und somit ein Verpackungspapier herzustellen, das aufgrund
seiner Glätte ausgezeichnet bedruckbar und beschichtbar ist, aber gleichzeitig auch
mechanische Eigenschaften aufweist, die sämtlichen Anforderungen eines modernen Verpackungspapiers
genügen.
[0019] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Beschichtungsschritt so geführt,
dass auf jede zu beschichtende Seite des Basispapiers eine Menge an Beschichtungsmaterial
zwischen 2 % und 7 %, insbesondere 2,5 % und 6 % des Flächengewichts des Basispapiers
aufgebracht wird. Durch Anwendung derartiger geringer Mengen an Beschichtungsmaterial
wird sichergestellt, dass nicht sämtliche Poren des Verpackungspapiers durch das Beschichtungsmaterial
verklebt bzw. verschlossen werden und das Papier eine glatte, gut bedruckbare sowie
beispielsweise auch heißsiegelfähige Oberfläche zeigt.
[0020] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Verfahren so geführt
wird, dass die Beschichtung zumindest auf eine in der Clupak-Anlage gekreppte Seite
aufgebracht wird, gelingt es zu gewährleisten, dass die Beschichtung gut an der Oberfläche
haftet und gleichzeitig jedoch das Papier insgesamt nicht zu glatt wird und überdies
auch eine exzellente Bedruckbarkeit aufweist. Dies wird insbesondere auch durch niedrigen
Rauhigkeitswerte der Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013 im Bereich von 200 ml/min
bis 600 ml/min wiedergegeben.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht (Grammatur)
von 60 g/m
2
[0022] Prozessbeschreibung:
Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 95 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Fichte)
mit einer Kappa-Zahl von 42 sowie 5 % Primärzellstoff aus Hartholz (Birke) mit einer
Kappa-Zahl von 40, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung
von 190 bis 210 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad des Zellstoffs nach der
Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung
mit einer Mahlleistung von 75 kWh/t unterworfen wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs
nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung 22 °SR betrug, wurde
eingesetzt.
[0023] Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe (Aluminiumsulfat, kationische
Stärke sowie eine Mischung aus Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) und alkylierten
Ketendimeren (AKD)) zudosiert. Hierbei wurde der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen
pH-Wert von 6,8 bis 7,1 eingestellt, kationische Stärke, mit einem Kationisierungsgrad
DS von 0,03, in einer Menge von 10 kg/t Papier atro sowie 1 kg/t eines Trockenverfestigers
(glyoxyliertes Polyacrylamid (G-PAM)) zudosiert und als Leimungsmittel wurden eine
Mischung aus ASA und AKD in einer Menge von 0,4 kg/t Papier atro eingesetzt. Der Zellstoff
enthielt keine Füllstoffe. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,21
%. Die Entwässerung erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie
mit drei Nips, wobei der Liniendruck an den drei Nips 55 kN/m, 80 kN/m und erneut
80 kN/m betrug. Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde
es in einer Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer
Differenzgeschwindigkeit von -5,2 % behandelt und mikro-gekreppt. Das Papier wurde
auf einen Restfeuchtegehalt von 9 % getrocknet, bevor es in einem Softnip-Kalander
mit einer Linienlast 45 kN/m und einer Temperatur von 100 °C kalandriert und final
aufgewickelt wurde. Das Papier kann als solches eingesetzt werden.
[0024] Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 1 beschriebenen Papiereigenschaften:
Tabelle 1:
Papiereigenschaft |
Norm |
Einheit |
Richtung |
Ergebnis |
Grammatur |
ISO 536:2019 |
g/m2 |
|
60 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
MD |
4,9 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
MD |
81,7 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
CD |
3,3 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
CD |
55 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
MD |
6,7 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
CD |
7,3 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
MD |
3,4 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
CD |
2,9 |
Luftdurchlässigkeit Gurley |
ISO 5636-5:2013 |
s |
|
14,3 |
Cobb Wert 60s |
ISO 535:2014 |
g/m2 |
|
32 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
glatte Seite |
298 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
raue Seite |
819 |
[0025] Es erübrigt sich festzuhalten, dass das Papier zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung,
wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 4,0 g/m
2) oder nach einem pigmentierenden Vorstrich mit Kaolin einer Dispersionsbeschichtung
(1,8 g/m
2), unterworfen werden kann, wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und
die Luftdurchlässigkeit noch weiter verändert werden können.
[0026] Beispiel 2: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht von 81
g/m
2 Prozessbeschreibung:
Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 100 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Mischung
Fichte und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 47, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung
mit einer Mahlleistung von 210 bis 220 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad
des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 18 °SR betrug und anschießend dieser
Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 80 kWh/t unterworfen
wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung
24 °SR betrug, wurde eingesetzt.
[0027] Im Konstantteil der Papiermaschine werden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde
der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,6 bis 7,1 eingestellt, kationische
Stärke, mit einem Kationisierungsgrad DS von 0,03, in einer Menge von 13 kg/t Papier
atro zudosiert und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydrid in einer
Menge von 0,5 kg/t Papier atro eingesetzt. Es wurden 2 % Füllstoff in Form von Talkum
dosiert. Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,19 %. Die Entwässerung
erfolgte auf einer Foudrinier-Siebpartie, und mit einer Pressenpartie mit drei Nips,
wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m, 80 kN/m und erneut 80 kN/m betrug.
Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer
Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit
von -6,1 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt
von 10,5 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast 57
kN/m und einer Temperatur von 110 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das
Papier kann als solches eingesetzt werden.
[0028] Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 2 beschriebenen Papiereigenschaften:
Tabelle 2:
Papiereigenschaft |
Norm |
Einheit |
Richtung |
Ergebnis |
Grammatur |
ISO 536:2019 |
g/m2 |
|
81 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
MD |
6,5 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
MD |
80,2 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
CD |
4,7 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
CD |
58,0 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
MD |
8,0 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
CD |
7,1 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
MD |
3,4 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
CD |
2,8 |
Luftdurchlässigkeit Gurley |
ISO 5636-5:2013 |
s |
|
18,7 |
Cobb Wert 60s |
ISO 535:2014 |
g/m2 |
|
30 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
glatte Seite |
341 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
raue Seite |
857 |
[0029] Das Papier kann zusätzlich noch einer Beschichtungsbehandlung unterworfen werden
kann, wie beispielsweise einer Extrusionsbeschichtung mit Polyethylen (z.B. 4,0 g/m
2 auf der geglätteten Seite oder z.B. 6,0 g/m
2 auf zumindest einer Seite), wodurch die Eigenschaften, insbesondere die Rauheit und
der Luftdurchlässigkeit verändert werden können.
[0030] Ein derartiges Papier wurde in einem Flexodruckverfahren mit einem Mehrfarbendruck
bedruckt. Die Farben zeigten eine hohe Brillanz und ein Ausbluten derselben konnte
nicht beobachtet werden.
[0031] In zwei weiteren Versuchen wurden aus dem Papier Probeverpackungen hergestellt und
zwar eine Charge, bei welcher die beschichtete Seite des Papiers die Innenseite der
Verpackung ausbildet und eine Charge, bei welcher die beschichtete Seite des Papiers
die Außenseite der Verpackung ausbildet. Beide Chargen der Verpackungen wurden mit
Sand, 25 kg, Kies, 25 kg, Reis 15 kg, Kinderspielsteinen, Holzspänen 10 kg, sowie
2 kg Nägel befüllt, verschlossen und jeweils Belastungsversuchen unterworfen. Die
Belastungsversuche bestanden hierbei in Falltests aus einer konstanten Fallhöhe von
0,8 Meter mit flachem Fall gemäß ISO 7965-1:1984.
[0032] Im Falle der Verpackungen, bei welchen die beschichtete Seite des Papiers die Innenseite
der Verpackung ausbildet, Verpackung I, wurde das verschließen durch Heißversiegeln
ausgebildet und in Fällen, wo die beschichtete Seite des Papiers die Außenseite der
Verpackung ausbildet, Verpackung II, wurde das Verschließen mittels eines herkömmlichen
Klebers durchgeführt.
[0033] Bei diesen Versuchen zeigte sich, dass die aus dem Verpackungspapier gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Verpackungen I und II auch nach 9 bis 10 Abwürfen nicht gebrochen
sind und auch die spitzen bzw. scharfkantigen Füllmaterialien sich nicht durch das
Papier gebohrt haben.
[0034] Beide Gruppen von Verpackungen, Verpackungen I und II, wurden überdies auf der Außenseite
mittels Flexodruck mehrfarbig bedruckt. Die Verpackungen I konnten gut bedruckt werden,
die Farben liefen nicht aus und flossen nicht ineinander, die Farbbrillanz war ausreichend.
Die Haptik der Verpackungen I entsprach jener von beispielsweise naturbraunen Papiersäcken.
Für das Bedrucken der Verpackungen II wurde im Vergleich zu den Verpackungen I deutlich
weniger Farbe benötigt, die Farbbrillanz war exzellent und ein ineinanderfließen und
Auslaufen der Farben wurde nicht beobachtet. Die Trocknungszeit der Farben war im
Vergleich zu den Verpackungen I etwas verlängert. Nach einem Trocknen und nach den
wie oben beschriebenen Fallversuchen zeigte sich, dass der Farbdruck sowohl bei den
Verpackungen I als auch bei den Verpackungen II weder abgeplatzt ist noch verwischt
wurde oder in sonst irgendeiner Weise beschädigt wurde.
[0035] Aus diesen Versuchen ergibt sich somit, das je nach gewünschter Haptik der Verpackung
und der Brillanz des darauf aufgebrachten Drucks sowie gegebenenfalls der darin zu
verpackenden Güter, das Verpackungspapier mit seiner beschichteten Seite sowohl nach
Innen als auch nach Außen gerichtet verwendet werden kann.
[0036] Beispiel 3: Herstellung eines Verpackungspapiers mit einem Flächengewicht (Grammatur)
von 138 g/m
2
[0037] Prozessbeschreibung:
Ein ungebleichter Zellstoff bestehend zu 80 % aus Primärzellstoff aus Weichholz (Fichte
und Kiefer) mit einer Kappa-Zahl von 45 sowie 15 % Primärzellstoff aus Hartholz (Birke
und Buche) mit einer Kappa-Zahl von 40, welcher zuerst einer Hochkonsistenzmahlung
mit einer Mahlleistung von 190 bis 210 kWh/t unterworfen wurde, wobei ein Mahlgrad
des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung 17 °SR betrug und anschießend dieser
Zellstoff einer Niederkonsistenzmahlung mit einer Mahlleistung von 75 kWh/t unterworfen
wurde, wobei der Mahlgrad des Zellstoffs nach der Hochkonsistenzmahlung und der Niederkonsistenzmahlung
23 °SR betrug, wurde eingesetzt. Ebenfalls wurde 5 % Altpapieranteil verwendet, welcher
jedoch erst nach der Mahlung dem Stoffstrom zugemischt worden ist.
[0038] Im Konstantteil der Papiermaschine wurden die Hilfsstoffe zudosiert. Hierbei wurde
der pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,2 eingestellt, kationische
Stärke, mit einem
[0039] Kationisierungsgrad DS von 0,04, wurde in einer Menge von 13 kg/t Papier atro zudosiert
und als Leimungsmittel wurden Alkenylbernsteinsäureanhydride in einer Menge von 0,7
kg/t Papier atro (absolut trocken) eingesetzt. Weiterhin wurden keine Füllstoffe zugesetzt.
Die Konsistenz des Zellstoffs am Stoffauflauf betrug 0,25 %. Die Entwässerung erfolgte
auf einer Foudrinier-Siebpartie und mit einer Pressenpartie mit drei Nips, wobei eine
davon eine Schuhpresse sein kann, wobei der Liniendruck an den drei Nips 60 kN/m,
90 kN/m bzw. 500 kN/m (in der Schuhpresse) betrug.
[0040] Bevor das noch feuchte Papier der Clupak-Anlage zugeführt wurde, wurde es in einer
Slalomtrockenpartie vorgetrocknet und in einer Clupak-Anlage mit einer Differenzgeschwindigkeit
von -4,2 % behandelt und (mikro)gekreppt. Das Papier wurde auf einen Restfeuchtegehalt
von 9 % getrocknet, bevor es in einem Soft-Nip-Kalander mit einer Linienlast 37 kN/m
und einer Temperatur von 110 °C kalandriert und final aufgewickelt wurde. Das Papier
kann als solches eingesetzt werden.
[0041] Das Papier hatte die in der nachfolgenden Tabelle 3 beschriebenen Papiereigenschaften:
Tabelle 3:
Papiereigenschaft |
Norm |
Einheit |
Richtung |
Ergebnis |
Grammatur |
ISO 536:2019 |
g/m2 |
|
138 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
MD |
11,5 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
MD |
83,3 |
Zugfestigkeit |
ISO 1924-3:2005 |
kN/m |
CD |
8,2 |
Zugfestigkeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
Nm/g |
CD |
59,4 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
MD |
5,9 |
Bruchdehnung |
ISO 1924-3:2005 |
% |
CD |
6,1 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
MD |
3,0 |
Zugbrucharbeitsindex |
ISO 1924-3:2005 |
J/g |
CD |
2,6 |
Luftdurchlässigkeit Gurley |
ISO 5636-5:2013 |
s |
|
26,9 |
Cobb Wert 60s |
ISO 535:2014 |
g/m2 |
|
28 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
glatte Seite |
334 |
Bendtsen Rauigkeit |
ISO 8791-2:2013 |
ml/min |
raue Seite |
2564 |
[0042] Das so erhaltene Papier wurde einseitig auf der glatten Seite (die der Kalanderwalze
zugewandte Seite) mit 7 g/m
2 Polyethylen extrusionsbeschichtet. Nach der Beschichtung betrug die Bendtsen Rauigkeit
der glatten Seite 78 ml/min und die Luftdurchlässigkeit ist nach ISO 5636-5:2013 (Gurley)
auf 15400 Sekunden gesunken.
[0043] Ein derartiges Papier wurde mit einem Flexodruckverfahren mit einem Mehrfarbendruck
bedruckt. Die Farben zeigten eine hohe Brillanz und ein Ausbluten derselben konnte
nicht beobachtet werden.
[0044] In einem weiteren Versuch wurden aus dem Papier Probeverpackungen, wie Beutel, Säcke
oder Taschen hergestellt und diese mit Sand, 25 kg, Kies, 25 kg, Reis 15 kg, Kinderspielsteinen,
Holzspänen 10 kg, sowie 2 kg Nägel befüllt, heißversiegelt und jeweils Belastungsversuchen
unterworfen. Die Belastungsversuche bestanden hierbei in Falltests aus einer konstanten
Fallhöhe von 0,8 Meter mit flachem Fall gemäß ISO 7965-1:1984
[0045] Bei diesen Versuchen zeigte sich, dass die aus dem Verpackungspapier gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Verpackungen auch nach 9 bis 10 Abwürfen nicht gebrochen sind,
auch die spitzen bzw. scharfkantigen Füllmaterialien sich nicht durch das Papier gebohrt
haben und schließlich der Farbdruck weder abgeplatzt ist noch verwischt wurde oder
in sonst irgendeiner Weise beschädigt wurde.
1. Verpackungspapier bestehend aus einem ungebleichten Kraftpapier mit einem Kappa-Wert
nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58 als Basispapier,
welches gegebenenfalls wenigstens einseitig beschichtet ist, wobei das Kraftpapier
zu wenigstens 90 % aus Primärzellstoff hergestellt ist, ein Flächengewicht nach ISO
536:2019 zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-3:2005 zwischen
2,5 % und 8,5 % aufweist und dass das Verpackungspapier eine Bendtsen-Rauheit nach
ISO 8791-2:2013 zwischen 200 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise zwischen 250 ml/min
bis 550 ml/min, insbesondere bevorzugt 300 ml/min bis 500 ml/min aufweist.
2. Verpackungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens auf einer Seite mit einem Beschichtungsmaterial gewählt
aus der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen oder aus der Gruppe
von polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie Polymilchsäure beschichtet ist.
3. Verpackungspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf jeder Seite des Basispapiers in einer Menge zwischen 1 Gew.-%
und 7 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 Gew.-% und 6 Gew.-% des Flächengewichts des
Basispapiers aufgebracht ist.
4. Verpackungspapier nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier wenigstens 90 % Primärzellstoff, enthaltend wenigstens 80 %, vorzugsweise
wenigstens 85 %, insbesondere wenigstens 88 % Zellstoff mit einer mittleren längengewichteten
Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9 mm sowie weniger 4,5 %, vorzugsweise
weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als 4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke
und andere Prozesshilfsstoffe enthält.
5. Verpackungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Stärkegehalt von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% des Basispapiers, insbesondere
von 0,6 Gew.-% bis 1,4 Gew.-% des Basispapiers, aufweist.
6. Verpackungspapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 100 % Primärzellstoff enthält.
7. Verpackungspapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärzellstoff aus einer Mischung bestehend aus wenigstens 80 % Weichholzzellstoff,
bevorzugter wenigstens 90 % Weichholzzellstoff, insbesondere wenigstens 95 % Weichholzzellstoff
mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens
2,0 mm sowie Rest Hartholzzellstoff mit einer mittleren längengewichteten Faserlänge
gemäß ISO 16065-2:2014 von wenigstens 1,0 mm besteht.
8. Verpackungspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärzellstoff als gemahlener, insbesondere hochkonsistenz gemahlener Zellstoff
mit einem Mahlgrad nach Schopper-Riegler nach ISO 5267-1:1999 zwischen 13 °SR bis
20 °SR enthalten ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungspapiers, bei welchem ein aus wenigstens
90 % aus Primärzellstoff bestehender ungebleichter Kraft-Zellstoff mit einem Kappa-Wert
nach ISO 302:2015 zwischen 38 und 60, vorzugsweise zwischen 40 und 58, welcher eine
mittlere längengewichtete Faserlänge nach ISO 16065-2:2014 zwischen 2,0 mm und 2,9
mm sowie weniger als 4,5 %, vorzugsweise weniger als 4,2 %, insbesondere weniger als
4,0 % Füllstoffe sowie kationische Stärke und andere Prozesshilfsstoffe enthält, als
Basismaterial eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial in einer Clupak-Anlage, bis eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung
nach ISO 1924-3:2005 zwischen 2,5 % und 8,5 % erreicht wird, gekreppt wird, bis zu
einem Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 14 % getrocknet wird und einem Kalandrierschritt
unterworfen wird, dass ein Verpackungspapier mit einer Bendtsen-Rauheit nach ISO 8791-2:2013
zwischen 200 ml/min und 600 ml/min, vorzugsweise 250 ml/min bis 550 ml/min, insbesondere
bevorzugt 300 ml/min bis 500 ml/min, einem Flächengewicht nach ISO 536:2019 zwischen
60 g/m2 und 150 g/m2 sowie einen Luftwiderstand nach ISO 5636-5:2013 (Gurley) zwischen 5 und 30 Sekunden
gebildet wird, so dass gegebenenfalls wenigstens einseitiges Beschichten des Verpackungspapiers
vorgenommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalandrierschritt in einem Schuhkalander mit einer Linienlast zwischen 200 und
1000 kN/m und einer Schuhlänge von 50 mm - 270 mm oder einem Soft-Nip-Kalander mit
einer Linienlast von 18 bis 80 kN/m, insbesondere 20 bis 50 kN/m durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kalandrierte Basispapier einem Beschichtungsschritt unterworfen wird, bei welchem
wenigstens eine Seite des Basispapiers mit einem Beschichtungsmaterial gewählt aus
der Gruppe der Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen oder aus der Gruppe
von polyolefin-freien Beschichtungsmaterialien, wie beispielsweise Polymilchsäure
beschichtet, insbesondere extrusionsbeschichtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Beschichtungsschritt auf jede zu beschichtende Seite des Basispapiers eine
Menge zwischen 2 % und 7 %, insbesondere 2,5 % und 6 % des Flächengewichts des Basispapiers
aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zumindest auf eine in der Clupak-Anlage gekreppte Seite aufgebracht
wird.