Paperboard, method and apparatus for preparing same, as well as composite sheet for packaging prepared therefrom and packaging container

Abstract

The present invention relates to a paperboard, a method and an apparatus for producing same, as well as a composite sheet for packaging produced therefrom, and a packaging container manufactured from the composite sheet.

Description

PAPERBOARD, METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING SAME, AS WELL AS COMPOSITE SHEET FOR PACKAGING PREPARED THEREFROM AND PACKAGING CONTAINERTECHNICAL FIELD

[0001] The present invention relates to a paperboard, a method and an apparatus for producing same, as well as a composite sheet for packaging produced therefrom, and a packaging container manufactured from the composite sheet.BACKGROUND ART

[0002] Food products, in particular liquid food products, are often packaged in packaging containers, thereby making the products convenient to produce, transport and carry, and extending their shelf life.

[0003] Common packaging containers include bottles and cans made of glass, ceramic, aluminum, tinplate, and the like. ; the aluminum and tinplate may be coated or clad. Such bottles and cans exhibit a number of disadvantages in production, transportation, and use. For example, the shape of the packaging containers is based on a cylindrical shape, making it difficult to achieve dense stacking of the packaging containers; the packaging containers are relatively heavy, resulting in an increase in energy consumption in transportation; the packaging containers often need to be produced at a separate packaging factory, leading to the trouble of transportation from the packaging factory to a filling factory; A user must exert a great force to open the packaging containers, and in the process of opening, there is a risk of forming a sharp edge that may cause injury to the user; and, it is difficult to directly print information on the surface of the packaging containers, and so on and so forth.

[0004] In view of the foregoing, packaging containers made of a composite sheet are commonly used in the prior art.

[0005] For example, a packaging container may be manufactured by: reforming a web of laminated packaging material into a tube by welding the innermost and outermost heat-sealable thermoplastic polymer layers together to bond the two longitudinal edges of the web to each other in a lap joint; filling the tube with a liquid food product, and then dividing the tube into individual packages by means of repeated transversal seals located below the horizontal level of the contents in the tube and spaced apart from each other by a predetermined distance; and separating the packages from the tube by means of notches along the transversal seals, and shaping the packages by folding along crease lines prepared in the packaging material so as to obtain a desired geometric configuration, typically a parallelepiped or cube.

[0006] As another example, a packaging container may also be manufactured by: starting from a tubular blank having been folded into a flat packaging laminate, shaping the blank into an open tubular container encapsulation body so as to produce a package, and closing one of the opening ends of the container encapsulation body by folding and heat-sealing an integral end panel; and filling a liquid food into the thus closed container encapsulation body from the opening end thereof, and then closing that opening end by further folding and heat-sealing the corresponding integral end panel.

[0007] Examples of packaging containers made from sheet and tubular blanks are the conventional so-called “packages having a mountain-shaped top” , and packages having a molded top and / or screw cap made of plastics.

[0008] The composite sheet and the method for producing a packaging container using the composite sheet have multiple advantages. For example, the packaging containers obtained by folding have a shape based on a cuboid, so that dense stacking of the composite sheets and the packaging containers is easily achieved; the weight of the packaging containers is much lower than that of the bottles and the cans, which greatly reduces the energy consumption during transportation; the packaging containers is easier to produce than bottles and cans, and the trouble of transportation from a packaging factory to a filling factory can be avoided; the packaging containers are easier to open, and no sharp edge will be formed in the process of opening; and it is easier to directly print information on the surface of the packaging containers, and so on and so forth.

[0009] A common composite sheet has a laminate structure comprising, in order from outside to inside, a support layer, which has a supporting effect and provides a packaging container with structural stability in a filled state, a barrier layer, which blocks water and oxygen, for example, and a polymer inner layer, which provides liquid-tightness against the liquid contained in the container and heat-sealability of the packaging container. The support layer is typically a paperboard layer, the barrier layer is typically an aluminum foil layer, and the polymer inner layer is typically a polyolefin layer, in particular a polyethylene layer. The layers of the composite sheet may also comprise additional layers. For example, an adhesive layer may be present between the polymer inner layer and the barrier layer so as to provide improved adhesion between the polymer inner layer and the barrier layer.

[0010] The paperboard layer as a support layer is typically produced by precipitating a suspension of suitably treated (for example beaten) , plant fibers, mineral fibers, animal fibers, chemical fibers or mixtures thereof, preferably plant fibers, onto a forming apparatus, and performing drying treatment. The suspension, in particular the suspension of beaten plant fibers in water, is called pulp.

[0011] The plant fibers may be needle-leaf wood fibers, for example obtained from needle-leaf wood such as masson pine, larch, Korean pine, and spruce, and broadleaf wood fibers, for example obtained from broadleaf wood such as birch, poplar, basswood, eucalyptus, and maple, or a combination thereof.

[0012] The properties of the resulting pulp vary depending on the type and source of the raw material for preparing the pulp. For example, the pulp fibers prepared from needle-leaf wood are long and thin, the pulp is relatively pure with few impurities, and the paperboard prepared therefrom has a good flexibility, a high folding endurance, a good tensile strength, and a good printing performance. The pulp fibers prepared from broadleaf wood are short, have a low content of lignin, and often contain many impurities, and the paperboard prepared therefrom has a relatively low strength, a high bulk, a high stiffness, a strong absorption performance, and a high opacity.

[0013] Pulp can be obtained in the form of mechanical pulp, chemical pulp, and mechanochemical pulp. Mechanical pulp is prepared from plant fibers by a mechanical pulping method. For example, a wood piece is pressed in a length direction against a wet, rough grindstone rotating at a constant speed, thereby separating fibers from the wood piece, and after screening and concentration, the fibers are prepared into pulp. Chemical pulp is prepared from plant fibers by a chemical pulping method. For example, wood chips are immersed in an aqueous chemical solution such as a mixed solution of sodium hydroxide and sodium sulfide, and are cooked at high temperature and high pressure such that lignin in the wood chips dissolves out, thereby obtaining intact cellulose. Chemi-mechanical pulp is prepared from plant fibers by a semi-chemical pulping method that combines a chemical method and a mechanical method. For example, wood chips are first partially softened or cooked using a chemical, and then gelatinization is achieved by the mechanical method.

[0014] A different method of obtaining pulp will result in different properties of the obtained pulp, which will in turn result in different properties of the paperboard prepared from the pulp. For example, a production process of mechanical pulp is such that the non-cellulose components in wood are almost retained in the pulp, and the prepared pulp is slightly yellowish. The color of the paper will further turn yellow under the action of sunlight and air. The paper has a low strength, a high opacity, a low tightness, a high smoothness, a strong ink absorption capacity, and a good printing adaptability. In a production process of chemical pulp, the chemical not only acts on lignin, but also chemically reacts with cellulose and hemicellulose, such that the degree of polymerization of cellulose macromolecules is reduced, and hemicellulose is severely degraded or dissolved. The pulp yield is reduced, and the obtained pulp is relatively soft and has a high strength.

[0015] A person skilled in the art will appreciate that not only the production process of pulp but also the conditions in the production of the pulp will have an influence on the properties of the pulp and the paperboard produced therefrom.

[0016] Sources of wood are extensive and strongly regional. Currently, the world's major wood-producing areas include South America and North America, such as Brazil, USA and Canada, North Europe, such as Finland and Swedish, Southeast Asia, such as Indonesia, Vietnam and Laos, Africa, and the Siberia and Far East regions of Russia. Needle-leaf wood is mainly produced in middle-high latitude regions and broadleaf wood is mainly produced in middle-low latitude regions. In order to ensure the availability of raw materials and the consistency and reliability of the properties of paperboard products, it is necessary to develop a method that could address raw materials from various sources (in particular from various regions) and pulp prepared from the raw materials by various methods, and allow preparation of paperboards having similar or even improved properties.

[0017] With regard to the production of composite sheets for packaging containers, pulp is generally not prepared by, for example, beating. Instead, a bale of pulp is purchased directly, and then the pulp is obtained using a method that comprises repulping, dilution, pulp-grinding, purification, and degassing, and is used to prepare paperboards. Thus, the present invention may be embodied as a method, developed to address different kinds of pulp, for preparing paperboards having similar or even improved properties.SUMMARY OF THE INVENTION

[0018] In the present invention, a paperboard having a desired performance is prepared by using a specific pulp of a specific grammage, and further, a composite sheet that uses the paperboard as a support layer and that is used to manufacture a packaging container, and a packaging container manufactured from the composite sheet, are prepared.

[0019] Further, in the present invention, the paperboard of the present invention is prepared by using a preparation method and a preparation apparatus under specific conditions.

[0020] In particular, a first aspect of the present invention relates to a paperboard comprising a printing layer, a core layer and a bottom layer, and optionally a coating layer, wherein the core layer comprises 25wt%to 35wt%, preferably about 30wt%of broke, 45wt%to 55wt%, preferably about 51wt%of BCTMP (bleached chemi-thermomechanical pulp) , and 15wt%to 25wt%, preferably about 19wt%of BSW (bleached softwood pulp) , and preferably has a grammage of 85 gsm to 100 gsm, preferably about 93 gsm.

[0021] Additionally, alternatively, and / or preferably, the present invention specifically relates to a paperboard comprising a printing layer, a core layer and a bottom layer, and optionally a coating layer, wherein the core layer comprises 27wt%to 32wt%, preferably 28wt%to 30wt%, and more preferably about 28wt%of broke, 48wt%to 52wt%, preferably 50wt%to 51wt%, and more preferably about 50wt%of BCTMP (bleached chemi-thermo mechanical pulp) , and 17wt%to 24wt%, preferably 19wt%to 22wt%, and more preferably about 22wt%of BSW (bleached softwood pulp) , and preferably has a grammage of 90 gsm to 96 gsm, preferably 90 gsm to 93 gsm, and more preferably about 93 gsm.

[0022] Preferably, in the paperboard of the present invention, the core layer does not comprise UBSW (unbleached softwood pulp) , that is, no UBSW is added to the pulp for preparing the core layer. It should be understood by a person skilled in the art that introduction of UBSW due to addition of broke pulp should not be considered as addition of UBSW.

[0023] Preferably, in the paperboard of the present invention, the core layer comprises an internal sizing agent, preferably an alkyl ketene dimer.

[0024] Preferably, in the paperboard of the present invention, the printing layer comprises 65wt%to 75wt%, preferably about 70wt%of BHW (bleached hardwood pulp) , and 25wt%to 35wt%, preferably about 30wt%of BSW, and preferably has a grammage of 45 gsm to 65 gsm, preferably about 55 gsm.

[0025] Additionally, alternatively, and / or preferably, in the paperboard of the present invention, the printing layer comprises 68wt%to 72wt%, preferably about 70wt%of BHW (bleached hardwood pulp) , and 28wt%to 32wt%, preferably about 30wt%of BSW, and preferably has a grammage of 55 gsm to 53 gsm, more preferably about 53 gsm.

[0026] Preferably, in the paperboard of the present invention, the bottom layer comprises 60wt%to 100wt%of UBSW and 0wt%to 40wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW, and preferably comprises 65wt%to 75wt%of UBSW and 25wt%to 35wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW.

[0027] Additionally, alternatively, and / or preferably, preferably in the paperboard of the present invention, the bottom layer comprises 65wt%to 100wt%of UBSW and 0wt%to 35wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW, and preferably comprises about 70wt%of UBSW and about 30wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW.

[0028] Further preferably, in the paperboard of the present invention, the bottom layer preferably has a grammage of 30 gsm to 50 gsm, more preferably about 43 gsm.

[0029] Additionally, alternatively, and / or preferably, in the paperboard of the present invention, the bottom layer preferably has a grammage of 41 gsm to 45 gsm, more preferably about 43 gsm.

[0030] Preferably, in the paper board of the present invention, the beating degrees of the BHW, BSW, UBSW, BCTMP and broke pulp of the pulp for forming the printing layer, the core layer and the bottom layer are respectively:

[0031] BHW: 22°SR to 37°SR, preferably 28°SR to 35°SR;

[0032] BSW: 18°SR to 31°SR, preferably 23°SR to 27°SR;

[0033] UBSW: 16°SR to 29°SR, preferably 21°SR to 24°SR;

[0034] BCTMP: 20°SR to 35°SR, preferably 21°SR to 26°SR; and

[0035] Broke: 35°SR to 60°SR, preferably 37°SR to 55°SR.

[0036] Additionally, alternatively, and / or preferably, in the paperboard of the present invention,

[0037] the beating degrees of the BHW, BSW, UBSW, BCTMP, and broke pulp of the pulp for forming the printing layer are respectively:

[0038] BHW: 28°SR to 35°SR, preferably 33°SR to 35°SR; and

[0039] BSW: 22°SR to 26°SR, preferably 25°SR to 26°SR;

[0040] the beating degrees of the pulp for forming the bottom layer are respectively:

[0041] BHW: 32°SR to 37°SR, preferably 34°SR to 35°SR;

[0042] BSW: 22°SR to 28°SR, preferably 24°SR to 26°SR; and

[0043] UBSW: 21°SR to 26°SR, preferably 24°SR to 26°SR;

[0044] the beating degrees of the pulp for forming the core layer are respectively:

[0045] BSW: 21°SR to 27°SR, preferably 21°SR to 25°SR;

[0046] BCTMP: 21°SR to 24°SR, preferably 23°SR to 24°SR; and

[0047] Broke: 35°SR to 50°SR, preferably 35°SR to 37°SR.

[0048] Preferably, in the paperboard of the present invention, the fiber coarseness of the BSW and UBSW is 100 μg / m to 120 μg / m, preferably about 110 μg / m, and 118 μg / m to 138 μg / m, preferably about 128 μg / m, respectively.

[0049] Preferably, the paperboard of the present invention further comprises a coating layer, the coating layer comprising a pigment, a binder and an additive, the adhesive preferably being SA latex having a grammage of preferably 15 gsm to 30 gsm, more preferably about 22 gsm.

[0050] Additionally, alternatively, and / or preferably, in the paperboard of the present invention, a coating layer is further comprised, the coating layer comprising a pigment, a binder and an additive, the adhesive being preferably SA latex having a grammage of preferably 20 gsm to 22 gsm.

[0051] A second aspect of the present invention relates to a method for producing the paperboard of the present invention, wherein pulp for forming the printing layer, the core layer and the bottom layer is sequentially fed to a wire section, a press section, a drying section, a sizing step, a calendering step, a coating section, a reel-up step, and a rewinding step.

[0052] Preferably, in the method of the present invention, the printing layer, the core layer and the bottom layer are respectively fed from respective headboxes to the wire section through lip plates. The opening degrees of the lip plates are respectively:

[0053] printing layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm;

[0054] core layer: 15 mm to 30 mm, preferably 20 mm to 25 mm; and

[0055] bottom layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm.

[0056] Preferably, in the method of the present invention, when the printing layer, the core layer and the bottom layer are combined together at the wire section, a cross-linking agent, preferably an aqueous starch solution, is sprayed between the layers. The spray tube used to apply the cross-linking agent is disposed at an angle of 15° to 30°, preferably about 20°, relative to the horizontal plane.

[0057] Preferably, in the method of the present invention, the pulp for the printing layer is from at least two headboxes with the same or different internal pulp composition, preferably two headboxes with the same internal pulp composition, thereby forming a face layer and a lining layer.

[0058] A third aspect of the present invention relates to an apparatus for preparing the paperboard of the present invention, comprising headboxes, a wire section, a press section, and a component downstream of the press section.

[0059] Preferably, in the apparatus of the present invention, the pulp for the printing layer, the core layer and the bottom layer is fed through the lip plates of the headboxes to the wire section, and the opening degrees of the lip plates are 13 mm to 14 mm, 20 mm to 25 mm and 13 mm to 14 mm, respectively.

[0060] Preferably, the apparatus of the present invention comprises a spray tube used to spray, when the printing layer, the core layer and the bottom layer are combined together at the wire section, a cross-linking agent between the layers. The spray tube is disposed at an angle of 15° to 30°, preferably about 20°, relative to the horizontal plane.

[0061] A fourth aspect of the present invention relates to a composite sheet comprising, in order from outside to inside, a support layer, a barrier layer and a polymer inner layer. In the composite sheet, the paperboard of the present invention is used as the support layer, and a bottom layer of the paperboard adjoins the barrier layer of the composite sheet.

[0062] A fifth aspect of the present invention relates to a packaging container, which is manufactured from the composite sheet of the present invention.

[0063] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

[0064] Terms and abbreviations

[0065] As used herein, “about” used to modify a numerical value means that an experimental error, and a variation that can be expected by a person skilled in the art, should be allowed for the numerical value. In particular, “about” may mean a value in the range of plus or minus 15%, preferably 10%, more preferably 5%, and most preferably 2.5%of the modified numerical value.

[0066] Herein, a “layer consisting essentially of a substance” means that the content of the substance in the layer is sufficiently high that the layer exhibits physical and / or chemical properties which a person skilled in the art would consider to be equivalent to a layer consisting only of the substance. For example, the content of the substance in the layer may be at least 60wt%, at least 75wt%, at least 85wt%, at least 90wt%, at least 95wt%, or 100wt%based on the weight of the layer. Impurities that are inevitably comprised are not included in the calculation of the content.

[0067] Herein, an “inside” of a composite sheet or a layer thereof means the side of the composite sheet or the layer that is proximate to the contents contained in a packaging container, whereas an “outside” of the composite sheet or a layer thereof means the side of the composite sheet or the layer that is proximate to an external environment in which the packaging container is located.

[0068] Herein, “layer A ‘adjoins’ layer B” means that the surfaces of layer A and layer B facing each other are in direct contact, or that there is only a layer for facilitating the bonding of layer A and layer B, such as an adhesive layer, between the surfaces of layer A and layer B facing each other.

[0069] Herein, broke is paperboard offcuts removed during the preparation of the cardboard of the present invention, for example during edge trimming, which, after being smashed again, are added to the raw materials of pulp for reuse.

[0070] Herein, BCTMP is bleached chemithermomechanical pulp, such as bleached chemithermomechanical pulp of hardwood, softwood, or a combination thereof. BCTMP is commercially available. For example, BCTMP long fibers may be the ice river product from Pan Pac Forest Products Ltd -Pulp, and BCTMP short fibers may be the SAPPI maple product from Sappi Papier Holding GmbH.

[0071] Herein, BSW is bleached softwood pulp, sometimes also referred to as bleached long fiber pulp and bleached needle-leaf sulfate pulp. BSW is commercially available. For example, BSW may be the northwood product from Canfor Pulp Ltd.

[0072] Herein, UBSW is unbleached softwood pulp. UBSW is commercially available. For example, UBSW may be the dolphin product from MONDI HINTON INC.

[0073] Herein, BHW is bleached hardwood pulp, sometimes also referred to as bleached short fiber pulp and bleached broadleaf sulfate pulp. BHW is commercially available. For example, BHW may be the parrot product from SUZANO INTERNATIONAL TRADE GMBH.

[0074] Herein, SA and SB are styrene-acrylic latex and styrene-butadiene latex, respectively, which may be used to form an adhesive layer.

[0075] Paperboard

[0076] A first aspect of the present invention relates to a paperboard comprising a printing layer, a core layer, and a bottom layer.

[0077] The core layer of the paperboard of the present invention provides a major portion of the thickness of the paperboard. The core layer comprises, by weight of the core layer,

[0078] 25wt%to 35wt%, e.g., 25wt%, 27wt%, 29wt%, 30wt%, 31wt%, 33wt%, or 35wt%of broke;

[0079] 45wt%to 55wt%, e.g., 45wt%, 47wt%, 49wt%, 50wt%, 51wt%, 53wt%, or 55wt%, of BCTMP; and

[0080] 15wt%to 25wt%, e.g., 15wt%, 17wt%, 19wt%, 20wt%, 21wt%, 23wt%, or 25wt%, of BSW.

[0081] Preferably, the core layer comprises about 30wt%of broke, about 51wt%of BCTMP, and about 19wt%of BSW, based on the weight of the core layer.

[0082] In an embodiment of the present invention, the broke is first beaten into broke pulp before use.

[0083] Preferably, the core layer of the paperboard of the present invention has a grammage of 85 gsm to 100 gsm, such as 85 gsm, 87 gsm, 89 gsm, 91 gsm, 93 gsm, 95 gsm, 97 gsm, or 100 gsm.

[0084] More preferably, the core layer of the paperboard of the present invention has a grammage of about 93 gsm.

[0085] In an embodiment of the present invention, the core layer of the paperboard of the present invention does not comprise UBSW.

[0086] In an embodiment of the present invention, the core layer of the paperboard of the present invention comprises an internal sizing agent so as to enhance the resistance of the paperboard to penetration and diffusion of liquid (in particular water) .

[0087] Sizing agents commonly used in the art may be used, such as rosin gum, alkyl ketene dimer (AKD) , alkenyl succinic anhydride (ASA) , styrene-acrylate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, or combinations thereof. The internal sizing agent of the core layer in the present invention is preferably an alkyl ketene dimer, in particular an alkyl ketene dimer having the following structure:

[0088] the conditions for adding the sizing agent and the amount of the sizing agent to be added may be determined by a person skilled in the art according to the teaching of the prior art or according to actual needs. Preferably, the internal sizing agent of the present invention is added in an amount of 15 kg / t to 30 kg / t based on the tonnage weight of the paperboard.

[0089] In an embodiment of the present invention, the printing layer of the paperboard of the present invention comprises, by weight of the printing layer,

[0090] 65wt%to 75wt%, e.g., 65wt%, 67wt%, 69wt%, 70wt%, 71wt%, or 75wt%, of BHW; and

[0091] 25wt%to 35wt%, e.g., 25wt%, 27wt%, 29wt%, 30wt%, 31wt%, 33wt%, or 35wt%, of BSW.

[0092] Preferably, the printing layer comprises about 70wt%of BHW and about 30wt%of BSW, based on the weight of the printing layer.

[0093] Preferably, the printing layer of the paperboard of the present invention has a grammage of 45 gsm to 65 gsm, such as 45 gsm, 47 gsm, 49 gsm, 51 gsm, 53 gsm, 55 gsm, 57 gsm, 59 gsm, 61 gsm, 63 gsm, or 65 gsm.

[0094] More preferably, the printing layer of the paperboard of the present invention has a grammage of about 55 gsm.

[0095] In an embodiment of the present invention, the bottom layer of the paperboard of the present invention comprises 60wt%to 100wt%of UBSW and 0wt%to 40wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW; preferably 65wt%to 75wt%of UBSW and 25wt%to 35wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW.

[0096] Preferably, the bottom layer comprises 100wt%of UBSW, based on the weight of the bottom layer; that is, the bottom layer consists of UBSW.

[0097] Preferably, the bottom layer of the paperboard of the present invention has a grammage of 30 gsm to 50 gsm, such as 30 gsm, 32 gsm, 34 gsm, 36 gsm, 38 gsm, 40 gsm, 42 gsm, 43 gsm, 44 gsm, 46 gsm, 48 gsm, or 50 gsm.

[0098] More preferably, the bottom layer of the paperboard of the present invention has a grammage of about 43 gsm.

[0099] In an embodiment of the present invention, the beating degrees of the BHW, BSW, UBSW, BCTMP, and broke pulp for the printing layer, the core layer and the bottom layer of the paperboard of the present invention are respectively:

[0100] BHW: 22 °SR to 37°SR, for example, 22°SR, 24°SR, 26°SR, 28°SR, 30°SR, 31°SR, 32°SR, 34°SR, or 36°SR;

[0101] BSW: 18°SR to 31°SR, for example, 18°SR, 20°SR, 22°SR, 23°SR, 24°SR, 26°SR, 28°SR, 30°SR, or 31°SR;

[0102] UBSW: 16°SR to 29°SR, for example, 16°SR, 18°SR, 20°SR, 21°SR, 23°SR, 24°SR, 25°SR, 27°SR, or 29°SR;

[0103] BCTMP: 20°SR to 35°SR, for example, 23°SR, 25°SR, 27°SR, 28°SR, 30°SR, 32°SR, 34°SR, or 35°SR; and

[0104] Broke: 35°SR to 60°SR; for example, 35°SR, 37°SR, 39°SR, 41°SR, 42°SR, 43°SR, 45°SR, 47°SR, 49°SR, 51°SR, 53°SR, 55°SR, 57°SR, 59°SR, or 60°SR.

[0105] Preferably, the beating degrees of the BHW, BSW, UBSW, BCTMP, and broke pulp for the printing layer, the core layer and the bottom layer of the paperboard of the present invention are respectively:

[0106] BHW: 22°SR to 37°SR, preferably 28°SR to 35°SR;

[0107] BSW: 18°SR to 31°SR, preferably 23°SR to 27°SR;

[0108] UBSW: 16°SR to 29°SR, preferably 21°SR to 24°SR;

[0109] BCTMP: 20°SR to 35°SR, preferably 21°SR to 26°SR; and

[0110] Broke: 37°SR to 60°SR, preferably 35°SR to 55°SR.

[0111] In an embodiment of the present invention, the BSW of the paperboard of the present invention has a fiber coarseness of 100 μg / m to 120 μg / m, such as 100 μg / m, 102 μg / m, 104 μg / m, 106 μg / m, 108 μg / m, 110 μg / m, 112 μg / m, 114 μg / m, 116 μg / m, 118 μg / m, or 120 μg / m.

[0112] Preferably, the BSW has a fiber coarseness of about 110 μg / m.

[0113] In an embodiment of the present invention, the UBSW of the paperboard of the present invention has a fiber coarseness of 118 μg / m to 138 μg / m, such as 118 μg / m, 120 μg / m, 122 μg / m, 124 μg / m, 126 μg / m, 128 μg / m, 130 μg / m, 132 μg / m, 134 μg / m, 136 μg / m, or 138 μg / m.

[0114] Preferably, the UBSW has a fiber coarseness of about 128 μg / m.

[0115] The BSW and BHW in the respective layers of the paperboard of the present invention may each be the same or different, preferably the same.

[0116] The respective layers of the paperboard of the present invention, in particular the core layer, may further comprise additives, such as performance additives and processing aids, in particular a sizing agent, a water repellent, a brightener, a dye, a filler, a bactericide, a defoamer, a flocculant, a degassing agent and a biocide, and combinations thereof. The structure, composition, preparation and conditions of use (e.g., amounts, methods, and conditions of addition) of the additives are known to a person skilled in the art.

[0117] In an embodiment of the present invention, the paperboard of the present invention comprises a coating layer on one or both sides thereof. The coating layer mainly comprises a pigment (such as kaolin, titanium dioxide, calcium carbonate) , a binder (SA latex or SB latex, preferably SA latex) , and other additives.

[0118] Preferably, the coating layer has a grammage of 15 gsm to 30 gsm, such as 15 gsm, 16 gsm, 18 gsm, 20 gsm, 22 gsm, 24 gsm, 26 gsm, 28 gsm, or 30 gsm, preferably about 22 gsm.

[0119] Method and apparatus for preparing the paperbaord

[0120] The second and third aspects of the present invention relate to a method for producing the paperboard of the present invention and an apparatus for carrying out the method.

[0121] The method for preparing the paperboard of the present invention is substantially consistent with a general method in the prior art. The method for preparing the paperboard is explained in more detail below. Details which are not mentioned in the explanation, such as specific conditions of each step, can be determined by a person skilled in the art according to actual needs.

[0122] Raw materials

[0123] First, suitable broke pulp, BCTMP, BSW, UBSW, and BHW are obtained.

[0124] The method and conditions for preparing the broke pulp can be determined by a person skilled in the art according to actual needs.

[0125] BCTMP, BSW, UBSW, and BHW can be prepared from respective raw materials thereof by means of beating. BCTMP, BSW, UBSW and BHW can also be prepared by directly purchasing a bale of pulp and then implementing a method that comprises repulping, dilution, pulp-grinding, purification, and degassing. The method and conditions for the preparation can be determined by a person skilled in the art according to actual needs.

[0126] Mixtures for the pulp that constitutes the respective layers are prepared according to the formulas for the respective layers, and after being mixed, the mixtures are charged to respective headboxes. An internal sizing agent, such as an alkylketene dimer, which is preferred for use in the respective layers in the present invention, should be added to the corresponding mixtures and mixed homogeneously with the pulp.

[0127] The pulp flows out from the respective headboxes, passes through a gap between an upper web plate and a lip plate, stacks up in a wet state at a wire section, and is subsequently dewatered and formed into a paperboard. Preferably, the stacking process is performed stepwise, one layer in each step.

[0128] The width of the gap between the upper web plate and the lip plate is referred to as opening degree of the lip plate.

[0129] It has been found that, preferably, the opening degrees of the lip plates of the headboxes from which the pulp for forming the printing layer, the core layer and the bottom layer flows out are as follows:

[0130] printing layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm;

[0131] core layer: 15 mm to 30 mm, preferably 20 mm to 25 mm; and

[0132] bottom layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm.

[0133] In an embodiment of the present invention, the printing layer is formed in a two-layer form of a face layer and a lining layer. The composition of the face layer and that of the lining layer may be the same or different, preferably the same. In that case, the face layer and the lining layer separately flow out from respective headboxes and stack up on the wire section to form the printing layer.

[0134] Preferably, a cross-linking agent is sprayed between the layers during the process of stacking to strengthen the bonding of the layers. A preferred cross-linking agent is starch, which is typically used in the form of an aqueous solution. The cross-linking agent is sprayed in a specific amount and in a specific manner (e.g., angle of spraying) between the layers. Preferably, the amount of the cross-linking agent sprayed between the face layer and the lining layer is 2.2 kg / t; the amount of the cross-linking agent sprayed between the liner layer and the core layer is 0 kg / t; and the amount of the cross-linking agent sprayed between the core layer and the bottom layer is 3 kg / t.

[0135] It has been found that, preferably, the intersection angle between a spray tube for spraying the cross-linking agent and the horizontal plane is 15° to 30°, such as 15°, 17°, 19°, 20°, 21°, 23°, 25°, 27°, and 30°, preferably about 20°.

[0136] The applicant has found that by using the above-mentioned amounts in which the cross-linking agent is sprayed and the angle of the spray tube for spraying the cross-linking agent relative to the horizontal plane, more effective bonding between the face layer and the core layer and between the core layer and the bottom layer is obtained.

[0137] The paperboard leaving the web section is further dewatered in the press section by means of mechanical pressing with a roller and is then subjected to a pre-drying step, a sizing step (in this step, both sides of the paperboard are coated with denatured starch to improve the strength of the paperboard) , a post-drying step, a calendering step, a coating step (in this step, a coating layer is applied to one or both sides of the paperboard) , a reel-up step, and a rewinding step sequentially, thereby obtaining a paperboard having a printing layer, a core layer and a bottom layer.

[0138] In the reel-up step and the rewinding step, the offcuts removed when the paperboard is trimmed are used as broke, which is beaten and used as broke pulp.

[0139] Composite sheet

[0140] The fourth aspect of the present invention relates to a composite sheet useful for preparing a packaging container. The composite sheet comprises, in order from outside to inside, a support layer, a barrier layer and a polymer inner layer. The paperboard of the present invention is used as the support layer, and the bottom layer of the paperboard adjoins the barrier layer of the composite sheet.

[0141] The composite sheet of the present invention first comprises the support layer. The support layer has a supporting effect in the composite sheet and provides a packaging container made from the composite sheet with structural stability of the container in a filled state.

[0142] The paperboard of the present invention is used as the support layer.

[0143] The composite sheet of the present invention further comprises a barrier layer. The barrier layer (also referred to as block layer) has an effect of blocking, for example, water and oxygen in the composite sheet, thus ensuring that the contents in the packaging container, in particular the liquid food, can be stored for a long period of time.

[0144] A barrier layer commonly used in the prior art may be used as the barrier layer of the present invention.

[0145] In an embodiment of the present invention, the barrier layer of the present invention may be based on a metal layer, preferably an aluminum foil layer. The material of the aluminum foil layer may be aluminum or an aluminum alloy, such as AlFeMn, AlFe1.5Mn, AlFeSi, or AlFeSiMn. The thickness of the aluminum foil layer may be, for example, 3 μm to 20 μm, preferably 3.5 μm to 12 μm, and more preferably 4 μm to 10 μm. Aluminum or aluminum alloys suitable for producing the aluminum foil are commercially available, for example, under the trade name ENAW 1200, ENAW 8079 or ENAW 8111 from Hydro Aluminum Deutschland GmbH or Amcor Flexibles Singen GmbH.

[0146] When an aluminum foil layer is used, an adhesive layer may be applied to one or both sides of the aluminum foil layer in order to enhance the adhesion of the aluminum foil layer to the layer on an inner or outer side thereof, or the layers on both sides thereof. The adhesive of the adhesive layer may be an adhesive based on polyolefin, i.e., composed mainly of polyolefin monomer units (for example, polyethylene monomer units) . Preferably, the adhesive has a melt flow index of 4 g / 10 min to 12 g / 10 min at 190℃ and 2.16 kg (measured according to ISO-1133) and a carboxyl functional group content of 3wt%to 10wt%. Preferably, the adhesive is an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer or a graft copolymer, such as EAA or EMAA.

[0147] A deposited metal layer may be used instead of the aluminum foil layer. For this purpose, a metal may be deposited on the surface of a substrate polymer film by means of physical vapor deposition or chemical vapor deposition. The thickness of the deposited metal layer may be of nanometer scale, for example 5 nm to 500 nm. The thickness of the barrier layer thus obtained is further reduced, for example, to even less than 10 μm.

[0148] Aluminum is a preferred metal for deposition. Metals such as iron and copper may also be used. Other metals or semimetals, such as silicon, may also be used.

[0149] The material of the substrate polymer film may be any polymer suitable for vapor deposition, such as a polyolefin, polyethylene terephthalate or other thermoplastic polymers, preferably polyethylene. The substrate polymer film may be of any thickness, provided that it is suitable for vapor deposition.

[0150] In another embodiment of the present invention, the barrier layer of the present invention may also be based on a metal oxide layer. Useful metal oxide layers include metal oxide layers known to a person skilled in the art to be suitable for use in a barrier layer, preferably layers based on oxides of the metals mentioned (such as aluminum, iron, or copper) , and metal oxide layers based on titanium oxide or silicon oxide.

[0151] The metal oxide layer can also be produced, for example, by vapor deposition of a metal oxide on the substrate polymer film. A preferred method for achieving this is physical vapor deposition.

[0152] The material of the substrate polymer film may be any polymer suitable for vapor deposition, such as a polyolefin, polyethylene terephthalate or other thermoplastic polymers, preferably polyethylene. The substrate polymer film may be of any thickness, provided that it is suitable for vapor deposition.

[0153] It is clear that the barrier layer of the present invention may also comprise a combination of any two or more of the metal layers and metal oxide layers. It should be emphasized that the composition, preparation and use of the barrier layer of the present invention are not limited to the above disclosure. Rather, any barrier layer known in the art for use in a composite sheet may be used, and the selections with respect to the composition, structure and method of use of the barrier layer as well as the adaptive adjustment of the barrier layer with respect to the technical solutions of the present invention are known to a person skilled in the art.

[0154] The composite sheet of the present invention still further comprises a polymer inner layer. The polymer inner layer provides the composite sheet with liquid-tightness against the liquid contained in the container and heat-sealability of the packaging container.

[0155] The main components of the polymer inner layer of the present invention are HDPE, LDPE, and mPE.

[0156] Polyethylene is a product of homopolymerization of ethylene. Homopolymerization of ethylene is generally a free radical polymerization process, and the products thereof are often classified into high density polyethylene (HDPE) , middle density polyethylene (MDPE) , low density polyethylene (LDPE) , linear low density polyethylene (LLDPE) , very low density polyethylene (VLDPE) , and metallocene polyethylene (mPE) .

[0157] On the one hand, the criteria for the classification of polyethylene according to density are known to a person skilled in the art. For reference, the density of fully amorphous polyethylene and fully crystalline polyethylene is 0.880 g / cm3 and 1.000 g / cm3, respectively.

[0158] In general, when high pressure conditions (for example, a pressure of 82 MPa to 276 MPa) are used in an ethylene polymerization reaction, the resulting polymer has a density of 0.915 g / cm3 to 0.940 g / cm3, and is classified as LDPE. The reaction is generally carried out at a temperature of from 132℃ to 332℃, resulting in the generation of a large number of branches. Thus, LDPE is structurally a random long chain with a large number of randomly distributed branches, which are not uniform in length but have a length distribution of predominantly 2, 3 or 4 carbon atoms. LDPE is typically a transparent, slightly white, elastic solid.

[0159] As defined in ASTM D1248-84, HDPE is a polyethylene having a density of 0.940 g / cm3 or above. HDPE is obtained from a polymerization process carried out under low pressure conditions, for example in the presence of a catalyst, and has a substantially linear structure, although a small number of branches may be deliberately added for a particular purpose. The molecular weight distribution of HDPE depends on the catalyst used in the polymerization process, and generally has a moderate width of distribution peak. HDPE is typically an opaque white rigid solid.

[0160] In another aspect, polyethylene includes mPE prepared from a polymerization reaction in the presence of a metallocene catalyst system. The metallocene catalysis system comprises, as a major component, an organometallic compound in which a central metal atom, typically Ti or Zr, is disposed between two organic ligands, e.g., cyclopentadienyl groups, and as a minor component, a cocatalyst that typically comprises an organoaluminum compound such as MAO (i.e., methylaluminoxane) or a perfluoroboron aromatic compound. The metallocene catalysis system is a catalyst with a single active center. Compared with a conventional Ziegler-Natta catalyst, the metallocene catalysis system can allow more effective control of the structure of the polymer, yielding a polyolefin having a more excellent performance. mPE generally has a relatively narrower molecular weight distribution. mPE may be one or a combination of more selected from mLDPE (i.e. metallocene low density polyethylene) , mLLDPE (i.e. metallocene linear low density polyethylene) and mHDPE (i.e. metallocene high density polyethylene) , preferably mLLDPE.

[0161] LDPE, HDPE, and mPE could be prepared by methods known to a person skilled in the art. However, more commonly, LDPE, HDPE, and mPE are commercially available. For example, LDPE may be an LDPE series product from Dow Chemical, USA, mPE may be an Affinity series product from Dow Chemical, USA, and HDPE may be a Rigidex series product from Ineos.

[0162] It should be emphasized that the ranges of HDPE, LDPE, and mPE used in the composite sheet of the present invention are known to a person skilled in the art, and are possibly not limited to the above description. In other words, with knowledge of the physical / chemical properties and the preparation method of a particular polyethylene, a person skilled in the art can easily determine whether it belongs to the HDPE, LDPE, and mPE used in the composite sheet of the present invention, without necessarily having to refer mechanically to the above description.

[0163] The composite sheet of the present invention may further optionally comprise additional layers to impart particular properties to the composite sheet. The composition, structure and preparation of the additional layers may be known to a person skilled in the art.

[0164] For example, in an embodiment of the present invention, the composite sheet of the present invention may comprise an outermost polymer outer layer intended to be in contact with the outer environment of a packaging container made from the composite sheet. Preferably, the polymer outer layer is liquid-tight and heat-sealable. The polymer outer layer may for example be a layer consisting essentially of LDPE.

[0165] As another example, in an embodiment of the present invention, the composite sheet of the present invention may comprise a lamination layer between the support layer and the barrier layer. The lamination layer is intended for laminating the support layer (such as the paperboard layer) and the barrier layer (such as the aluminum foil layer) together. The lamination layer may be, for example, a layer substantially composed of LDPE, a layer substantially composed of LDPE and mPE, or a layer substantially composed of HDPE and LDPE.

[0166] The lamination layer may have an adhesive layer on an inner side thereof so as to further improve the adhesion between the layers on both sides thereof. The adhesive of the adhesive layer may be an adhesive based on polyolefin, i.e., composed mainly of polyolefin monomer units (for example, polyethylene monomer units) . Preferably, the adhesive has a melt flow index of 4 g / 10min to 12 g / 10min at 190℃ and 2.16 kg (measured according to ISO-1133) and a carboxyl functional group content of 3wt%to 10wt%. Preferably, the adhesive is an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer or a graft copolymer, such as EAA or EMAA.

[0167] As another example, in an embodiment of the present invention, the composite sheet of the present invention may further comprise an adhesive layer and / or an adhesion promoter layer between any two layers, particularly between the barrier layer and the polymer inner layer, so as to improve the adhesion between the layers on both sides thereof. The adhesive layer and / or adhesion promoter layer comprises, for example, a polymer which is suitable for producing a firm bond by formation of ionic or covalent bonds with the surface of the respective adjacent layers by functionalization by means of a suitable functional group. Preferably, these polymers are obtained by copolymerization of ethylene with an acrylic monomer, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, an acrylate, a methacrylate, another acrylate derivative, or a carboxylic acid with a double bond, such as maleic anhydride, or at least two of these. Among these polymers, polyethylene-maleic anhydride graft polymer (EMAH) , ethylene-acrylic acid copolymer (EAA) or ethylene-methacrylic acid copolymer (EMAA) are preferred, examples of which include  and  0609HSA from Du Pont, and  6000 ExCo from Exxon Mobile Chemical.

[0168] The adhesion force between the support layer, the barrier layer and the polymer inner layer according to the present invention and the layer adjacent thereto is preferably at least 0.5 N / 15 mm, more preferably at least 0.7 N / 15 mm, and still more preferably at least 0.8 N / 15 mm. In an embodiment of the present invention, the adhesion force between the support layer and the barrier layer is preferably at least 0.3 N / 15 mm, more preferably at least 0.5 N / 15 mm, and still more preferably at least 0.7 N / 15 mm. In another embodiment of the present invention, the adhesion force between the barrier layer and the polymer inner layer is preferably at least 0.8 N / 15 mm, more preferably at least 1.0 N / 15 mm, and still more preferably at least 1.4 N / 15 mm. If the barrier layer is indirectly connected to the polymer inner layer via an adhesion promoter layer, the adhesion force between the barrier layer and the adhesion promoter layer is preferably at least 1.8 N / 15 mm, more preferably at least 2.2 N / 15 mm, and still more preferably at least 2.8 N / 15 mm. In particular, the adhesion force between the layers is sufficiently strong that the support layer is torn in an adhesion force test.

[0169] A person skilled in the art will appreciate that if the compatibility between two adjacent layers is good, it may not be necessary to use an adhesive layer or adhesion promoter layer between the two layers.

[0170] As another example, in an embodiment of the present invention, the composite sheet of the present invention may comprise, on the innermost side, an inner surface layer which is intended to be in contact with the contents, preferably food, contained in a packaging container made from the composite sheet.

[0171] It should be emphasized that the composition, preparation and use of the additional layers of the present invention are not limited to the above disclosure. Rather, any additional layers known in the art for use in a composite sheet may be used, and the selections with respect to the composition, structure and method of use of the additional layers as well as the adaptive adjustment of the additional layers with respect to the technical solutions of the present invention are known to a person skilled in the art.

[0172] The respective layers of the composite sheet of the present invention may further optionally comprise additional components to impart particular properties to the composite sheet. The additional components may be known to a person skilled in the art.

[0173] For example, the additional components may include a colorant. In particular, the colorants for pigments according to DIN 55943: 2001-10 and mentioned in Industrial Organic Pigments: Production, Properties, Applications, 3rd ed., Willy Herbst et al.,  WILEY‐VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, ISBN: 3‐527‐30576‐9, more particularly dyes and pigments. Preferred colorants are pigments, more preferably organic pigments.

[0174] Once the composition and structure of the composite sheet of the present invention are determined, a person skilled in the art can easily obtain from the prior art a method for preparing the composite sheet.

[0175] For example, each polymer layer of the composite sheet of the present invention may be applied to a precursor by means of extrusion lamination.

[0176] The extrusion operation may be carried out using an extrusion tool known to a person skilled in the art. The extrusion tool used may be commercially available, such as an extruder, an extrusion screw, a feed block, etc. At an end of the extruder, there is preferably an opening through which a polymer melt is extruded. The opening may have any shape that allows the extrusion of the polymer melt onto the precursor, for example a polygonal, elliptical or circular shape. The opening is preferably in the shape of a trough of a funnel. In a preferred embodiment of the process, the application is effected by means of the trough, which preferably has a length of from 0.1 m to 100 m, preferably from 0.5 m to 50 m, and particularly preferably from 1 m to 10 m. In addition, the width of the trough is preferably from 0.1 mm to 20 mm, more preferably from 0.3 mm to 10 mm, and particularly preferably from 0.5 mm to 5 mm. During the application of the polymer melt, the trough and the precursor preferably move relative to each other. Preferably, the precursor moves relative to the trough. The temperature of the polymer melt in the extrusion operation is generally set to 210℃ to 350℃. The temperature is measured at the molten polymer film below an outlet of a die of the extruder.

[0177] In a preferred extrusion operation, the polymer melt is stretched during application. The stretching is preferably accomplished by means of melt stretching, very preferably by means of uniaxial melt stretching. For this purpose, the polymer is applied in a molten state onto the precursor using the extruder, and then a layer of the polymer which is still in the molten state is stretched in a preferably uniaxial direction, so as to achieve orientation of the polymer in this direction.

[0178] When the melt layer is applied onto the precursor by the stretching process, the melt layer can be cooled for the purpose of heat setting. The cooling preferably produces a quenching effect by means of contact with a surface, which is preferably kept at a temperature in the range of 5℃to 50℃, more preferably 10℃ to 30℃.

[0179] In a further preferred configuration, a region which has emerged is cooled to below the lowest melting temperature of the polymer provided in the region or a flank thereof, and then at least the flank of the region is separated from the region. Cooling can be carried out in any manner familiar to a person skilled in the art. Here, the heat setting already described above is also preferred. Subsequently, at least the flank is separated from the region. The separation can be carried out in any manner familiar to a person skilled in the art. Preferably, the separation is accomplished by means of a knife, a laser beam or a water jet, or a combination of two or more thereof. Particularly preferably, a knife, in particular scissors, is used to perform shearing.

[0180] As another example, multiple adjacent polymer layers of the composite sheet of the present invention may be applied together onto the precursor by means of melt co-extrusion lamination.

[0181] In a melt co-extrusion lamination operation, when the materials that constitute two or more adjacent polymer layers are combined using a feed block and transferred to a die, the melt exits the die through a die gap (e.g., a die gap of 500 mm long by 1 mm wide) and is applied to the precursor that is moving relative to the die gap.

[0182] In an embodiment of the present invention, the composite sheet of the present invention is obtained by a method comprising the following steps:

[0183] providing a support layer to a composite sheet production line;

[0184] applying a polymer outer layer to an outer surface of the support layer;

[0185] applying a lamination layer to an inner surface of the support layer;

[0186] applying a barrier layer to an inner surface of the lamination layer; and

[0187] applying a second adhesive layer and a polymer inner layer together to an inner surface of the barrier layer, the second adhesive layer and the polymer inner layer being arranged sequentially inward from the inner side of the barrier layer

[0188] Obviously, the above description is only exemplary, and a person skilled in the art can also use other methods to obtain the composite sheet of the present invention.

[0189] Packaging container

[0190] The fifth aspect of the present invention relates to a packaging container manufactured from the composite sheet of the present invention.

[0191] The packaging container can be manufactured from the composite sheet of the present invention using methods known to a person skilled in the art.

[0192] In an embodiment of the invention, a basic method for manufacturing the packaging container comprises the following steps: providing the composite sheet of the present invention, which comprises a first longitudinal edge and a second longitudinal edge located on opposite sides of the composite sheet; and folding the composite sheet such that the first longitudinal edge contacts and overlaps the second longitudinal edge, thereby obtaining a longitudinal seam.

[0193] In a preferred embodiment of the present invention, the packaging container of the present invention is a cubic container, i.e. a so-called “brick-type” container. In the manufacture of the cubic container, the composite sheet of the present invention which comprises a first longitudinal edge and a second longitudinal edge on opposite sides of the composite sheet is first folded as described above, such that the first longitudinal edge contacts and overlaps the second longitudinal edge so as to obtain a longitudinal seam, thus obtaining a jacket-like container precursor. The container precursor is then conveyed to a commercial filling machine, where a bottom region of the container is created by means folding, and is sealed for example by being blown with hot air. The contents, such as liquid food, are then filled into the container which has the bottom region. A top region of the container is created by means of another folding, and the container is sealed and closed, for example by means of ultrasonic waves, thereby obtaining the packaging container in which the contents are contained.

[0194] The steps, conditions and apparatus involved in the method for manufacturing a packaging container from the composite sheet of the present invention can be determined by a person skilled in the art according to actual needs.

[0195] Evaluation of the composite sheet

[0196] The present invention prepares a paperboard having desired properties by using specific pulp having a specific grammage and using a manufacturing method comprising specific conditions, and further prepares a composite sheet by using the paperboard as a support layer, which composite sheet is used for manufacturing a packaging container.

[0197] The composite sheet of the present invention has improved properties, such as reduced leakage from the packaging container, reduced seepage into an edge of the paperboard as the support layer, moderate folding factor FF%of the composite sheet, moderate Z-direction strength of the paperboard as the support layer, and more favorable delamination position when the paperboard is damaged.

[0198] Leakage from the packaging container refers to a phenomenon in which liquid containing a dye leaks out from the already formed and sealed packaging container after being left to stand for a period of time. The extent to which leakage occurs depends on the composite sheet used to manufacture the packaging container rather than the adhesive used to bond the composite sheet to obtain the packaging container. The degree of leakage is characterized by the proportion of leakage that occurs.

[0199] Seepage into an edge of the paperboard refers to a phenomenon in which when the front and back surfaces of the composite sheet are closed with adhesive tapes, liquid seeps into an edge of the composite sheet due to a capillary action. The extent to which edge seepage occurs is primarily related to the internal sizing of the layers of the composite sheet. The extent to which edge seepage occurs is characterized by the change in weight of the composite sheet before and after edge seepage.

[0200] The folding factor (FF%) of the composite sheet characterizes the ease with which the composite sheet is folded. The folding factor is generally related to the thickness, fiber direction, material and processing process of the paperboard. The folding factor is determined by first creating an indentation on the composite sheet and then folding the composite sheet along the indentation.

[0201] The Z-direction strength of the paperboard as the support layer refers to the strength of the paperboard in a direction perpendicular to the plane in which it lies. The Z-direction strength of the paperboard is determined according to the following method: Adhesive tapes are stuck to the two sides of the paperboard, and the adhesive tapes are pulled apart to damage the paperboard. The strength at which the paperboard is damaged is the Z-direction strength of the paperboard. The paperboard should have a moderate Z-direction strength. Too low a Z-direction strength will result in the paperboard being easily damaged, while too high a Z-strength will lead to the generation of a burst point (i.e., a break-off point) when the paperboard is folded, where the paperboard is broken, leading to leakage. The z-direction strength of the paperboard is related to the ability of fibers to interlace with each other. A proper Z-direction strength is obtained by adjusting the formula (such as the degree of beating of the pulp for forming the paperboard) .

[0202] The delamination position of the paperboard as the support layer when damaged refers to the position where the paperboard, when damaged, is torn apart in a direction perpendicular to the plane in which it lies. The damage of the paperboard generally occurs inside the core layer (referred to as “core-core delamination” ) or between the core layer and the bottom layer (referred to as “core-bottom delamination” ) . Compared with core-bottom delamination, core-core delamination denotes better folding performance, better shaping, and lower proportion of leakage. The delamination position of the paperboard when damaged depends mainly on the degree of beating of the pulp for forming the respective layers of the paperboard, the opening of the lip plate when the pulp enters the wire section from the headboxes, and the amount in which and the angle at which starch is sprayed in the respective layers when the respective layers are stacked at the wire section.

[0203] It should be noted that the evaluation of the composite sheet should not be limited to a particular property, but rather a comprehensive evaluation should be made on various properties.Examples

[0204] The technical solutions of the present invention will be more specifically described below in conjunction with examples of the present invention. It is evident that the following examples only relate to some but not all of the technical solutions of the present invention. The scope of the present invention should be defined by the appended claims, and is not limited to the technical solutions described in the description, and even not limited to the following examples.

[0205] Raw materials

[0206] As the raw materials for preparing the paperboard,

[0207] BCTMP long fibers are the ice river product from Pan Pac Forest Products Ltd -Pulp;

[0208] BCTMP short fibers are the SAPPI maple product from Sappi Papier Holding GmbH;

[0209] BSW is the northwood product from Canfor Pulp Ltd. ;

[0210] UBSW is the dolphin product from MONDI HINTON INC; and

[0211] BHW is the parrot product from SUZANO INTERNATIONAL TRADE GMBH.

[0212] As raw materials for preparing the composite sheet,

[0213] the aluminum foil as the barrier layer is a 6-micron aluminum foil from Shanghai Sunho Aluminum Foil Co., Ltd. ;

[0214] LDPE is LDPE 7004 from Dow Chemical, USA;

[0215] HDPE is the Rigidex series product from Ineos; and

[0216] mPE is the Affinity series product from Dow Chemical, USA.

[0217] Test methods

[0218] The proportion of leakage from packaging containers is determined according to the following method: D60+ blue dye is added dropwise to the water contained in a packaging container. The packaging container is formed and sealed, and is left to stand for 24 hours. Observation is made as to whether the blue dye leaks from the packaging container. The proportion of the packaging containers observed to have leakage of the blue dye is the proportion of leakage.

[0219] The edge seepage of the paperboard is determined according to the method in GB / T 31905-2015.

[0220] The Z-direction strength of the paperboard is determined according to the method in GB / T 31110-2014.

[0221] The folding factor (FF%) of the composite sheet is determined according to the following method:

[0222] 1) The location of creased samples is selected, so that

[0223] -only a continuous crease is measured;

[0224] -a sufficient distance from an adjacent crease is maintained; and

[0225] -a sufficient spatial location is reserved for a proper uncreased sample.

[0226] L = longitudinal (creased)

[0227] T = transverse (creased)

[0228] U = uncreased sample

[0229] 2) Data measurement and processing of the crease depth are performed using a folding apparatus and laboratory drawing software, and the crease depth is characterized by the folding factor FF%obtained according to (crease signal -no crease signal)  / no crease signal *100%.

[0230] The internal bonding strength of the paperboard is determined according to the method in GB / T 26203-2010.

[0231] The delamination location when the paperboard is damaged is determined at the location where the paperboard is damaged when the internal bonding strength is observed and measured; that is, it is determined whether the damage is core-core delamination or core-bottom delamination.

[0232] Examples 1-3: Effect of the formula of pulp on performances

[0233] In a paper making process of a paperboard machine, paperboards were prepared by using the formulas and conditions in Table 1. The percentages of the components in Table 1 are by weight, and were calculated based on the total amount of the respective layers in which the components are present.

[0234] Composite sheets were produced using a DAVIS lamination machine from Germany at an extrusion temperature of 300℃ according to the composition and grammage of the respective layers described in Table 2. Specifically, the following steps are sequentially performed:

[0235] 1. providing a paperboard as a support layer;

[0236] 2. applying a polymer outer layer to a coating layer of the paperboard by means of extrusion lamination;

[0237] 3. applying a lamination layer, a first adhesive layer and a barrier layer sequentially onto a bottom layer of the paperboard layer;

[0238] 4. applying a second adhesive layer and a polymer inner layer onto an inner surface of the barrier layer by means of melt coextrusion lamination.

[0239] The composite sheet was folded and sealed according to the following method to produce a cubic ( “brick-type” ) packaging container:

[0240] 1. folding the composite sheet such that two longitudinal edges thereof are in contact with and connected to each other so as to obtain a longitudinal seam, and sealing the longitudinal seam so as to create a jacket-like packaging container precursor;

[0241] 2. conveying the jacket-like packaging container precursor to a commercial filling machine, creating a bottom region of the packaging container by means of folding, and sealing the bottom by blowing with hot air at a temperature of 300℃; and

[0242] 3. filling up the packaging container with water, creating a top region of the packaging container by means of another folding, and closing the top region by means of ultrasonic sealing.

[0243] The performances of the paperboard, the composite sheet and the packaging container were determined, and the results are summarized in Table 3.

[0244] Table 3

[0245] It can be seen that:

[0246] in Example 1, a “core-bottom” delamination phenomenon occurred, the internal bonding strength was on the low side, the Z-direction strength was on the high side, and the folding factor was too high;

[0247] in Example 2, the internal bonding strength and the Z-direction strength were improved, and the delamination position tended to be core-core” ;

[0248] in Example 3, the delamination position further tended to be “core-core” ; and

[0249] in Example 4, the degree of beating of the bottom layer was easier to control, the process was more stable during the production, the internal bonding strength and the Z-direction strength were improved, and the folding performance was better.

Claims

1.A paperboard, comprising a printing layer, a core layer and a bottom layer, and optionally a coating layer, wherein the core layer comprises 25wt%to 35wt%, preferably about 30wt%of broke, 45wt%to 55wt%, preferably about 51wt%of BCTMP, and 15wt%to 25wt%, preferably about 19 wt%of BSW, and preferably has a grammage of 85 gsm to 100 gsm, preferably about 93 gsm.2.The paperboard of claim 1, wherein the core layer does not comprise UBSW.3.The paperboard of claim 1 or 2, wherein the core layer comprises an internal sizing agent, preferably an alkyl ketene dimer.4.The paperboard of any one of claims 1 to 3, wherein the printing layer comprises 65wt%to 75wt%, preferably about 70wt%of BHW, and 25wt%to 35wt%, preferably about 30wt%of BSW, and preferably has a grammage of 45 gsm to 65 gsm, more preferably about 55 gsm.5.The paperboard of any one of claims 1 to 4, wherein the bottom layer comprises 60wt%to 100wt%of UBSW and 0wt%to 40wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW; preferably comprises 65wt%to 75wt%of UBSW and 25wt%to 35wt%of BSW, BHW, or a mixture of BSW and BHW, and the bottom layer has a grammage of 30 gsm to 50 gsm, preferably about 43 gsm.6.The paperboard of any one of claims 1 to 5, wherein the beating degrees of pulp for forming the printing layer, the core layer and the bottom layer are respectively:BHW: 22°SR to 37°SR, preferably 28°SR to 35°SR;BSW: 18°SR to 31°SR, preferably 23°SR to 27°SR;UBSW: 16°SR to 29°SR, preferably 21°SR to 24°SR; andBCTMP: 20°SR to 35°SR, preferably 21°SR to 26°SR; andBroke: 35°SR to 60°SR, preferably 37°SR to 55°SR.7.The paperboard of any one of claims 1 to 6, wherein the fiber coarseness of the BSW and UBSW is 100 μg / m to 120 μg / m, preferably about 110 μg / m, and 118 μg / m to 138 μg / m, preferably about 128 μg / m, respectively.8.The paperboard of any one of claims 1 to 7, further comprising a coating layer, the coating layer comprising a pigment, a binder and an additive, the adhesive preferably being SA latex having a grammage of preferably 15 gsm to 30 gsm, more preferably about 22 gsm.9.A method for preparing the paperboard of any one of claims 1 to 8, wherein pulp for forming the printing layer, the core layer and the bottom layer is sequentially fed to a wire section, a press section, a drying section, a sizing step, a calendering step, a coating section, a reel-up step, and a rewinding step.10.The method of claim 9, wherein the printing layer, the core layer and the bottom layer are respectively fed from respective headboxes to the wire section through lip plates, and the opening degrees of the lip plates are respectively:printing layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm;core layer: 15 mm to 30 mm, preferably 20 mm to 25 mm; andbottom layer: 10 mm to 17 mm, preferably 13 mm to 14 mm.11.The method of claim 9 or 10, wherein when the printing layer, the core layer and the bottom layer are combined together at the wire section, a cross-linking agent, preferably an aqueous starch solution, is sprayed between the layers, and a spray tube used to applying the cross-linking agent is disposed at an angle of 15° to 30°, preferably about 20°, relative to the horizontal plane.12.The method of any one of claims 9 to 11, wherein the pulp for the printing layer is from at least two headboxes with the same or different internal pulp composition, preferably two headboxes with the same internal pulp composition, thereby forming a face layer and a lining layer.13.An apparatus for preparing the paperboard of any one of claims 1 to 8, comprising headboxes, a wire section, a press section, and a component downstream of the press section.14.The apparatus of claim 13, wherein the pulp for the printing layer, the core layer and the bottom layer is fed through the lip plates of the headboxes to the wire section, and the opening degrees of the lip plates are 13 mm to 14 mm, 20 mm to 25 mm, and 13 mm to 14 mm, respectively.15.The apparatus of claim 14, comprising a spray tube used to spray, when the printing layer, the core layer and the bottom layer are combined together at the wire section, a cross-linking agent, preferably an aqueous starch solution, between the layers, the spray tube being disposed at an angle of 15° to 30°, preferably about 20°, relative to the horizontal plane.16.A composite sheet comprising, in order from outside to inside, a support layer, a barrier layer and a polymer inner layer, wherein the paperboard of any one of claims 1 to 8 is used as the support layer, and wherein the bottom layer of the paperboard adjoins the barrier layer of the composite sheet.17.A packaging container, which is produced from the composite sheet of claim 16.

Images