DE19523530C1 - Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard - Google Patents

Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard

Info

Publication number
DE19523530C1
DE19523530C1 DE1995123530 DE19523530A DE19523530C1 DE 19523530 C1 DE19523530 C1 DE 19523530C1 DE 1995123530 DE1995123530 DE 1995123530 DE 19523530 A DE19523530 A DE 19523530A DE 19523530 C1 DE19523530 C1 DE 19523530C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
packaging material
lacquer
inorganic barrier
smoothing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1995123530
Other languages
German (de)
Inventor
Siegfried Prof Schiller
Manfred Dr Neumann
Nicolas Schiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE1995123530 priority Critical patent/DE19523530C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19523530C1 publication Critical patent/DE19523530C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/42—Applications of coated or impregnated materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Packaging material consists of a base of paper or cardboard; a smoothing layer (2) on one side, of polyethylene; a highly crosslinked solvent-free paint layer; an inorganic barrier layer (4) on the paint layer, and a heat-sealable cover layer (5). Pref. the smoothing layer is of a low-density polyethylene with a surface wt. pref. of 20-30 g/m<2>; paint is an acrylate paint with a surface wt. of 2-5 g/m<2>; barrier layer is an Al or Al oxide layer, respectively 30-60 nm or 20-40 nm thick; and cover layer is of low-density polyethylene. Also claimed is a process for mfr. of the packaging material from a continuous base material strip on which smoothing layer is applied and paint layer is cross linked by electron beam before application of subsequent layers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpackungswerkstoff aus beschichtetem Papier oder Karton, der nach einem Form- und Heißsiegelprozeß zur Herstellung ei­ ner gas- und aromadichten Verpackung geeignet ist.The invention relates to a packaging material made of coated paper or cardboard, the egg after a molding and heat sealing process to manufacture a gas and aroma-tight packaging is suitable.

Derartige Verpackungen werden für flüssige, pastöse und trockene Füllgüter verwendet, um lange Lagerzeiten zu erzielen. Besonders hohe Anforderungen ergeben sich für die aseptische Verpackung flüssiger Füllgüter, wie Milch oder Fruchtsaft, bei denen neben einer hohen Sauerstoff- und Aromadichtigkeit auch eine keimfreie Befüllung bei erhöhter Temperatur erforderlich ist.Such packaging is used for liquid, pasty and dry filling goods used to achieve long storage times. Particularly high requirements result for the aseptic packaging of liquid goods, such as milk or Fruit juice, which in addition to high oxygen and aroma tightness germ-free filling at an elevated temperature is also required.

Es ist bekannt, für die genannten Anwendungen Verpackungswerkstoffe her­ zustellen, indem Papier oder Karton mit 6 bis 8 µm dicker Aluminiumfolie lami­ niert wird. Im Zusammenhang mit dem zunehmenden Verpackungsmüll und den damit verbundenen Entsorgungsproblemen stellt der relativ hohe Alumini­ umgehalt dieser Werkstoffe ein Problem für die Umwelt dar. Die direkte Ver­ wertung in Müllverbrennungsanlagen ist nicht ohne weiteres möglich, und eine Abtrennung des Aluminiums ist sehr kostenaufwendig.It is known to produce packaging materials for the applications mentioned to be delivered by lami paper or cardboard with 6 to 8 µm thick aluminum foil is renated. In connection with the increasing packaging waste and the associated disposal problems are the relatively high aluminum content of these materials is a problem for the environment. The direct ver Evaluation in waste incineration plants is not easily possible, and one Separation of the aluminum is very expensive.

Es ist auch bekannt, Verpackungswerkstoffe für die genannten Anwendungen nur unter Verwendung von organisch beschichtetem Papier oder Karton her­ zustellen. Bei diesem Werkstoff ist die Entsorgung in Müllverbrennungsanlagen unproblematisch, aber es besteht der Nachteil, daß die Barriereeigenschaften für hohe Lagerzeiten der verpackten Waren und insbesondere für die asepti­ sche Verpackung von Milch oder Fruchtsäften unzureichend ist.It is also known packaging materials for the applications mentioned only using organically coated paper or cardboard deliver. With this material is the disposal in waste incineration plants unproblematic, but there is the disadvantage that the barrier properties for long storage times of the packaged goods and especially for asepti packaging of milk or fruit juices is insufficient.

Es ist bei der Herstellung von Verpackungswerkstoffen aus Kunststoffolien be­ kannt, ahnlich gute Barriereeigenschaften, wie sie durch Laminieren mit einer Aluminiumfolie erreicht werden, auch durch Vakuumbeschichtung mit Metall- oder Oxidschichten zu erzielen. Hierzu ist es allgemein üblich, Aluminium­ schichten im Vakuum auftudampfen. In neuerer Zeit laufen intensive Bemü­ hungen, auch transparente Oxidschichten, vor allem Siliziumoxid und Alumini­ umoxid, zur Herstellung von Barrierefolien einzusetzen. Diese Schichten sind so dünn (ca. 20 . . . 100 nm), daß sie kein Problem bei der Müllverbrennung dar­ stellen und sogar ein Recycling der beschichteten Folien in Extrusionsanlagen zulassen. Das bedeutet, daß die Entsorgung umweltfreundlich möglich ist. Die­ ses Verfahren gestattet es jedoch nicht, Papier oder Karton in gleicher Weise wie Kunststoffolien im Vakuum zu beschichten und dabei ähnlich gute Barrie­ reeigenschaften zu erzielen. Die Ursache dafür ist die hohe Oberflächenrau­ higkeit und die Porosität von Papier und Karton, die durch die Vakuum- Aufdampfschicht nicht ausgefüllt werden kann. Um diesen Mangel zu beseiti­ gen, wurde versucht, vor der Vakuumbedampfung eine Glättungsschicht auf das Papier oder den Karton aufzubringen. Aber auch diese Versuche brachten nicht den gewünschten Erfolg. Zur Vorbeschichtung wurde Polyethylen einge­ setzt, und es wurden auch für die Vakuumbeschichtung übliche Grundierungs­ lacke aufgebracht. Die damit erreichten Barriereeigenschaften waren jedoch unbefriedigend.It is used in the manufacture of packaging materials from plastic films knows, similarly good barrier properties, such as those obtained by lamination with a Aluminum foil can be achieved, also by vacuum coating with metal or to achieve oxide layers. For this it is common practice to use aluminum evaporate layers in vacuum. In recent times there have been intensive efforts and also transparent oxide layers, especially silicon oxide and aluminum  umoxid, for the production of barrier films. These layers are so thin (approx. 20... 100 nm) that it is not a problem with waste incineration and even recycling the coated films in extrusion systems allow. This means that disposal is environmentally friendly. The However, this procedure does not allow paper or cardboard to be used in the same way like coating plastic films in a vacuum and doing similarly good Barrie to achieve properties. The reason for this is the high surface roughness ability and the porosity of paper and cardboard, which are Evaporation layer cannot be filled. To eliminate this shortcoming an attempt was made to apply a smoothing layer before vacuum evaporation to apply the paper or cardboard. But these attempts also brought not the desired success. Polyethylene was used for precoating sets, and there were also common primers for vacuum coating lacquer applied. However, the barrier properties achieved with this were unsatisfactory.

Es ist weiterhin bekannt bzw. vorgeschlagen worden, zunächst auf eine Kunst­ stoffolie in einem separaten Vakuumprozeß eine dünne Barriereschicht aufzu­ tragen und danach in einem zweiten Prozeß die beschichtete Kunststoffolie gegen das Papier oder den Karton zu laminieren. Auf diese Weise werden zwar ausreichend gute Barriereeigenschaften erzielt, aber es besteht der Nachteil, daß die Kosten wegen der Notwendigkeit von zwei separaten Ferti­ gungsprozessen sehr hoch sind und der Verpackungswerkstoff dadurch nur für spezielle Anwendungen einsetzbar ist.It has also been known or suggested, initially on an art to apply a thin barrier layer in a separate vacuum process wear and then in a second process the coated plastic film to laminate against the paper or cardboard. That way achieved sufficiently good barrier properties, but there is Disadvantage that the cost because of the need for two separate ferti processes are very high and the packaging material only for special applications can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verpackungswerkstoff aus beschichtetem Papier oder Karton für die Herstellung einer gas- und aroma­ dichten Verpackung zu schaffen, der ohne Verwendung von Aluminiumfolie hergestellt wird. Er soll ohne Schwierigkeiten einem Recyclingprozeß oder der Müllverbrennung zugeführt werden können. Der Verpackungswerkstoff soll in einem Form- und Heißsiegelprozeß zur fertigen Verpackung weiter verarbeit­ bar sein. Dieser Verpackungswerkstoff soll ähnliche oder bessere Barriereei­ genschaften aufweisen und keine höheren, möglichst aber geringere Herstel­ lungkosten erfordern wie Verpackungswerkstoffe unter Verwendung von Alu­ miniumfolie. Desweiteren ist ein Verfahren anzugeben, mit dem dieser Verpac­ kungswerkstoff wirtschaftlich hergestellt werden kann. Dabei sollen möglichst vorhandene Anlagenkonzepte eingesetzt werden.The invention has for its object a packaging material coated paper or cardboard for producing a gas and flavor to create tight packaging without the use of aluminum foil will be produced. It should be a recycling process or the Waste incineration can be supplied. The packaging material should be in a form and heat sealing process for finished packaging be cash. This packaging material is said to have similar or better barrier egg have properties and no higher, but possibly lower manufacturers  like packaging materials using aluminum mini foil. Furthermore, a procedure is to be specified with which this Verpac material can be produced economically. Thereby, if possible existing system concepts are used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, einen Verpackungswerkstoff zu schaffen, nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Das Verfahren zu seiner Her­ stellung wird nach den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Weitere vorteilhaf­ te Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 bzw. 9 bis 14 beschrie­ ben.According to the invention, the task of creating a packaging material solved according to the features of claim 1. The process for its manufacture position is solved according to the features of claim 8. More advantageous te embodiments are described in claims 2 to 7 and 9 to 14 ben.

Das entscheidende Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das mit einer Glättungsschicht versehene Grundmaterial - Papier- oder Karton - zuerst mit einer hochvernetzten lösungsmittelfreien Lackschicht und danach mit einer anorganischen Barriereschicht versehen ist. Die Glättungsschicht, beispielsweise eine extru­ dierte Polyethylenschicht von 10 bis 50 g/m², sorgt für eine geschlossene, glatte Oberfläche, so daß für die kostenintensivere hochvernetzte Lack­ schicht nur eine Flächenmasse zwischen 1 und 10 g/m², vorzugsweise zwi­ schen 2 und 5 g/m² benötigt wird. Durch den hohen Vernetzungsgrad der Lackschicht, der durch eine Elektronenstrahlvernetzung erreicht wird, erhält die anschließend im Vakuum aufgebrachte Barriereschicht eine besonders hohe Dichte und Haftfestigkeit.The crucial feature of the invention is that the one Base material provided with the smoothing layer - paper or cardboard - first with a highly cross-linked solvent-free lacquer layer and then with an inorganic one Barrier layer is provided. The smoothing layer, for example an extru dated polyethylene layer of 10 to 50 g / m², ensures a closed, smooth surface, so that for the more expensive highly crosslinked paint layer only a basis weight between 1 and 10 g / m², preferably between 2 and 5 g / m² is required. Due to the high degree of networking of Lacquer layer that is achieved by electron beam crosslinking the barrier layer subsequently applied in a vacuum receives one particularly high density and adhesive strength.

Wird dagegen eine nicht oder ungenügend vernetzte Lack- bzw. Polymerschicht verwen­ det, was insbesondere bei der direkten Vakuumbeschichtung der auf dem Pa­ pier oder Karton aufgetragenen Glättungsschicht aus Polyethylen oder einem nicht vernetzten Grundierungslack der Fall ist, ergibt sich infolge nicht gebun­ dener und während der Vakuumbeschichtung z. T. entweichender Substratmo­ leküle ein relativ lockerer Schichtaufbau mit schlechter Schichthaftung.If, on the other hand, an insufficiently or insufficiently crosslinked lacquer or polymer layer is used det, which is particularly the case with direct vacuum coating on the Pa a smoothing layer of polyethylene or a applied to the paper or cardboard non-crosslinked primer is the result of not being bunched dener and during the vacuum coating z. T. escaping substrate mo read a relatively loose layer structure with poor layer adhesion.

Die besten Eigenschaften der anorganischen Barriereschicht erhält man erfin­ dungsgemäß bei Verwendung einer elektronenstrahlvernetzten Lackschicht. Besonders geeignet sind elektronenstrahlhärtbare, lösemittelfreie Lacke auf Acrylatbasis, da diese bereits bei relativ geringen Bestrahlungsdosen vollstän­ dig vernetzen, so daß die gewünschten Eigenschaften auch bei hohen Durch­ laufgeschwindigkeiten und somit bei geringen Kosten erreicht werden. Ein be­ sonderer Vorteil der Elektronenstrahlvernetzung gegenüber anderen Vernet­ zungsverfahren, wie z. B. der Härtung mit UV-Strahlen, besteht in der vollstän­ digen Durchdringung der zu vernetzenden Polymerschicht und ihrer strahlen­ chemischen Ankopplung an die darunterliegende organische Glättungsschicht. Diese Tatsache sorgt für eine hohe Haftfestigkeit und Belastbarkeit des gesam­ ten Schichtsystems, welches für die Aufrechterhaltung der Barriereeigenschaf­ ten bei der Weiterverarbeitung des Verpackungswerkstoffes, insbesondere beim Falten und beim Heißsiegeln, von wesentlicher Bedeutung ist.The best properties of the inorganic barrier layer are obtained appropriately when using an electron beam crosslinked lacquer layer. Electron-beam-curable, solvent-free lacquers are particularly suitable  Acrylic base, as this is complete even at relatively low radiation doses dig network, so that the desired properties even at high diameters running speeds and thus can be achieved at low cost. A be special advantage of electron beam crosslinking over other networks zungsverfahren, such as. B. curing with UV rays, is in the full penetration of the polymer layer to be cross-linked and its rays chemical coupling to the underlying organic smoothing layer. This fact ensures a high adhesive strength and resilience of the whole layer system, which is used to maintain the barrier properties ten in the further processing of the packaging material, in particular when folding and heat sealing, is essential.

Die Barriereeigenschaften des erfindungsgemäßen Verpackungswerkstoffes werden im wesentlichen durch die im Vakuum aufgetragene anorganische Bar­ riereschicht erzeugt. Anorganische Schichten weisen bei gleicher Schichtdicke eine wesentlich höhere Gas- und Aromabarriere auf als organische Schichten. Je nach Material sind bereits Schichtdicken von 100 nm oder weniger ausrei­ chend, um die gewünschten Barriereeigenschaften zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Aluminiumschichten, da hierfür eine ausge­ reifte Vakuum-Beschichtungstechnik zur Verfügung steht, so daß minimale Be­ schichtungskosten erzielt werden können.The barrier properties of the packaging material according to the invention are essentially due to the inorganic bar applied in a vacuum barrier layer generated. Inorganic layers have the same layer thickness a significantly higher gas and aroma barrier than organic layers. Depending on the material, layer thicknesses of 100 nm or less are sufficient appropriate to achieve the desired barrier properties. Especially The use of aluminum layers is advantageous, since this is an out Matured vacuum coating technology is available, so that minimal loading stratification costs can be achieved.

Für bestimmte Anwendungen des Verpackungswerkstoffes werden jedoch nichtmetallische und elektrisch nicht leitfähige Barriereschichten gefordert. Hier ist die Verwendung von stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Alumi­ niumoxidschichten vorteilhaft, da derartige Schichten mit ähnlich geringen Ko­ sten wie metallische Aluminiumschichten hergestellt werden können. Beim Ab­ scheiden auf elektronenstrahlvernetzten Lacken werden darüber hinaus mit Aluminiumoxid besonders günstige Barriereeigenschaften erzielt. Stöchiometri­ sche Aluminiumoxidschichten sind optisch völlig transparent und elektrisch hoch isolierend. Unterstöchiometrische Aluminiumoxid-Schichten haben einen etwas geringeren Sauerstoffgehalt, können eine verringerte optische Transpa­ renz aufweisen, sind aber ausreichend elektrisch isolierend sowie mikrowellen­ transparent und weisen im allgemeinen noch bessere Barriereeigenschaften auf als stöchiometrische Aluminiumoxidschichten.However, for certain applications of the packaging material non-metallic and electrically non-conductive barrier layers required. Here is the use of stoichiometric or substoichiometric aluminum nium oxide layers advantageous because such layers with similarly low Ko most how metallic aluminum layers can be produced. At the Ab cuts on electron-beam crosslinked paints are also included Alumina achieved particularly favorable barrier properties. Stoichiometry cal aluminum oxide layers are optically completely transparent and electrical highly insulating. Sub-stoichiometric aluminum oxide layers have one slightly lower oxygen content, can reduce optical transpa limit, but are sufficiently electrically insulating and microwaves  transparent and generally have even better barrier properties on as stoichiometric aluminum oxide layers.

Die heißsiegelfähige Deckschicht hat eine doppelte Funktion. Neben der Ver­ schweißbarkeit des Verpackungswerkstoffes gewährleistet sie den Schutz der relativ dünnen anorganischen Barriereschicht gegen Beschädigung bei den auf die Beschichtung folgenden Weiterverarbeitungs- und Transportprozessen.The heat sealable top layer has a double function. In addition to the ver weldability of the packaging material ensures the protection of the relatively thin inorganic barrier layer against damage to the the coating following further processing and transport processes.

Erfindungsgemäß werden die hochvernetzte Lackschicht, die anorganische Barriereschicht und die heißsiegelfähige Deckschicht auf das mit einer Glät­ tungsschicht versehene Grundmaterial in einem Durchlauf aufgetragen. Das hat vor allem Kostenvorteile, ist aber auch insofern von besonderer Bedeutung, als die Aufwachsbedingungen und damit die Eigenschaften der anorganischen Barriereschicht besser sind, wenn das Auftragen der Barriereschicht ohne Zwi­ schenaufwicklung unmittelbar nach dem Auftragen und Vernetzen der Lack­ schicht erfolgt. Das Auftragen der Glättungsschicht kann im gleichen Durchlauf unmittelbar vor dem Auftragen der hochvernetzten Lackschicht oder bereits im Zusammenhang mit der Herstellung des Grundmaterials erfol­ gen. Das Auftragen der Glättungsschicht, der Lackschicht und der Deck­ schicht sowie das Elektronenstrahlvernetzen der Lackschicht erfolgen ko­ stengünstig bei Atmosphärendruck. Lediglich das Auftragen der anorganischen Barriereschicht erfolgt im Vakuum, wobei der kontinuierliche Durchlauf durch die Beschichtungskammer über Druckstufenschleusen ebenfalls eine wirt­ schaftliche Lösung darstellt. Sowohl Aluminiumschichten als auch Aluminiu­ moxidschichten lassen sich mittels einfacher, bewährter Schiffchenverdampfer mit Aluminiumdraht-Nachfütterung aufdampfen. Dabei muß für das Abscheiden stöchiometrischer oder unterstöchiometrischer Aluminiumoxidschichten mehr oder weniger Sauerstoff in die Beschichtungskammer eingelassen werden.According to the highly crosslinked lacquer layer, the inorganic Barrier layer and the heat sealable top layer on top with a smooth base layer provided in one pass. The has above all cost advantages, but is also of particular importance insofar than the growing conditions and thus the properties of the inorganic Barrier layer are better if the application of the barrier layer without intermediate rewinder immediately after application and crosslinking of the lacquer layer takes place. The application of the smoothing layer can be done in the same Run immediately before applying the highly cross-linked lacquer layer or already in connection with the production of the basic material The application of the smoothing layer, the lacquer layer and the deck layer and the electron beam crosslinking of the lacquer layer take place ko most favorable at atmospheric pressure. Only the application of the inorganic Barrier layer takes place in a vacuum, with the continuous pass through the coating chamber via compression locks is also a host represents economic solution. Both aluminum layers and aluminum Oxide layers can be created using simple, proven boat evaporators Evaporate with aluminum wire refill. It must be for the separation stoichiometric or substoichiometric aluminum oxide layers more or less oxygen is admitted into the coating chamber.

Zur Verbesserung der Eigenschaften der aufgedampften Barriereschichten, insbesondere für solche aus Aluminiumoxid, ist eine Plasmaaktivierung des verdampften Aluminiums und des eingelassenen Sauerstoffs zweckmäßig. To improve the properties of the vapor-deposited barrier layers, especially for those made of aluminum oxide, plasma activation of the evaporated aluminum and the embedded oxygen expedient.  

Hierfür eignet sich besonders ein zwischen zwei Magnetronelektroden erzeug­ tes, mit 20 bis 100 kHz bipolar gepulstes Mittelfrequenzplasma.A generator between two magnetron electrodes is particularly suitable for this medium-frequency plasma pulsed at 20 to 100 kHz bipolar.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the associated drawing show:

Fig. 1 einen Schichtaufbau des Verpackungswerkstoffs, Fig. 1 shows a layer structure of the packaging material,

Fig. 2 eine Einrichtung zur Herstellung des Verpackungswerkstoffs im Prinzip. Fig. 2 shows a device for producing the packaging material in principle.

Auf eine Seite des Grundmaterials 1 aus Karton ist zunächst eine Glättungs­ schicht 2 aus Polyethylen niederer Dichte mit einem Flächengewicht von 20 g/m² aufgetragen. Darüber befindet sich eine hochvernetzte Lackschicht 3 aus elektronenstrahlvernetztem Acrylat-Lack mit einem Flächengewicht von 3 g/m². Auf dieser ist eine 30 nm dicke anorganische Barriereschicht 4 aus schwach unterstöchiometrischem Aluminiumoxid abgeschieden. Diese ist durch eine heißsiegelfähige Deckschicht 5 aus Polyethylen niederer Dichte mit einem Flächengewicht von 40 g/m²abgedeckt. Die andere Seite des Grundmaterials 1 trägt je nach Verwendung des Verpackungswerkstoffs eine beliebige, an sich bekannte Schicht 6, die dem sekundären Schutz des Verpackungswerkstoffes sowie dekorativen und informativen Zwecken dient, die jedoch keinen nen­ nenswerten Einfluß auf die Barriereeigenschaften des Verpackungswerkstoffes besitzt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.On one side of the base material 1 made of cardboard, a smoothing layer 2 made of low density polyethylene with a basis weight of 20 g / m² is first applied. There is a highly crosslinked lacquer layer 3 made of electron beam crosslinked acrylate lacquer with a basis weight of 3 g / m². A 30 nm thick inorganic barrier layer 4 made of weakly substoichiometric aluminum oxide is deposited on this. This is covered by a heat-sealable cover layer 5 made of low-density polyethylene with a basis weight of 40 g / m². The other side of the base material 1 , depending on the use of the packaging material, carries any known layer 6 , which serves the secondary protection of the packaging material as well as decorative and informative purposes, but which has no significant influence on the barrier properties of the packaging material and is not the subject of present invention.

Im folgenden wird das Verfahren zum Aufbringen des Schichtsystems auf das Grundmaterial 1 anhand einer möglichen Ausführungsform einer zugehörigen Einrichtung beschrieben.The method for applying the layer system to the base material 1 is described below on the basis of a possible embodiment of an associated device.

Das Grundmaterial 1 liegt in Form von Rollen vor. Es wird in einer Abwickel­ vorrichtung (nicht dargestellt), die zweckmäßig einen fliegenden Rollenwechsel ermöglicht, gehaltert. Von da aus gelangt es in eine an sich bekannte Einrich­ tung 7 zum Aufbringen der Schicht 6, die dem Rückseitenschutz und der deko­ rativen Gestaltung des Verpackungswerkstoffes dient. The base material 1 is in the form of rolls. It is held in an unwinding device (not shown), which expediently enables a flying roll change. From there, it passes into a known Einrich tung 7 for application of the layer 6, which serves the back face protective and decorative rative design of the packaging material.

Anschließend durchläuft das Grundmaterial 1 eine an sich bekannte Einrich­ tung 8 zum Aufbringen der Glättungsschicht 2 aus Polyethylen. In der nächsten Beschichtungseinrichtung 9 wird ein elektronenstrahlvernetzbarer Acrylat-Lack aufgetragen. Das so beschichtete Grundmaterial 1 wird in der nachfolgenden Einrichtung 10, die einen Elektronenbandstrahler 11 für die Elektronenstrahl­ vernetzung des Acrylat-Lackes enthält, bestrahlt. Auf diese Weise entsteht die hochvernetzte Lackschicht 3 auf der Glättungsschicht 2.Subsequently, the base material 1 passes through a device 8 known per se for applying the smoothing layer 2 made of polyethylene. In the next coating device 9 , an electron-beam crosslinkable acrylate lacquer is applied. The base material 1 coated in this way is irradiated in the subsequent device 10 , which contains an electron band emitter 11 for the electron beam crosslinking of the acrylate lacquer. In this way, the highly crosslinked lacquer layer 3 is formed on the smoothing layer 2 .

Der Einrichtung 10 folgt die Vakuumbeschichtungsanlage 12, die das erfin­ dungsgemäße Verfahren entscheidend bestimmt und dem Verpackungsmate­ rial die gewünschten Eigenschaften verleiht. Die Vakuumbeschichtung erfolgt durch den Verdampfer 13, der aus einer Reihe von Aluminium-Schiffchen- Verdampfern besteht. Während der Beschichtung wird das Grundmaterial 1 über eine Kühlwalze 14 geführt. Zwischen der Kühlwalze 14 und dem Ver­ dampfer 13 sind zwei an sich bekannte Pulsmagnetron-Plasmaquellen 15 an­ geordnet. Sie erzeugen ein gepulstes Plasma von 50 kHz, wodurch sich die Eigenschaften der Barriereschicht 4 noch verbessern. Das Grundmaterial 1 wird in die Vakuumbeschichtungsanlage 12 über Druckstufenschleusen 16 ein- und ausgeführt.The device 10 is followed by the vacuum coating system 12 , which decisively determines the method according to the invention and gives the packaging material the desired properties. The vacuum coating is carried out by the evaporator 13 , which consists of a series of aluminum boat evaporators. During the coating, the base material 1 is guided over a cooling roller 14 . Between the cooling roller 14 and the United steamer 13 , two pulse magnetron plasma sources 15 known per se are arranged. They generate a pulsed plasma of 50 kHz, which further improves the properties of the barrier layer 4 . The base material 1 is fed into and out of the vacuum coating system 12 via compression locks 16 .

In einer anschließenden Einrichtung 17 wird eine heißsiegelfähige Deckschicht 5 aus Polyethylen aufgebracht. Danach wird das mit dem Schichtsystem verse­ hene Grundmaterial 1 in einer Aufwickelvorrichtung (nicht gezeichnet) aufge­ wickelt und steht als Verpackungswerkstoff für die weitere Verarbeitung zur Verfügung.A heat-sealable cover layer 5 made of polyethylene is applied in a subsequent device 17 . Thereafter, the base material 1 provided with the layer system is wound up in a winding device (not shown) and is available as a packaging material for further processing.

Claims (14)

1. Verpackungswerkstoff aus dem Grundmaterial (1) Papier oder Karton, einer Glättungsschicht aus Polyethylen (2) auf einer Seite des Grundmaterials (1), einer auf der Polyethylenschicht (2) aufgebrachten durch Elektronenstrahlen hochver­ netzten lösemittelfreien Lackschicht (3),
einer auf der Lackschicht (3) befindlichen anorganischen Barriereschicht (4)
und einer darauf angeordneten heißsiegelfähigen Deckschicht (5).1. packaging material made of the base material ( 1 ) paper or cardboard, a smoothing layer made of polyethylene ( 2 ) on one side of the base material ( 1 ), a solvent-free lacquer layer ( 3 ) crosslinked on the polyethylene layer ( 2 ) by electron beams,
an inorganic barrier layer ( 4 ) located on the lacquer layer ( 3 )
and a heat-sealable cover layer ( 5 ) arranged thereon. 2. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glät­ tungsschicht (2) aus Polyethylen niederer Dichte mit einem Flächengewicht von 10 bis 50 g/m², vorzugsweise von 20 bis 30 g/m², ist.2. Packaging material according to claim 1, characterized in that the smoothing layer ( 2 ) made of low density polyethylene with a weight per unit area of 10 to 50 g / m², preferably of 20 to 30 g / m². 3. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochvernetzte Lackschicht (3) aus einem Lack auf Acrylatbasis mit einem Flächenge­ wicht von 1 bis 10 g/m², vorzugsweise von 2 bis 5 g/m², hergestellt ist.3. Packaging material according to claims 1 and 2, characterized in that the highly crosslinked lacquer layer ( 3 ) is made of an acrylate-based lacquer with a weight of 1 to 10 g / m², preferably 2 to 5 g / m². 4. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Barriereschicht (4) eine im Vakuum aufgedampfte Metall- oder Oxid­ schicht ist.4. Packaging material according to claim 1 to 3, characterized in that the inorganic barrier layer ( 4 ) is a metal or oxide layer evaporated in a vacuum. 5. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anorga­ nische Barriereschicht (4) eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 20 bis 100 nm, vorzugsweise von 30 bis 60 nm, ist.5. Packaging material according to claim 4, characterized in that the inorganic barrier layer ( 4 ) is an aluminum layer with a thickness of 20 to 100 nm, preferably from 30 to 60 nm. 6. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anorga­ nische Barriereschicht (4) eine stöchiometrische oder unterstöchiometrische Alumini­ umoxidschicht mit einer Dicke von 10 bis 60 nm, vorzugsweise von 20 bis 40 nm, ist.6. Packaging material according to claim 4, characterized in that the inorganic barrier layer ( 4 ) is a stoichiometric or substoichiometric aluminum oxide layer with a thickness of 10 to 60 nm, preferably 20 to 40 nm. 7. Verpackungswerkstoff nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelfähige Deckschicht (5) eine Schicht aus Polyethylen niederer Dichte mit einem Flächengewicht von 20 bis 60 g/m²ist. 7. Packaging material according to claim 1 to 6, characterized in that the heat-sealable cover layer ( 5 ) is a layer of low-density polyethylene with a basis weight of 20 to 60 g / m². 8. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungswerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das bandförmige Grundmaterial im Durchlauf nach dem Aufbringen einer Glättungsschicht aus Polyethylen auf dessen einer Seite nacheinander im Durchlauf eine durch Elektronenstrahlen hochvernetzte lösungsmittelfreie Lack­ schicht und darauf eine anorganische Barriereschicht und darauf eine heißsiegelfähige Deckschicht aufgebracht werden.8. A method for producing a packaging material according to claim 1, characterized characterized in that on the band-shaped base material in the run after the Apply a smoothing layer made of polyethylene on one side in succession a solvent-free lacquer highly cross-linked by electron beams layer and an inorganic barrier layer on top and a heat sealable layer on top Top layer are applied. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht in einem Durchlauf mit dem übrigen Schichtsystem unmittelbar vor dem Auftragen der hochvernetzten Lackschicht auf das Grundmaterial aufgetragen wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the smoothing layer in one pass with the rest of the layer system immediately before applying the highly cross-linked lacquer layer is applied to the base material. 10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hochvernetzte Lackschicht durch Gießen oder Walzenauftrag eines lösemittelfreien, elektronenstrahl­ vernetzbaren Lackes und anschließendes Elektronenstrahlvernetzen bei Atmosphären­ druck hergestellt wird.10. The method according to claim 8 and 9, characterized in that the highly cross-linked Paint layer by pouring or roller application of a solvent-free, electron beam crosslinkable lacquer and subsequent electron beam crosslinking in atmospheres printing is made. 11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Barriereschicht in einem Vakuumprozeß aufgebracht wird.11. The method according to claim 8 to 10, characterized in that the inorganic Barrier layer is applied in a vacuum process. 12. Verfahren nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Barriereschicht aus stöchiometrischem oder unterstöchiometrischem Aluminiumoxid durch Verdampfen von Aluminium und Zuführen von Sauerstoff in die Bedampfungs­ zone aufgebracht wird.12. The method according to claim 8 to 11, characterized in that the inorganic Barrier layer made of stoichiometric or substoichiometric aluminum oxide by evaporating aluminum and adding oxygen to the evaporation zone is applied. 13. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufdamp­ fen der Aluminiumschicht oder der Aluminiumoxidschicht in der Bedampfungszone zwischen dem Verdampfer und dem zu bedampfenden, mit der Glättungs- und Poly­ ethylenschicht versehenen Grundmaterial ein vorzugsweise mit 20 bis 100 kHz bipolar gepulstes Plasma zwischen zwei Magnetronelektroden gezündet wird.13. The method according to claim 11 and 12, characterized in that during the vapor deposition fen the aluminum layer or the aluminum oxide layer in the evaporation zone between the evaporator and the one to be vaporized, with the smoothing and poly base layer provided with an ethylene layer preferably with 20 to 100 kHz bipolar pulsed plasma is ignited between two magnetron electrodes. 14. Verfahren nach Anspruch 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelfä­ hige Deckschicht im Extrusionsverfahren bei Atmosphärendruck aufgetragen wird.14. The method according to claim 8 to 13, characterized in that the heat seal top layer is applied in the extrusion process at atmospheric pressure.
DE1995123530 1995-06-28 1995-06-28 Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard Expired - Fee Related DE19523530C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995123530 DE19523530C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995123530 DE19523530C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19523530C1 true DE19523530C1 (en) 1996-09-26

Family

ID=7765492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995123530 Expired - Fee Related DE19523530C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19523530C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1616696A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-18 Alcan Technology &amp; Management Ltd. Process of making a packaging material
US20130101831A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Metallized paper packaging film and process for its production
US20130101855A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Barrier paper packaging and process for its production
US9040120B2 (en) 2011-08-05 2015-05-26 Frito-Lay North America, Inc. Inorganic nanocoating primed organic film
US9090021B2 (en) 2012-08-02 2015-07-28 Frito-Lay North America, Inc. Ultrasonic sealing of packages
DE202014004393U1 (en) * 2014-05-30 2015-09-01 Bischof + Klein Gmbh & Co. Kg packaging film
US9149980B2 (en) 2012-08-02 2015-10-06 Frito-Lay North America, Inc. Ultrasonic sealing of packages
US9162421B2 (en) 2012-04-25 2015-10-20 Frito-Lay North America, Inc. Film with compostable heat seal layer
US9267011B2 (en) 2012-03-20 2016-02-23 Frito-Lay North America, Inc. Composition and method for making a cavitated bio-based film
US9284104B2 (en) 2012-06-23 2016-03-15 Frito-Lay North America, Inc. Deposition of ultra-thin inorganic oxide coatings on packaging

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3110754A1 (en) * 1981-03-19 1982-09-30 Letron GmbH, 8750 Aschaffenburg METHOD FOR PRODUCING A SURFACE-SHAPED CARRIER MATERIAL WITH MATERIAL SURFACE COATED WITH ELECTRON BEAMS COATED
DE3316238C1 (en) * 1983-05-04 1984-12-13 PKL Papier- und Kunststoff-Werke Linnich GmbH, 4000 Düsseldorf Cardboard web or cut for a light-, air- and liquid-tight, heat-sealable folding box, in particular aseptic liquid packaging
DE3812121A1 (en) * 1988-04-12 1989-10-26 Alkor Gmbh FILM COVER
EP0554730A1 (en) * 1992-02-07 1993-08-11 Tetra Laval Holdings & Finance SA Packaging laminate with good gas and aroma barrier properties and method of manufacturing the laminate and packaging containers manufactured from the laminate
DE4302678A1 (en) * 1993-02-01 1994-08-04 Schoeller Felix Jun Papier Recyclable substrate
WO1994029103A1 (en) * 1993-06-03 1994-12-22 Tetra Pak (Suisse) Sa Packaging laminate with gas and aroma barrier properties
DE4328767A1 (en) * 1993-08-26 1995-03-02 Fraunhofer Ges Forschung Composite films

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3110754A1 (en) * 1981-03-19 1982-09-30 Letron GmbH, 8750 Aschaffenburg METHOD FOR PRODUCING A SURFACE-SHAPED CARRIER MATERIAL WITH MATERIAL SURFACE COATED WITH ELECTRON BEAMS COATED
DE3316238C1 (en) * 1983-05-04 1984-12-13 PKL Papier- und Kunststoff-Werke Linnich GmbH, 4000 Düsseldorf Cardboard web or cut for a light-, air- and liquid-tight, heat-sealable folding box, in particular aseptic liquid packaging
DE3812121A1 (en) * 1988-04-12 1989-10-26 Alkor Gmbh FILM COVER
EP0554730A1 (en) * 1992-02-07 1993-08-11 Tetra Laval Holdings & Finance SA Packaging laminate with good gas and aroma barrier properties and method of manufacturing the laminate and packaging containers manufactured from the laminate
DE4302678A1 (en) * 1993-02-01 1994-08-04 Schoeller Felix Jun Papier Recyclable substrate
WO1994029103A1 (en) * 1993-06-03 1994-12-22 Tetra Pak (Suisse) Sa Packaging laminate with gas and aroma barrier properties
DE4328767A1 (en) * 1993-08-26 1995-03-02 Fraunhofer Ges Forschung Composite films

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1616696A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-18 Alcan Technology &amp; Management Ltd. Process of making a packaging material
US9040120B2 (en) 2011-08-05 2015-05-26 Frito-Lay North America, Inc. Inorganic nanocoating primed organic film
US20130101831A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Metallized paper packaging film and process for its production
US20130101855A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Barrier paper packaging and process for its production
WO2013059660A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Metalization paper packaging film and process for its production
US9267011B2 (en) 2012-03-20 2016-02-23 Frito-Lay North America, Inc. Composition and method for making a cavitated bio-based film
US9162421B2 (en) 2012-04-25 2015-10-20 Frito-Lay North America, Inc. Film with compostable heat seal layer
US9284104B2 (en) 2012-06-23 2016-03-15 Frito-Lay North America, Inc. Deposition of ultra-thin inorganic oxide coatings on packaging
US9090021B2 (en) 2012-08-02 2015-07-28 Frito-Lay North America, Inc. Ultrasonic sealing of packages
US9149980B2 (en) 2012-08-02 2015-10-06 Frito-Lay North America, Inc. Ultrasonic sealing of packages
DE202014004393U1 (en) * 2014-05-30 2015-09-01 Bischof + Klein Gmbh & Co. Kg packaging film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4328767C2 (en) Process for producing film composites and the composites produced using these processes
DE69734996T2 (en) PROCESS FOR COATING WITH ACRYLATES
DE69727969T2 (en) A MULTILAYER PACKAGING MATERIAL, ESPECIALLY FOR FLEXIBLE PACKAGING
EP1675722B1 (en) Pharmaceutical blister package
CH685755A5 (en) A process for preparing a laminate.
DE19523530C1 (en) Gas and aroma-tight packaging material based on paper or cardboard
US3480464A (en) Laminate material and method of making
DE60022779T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A LAMINATED PACKAGING MATERIAL
DE2413225A1 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DECORATIONS OR TEXTS, IN PARTICULAR WITH METAL SHINE, ON A PACKAGING MATERIAL TRACK
DE4130538A1 (en) LAMINATED TUBE TANK
DE69835285T2 (en) DECORATED PACKING MATERIAL FOR ASEPTIC PACKS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE69914610T2 (en) METHOD OF COATING POLYOLEFICIENTS WITH A POLYSILICATE-CONTAINING SEAL AND THE OBJECTS THEREFOR
EP0775758B1 (en) Vacuum coating apparatus with a crucible located in the vacuum chamber to receive the evaporation material
EP0436918B1 (en) Process for treating a polyolefin film
EP0794266B1 (en) Apparatus for coating a substrate surface
DE102007003766B4 (en) Transparent barrier films for the packaging industry
DE4404690A1 (en) Method of forming two-layer gas and vapour barrier
DE69935456T2 (en) MULTILAYER FILM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2719113A1 (en) Polymer film laminate for packaging - comprises a gas, vapour and odour impermeable polymer support laminated with a metal coating or a metal pigmented polymer film
EP0798108A2 (en) Cover por packaging and method producing the same
DE69627861T2 (en) Process for producing a packaging from a laminate
DE4343040C1 (en) Barrier film
DE4308632B4 (en) Method and device for the aftertreatment of aluminum-coated plastic films
WO1987000795A1 (en) Shrinkable foil and process for production thereof
DE4102367A1 (en) Composite film based on polyolefin(s) - comprises poly-olefinic outer layers enclosing internal polymeric or thin metallic barrier layer to resist moisture and oxygen@

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee