AT528691A1 - Mehrschicht-Verbundmaterial und Verfahren - Google Patents

Mehrschicht-Verbundmaterial und Verfahren

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AT528691A1 ATA50767/2024A AT507672024A AT528691A1 AT 528691 A1 AT528691 A1 AT 528691A1 AT 507672024 A AT507672024 A AT 507672024A AT 528691 A1 AT528691 A1 AT 528691A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrschicht-Verbundmaterial mit folgenden Schichten: eine Basisschicht (1) umfassend oder bestehend aus Papier; eine Zwischenschicht (2) umfassend oder bestehend aus einem Thermoplast-Polymer, und eine Barriereschicht (3), wobei die Barriereschicht (3) eine orientierte, insbesondere eine biaxial orientierte, Polymerfolie (4) und eine ein- oder beidseitig auf der orientierten Polymerfolie (4) angeordnete metallische und/oder keramische Dünnschicht (5) umfasst oder daraus besteht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht- Verbundmaterials.

Description

Beschreibung
MEHRSCHICHT-VERBUNDMATERIAL UND VERFAHREN
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrschicht-Verbundmaterial und ein Verfahren, wie sie insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche definiert sind.
[0002] Mehrschicht-Verbundmaterialien werden gemäß Stand der Technik unter anderem als Verpackungsmaterialien verwendet. Ein weit verbreitetes Beispiel, das insbesondere in der Lebensmittel- und Konsumgüterindustrie Verwendung findet, ist ein Laminat, das typischerweise aus Schichten der Materialien Papier, Polyethylen und Aluminium gebildet ist. Ein exemplarischer aus dem Stand der Technik bekannter Schichtaufbau ist Papier // PE // Aluminium // PE. In derartigen Mehrschichtsystemen werden gemäß Stand der Technik Aluminiumfolien mit Dicken im Bereich einiger um eingesetzt. Diese Struktur bietet hervorragende Barriereeigenschaften gegen Feuchtigkeit, Licht und Sauerstoff, was sie ideal für empfindliche Produkte macht.
[0003] Dabei dient die Papierschicht hauptsächlich als Trägerschicht und stellt die erforderliche mechanische Stabilität bereit. Die erste Polyethylen (PE)-Schicht verbindet das Papier mit der Aluminiumschicht. Die Aluminiumschicht stellt die eigentlichen Barriereeigenschaften bereit und schützt das verpackte Produkt vor äußeren Einflüssen wie Licht, Sauerstoff und Feuchtigkeit. Die zweite Polyethylen (PE)-Schicht bildet einen äußeren Abschluss des Schichtsystems und sorgt insbesondere für eine Siegelfähigkeit des Mehrschicht-Verbundmaterials.
[0004] Obwohl derartige Laminatstrukturen ausgezeichnete Barriereeigenschaften aufweisen, bringen sie meist erhebliche Nachteile im Hinblick auf die Recyclingfähigkeit mit sich. Eine Trennung von Kunststoff/Metall und Papier ist im Recyclingprozess mit hohem Aufwand verbunden bzw. in einem industriellen Recyclingprozess nur mit Einschränkungen durchführbar. Dies führt dazu, dass solche Verpackungen in den meisten Fällen nicht in den Papierabfallströmen recycelt werden können und stattdessen einer Verbrennung oder Deponierung zugeführt werden, was eine erhebliche Umweltbelastung darstellt und die Werthaltigkeit der Abfallströme reduziert.
[0005] Angesichts der zunehmenden globalen Bestrebungen, die Umweltauswirkungen von Verpackungsmaterialien zu minimieren und die Recyclingquoten zu erhöhen, besteht ein dringender Bedarf an Alternativen zu diesen herkömmlichen, nicht recyclierbaren Verpackungen.
[0006] Hieraus ergibt sich ein Zielkonflikt, der insbesondere darin besteht, ein Verpackungsmaterial bereitzustellen, das gute und beständige Barriereeigenschaften aufweist und dessen Papierkomponente in verbessertem Maße recyclierbar ist.
[0007] Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Zielkonflikt zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll durch die Erfindung ein Mehrschicht-Verbundmaterial bereitgestellt werden, das für Verpackungszwecke einsetzbar ist und vorteilhafte Barriereeigenschaften in Kombination mit einer guten Recyclierbarkeit aufweist.
[0008] Es wurde nun überraschend gefunden, dass diese und weitere Aufgaben insbesondere durch die Bereitstellung eines Mehrschicht-Verbundmaterials gelöst werden können, das eine Barriereschicht aufweist, die ein orientiertes Polymermaterial mit einer Dünnschicht kombiniert.
[0009] Insbesondere weist das hier beschriebene Mehrschicht-Verbundmaterial eine Basisschicht aus Papier, eine Zwischenschicht sowie eine Barriereschicht auf, wobei die Barriereschicht wiederum aus zumindest zwei Teilschichten aufgebaut ist, nämlich einer orientierten PoIymerfolie und einer metallischen und/oder keramische Dünnschicht. Die Zwischenschicht umfasst ein Thermoplast-Polymer oder besteht daraus. Optional kann auf der Barriereschicht noch eine Siegelschicht angeordnet sein.
[0010] Das Mehrschicht-Verbundmaterial kann also wenigstens vier Teilschichten aufweisen oder aus vier Teilschichten bestehen oder es kann wenigstens fünf Teilschichten aufweisen oder aus fünf Teilschichten bestehen. Gegebenenfalls bilden die Basisschicht und die orientierte PoIymerfolie der Barriereschicht außenliegende Schichten des Materials oder gegebenenfalls bilden die Basisschicht und die Siegelschicht außenliegende Schichten des Materials.
[0011] Insbesondere ist die Barriereschicht auf die Basisschicht extrusionskaschiert. Allgemein wird mit dem Begriff „Kaschieren“ ein Verfahren bezeichnet, bei dem zwei Lagen oder Bahnen eines Materials über eine weitere Materiallage, auch als Kaschiermittel bezeichnet, verbunden werden. Im Fall der vorliegenden Beschreibung wird diese weitere Materiallage insbesondere durch die Zwischenschicht gebildet, die beim Kaschiervorgang die Verbindung zwischen Basisschicht und Barriereschicht herstellt.
[0012] Die Kaschierung kann durch Extrusionskaschierung erfolgen, wobei als Kaschiermittel ein Thermoplast-Polymermaterial auf eine der beiden zu verbindenden Oberflächen extrudiert und die zweite Oberfläche anschließend auf das Kaschiermittel aufgebracht wird, während sich dieses noch in flieRfähigem Zustand befindet.
[0013] Beim Kaschiervorgang wird typischerweise eine der Oberflächen durch die Basisschicht bereitgestellt und die andere Oberfläche durch die Barriereschicht. Das Kaschiermittel bildet im hergestellten Verbundmaterial typischerweise die Zwischenschicht.
[0014] Wenn die Barriereschicht eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials bildet, kann vorgesehen sein, dass die Dünnschicht direkt mit der Zwischenschicht in Kontakt steht.
[0015] Wie bereits erwähnt, umfasst die Barriereschicht zumindest zwei Teilschichten, nämlich eine Polymerfolie und eine Dünnschicht.
[0016] Die Polymerfolie ist dabei insbesondere eine orientierte Polymerfolie. Der Begriff „orientierte Polymerfolie“ bezeichnet eine Polymerfolie, die in zumindest einer Richtung gestreckt ist. Die in der Barriereschicht verwendete Polymerfolie kann in Längs- oder in Querrichtung gestreckt sein (auch als monoaxial orientiert oder monoaxial gestreckt bezeichnet). Es ist jedoch bevorzugt, wenn Polymerfolie kann in Längs- und in Querrichtung gestreckt ist (auch als biaxial orientiert oder biaxial gestreckt bezeichnet). Gegebenenfalls ist die Polymerfolie eine biaxial orientierte PoIypropylenfolie (BOPP- Folie). Andere beispielhafte Polymere für die Polymerfolie sind: Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyamid, Polylactide.
[0017] In der Barriereschicht ist die Polymerfolie insbesondere mit einer Dünnschicht versehen. Diese kann aus einem metallischen und/oder keramischen Material gebildet sein oder dieses umfassen kann. Geeignet sind unter anderem: Aluminium; Siliciumoxid; Aluminiumoxid; Magnesiumoxid.
[0018] In Zusammenhang mit den hier beschriebenen Verbundmaterialien bzw. den Materialien der Barriereschicht bezeichnet eine Dünnschicht insbesondere eine Schicht, die eine Dicke von weniger als 1 um aufweist, wie beispielsweise weniger als 500 nm, weniger als 200 nm oder weniger als 100 nm. Herstellungsverfahren für derartige Dünnschichten sind im Stand der Technik bekannt, wobei insbesondere unterschiedliche Gasphasenabscheidungsverfahren zu nennen sind.
[0019] Vorteilhafterweise wird die Barriereschicht, also der Verbund, der zumindest aus der Dünnschicht und der orientierten Polymerfolie bei der Herstellung des hier beschriebenen Mehrschicht-Verbundmaterials als Zwischenprodukt bereitgestellt, das dann unter Verwendung der Zwischenschicht auf die Basisschicht kaschiert wird.
[0020] Auf die Barriereschicht kann in weiterer Folge optional eine Siegelschicht aufgetragen werden, die typischerweise ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht. Dabei sind vom Begriff „Thermoplast-Polymer“ auch Thermoplast-Oligomere umfasst, sofern sie für die Verwendung als Siegelschicht geeignet sind.
[0021] Wenn eine weitere Siegelschicht vorgesehen ist, kann sowohl die Dünnschicht als auch die orientierte Polymerfolie direkt mit der Zwischenschicht in Kontakt stehen.
[0022] Beispielhafte Materialien für die Siegelschicht sind Polyolefine. Diese können Homound/oder Copolymere sein, wobei auch Mischungen unterschiedlicher Polymere denkbar sind.
[0023] Das Material der Siegelschicht kann dasselbe sein wie jenes der Zwischenschicht, oder
die Materialien dieser Schichten können sich voneinander unterscheiden.
[0024] Um eine ausreichende Recyclingfähigkeit des Materials der Basisschicht zu ermöglichen, ist bevorzugt, wenn alle Schichten außer der Basisschicht, also insbesondere die Zwischenschicht, die Dünnschicht, die Barriere-Dispersionsschicht und die Siegelschicht, möglichst geringe Schichtdicke bzw. möglichst geringes Flächengewicht aufweisen.
[0025] So können folgende Flächengewichte bzw. Schichtdicken der einzelnen Schichten vorgesehen sein: Zwischenschicht — 2 g/m? bis 8 g/m?; Barriereschicht — höchstens 20 um; optionale Siegelschicht — 3 g/m? bis 10 g/m?. Generell können hier angegebene Flächengewichte gemäß ISO 536:2019 bestimmt werden.
[0026] Der massenbezogene Papieranteil des hier beschriebenen Mehrschicht-Verbundmaterials beträgt gegebenenfalls wenigstens 80 Gew.-%.
[0027] Vorteilhafterweise ist das hier beschriebene Mehrschicht-Verbundmaterial nach der „Cepi Recyclability Laboratory Test Method“, Version 2, Oktober, 2022 (Langtitel: „Harmonised European laboratory test method to generate parameters enabling the assessment of the recyclability of paper and board products in standard paper and board recycling mills“) recyclierbar.
[0028] Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Mehrschicht-Verbundmaterial mit folgenden Schichten:
- eine Basisschicht umfassend oder bestehend aus Papier, - eine Zwischenschicht umfassend oder bestehend aus einem Thermoplast-Polymer, und - eine Barriereschicht,
[0029] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Barriereschicht eine orientierte, insbesondere eine biaxial orientierte, Polymerfolie und eine ein- oder beidseitig auf der orientierten Polymerfolie angeordnete metallische und/oder keramische Dünnschicht umfasst oder daraus besteht.
[0030] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zwischenschicht mit der Basisschicht und mit der Dünnschicht der Barriereschicht in direktem Kontakt steht.
[0031] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zumindest die Basisschicht eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials bildet.
[0032] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass auf der Barriereschicht ferner eine Siegelschicht angeordnet ist, die zumindest ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht.
[0033] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht; Zwischenschicht; Barriereschicht, wobei die Basisschicht und die orientierte Polymerfolie der Barriereschicht insbesondere außenliegende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden.
[0034] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht; Zwischenschicht; Barriereschicht; Siegelschicht, wobei die Siegelschicht auf der orientierten Polymerfolie oder auf der Dünnschicht der Barriereschicht angeordnet ist, und wobei die Basisschicht und die Siegelschicht insbesondere außenliegende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden.
[0035] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Papieranteil von wenigstens 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Mehrschicht-Verbundmaterials aufweist.
[0036] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Dünnschicht der Barriereschicht eine Schichtdicke von weniger als 500 nm, insbesondere von weniger als 200 nm, bevorzugt von weniger als 100 nm, aufweist.
[0037] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Material der Dünnschicht der Barriereschicht ausgewählt ist aus: Aluminium; Siliciumoxid; Aluminiumoxid; Magnesiumoxid.
[0038] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Barriereschicht eine Dicke von höchstens 20
4112
um, insbesondere zwischen 2 um und 15 um, aufweist.
[0039] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Basisschicht aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 g/m? und 130 g/m? bestimmt gemäß ISO 536:2019 gebildet ist.
[0040] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zwischenschicht eine durch Kaschierung, insbesondere Extrusionskaschierung, hergestellte Schicht ist.
[0041] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Basisschicht und die Barriereschicht durch Kaschierung, insbesondere Extrusionskaschierung, über die Zwischenschicht verbunden sind.
[0042] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zwischenschicht ein Flächengewicht zwischen 2 g/m? und 8 g/m?, insbesondere zwischen 3 g/m? und 6 g/m?, aufweist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Polymerfolie der Barriereschicht eines oder mehrere der folgenden Polymere umfasst oder daraus besteht: Polyethylenterephthalat, Polypropylen, PoIyethylen, Polyamid, Polylactid.
[0043] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht Zwischenschicht mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht auf die Basisschicht kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht mit einer Dicke zwischen 4 um und 15 um, aus einer orientierten Polymerfolie, die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht, wobei insbesondere die Dünnschicht mit der Zwischenschicht in direktem Kontakt steht.
[0044] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht angeordnete Zwischenschicht mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht auf die Basisschicht kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht mit einer Dicke zwischen 2 um und 9 um, aus einer orientierten Polymerfolie, die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht,
- eine an der Dünnschicht oder an der orientierten Polymerfolie der Barriereschicht angeordnete extrusionsbeschichtete Siegelschicht mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 10 g/m?.
[0045] Gegebenenfalls betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen Mehrschicht-Verbundmaterials.
[0046] Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:
- Bereitstellen der Basisschicht sowie der Barriereschicht,
- Extrusionskaschieren der Barriereschicht auf die Basisschicht mittels eines ThermoplastPolymers, sodass zwischen Basisschicht und Barriereschicht die Zwischenschicht gebildet wird.
[0047] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Verfahren ferner folgenden Schritt umfasst:
- Extrudieren eines Polymermaterials auf die Barriereschicht zum Bilden einer Siegelschicht, die eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials ist.
[0048] Weitere Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele sowie der Figur.
[0049] Nachfolgend werden beispielhafte Mehrschicht-Verbundmaterialien anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sollen lediglich der Veranschaulichung dienen und den durch die Patentansprüche bestimmten Schutzbereich nicht einschränken.
[0050] Es zeigen:
[0051] Fig. 1 eine exemplarische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Mehrschicht-Verbundmaterials in einer Schnittansicht; und
[0052] Fig. 2 eine exemplarische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Mehrschicht-Verbundmaterials in einer Schnittansicht.
[0053] Fig. 1 zeigt eine exemplarische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Mehrschicht-Verbundmaterials in einer Schnittansicht. Gezeigt sind die unterschiedlichen Teilschichten, wobei zu beachten ist, dass die Wiedergabe der Schichtdicken nicht maßstabsgetreu ist.
[0054] Das in Fig. 1 dargestellte Mehrschicht-Verbundmaterial ist vierschichtig und weist die in Tabelle 1 angegebene Schichtabfolge auf.
[0055] Tabelle 1: Schichten des in Fig. 1 dargestellten Mehrschicht-Verbundmaterials
. . Dicke (um) / Schicht Material Flächengewicht (g/m?) Basisschicht 1 weißes Kraftpapier 120 g/m? Zwischenschicht 2 Polyethylen 4 g/m? Dünnschicht 5 Aluminium 50 nm
Barriereschicht 3 orientierte
Polymerfolie 4 |BOPP etwa 8 um
*biaxial orientiertes Polypropylen
[0056] Bei der Herstellung des Verbundmaterials gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Barriereschicht 3 unter Verwendung des Polyethylens der Zwischenschicht auf die Basisschicht 1 extrusionskaschiert. Dabei steht die Dünnschicht in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht 2, sodass die orientierte Polymerfolie 4 eine außenliegende Schicht des Verbundmaterials bildet.
[0057] Die Barriereschicht 3 wird nach im Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt.
[0058] Fig. 2 zeigt eine exemplarische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Mehrschicht-Verbundmaterials in einer Schnittansicht. Gezeigt sind die unterschiedlichen Teilschichten, wobei zu beachten ist, dass die Wiedergabe der Schichtdicken nicht maßstabsgetreu ist.
[0059] Das in Fig. 2 dargestellte Mehrschicht-Verbundmaterial ist fünfschichtig und weist die in Tabelle 2 angegebene Schichtabfolge auf.
[0060] Tabelle 2: Schichten des in Fig. 2 dargestellten Mehrschicht-Verbundmaterials
. . Dicke (um) /
Schicht Material Flächengewicht (g/m?) Basisschicht 1 weißes Kraftpapier 120 g/m? Zwischenschicht 2 Polyethylen 4 g/m?
Dünnschicht 5 Aluminium 50 nm Barriereschicht 3 orientierte x
Polymerfolie 4 |BOPP etwa 8 um Siegelschicht 6 Polyethylen 9 g/m?
*biaxial orientiertes Polypropylen
[0061] Die Zusammensetzung und die Herstellung entspricht weitgehend jener aus dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, dass nach der Kaschierung der Barriereschicht 3 eine Siegelschicht 6 auf die auf die Barriereschicht 3 extrudiert wird. Dadurch wird die Siegelfähigkeit des Materials erhöht.
[0062] Die typische Wasserdampfdurchlässigkeit des Mehrschicht-Verbundmaterials gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel beträgt etwa 0,2 g/m?.d bei 23°C und 85% r.h. Die typische Sauerstoffdurchlässigkeit beträgt etwa 130 cm*/m?.d.bar bei 23°C und 50% r.h.
[0063] In einem anderen, nicht im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiel, sind die Dünnschicht 5 und die orientierte Polymerfolie 4 in ihrer Abfolge vertauscht, d.h. die orientierte Polymerfolie 4 steht in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht 2. Alle anderen Zusammensetzungen und Schichtdicken sind im Vergleich zu dem hier beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ident.
7112
Patentansprüche
1. Mehrschicht-Verbundmaterial mit folgenden Schichten: - eine Basisschicht (1) umfassend oder bestehend aus Papier, - eine Zwischenschicht (2) umfassend oder bestehend aus einem Thermoplast-Polymer,
und
- eine Barriereschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (3) eine orientierte, insbesondere eine biaxial orientierte, Polymerfolie (4) und eine ein- oder beidseitig auf der orientierten Polymerfolie (4) angeordnete metallische und/oder keramische Dünnschicht (5) umfasst oder daraus besteht.
2. Mehrschicht-Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) mit der Basisschicht (1) und mit der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) in direktem Kontakt steht,
- und/oder wobei zumindest die Basisschicht (1) eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials bildet.
3. Mehrschicht-Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Barriereschicht (3) ferner eine Siegelschicht (6) angeordnet ist, die zumindest ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht.
4. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht (1); Zwischenschicht (2); Barriereschicht (3), wobei die Basisschicht (1) und die orientierte Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) insbesondere außenlie-
gende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden,
- oder dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht (1); Zwischenschicht (2); Barriereschicht (3); Siegelschicht (6), wobei die Siegelschicht auf der orientierten Polymerfolie (4) oder auf der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) angeordnet ist, und wobei die Basisschicht (1) und die Siegelschicht (6) insbesondere außenliegende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden.
5. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Papieranteil von wenigstens 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Mehrschicht-Verbundmaterials aufweist.
6. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) eine Schichtdicke von weniger als 500 nm, insbesondere von weniger als 200 nm, bevorzugt von weniger als 100 nm, aufweist, und/oder dass das Material der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) ausgewählt ist aus: Aluminium; Siliciumoxid; Aluminiumoxid; Magnesiumoxid.
7. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (3) eine Dicke von höchstens 20 um, insbesondere zwischen 2 um und 15 um, aufweist.
8. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 g/m? und 130 g/m? bestimmt gemäß ISO 536:2019 gebildet ist.
9. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) eine durch Kaschierung, insbesondere Extrusionskaschierung, hergestellte Schicht ist, und/oder dass die Basisschicht (1) und die Barriereschicht (3) durch Kaschierung, insbesondere Extrusionskaschierung, über die Zwischenschicht (2) verbunden sind.
10. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) ein Flächengewicht zwischen 2 g/m? und 8 g/m?, insbesondere zwischen 3 g/m? und 6 g/m?, aufweist.
11. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) eines oder mehrere der folgenden PoIymere umfasst oder daraus besteht: Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polylactid.
12. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht (1) angeordnete Zwischenschicht (2) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht (2) auf die Basisschicht (1) kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht (3) mit einer Dicke zwischen 4 um und 15 um, aus einer orientierten Polymerfolie (4), die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht (5), wobei insbesondere die Dünnschicht (5) mit der Zwischenschicht (2) in direktem Kontakt steht.
13. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht (1) angeordnete Zwischenschicht (2) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht (2) auf die Basisschicht (1) kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht (3) mit einer Dicke zwischen 2 um und 9 um, aus einer orientierten Polymerfolie (4), die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht (5),
- eine an der Dünnschicht (5) oder an der orientierten Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) angeordnete extrusionsbeschichtete Siegelschicht (6) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 10 g/m?.
14. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen der Basisschicht (1) sowie der Barriereschicht (3), - Kaschieren, insbesondere Extrusionskaschieren, der Barriereschicht (3) auf die Basisschicht (1) mittels eines Thermoplast-Polymers, sodass zwischen Basisschicht (1) und Barriereschicht (3) die Zwischenschicht (2) gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgenden Schritt umfasst: - Extrudieren eines Polymermaterials auf die Barriereschicht (3) zum Bilden einer Siegelschicht (6), die eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Neue Patentansprüche
1. Mehrschicht-Verbundmaterial mit folgenden Schichten: - eine Basisschicht (1) umfassend oder bestehend aus Papier, - eine Zwischenschicht (2) umfassend oder bestehend aus einem Thermoplast-Polymer,
und
- eine Barriereschicht (3), wobei die Barriereschicht (3) eine orientierte, insbesondere eine biaxial orientierte, Polymerfolie (4) und eine ein- oder beidseitig auf der orientierten Polymerfolie (4) angeordnete metallische und/oder keramische Dünnschicht (5) umfasst oder daraus besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) eine durch Extrusionskaschierung, hergestellte Schicht ist und ein Flächengewicht zwischen 2 g/m? und 8 g/m? aufweist.
2. Mehrschicht-Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) mit der Basisschicht (1) und mit der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) in direktem Kontakt steht,
- und/oder wobei zumindest die Basisschicht (1) eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials bildet.
3. Mehrschicht-Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Barriereschicht (3) ferner eine Siegelschicht (6) angeordnet ist, die zumindest ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht.
4. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht (1); Zwischenschicht (2); Barriereschicht (3), wobei die Basisschicht (1) und die orientierte Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) insbesondere außenlie-
gende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden,
- oder dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Schichtaufbau in folgender Reihenfolge aufweist: Basisschicht (1); Zwischenschicht (2); Barriereschicht (3); Siegelschicht (6), wobei die Siegelschicht auf der orientierten Polymerfolie (4) oder auf der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) angeordnet ist, und wobei die Basisschicht (1) und die Siegelschicht (6) insbesondere außenliegende Schichten des Mehrschicht-Verbundmaterials bilden.
5. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial einen Papieranteil von wenigstens 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Mehrschicht-Verbundmaterials aufweist.
6. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) eine Schichtdicke von weniger als 500 nm, insbesondere von weniger als 200 nm, bevorzugt von weniger als 100 nm, aufweist, und/oder dass das Material der Dünnschicht (5) der Barriereschicht (3) ausgewählt ist aus: Aluminium; Siliciumoxid; Aluminiumoxid; Magnesiumoxid.
7. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (3) eine Dicke von höchstens 20 um, insbesondere zwischen 2 um und 15 um, aufweist.
8. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 g/m? und 130 g/m? bestimmt gemäß ISO 536:2019 gebildet ist.
9. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) ein Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m? aufweist.
10. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) eines oder mehrere der folgenden Polymere umfasst oder daraus besteht: Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polylactid.
ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
12.
13.
14.
AT 528 691 A1 2026-04-15
. Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich-
net, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht (1) angeordnete Zwischenschicht (2) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht (2) auf die Basisschicht (1) kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht (3) mit einer Dicke zwischen 4 um und 15 um, aus einer orientierten Polymerfolie (4), die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht (5), wobei insbesondere die Dünnschicht (5) mit der Zwischenschicht (2) in direktem Kontakt steht.
Mehrschicht-Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeich-
net, dass das Mehrschicht-Verbundmaterial folgenden Schichtaufbau aufweist:
- eine Basisschicht (1) aus Papier mit einer Grammatur zwischen 40 und 130 g/m? gemäß ISO 536:2019,
- eine an der Basisschicht (1) angeordnete Zwischenschicht (2) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 6 g/m?,
- eine mittels der Zwischenschicht (2) auf die Basisschicht (1) kaschierte, insbesondere extrusionskaschierte, Barriereschicht (3) mit einer Dicke zwischen 2 um und 9 um, aus einer orientierten Polymerfolie (4), die ein Thermoplast-Polymer umfasst oder daraus besteht, und einer darauf angeordneten metallischen oder keramischen Dünnschicht (5),
- eine an der Dünnschicht (5) oder an der orientierten Polymerfolie (4) der Barriereschicht (3) angeordnete extrusionsbeschichtete Siegelschicht (6) mit einem Flächengewicht zwischen 3 g/m? und 10 g/m?.
Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche
1 bis 12, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen der Basisschicht (1) sowie der Barriereschicht (3),
- Extrusionskaschieren der Barriereschicht (3) auf die Basisschicht (1) mittels eines Thermoplast-Polymers, sodass zwischen Basisschicht (1) und Barriereschicht (3) die Zwischenschicht (2) gebildet wird,
wobei die Zwischenschicht (2) ein Flächengewicht zwischen 2 g/m? und 8 g/m? aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgen-
den Schritt umfasst:
- Extrudieren eines Polymermaterials auf die Barriereschicht (3) zum Bilden einer Siegelschicht (6), die eine außenliegende Schicht des Mehrschicht-Verbundmaterials ist.
ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
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AT525125B1 (de) * 2021-06-02 2023-02-15 Constantia Pirk Gmbh & Co Kg Recyclingfähiges Papier-Verpackungslaminat mit dünner Barrierefolie und guter Aufreisseigenschaft
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