BE1020895A3 - Verbeterd geseald papieren sachet. - Google Patents

Description

Verbeterd geseald papieren sachet

GEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op het veld van verpakking, in het bijzonder doorlaatbare verpakking, specifiek verpakkingen gemaakt van papier. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op papier, gesealde sachets die materiaal bevatten dat langzaam moet worden opgelost.

ACHTERGROND

Verpakkingen die dienen voor het in oplossing brengen van hun inhoud in een vloeistof worden wijd en zijd gebruikt; de meest algemeen bekende verpakking voor dit doel is het theezakje. Om verspilling van de inhoud tegen te gaan wordt het theezakje in het verleden gesloten met een metalen nietje of door een draadknoop, maar dit bleek niet afdoende en is vervangen door een seal mechanisme waarvoor het theezakjesmateriaal werd voorzien van een gedispergeerd thermoplastisch materiaal, zoals vezels van polyethyleen, Polyvinylchloride, polypropyleen of copolymeren daarvan. Dit materiaal werd niet alleen gebruikt voor thee, maar ook voor bereidingen voor snijbloemen, zoals geopenbaard in WO 01/96206.

Echter, de theezakjes sachets volgens WO 01/96206 hebben het nadeel dat ze relatief duur zijn en dat ze plastic componenten hebben, hetgeen — in principe - schadelijk voor het milieu is indien het sachet in de afvalstroom eindigt. Normaal papier heeft het nadeel dat het niet voldoende doorlaatbaar is, zodat een in water oplosbare component die in het sachet aanwezig is niet in oplossing zal geraken en/of niet uit het sachet in het oplosmiddel diffundeert.

Dientengevolge is er nog steeds behoefte aan een goedkoop sachet dat gemaakt is van meer milieuvriendelijk materiaal.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding nu heeft betrekking op een sachet omvattende a. een gesloten zak welke gevormd is van waterdoorlaatbaar papier; en b. een vaste stof die in de zak aanwezig is, met het kenmerk, dat het papier een luchtdoorlaatbaarheid heeft van ten minste 0,8 L.m^.s1 getest in een Textest FX 3300III luchtdoorlaatbaarheidstester, bij grotere voorkeur meer dan 1 en bij grootste voorkeur tussen 0,8 en 5 L.m^.s1. Om een dergelijke luchtdoorlaatbaarheid te bereiken heeft het papier bij voorkeur een porositeit van 500-1000 ml/min.

Een dergelijk sachet heeft bij voorkeur een gewicht van 20 — 60 g/m2 en een dikte van 40 — 80 pm en bij grotere voorkeur een gewicht van ongeveer 40 g/m2 en een dikte van ongeveer 60 - 70 pm. In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het sachet papier dat is gerecycled uit natrium kraft (Natronkraft) papier.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het papier een gebied dat bestemd is voor sealen. Genoemd gebied wordt bij voorkeur voorzien van een lijm welke geschikt is voor hot-seal sealen of, alternatief, een lijm, die geschikt is voor cold-seal sealen. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm wordt een kant van het gereedliggend papier voorzien van een lijm terwijl het papier nog voldoende porositeit behoudt, dat wil zeggen dat de porositeitskenmerken nog steeds binnen het bovengenoemd bereik vallen. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de vaste stof welke in de zak aanwezig is ten minste gedeeltelijk wateroplosbaar. In weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm is een zijde van het papier geschikt voor bedrukking.

De uitvinding omvat ook een werkwijze voor het produceren van een sachet volgens de uitvinding, omvattende de stappen van a. optioneel het bedrukken met tekst en/of figuren van een zijde van papier, waarbij genoemd papier een luchtdoorlaatbaarheid heeft van ten minste 0,8 L.m^.s1 getest in een Textest FX 3300III luchtdoorlaatbaarheidstester, bij grotere voorkeur meer dan 1 en bij grootste voorkeur tussen 0,8 en 5 L.m^.s1; b. het aanbrengen van lijm op een zijde van het papier; c. het vouwen of snijden van twee identieke sachethelften van genoemd papier; d. het gedeeltelijk aan elkaar sealen van genoemde sachethelften om een open sachet te vormen; e. het vullen van genoemd open sachet met een vaste stof; en f. het sluiten van het sachet door sealen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt gedurende het sealen een touwtje met daaraan een label in de seal geïntroduceerd.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

In deze aanvrage wordt de term sachet gebruikt voor een gesloten zak die een ten minste gedeeltelijk wateroplosbare samenstelling omvat, welke samenstelling bij voorkeur in poedervorm is.

Dienovereenkomstig kan het sachet in water worden geplaatst waarna de samenstelling in het sachet langzaam zal oplossen en uit het sachet zal trekken.

Een dergelijk sachet is in het bijzonder bruikbaar in toepassingen waarin een verbinding opgelost dient te worden en waar de tijd die nodig is voor het oplossen niet kritisch is. Het belangrijkste voorbeeld in dit verband, waarvoor het sachet speciaal is ontwikkeld, is het verschaffen van voedingsstoffen of andere verbindingen aan snijbloemen. Het is echter ook voorzien dat de sachets kunnen worden gebruikt als ‘theezakjes’ voor het bereiden van thee of andere brouwsels die kunnen worden bereid door extractie van bladeren of andere delen van planten (wortels, stengels, etc.)· Ze kunnen ook worden gebruikt voor het mengen van (extracten van) kruiden of specerijen in waterige oplossingen, in het bijzonder in gevallen waar de kruiden of specerijen niet in de oplossing dienen te blijven (zoals bv. kruidnagels of laurierbladeren). In die gevallen hebben de sachets bij voorkeur een klein touwtje of koord waarmee ze makkelijk weer uit de oplossing kunnen worden gehaald. Ze kunnen ook worden gebruikt in een minder vloeibare, maar meer vochtige omgeving, zoals potgrond of compost, om voedingsstoffen (meststoffen) en/of landbouwgewasbeschermingsmiddelen zoals insecticide of fungicide verbindingen te verschaffen.

Volgens de uitvinding is een geschikt papier voor de bovenstaande toepassingen een papier dat een luchtdoorlaatbaarheid heeft van ten minste 0,8 L.m ^.s1 getest in a Textest FX 3300 III luchtdoorlaatbaarheidstester (Testex Instruments, Schwerzenbach, Zwitserland) en bij grotere voorkeur meer dan 1 en bij grootste voorkeur tussen 0,8 en 5 L.m^.s1. Een dergelijke luchtdoorlaatbaarheid kan worden bereikt met een porositeit van het papier van ongeveer 500 - 100 ml/min. Deze porositeit is het resultaat van een meting met een Bendtsen porosimeter, bij voorbeeld volgens ISO 5636-3 onder toepassing van een luchtdruk van 1,47 kPa en meting over een oppervlak van 10 cm2. Bendtsen porosimeters zijn verkrijgbaar, bv. bij Fibertec (India).

Een dergelijke porositeit geeft aan dat de openingen in het papier voldoende zijn om passage van opgeloste (kleine) moleculen mogelijk te maken. Verder verdient het de voorkeur dat de openingen in het papier relatief klein zijn om uitstroom van de vaste stof, vaak in poedervorm, tegen te gaan voordat het sachet is ondergedompeld in de vloeistof, bij voorbeeld om uitstroom van de vaste stof in het sachet tegen te gaan gedurende opslag of transport. Dit is weer een van de nadelen van de niet-plastic sachets die tegenwoordig op de markt zijn, zoals de sachets die zijn gemaakt van theezakjes papier, van welke het poeder van de vaste stof binnenin makkelijk wordt geknoeid. Dit veroorzaakt de aanwezigheid van kleine stofdeeltjes in de atmosfeer gedurende opslag en transport van de sachets, welke - uiteraard afhankelijk van de aard van de vaste stof die in de sachets is verpakt — schadelijk kan zijn voor de gezondheid van de mensen die het materiaal behandelen. Ook vormt uiteraard elke verspilling van de vaste stof een waardeverlies. Daarom is de luchtdoorlaatbaarheid bij voorkeur minder dan 5 L.m^.s1.

Om het hanteren van het papier mogelijk te maken heeft het bij voorkeur een gewicht van 20 - 60 g/m2 en een dikte van 40 - 80 pm. Meer in het bijzonder zal het papier bij voorkeur een gewicht hebben van ongeveer 40 g/m2 en een dikte van ongeveer 60 - 70 pm. Deze parameters voor gewicht en dikte verzekeren een gemakkelijk hanteren van het papier, welke kan worden verschaft op rollen of op elke andere manier waarop papier normaliter wordt gehanteerd en getransporteerd.

Bij voorkeur is het papier gerecycled Natronkraft papier. Dit papier is gemaakt met behulp van het kraft proces (ook bekend als kraft pulpvorming of sulfaat proces), welke een technologie is voor de omzetting van hout in houtpulp die bestaat uit vrijwel zuivere cellulosevezels. Het proces omvat behandeling van houtsnippers met een mengsel van natriumhydroxide en natriumsulfide, bekend als witte vloeistof, in, dat de bindingen die lignine aan het cellulose binden verbreekt. Natronkraft papier is een soort papier dat commercieel verkrijgbaar is en dat wordt gebruikt als pakpapier. In de meeste gevallen is het egaal bruin, hoewel er ook versies zijn waarin het papier is voorzien van strepen van lichter bruine banden. Het is in het bijzonder bruikbaar voor verpakken en inpakken omdat het een relatief hoge scheurweerstand heeft.

Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van Natronkraft papier dat geheel of gedeeltelijk gerecycled is. Het recyclen van (Natron)kraft papier verlaagt de kwaliteit van het papier, maar tot een hoogte die voordelig is voor de onderhavige uitvinding: door het recyclen wordt de luchtdoorlaatbaarheid van het papier verhoogd.

Om de inhoud van het sachet te behouden totdat het sachet in een vloeistof is geplaatst en de vast stof is opgelost en zich in opgeloste toestand uit het sachet verspreid, dient het sachet bij voorkeur te worden geseald.

Om een juiste seal te verkrijgen dient ten minste een deel van het papier bereid te worden met sealmiddel en na het vullen van het sachet dien het sealmiddel te worden geactiveerd waarbij het sachet zal sluiten. Het sealmiddel kan elke lijm zijn die normaliter in de papierindustrie wordt gebruikt om papier te sealen, bij voorbeeld om zakken te maken. Bij voorkeur is de lijm een lijm op water basis welke kan worden gebruikt om door hot-sealen of cold-sealen te verlijmen.

De technologie voor cold seal lijmen dateert van veel jaren her. De formuleringen voor deze producten bevatten gewoonlijk natuurlijk rubber latex, welke het belangrijkste bestanddeel is. Kleverige harsen, weekmakers, oprekkers of andere bestanddelen kunnen worden toegevoegd. Recente technologie heeft betrekking op toe [passing van copolymeren van vinylacetaat en ethyleen gemengd met natuurlijke rubber latex. Ondanks deze modificatie worden de resulterende cold seal lijmen verschaft als waterige materialen. Bij toepassing wordt een film van cold seal lijm op elk van de substraten, in dit geval de helften van het sachet, die aan elkaar zullen plakken, aangebracht. De lijm ondergaat een droogbehandeling om de waterige drager te verwijderen.

Het unieke van cold seal lijmen is dat ze allen met zichzelf verlijmen. Als een substraat dat is bekleed met een cold seal lijm in contact komt met een ander substraat bekleed met dezelfde cold seal lijm zal binding plaatsvinden bij toepassing van simpele druk. Dit verschilt van een hitte seal lijm die lijm op slechts één substraat vereist maar een hittebron en druk moet hebben om de binding te bewerkstelligen. Desalniettemin kan hitte seal worden aangebracht op beide zijden van de seal, wat de toepassing van plak op elke kant minimaliseert (en daarbij een betere porositeit mogelijk maakt).

De hoeveelheid druk die wordt toegepast in het eigenlijke verlijmingsproces zal een behoorlijk verschil maken. Meer druk staat over het algemeen gelijk aan grotere bindingswaarden. Tijd kan ook een rol spelen in bindingswaarden, enigszins stijgend nadat de lijm aan het binden gaat.

Voor de onderhavige uitvinding kunnen de normale soorten lijmen die beschikbaar zijn voor sealen van papier worden gebruikt zolang deze, na sealen, niet makkelijk hun lijmende eigenschappen verliezen met de tijd.

Dat wil zeggen dat eenmaal geseald, het sachet geseald dient te blijven.

In een uitvoeringsvorm wordt de plak die nodig is voor de seal alleen op die plaatsen verschaft waar die feitelijk nodig is. Dit betekent dat in het productieproces van het sachet voordeligerwijze een masker wordt gebruikt (adhésivage à façon) om de plaatsen te bepalen waar de plak dient te worden aangebracht. Een dergelijk masker zal ook een betere en meer betrouwbare positionering van het gebied dat kan worden gebruikt voor het bedrukken van tekst en/of afbeeldingen op het oppervlak van het papier mogelijk maken. Verder betekent het dat over het algemeen minder plak nodig zal zijn en dat de porositeit van het papier hoog blijft omdat deze niet zal worden beperkt door de plak.

In een andere uitvoeringsvorm wordt het gehele papier eenzijdig bedekt met lijm of plak onder voorwaarde dat zulk een eenzijdige bedekking niet de doorlaatbaarheidskenmerken van het sachet benadeelt. Zoals blijkt uit Tabel 1 is het mogelijk om plak te gebruiken met behoud van een doorlaatbaarheid volgens de uitvinding.

Het bedekken van een zijde van het papier met lijm heeft voordelen in het verwerken van het papier tot sachets: bij het aanbrengen van de lijm op het papier hoeft geen bijzondere zorg te worden besteed dat sommige delen van het papieroppervlak vrij van lijm moeten blijven. Verder, omdat er geen vooraf bepaald gebied is voor sealen kan elk gebied worden gebruikt, hetgeen betekent dat het papier dat met lijm is voorbehandeld kan worden gebruikt voor elk type en maat van sachet. Een ander voordeel van deze manier van aanbrengen van plak is de uniformiteit van het resulterende papier: wanneer het papier op rollen wordt gerold en opgeslagen, of getransporteerd in het sachet productieproces, heeft het een min of meer constante dikte over de hele breedte en lengte van het papier.

Een zijde van het sachet, dat wil zeggen de zijde waarop geen lijm wordt aangebracht, en welke zijde uiteindelijke de buitenklant van het sachet zal vormen, kan worden gebruikt voor bedrukken. Elke vorm van bedrukking kan worden aangebracht op genoemd oppervlak, maar over het algemeen zullen de gebruikelijke drukwijzen met inkt het voordeligst zijn. Uiteraard kan, zoals de vakman zal kunnen begrijpen, de bedrukking bestaan uit reclame, merken en dergelijke, maar ook uit de gebruiksaanwijzing van het sachet en een indicatie van de inhoud van het sachet.

De basisvorm van het sachet zal rechthoekig zijn, maar ook sachets in andere vormen (driehoeken, piramide, etc.) kunnen worden geproduceerd. Het is ook mogelijk dat het sachet in de vorm van een staafje is, d.w.z. een cilinder van papier, aan de boven- en onderkant gesloten (bij voorkeur door seals). Zelfs een bolvormig sachet of sachet in bepaalde vormen (bv. vormen van dieren, dingen) kunnen worden geproduceerd. Het wordt voorzien dat de vorm van het sachet voordelig kan zijn voor merkvermarkting of voor display in winkels.

Een van de belangrijkste voordelen van de sachets volgens de uitvinding is dat ze volledig recyclebaar zijn: door het sachet zelf wordt geen restafval gevormd. Dit betekent dat de sachets een goedkoop en milieuvriendelijk alternatief vormen voor alle plastic sachets (gemaakt van polypropyleen, polyethyleen, etc.) die heden ten dage worden gebruikt voor het verpakken van lichte, droge goederen, zelfs in gevallen waarin de porositeit van het sachet niet vereist is. Voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn sachets voor het verpakken van snoep en zoetwaren, sachets (of staafjes) voor suiker, sachets voor klein speelgoed en papierinhoud (zoals stickers, postzegels en verzamelplaatjes).

De uitvinding omvat ook een werkwijze voor het produceren van de sachets van de uitvinding. Het belangrijkste voordeel van het productieproces is dat het kan worden geïmplementeerd op bestaande machinerie in verpakkingsproductie voorzieningen voor papier of folie. Voor de productie wordt plak op een zijde van een rol papier aangebracht. Zoals hierboven besproken kan het aanbrengen van plak over het gehele oppervlak van het papier of volgens een masker voor een tevoren bepaald patroon op het papier plaatsvinden. De ander kant van het papier wordt blanco gelaten op wordt voorbedrukt. In sommige gevallen wordt bedrukken gelijktijdig gedaan met het verpakken van het product. Nadat de plak is aangebracht wordt het papier op een zodanige manier gevouwen dat de latere achterkant en de latere voorkant van een sachet op elkaar worden gelegd met de belijmde zijde naar elkaar toe gericht. Dan wordt het sachet ten minste gedeeltelijk vastgelijmd met hetzij de hot seal of de cold seal methode, aldus een soort zak vormend. Deze ‘zak’ wordt dan gevuld met inhoud (poeder, suiker, theeblaadjes of elk ander materiaal dat verpakt moet worden) en na het vullen wordt de open zijde geseald. Eventueel kan op het moment van een sealen een touwtje of draadje worden meegeseald in de seal waaraan een label is vastgemaakt (zoals bekend is van normale theezakjes).

In het geval van de productie van staafjes worden cilinders van het papier gerold en in de longitudinale richting en aan de bodem geseald waarna de vulling kan worden ingevoerd vanaf de bovenkant. Na het vullen zal de bovenkant worden dicht geseald.

Zoals de vakman duidelijk zal zijn is het in het bovenbeschreven productieproces mogelijk om alle maten en vormen van de sachets van de uitvinding te produceren.

VOORBEELD

Verschillende papiermonsters zijn getest in een Textest FX 3300 III luchtdoorlaatbaarheidstester. Het geteste oppervlak van elk papiermonster was 20 cm2, terwijl de toegepaste druk 200 bar was. Tabel 1 toont de resultaten van 8 individuele monsters en het gemiddelde in L.m^.s1.

Uit deze resultaten kan worden afgeleid dat het standaard Natronkraft papier van 40 g/m2, waarvan is gebleken dat het niet bruikbaar is voor de onderhavige uitvinding, een gemiddelde luchtdoorlaatbaarheid heeft van minder dan 0,8 L.m^.s1.

<<i

Claims (13)

1. Een sachet omvattende: a. een gesloten zak welke is gevormd uit waterdoorlaatbaar papier, en b. een vaste stof die in de zak aanwezig is, met het kenmerk, dat het papier een gewicht heeft van 20 — 60 g/m2 en waarin het papier een dikte heeft van 40 - 80 en dat het papier een luchtdoorlaatbaarheid heeft van ten minste 0,8 L.m ^.s1 getest in een Textest FX 3300 III luchtdoorlaatbaarheidstester, bij grotere voorkeur meer dan 1 en bij grootste voorkeur tussen 0,8 en 5 L.m^.s1. 2. sachet volgens conclusie 1, waarin de porositeit van 500 — 1000 ml/min is.

3. Sachet volgens conclusie 1 of 2, waarin het papier een gewicht heeft van ongeveer 40 g/m2 en een dikte van ongeveer 60 - 70 pm.

4. Sachet volgens een der voorgaande conclusies, waarin het papier gerecycled is uit natrium kraft (Natronkraft) papier.

5. Sachet volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het een gebied omvat dat is voorbestemd voor sealen.

6. Sachet volgens conclusie 5, waarin genoemd gebied is voorzien van lijm.

7. Sachet volgens conclusie 6, waarin genoemde lijm een lijm is die geschikt is voor hot-seal seals.

8. Sachet volgens conclusie 6, waarin genoemde lijm een lijm is die geschikt is voor cold-seal seals.

9. Sachet volgens een der conclusies 5-8, waarin een zijde van het totale papier is voorzien van lijm, terwijl het een voldoende porositeit behoudt.

10. Sachet volgens een der conclusies 1 — 9, waarin de vaste stof die aanwezig is in de zak ten minste water oplosbaar is.

11. Sachet volgens een der conclusies 1 - 10, waarin een zijde van het papier geschikt is voor bedrukken.

12. Werkwijze voor het produceren van een sachet volgens een der conclusies 1-11 omvattende de stappen van: a. optioneel het bedrukken met tekst en/of figuren van een zijde van papier, waarbij genoemd papier een gewicht heeft van 20 - 60 g/m2 en een dikte heeft van 40 — 80 pm en een luchtdoorlaatbaarheid van ten minste 0,8 L.m^.s1 getest in een Textest FX 3300 III luchtdoorlaatbaarheidstester, bij grotere voorkeur meer dan 1 en bij grootste voorkeur tussen 0,8 en

5 L.m^.s1; b. het aanbrengen van lijm op een zijde van het papier; c. het vouwen of snijden van twee identieke sachethelften van genoemd papier; d. het gedeeltelijk aan elkaar sealen van genoemde sachethelften om een open sachet te vormen; e. het vullen van genoemd open sachet met een vaste stof; en f. het sluiten van het sachet door sealen.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij gedurende het sealen een koord met een aangehecht label is in de seal wordt gebracht.