DE102022210442A1 - Bio-based composites as a water vapor barrier on paper - Google Patents
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Abstract
Die Anmeldung betrifft ein gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte Streichfarbenschicht, wobei die Streichfarbenschicht a) wenigstens ein natürliches Wachs und/oder wenigstens eine Carbonsäurekomponente und b) wenigstens ein Naturharz umfasst; wobei die Permeabilität wenigstens eines Gases durch das gestrichene Papier im Vergleich zum Basispapier reduziert ist. Die Anmeldung betrifft ferner die zur Herstellung des gestrichenen Papiers verwendete Streichfarbe, das Herstellungsverfahren sowie damit hergestellte Verpackungen. The application relates to a coated paper comprising a base paper and at least one coating layer applied directly or indirectly to the base paper, the coating layer comprising a) at least one natural wax and/or at least one carboxylic acid component and b) at least one natural resin; wherein the permeability of at least one gas through the coated paper is reduced compared to the base paper. The registration also concerns the coating color used to produce the coated paper, the manufacturing process and packaging made with it.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF INVENTION
Die Erfindung betrifft gestrichene Papiere mit einer hohen Barriereleistung für Gase und Feuchtigkeit zum Einsatz als VerpackungsmaterialThe invention relates to coated papers with a high barrier performance for gases and moisture for use as packaging material
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Verpackungen machen einen großen Anteil der weltweiten Plastikmüllverschmutzung aus, weshalb die Suche nach Alternativen aus bioabbaubaren Materialien vorangetrieben wird.Packaging accounts for a large proportion of global plastic pollution, which is why the search for alternatives made from biodegradable materials is being driven forward.
Besonders das Verpacken von Lebensmitteln stellt eine Herausforderung dar, weil hier gute Barriereleistungen gegen Sauerstoff, Wasserdampf und Mikroorganismen benötigt werden. Verpackungsmaterialien für Lebensmittel bestehen häufig aus zum Beispiel Kunststoffen, beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), da diese neben guten Barriereeigenschaften auch ein geringes Gewicht und hohe mechanische Stabilität aufweisen.Packaging food is particularly challenging because it requires good barrier performance against oxygen, water vapor and microorganisms. Packaging materials for food often consist of plastics, for example polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE) and polypropylene (PP), as these have good barrier properties as well as low weight and high mechanical stability.
Verpackungsmaterialien auf Papierbasis haben viele Vorteile gegenüber den Kunststoffmaterialien, wie Erneuerbarkeit, Recyclingfähigkeit und Kompostierbarkeit. Ihre Anwendung ist jedoch aufgrund der oft schlechten Barriereeigenschaften und der hohen Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit eingeschränkt.Paper-based packaging materials have many advantages over plastic materials, such as renewability, recyclability and compostability. However, their use is limited due to their often poor barrier properties and high sensitivity to moisture.
Um die Barriereeigenschaften zu verbessern, kann das papierbasierte Verpackungsmaterial mit Aluminium oder erdölbasierten Polymeren wie PE, EVOH und PVC-Derivaten laminiert werden. Diese Beschichtungen verkomplizieren jedoch die Abfallsortierung und damit das Recycling und reduzieren die Kompostierbarkeit. Deshalb ist der Einsatz von Barriereschichten basierend auf natürlichen, biobasierten Polymeren bzw. Ersatz der herkömmlichen Metall- oder kunststoffbasierten Schicht aus ökologischer Sicht sehr wünschenswert.To improve barrier properties, the paper-based packaging material can be laminated with aluminum or petroleum-based polymers such as PE, EVOH and PVC derivatives. However, these coatings complicate waste sorting and thus recycling and reduce compostability. Therefore, the use of barrier layers based on natural, bio-based polymers or replacement of the conventional metal or plastic-based layer is very desirable from an ecological point of view.
Beispiele für natürliche Polymere, die für Verpackungsanwendungen getestet wurden, sind Chitosan, Hemicellulosen, mikrofibrillierte Cellulose und Stärke. Viele der natürliche Polymere sind jedoch hydrophil, und die aus diesen Materialien hergestellten Folien sind oft hygroskopisch, was zu einem teilweisen Verlust ihrer Barriereeigenschaften bei hoher Luftfeuchtigkeit führt.Examples of natural polymers that have been tested for packaging applications include chitosan, hemicelluloses, microfibrillated cellulose and starch. However, many of the natural polymers are hydrophilic and the films made from these materials are often hygroscopic, resulting in a partial loss of their barrier properties at high humidity.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung beruht unter anderem auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Kombination einerseits wenigstens eines natürlichen Wachses oder einer Carbonsäurekomponente und andererseits wenigstens eines Naturharzes eine Streichfarbenschicht mit einer hohen Barrierewirkung gegenüber Gasen und Feuchtigkeit ergibt, die dennoch biologisch abbaubar ist. Ein mit dieser Streichfarbenschicht hergestelltes erfindungsgemäßes gestrichenes Papier weist eine ausreichende Barrierewirkung für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie auf und ist dennoch biologisch abbaubar und recyclebar. Die erfindungsgemäße Streichfarbenschicht kann eine binäre Zusammensetzung, aber auch eine ternäre Zusammensetzung aus Naturharz, natürlichen Wachsen und Carbonsäurekomponenten aufweisen. Die ternäre Zusammensetzung kann unter anderem zu einer noch höheren Barrierewirkung führen, als auch dem gestrichenen Papier weitere Eigenschaften wie eine erhöhte Fettdichtigkeit verleihen.The present invention is based, among other things, on the surprising discovery that the combination of at least one natural wax or carboxylic acid component on the one hand and at least one natural resin on the other hand results in a coating layer with a high barrier effect against gases and moisture, which is nevertheless biodegradable. A coated paper according to the invention produced with this coating layer has a sufficient barrier effect for use in the food industry and is nevertheless biodegradable and recyclable. The coating layer according to the invention can have a binary composition, but also a ternary composition of natural resin, natural waxes and carboxylic acid components. The ternary composition can, among other things, lead to an even higher barrier effect, as well as imparting the coated paper further properties such as increased grease resistance.
Folglich betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte Streichfarbenschicht, wobei die Streichfarbenschicht
- a) wenigstens ein natürliches Wachs und/oder wenigstens eine Carbonsäurekomponente und
- b) wenigstens ein Naturharz umfasst;
- a) at least one natural wax and/or at least one carboxylic acid component and
- b) comprises at least one natural resin;
Vergleichbare Eigenschaften bezüglich der Barrierewirkungen für Gase und Feuchtigkeit konnte zudem für ein gestrichenes Papier überraschend auch unter Auslassung des Naturharzes erzielt werden, wenn das natürliche Wachs oder die Carbonsäurekomponente zusammen mit mindestens einem Filmbildner, insbesondere einem Cellulosederivat, als Streichfarbenschicht auf das Basispapier aufgetragen wird. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung deshalb ein gestrichenes Papier umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte Streichfarbenschicht, wobei die Streichfarbenschicht
- a) wenigstens ein natürliches Wachs und/oder wenigstens eine Carbonsäurekomponente und
- b) wenigstens einen Filmbildner umfasst;
- a) at least one natural wax and/or at least one carboxylic acid component and
- b) comprises at least one film former;
Die erfindungsgemäße Barrierewirkung und Bioabbaubarkeit wird mit den binären oder tertiären Streichfarben mit den oben beschriebenen Komponenten sowie einem geeigneten Lösungsmittel erreicht.The barrier effect and biodegradability according to the invention is achieved with the binary or tertiary coating colors with the components described above and a suitable solvent.
Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt eine Streichfarbe zur Beschichtung von Papieren, enthaltend die Komponenten definiert gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt sowie ein Lösungsmittel ausgewählt aus Wasser, Tetrahydrofuran (THF), Ethanol, Methanol und Essigsäureethylester, bevorzugt ist das Lösungsmittel Wasser.Consequently, according to a third aspect, the invention relates to a coating color for coating papers, comprising the components defined according to the first or second aspect and a solvent selected from water, tetrahydrofuran (THF), ethanol, methanol and ethyl acetate, preferably the solvent is water.
Die hier wesentliche Barrierewirkung der Streichfarbenschicht im gestrichenen Papier wird insbesondere mit dem erfindungsgemäß verwendeten Verfahren zur Herstellung des gestrichenen Papiers erreicht. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem vierten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers mit einem Basispapier und einer Streichfarbenschicht, umfassend die Schritte:
- a) Herstellen einer Streichfarbe durch Mischen der einzelnen Komponenten;
- b) Bereitstellen eines Basispapiers;
- c) Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, bevorzugt mittels Vorhang- oder Rakelverfahren; und
- d) Aushärtung der Streichfarbe unter Ausbildung der Streichfarbenschicht.
- a) Producing a coating colour by mixing the individual components;
- b) providing a base document;
- c) application of the coating colour to the base paper, preferably by curtain or doctor blade method; and
- d) Hardening of the coating colour to form the coating layer.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung eine Verpackung umfassend das gestrichene Papier nach dem ersten oder zweiten Aspekt.According to a fifth aspect, the invention relates to a packaging comprising the coated paper according to the first or second aspect.
FIGURENCHARACTERS
-
1 zeigt ein Diagramm der Messergebnisse der WVTR Messungen von erfindungsgemäß mit binären Streichfarbenschichten aus Candelillawachs hergestellten Schellack mit konstantem Auftragsgewicht und variierendem Verhältnis von Schellack zu Candelillawachs aus Beispiel 3.1.1 shows a diagram of the measurement results of the WVTR measurements of shellac produced according to the invention with binary coating color layers made of candelilla wax with a constant application weight and varying ratio of shellac to candelilla wax from Example 3.1. -
2 zeigt ein Diagramm der Messergebnisse der WVTR Messungen von erfindungsgemäß mit binären Streichfarbenschichten aus Candelillawachs hergestellten Schellack mit konstantem Verhältnis von Schellack zu Candelillawachs variierendem Auftragsgewicht aus Beispiel 3.1.2 shows a diagram of the measurement results of the WVTR measurements of shellac produced according to the invention with binary coating color layers made of candelilla wax with a constant ratio of shellac to candelilla wax and varying application weight from Example 3.1. -
3 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse der WVTR Messungen über die Lagerzeit aus Beispiel 3. Die Papiere mit der Beschichtung bestehend aus 80 % Candelillawachs-Dispersion und 20 % Schellack wurden nach 10, 50, 100, 150, 200 und 250 Tagen Lagerung getestet.3 shows a diagram of the results of the WVTR measurements over the storage time from Example 3. The papers with the coating consisting of 80% candelilla wax dispersion and 20% shellac were tested after 10, 50, 100, 150, 200 and 250 days of storage.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DefinitionenDefinitions
Der Begriff „Streichfarbe“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung und übereinstimmend mit dem allgemeinen Verständnis auf dem Gebiet der Papiertechnologie Anstrichmittel, enthaltend oder bestehend aus Bindemitteln, Additiven und gegebenenfalls Pigmenten bzw. Matrix-Pigmenten, die auf die Papieroberfläche mit speziellen Streichvorrichtungen zur Oberflächenveredelung oder -modifizierung eines Basispapiers aufgetragen („gestrichen“) werden. Auf diese Weise hergestellte Papiere werden als „gestrichene Papiere“ bezeichnet.In the context of the present invention and in accordance with the general understanding in the field of paper technology, the term “coating paint” refers to paints containing or consisting of binders, additives and optionally pigments or matrix pigments that are applied to the paper surface using special coating devices for surface finishing or -modification of a base paper can be applied (“coated”). Papers made in this way are called “coated papers”.
Unter einem „gestrichenen Papier“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Basispapier verstanden, welches ein oder mehrere, durch Streichen aufgebrachte Schichten, also Streichfarbenschichten, umfasst. Als Schichten eines solchen gestrichenen Papiersubstrats kommen Funktionsschichten und strukturbildende Schichten (etwa Ausgleichsschichten zur Glättung der Oberfläche) in Frage.In the context of the present invention, a "coated paper" is understood to mean a base paper which comprises one or more layers applied by coating, i.e. coating color layers. Possible layers of such a coated paper substrate are functional layers and structure-forming layers (such as leveling layers to smooth the surface).
Der Begriff „Streichfarbe“ wird erfindungsgemäß als Oberbegriff für alle streichfähigen Beschichtungsmassen, Zubereitungen und/oder Lösungen in der Papierindustrie zur Behandlung, Modifizierung oder Veredelung einer Papieroberfläche verwendet. Unter „Streichfarbenschicht“ wird die auf das Basispapier aufgetragene und ausgehärtete Streichfarbe verstanden.According to the invention, the term “coating paint” is used as a generic term for all spreadable coating compositions, preparations and/or solutions in the paper industry for treating, modifying or refining a paper surface. The term “coating layer” refers to the coating color applied and hardened to the base paper.
„Papier“ ist ein flächiger Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet. Im Rahmen dieser Erfindung werden die auf gleiche Art hergestellten flächigen Werkstoffe „Karton“ und „Pappe“ ebenfalls unter Papier subsummiert. Es wird zwischen Papier, Karton und Pappe nur anhand des Flächengewichtes unterschieden, wobei Pappe ein Quadratmetergewicht von größer 600 g/m2 aufweist, Karton ein Quadratmetergewicht von größer 150 und kleiner gleich 600 g/m2 aufweist und Papier ein Quadratmetergewicht von kleiner oder gleich 150 g/m2 aufweist.“Paper” is a flat material that essentially consists of fibers of plant origin and is formed by dewatering a fiber suspension on a sieve. The resulting fiber fleece is compacted and dried. Within the scope of this invention, the flat materials “cardboard” and “cardboard”, which are produced in the same way, are also subsumed under paper. A distinction is made between paper, cardboard and cardboard only on the basis of the basis weight, with cardboard having a weight per square meter of greater than 600 g/m 2 , cardboard having a weight per square meter of greater than 150 and less than or equal to 600 g/m 2 and paper having a weight per square meter of less than or equal to 150 g/m 2 .
Gestrichenes Papier und StreichfarbeCoated paper and coating paint
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem ersten Aspekt ein gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte Streichfarbenschicht, wobei die Streichfarbenschicht
- a) wenigstens ein natürliches Wachs und/oder wenigstens eine Carbonsäurekomponente und
- b) wenigstens ein Naturharz umfasst;
- a) at least one natural wax and/or at least one carboxylic acid component and
- b) comprises at least one natural resin;
Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers ist die Permeabilität wenigstens eines Gases bei gleicher Gesamtauftragungsmenge niedriger ist als die Permeabilität eines gestrichenen Papiers mit demselben Basispapier und jeweils einer Streichfarbenschicht aus dem Naturharz und einer Streichfarbenschicht aus einem natürlichen Wachs und/oder einer Carbonsäurekomponente. Aufgrund dieser Wirkung der erfindungsgemäßen Streichfarbenschicht wird diese auch als „Barriereschicht“ bezeichnet.According to one embodiment of the coated paper, the permeability of at least one gas at the same total application amount is lower than the permeability of a coated paper with the same base paper and one coating color layer made of the natural resin and one coating color coating made of a natural wax and/or a carboxylic acid component. Due to this effect of the coating color layer according to the invention, it is also referred to as a “barrier layer”.
Mittels der Streichfarbenschicht wird die Permeabilität wenigstens eines Gases durch das gestrichene Papier im Vergleich zum Basispapier reduziert ist. Dabei kann es sich um Sauerstoff (O2), Stickstoff, (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Wasserstoff (H2), Wasserdampf oder Gemischen davon beispielsweise Luft handeln. Insbesondere wird die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) reduziert.The coating layer reduces the permeability of at least one gas through the coated paper compared to the base paper. This can be oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), methane (CH 4 ), hydrogen (H 2 ), water vapor or mixtures thereof, for example air. In particular, the water vapor permeability (WVTR) is reduced.
Es wird davon ausgegangen, dass durch Kombination mit dem wenigstens einen Naturharz die Kristallisation der natürlichen Wachse und der Carbonsäurekomponenten an der Oberfläche eingeschränkt wird. Dadurch entstehen verbesserte Wasserdampfbarrieren, da kristalline Strukturen zwar zu superhydrophoben Eigenschaften durch die Ausbildung von Strukturen an der Oberfläche führen, aber dabei keine homogene geschlossene Beschichtung entstehen lassen, die benötigt wird, um Wasserdampfmoleküle an der Permeation zu hindern.It is assumed that the combination with at least one natural resin limits the crystallization of the natural waxes and carboxylic acid components on the surface. This creates improved water vapor barriers, since crystalline structures lead to superhydrophobic properties through the formation of structures on the surface, but do not create a homogeneous, closed coating, which is required to prevent water vapor molecules from permeating.
Durch die Verwendung der genannten biobasierten Rohstoffe wird eine Verringerung der Kunststoffverschmutzung in der Umwelt unter Einsatz von Rohstoffen mit verbesserter Rezyklierbarkeit und Bioabbaubarkeit erreicht. Ferner kann - wie in den Beispielen gezeigt - durch den Einsatz des Naturharzes die Menge an eingesetztem Stabilisator, der häufig nur schlecht bioabbaubar ist, reduziert werden.By using the bio-based raw materials mentioned, a reduction in plastic pollution in the environment is achieved using raw materials with improved recyclability and biodegradability. Furthermore - as shown in the examples - the amount of stabilizer used, which is often poorly biodegradable, can be reduced by using the natural resin.
Mit der erfindungsgemäßen Streichfarbenschicht kann ein gestrichenes Papier mit einer hohen Barriereleistung, insbesondere einer sehr geringen WVTR erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die WVTR bei einem Flächengewicht der Streichfarbe von 10 ± 1 g·m-2 nicht mehr als 50 g·m-2·d-1.With the coating color layer according to the invention, a coated paper with a high barrier performance, in particular a very low WVTR, can be achieved. According to one embodiment, the WVTR is not more than 50 g m -2 d -1 at a basis weight of the coating color of 10 ± 1 g m -2 .
Die WVTR des erfindungsgemäßen gestrichenen Papiers kann beispielsweise 50 g m-2·d-1, 48 g·m-2·d-1, 46 g·m-2·d-1, 44 g·m-2·d-1, 42 g·m-2·d-1, 40 g·m-2·d-1, 38 g m2 d-1 36 g·m-2·d-1, 34 g·m-2·d-1, 32 g·m-2·d-1, 30 g·m-2·d-1, 28 g·m-2·d-1, 26 g m2 d-1, 24 g·m-2·d-1, 22 g·m-2·d-1, 20 g·m-2·d-1, 18 g·m-2·d-1, 16 g·m-2·d-1, 14 g m-2 d-1, 12 g·m-2·d-1, 10 g·m-2·d-1, 8 g·m-2·d-1, 6 g·m-2·d-1, 4 g·m-2·d-1, 2 g·m-2·d-1, 1 g·m-2·d-1 betragen. Durch Wahl geeigneter Bestandteile der Streichfarbe und Einstellung der Kristallinität kann eine WVTR von nicht mehr als 20 g·m-2·d-1, oder sogar nicht mehr als 10 g·m-2·d-1 erreicht werden.The WVTR of the coated paper according to the invention can be, for example, 50 gm -2 ·d -1 , 48 g·m -2 ·d -1 , 46 g·m -2 ·d -1 , 44 g·m -2 ·d -1 , 42 g·m -2 ·d -1 , 40 g·m -2 ·d -1 , 38 gm 2 d -1 36 g·m -2 ·d -1 , 34 g·m -2 ·d -1 , 32 g·m -2 ·d -1 , 30 g·m -2 ·d -1 , 28 g·m -2 ·d -1 , 26 gm 2 d -1 , 24 g·m -2 ·d -1 , 22 g·m -2 ·d -1 , 20 g·m -2 ·d -1 , 18 g·m -2 ·d -1 , 16 g·m -2 ·d -1 , 14 g·m -2 ·d -1 , 12 g·m -2 ·d -1 , 10 g·m -2 ·d -1 , 8 g·m -2 ·d -1 , 6 g·m -2 ·d -1 , 4 g·m -2 ·d -1 , 2 g·m -2 ·d -1 , 1 g·m -2 ·d -1 . By selecting suitable components of the coating color and adjusting the crystallinity, a WVTR of not more than 20 g·m -2 ·d -1 , or even not more than 10 g·m -2 ·d -1 can be achieved.
Bei dem Naturharz handelt es sich bevorzugt um eine organische, chemisch/thermisch vernetzbare Matrix. Das Naturharz ist gemäß einer Ausführungsform ausgewählt aus Schellack, Terpentin, Balsam, Gummilack, Kolophonium, Sandarak und Mastix. Bevorzugt ist das Naturharz Schellack.The natural resin is preferably an organic, chemically/thermally crosslinkable matrix. According to one embodiment, the natural resin is selected from shellac, turpentine, balsam, gum lac, rosin, sandarac and mastic. The natural resin is preferably shellac.
Schellack ist eine harzige Substanz, die aus den Ausscheidungen der Lackschildlaus Kerria lacca (Pflanzenläuse, Familie Kerridae) nach ihrem Saugen an bestimmten Pflanzen gewonnen wird. Sie besteht zum größten Teil (65-75 %) aus freien und veresterten aliphatischen und aromatischen Polyhydroxysäuren. Hauptbausteine sind Aleuritinsäure (bis zu 32 %) und Shellolsäure. Wird nur von diesen Hauptbestandteilen ausgegangen, ergibt sich rechnerisch, dass jeweils drei bis vier Moleküle miteinander verknüpft sind (Tri- und Tetramere). Da in den Monomeren mehrere Hydroxy- und Carboxygruppen vorliegen, können sich - wie in Duroplasten üblich - dreidimensionale Netzwerke ausbilden. Weitere Bestandteile sind Farbstoffe (4-8 %), Bitterstoffe sowie etwas Wachs (Schellackwachs; rotbraun, spröde, sehr hart, Ceryllignocerat, Cerylcerotinat und Wachsalkohole). Schellack ist biologisch abbaubar.Shellac is a resinous substance that is obtained from the excreta of the lac insect Kerria lacca (plant lice, family Kerridae) after it sucks on certain plants. It consists largely (65-75%) of free and esterified aliphatic and aromatic polyhydroxy acids. The main building blocks are aleuritic acid (up to 32%) and shellolic acid. If only these main components are taken into account, the calculation shows that three to four molecules are linked to each other (tri- and tetramers). Since there are several hydroxy and carboxy groups in the monomers, three-dimensional networks can form - as is usual in thermosets. Other ingredients include dyes (4-8%), bitter substances and some wax (shellac wax; reddish brown, brittle, very hard, ceryl lignocerate, ceryl cerotinate and wax alcohols). Shellac is biodegradable.
Erfindungsgemäß einsetzbare Carbonsäurekomponente sind beispielsweise Fettsäuren, Fettsäureamide, Fettsäureester, Salze von Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren, Hydroxyfettsäureamide, Hydroxyfettsäureester, Salze von Hydroxyfettsäuren, oder Dicarbonsäuren, sowie deren Dicarbonsäureestern, Dicarbonsäureamiden oder Salzen von Dicarbonsäuren. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Dicarbonsäuren sind Tetradecandisäure, Hexadecandisäure, Octadecandisäure, Icosandisäure, oder Docosandisäure.Carboxylic acid components that can be used according to the invention are, for example, fatty acids, fatty acid amides, fatty acid esters, salts of fatty acids, hydroxy fatty acids, hydroxy fatty acid amides, hydroxy fatty acid esters, salts of hydroxy fatty acids, or dicarboxylic acids, as well as their dicarboxylic acid esters, dicarboxylic acid amides or salts of dicarboxylic acids. Examples of dicarboxylic acids that can be used according to the invention are tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, icosanedioic acid, or docosanedioic acid.
Die Carbonsäurekomponente kann eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäure mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen sein. Beispiele für gesättigte Fettsäuren sind Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Laccersäure, Geddinsäure. Beispiele für ungesättige Fettsäuren sind Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Margaroleinsäure, Petroselinsäure, Ölsäure (OA), Elaidinsäure, Vaccensäure, Gadoleinsäure, Gondosäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, und Nervonsäure. Beispiele für ungesättige Fettsäuren sind Linolsäure (LA), α-Linolensäure (ALA), γ-Linolensäure (GLA), Calendulasäure, Punicinsäure, Alpha-Eleostearinsäure, Beta-Eleostearinsäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Eicosapentaensäure (Timnodonsäure, EPA), Docosadiensäure, Docosatetraensäure (Adrensäure, ADA), Docosapentaensäure, (Clupa(no)donsäure), (DPA-3) Docosahexaensäure (Cervonsäure, Clupanodonsäure, DHA) und Tetracosahexaensäure (Nisinsäure).The carboxylic acid component can be a saturated or unsaturated fatty acid with 12 to 40 carbon atoms. Examples of saturated fatty acids are lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotinic acid, montanic acid, melissic acid, lacceric acid, geddic acid. Examples of unsaturated fatty acids include myristoleic acid, palmitoleic acid, margaroleic acid, petroselinic acid, oleic acid (OA), elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, gondoic acid, cetoleic acid, erucic acid, and nervonic acid. Examples of unsaturated fatty acids are linoleic acid (LA), α-linolenic acid (ALA), γ-linolenic acid (GLA), calendulic acid, punicic acid, alpha-eleostearic acid, beta-eleostearic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid (timnodonic acid, EPA), docosadienoic acid, docosatetraenoic acid (adrenic acid, ADA), docosapentaenoic acid, (clupa(no)don acid), (DPA-3) docosahexaenoic acid (cervic acid, clupanodonic acid, DHA) and tetracosahexaenoic acid (nisic acid).
Gemäß einer Ausführungsform weist die als Carbonsäurekomponente verwendete Fettsäure 16 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 oder 1 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Fettsäure ausgewählt aus Margarinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Linolsäure, α-Linolensäure, γ-Linolinsäure. Gemäß einer Ausführungsform ist die Carbonsäurekomponente Stearinsäure oder dessen Amid oder Salz.According to one embodiment, the fatty acid used as the carboxylic acid component has 16 to 18 carbon atoms and 0 or 1 carbon-carbon double bond. According to one embodiment, the fatty acid is selected from margaric acid, stearic acid, palmitic acid, linoleic acid, α-linolenic acid, γ-linolinic acid. According to one embodiment, the carboxylic acid component is stearic acid or its amide or salt.
Erfindungsgemäße Fettsäuresalze sind Chrom(III)chlorid-Komplexe mit Fettsäuren, sowie Aluminium-, Calcium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze. Bevorzugte Fettsäuresalze sind monovalente Salze aus Natrium-, Kalium- oder AmmoniumIonen.Fatty acid salts according to the invention are chromium (III) chloride complexes with fatty acids, as well as aluminum, calcium, sodium, potassium and ammonium salts. Preferred fatty acid salts are monovalent salts of sodium, potassium or ammonium ions.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um ein Fettsäuregemisch. Gemäß einer Ausführungsform ist das Fettsäuregemisch ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Linolsäure, und/oder Linolensäure. Weitere Beispiele für Fettsäuregemische sind ein Gemisch aus Stearinsäure und Palmitinsäure ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Ölsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Linolsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Linolsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Ölsäure und Linolsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Ölsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Linolsäure und Linolensäure. Ein bevorzugtes Gemisch ist ein Gemisch aus Stearinsäure und Palmitinsäure.According to one embodiment, it is a fatty acid mixture. According to one embodiment, the fatty acid mixture is a mixture of stearic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, and/or linolenic acid. Further examples of fatty acid mixtures are a mixture of stearic acid and palmitic acid, a mixture of stearic acid, palmitic acid and oleic acid, a mixture of stearic acid, linoleic acid and linolenic acid, a mixture of stearic acid, palmitic acid and linoleic acid, a mixture of stearic acid, palmitic acid and linolenic acid, a mixture of stearic acid, oleic acid and linolenic acid, a mixture of stearic acid, oleic acid and linolenic acid, a mixture of stearic acid, linoleic acid and linolenic acid. A preferred mixture is a mixture of stearic acid and palmitic acid.
Als Wachs kommen erfindungsgemäß unter anderem Carnaubawachs, Candelillawachs, Bienenwachs, Chinawachs und Japanwachs in Frage. Bevorzugt ist das Wachs Carnaubawachs oder Candelillawachs.According to the invention, possible waxes include carnauba wax, candelilla wax, beeswax, Chinese wax and Japanese wax. The wax is preferably carnauba wax or candelilla wax.
Gemäß einer Ausführungsform ist der polymere Stabilisator ein vernetzter oder unvernetzter Stabilisator. Der polymere Stabilisator unterbindet die Agglomeration feinverteilter Streichfarbenkomponenten. Der Stabilisator kann auch, wenn in größeren Mengen eingesetzt, als Bindemittel wirken. Der polymere Stabilisator kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Stärke, carboxylgruppenmodifiziertem Polyvinylalkohol, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, einer Kombination aus Polyvinylalkohol und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat- Copolymer, silanolgruppen-modifiziertem Polyvinylalkohol, diaceton-modifiziertem Polyvinylalkohol, modifiziertem Polyethylenglycol, unmodifiziertem Polyethylenglycol, a-isodecy!- cj-hydroxy-Poly(oxy-1 ,2-ethanediyl), Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Polymeren, Acrylcopolymeren, carboxylgruppenmodifiziertem Polyvinylalkohol, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, einer Kombination aus Polyvinylalkohol und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat- Copolymer, silanolgruppen-modifiziertem Polyvinylalkohol, diaceton-modifiziertem Polyvinylalkohol, modifiziertem Polyethylenglycol, unmodifiziertem Polyethylenglycol, a-isodecyl- cj-hydroxy-Poly(oxy-1 ,2-ethanediyl), Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Polymeren, Acrylcopolymeren und Mischungen hieraus und Mischungen hieraus. Gemäß einer Ausführungsform ist der polymere Stabilisator Polyvinylalkohol. Polyvinylalkohol ist mit verschiedenen Hydrolysegraden und Viskositäten im Handel erhältlich. Bevorzugt werden Polyvinylalkohole mit einer Viskosität von 2-10 mPas (gemessen als 4%ige wässrige Lösung bei 20 °C DIN 53015 / JIS K 6) und einem Hydrolysegrad von > 80 mol% verwendet. Kommerziell erhältliche Beispiele sind KURARAY POVAL® 6-88 und KURARAY POVAL® 6-98.According to one embodiment, the polymeric stabilizer is a crosslinked or uncrosslinked stabilizer. The polymeric stabilizer prevents the agglomeration of finely divided coating color components. The stabilizer can also act as a binder when used in larger quantities. The polymeric stabilizer can be selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, starch, carboxyl group-modified polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, a combination of polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, silanol group-modified polyvinyl alcohol, diacetone-modified polyvinyl alcohol , modified polyethylene glycol, unmodified polyethylene glycol, a-isodecy!- cj-hydroxy-poly(oxy-1,2-ethanediyl), styrene-butadiene latex, styrene-acrylate polymers, acrylic copolymers, carboxyl group-modified polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, a combination of polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, silanol group-modified polyvinyl alcohol, diacetone-modified polyvinyl alcohol, modified polyethylene glycol, unmodified polyethylene glycol, a-isodecyl-cj-hydroxy-poly (oxy-1,2-ethanediyl ), styrene-butadiene latex, styrene-acrylate polymers, acrylic copolymers and mixtures thereof and mixtures thereof. According to one embodiment, the polymeric stabilizer is polyvinyl alcohol. Polyvinyl alcohol is commercially available with various degrees of hydrolysis and viscosities. Polyvinyl alcohols with a viscosity of 2-10 mPas (measured as a 4% aqueous solution at 20 °C DIN 53015 / JIS K 6) and a degree of hydrolysis of > 80 mol% are preferably used. Commercially available examples are KURARAY POVAL® 6-88 and KURARAY POVAL® 6-98.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Streichfarbenschicht eine Carbonsäurekomponente, ein Naturharz und optional einen polymeren Stabilisator. In dieser Zusammensetzung kann der Anteil der Carbonsäurekomponente bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 15 bis 85 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-%, 70 Gew.-%, 75 Gew.-%, 80 Gew.-% oder 85 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 25 bis 75 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 30 bis 75 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 40 bis 65 Gew.-%.According to one embodiment, the coating layer comprises a carboxylic acid component, a natural resin and optionally a polymeric stabilizer. In this composition, the proportion of the carboxylic acid component based on the total mass of the coating layer can be in the range from 15 to 85% by weight. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight, 45% by weight, 50% by weight % by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight, 80% by weight or 85% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 25 to 75% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 30 to 75% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 40 to 65% by weight.
In der binären Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, Naturharz und optional polymerem Stabilisator kann der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich 10 bis 70 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann das Naturharz einen Anteil von 10 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-% oder 70 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 20 bis 60 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 25 bis 55 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%.In the binary composition of the coating layer of carboxylic acid component, natural resin and optionally polymeric stabilizer, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating layer can be in the
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, Naturharz und polymerem Stabilisator kann der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 30 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann der polymere Stabilisator einen Anteil von 0,1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.-%, 7 Gew.-%, 8 Gew.-%, 9 Gew.-%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.-%, 20 Gew.-%, 22 Gew.-%, 24 Gew.-%, 26 Gew.-% oder 28 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 20 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht m Bereich von 1 bis 15 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% liegt. In the composition of the coating color layer of carboxylic acid component, natural resin and polymeric stabilizer, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer can be below 30 wt.%. For example, the polymeric stabilizer can have a proportion of 0.1 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 2.0 wt.%, 3 wt.%, 4 wt.%, 5 wt.%, 6 wt.%, 7 wt.%, 8 wt.%, 9 wt.%, 10 wt.%, 12 wt.%, 14 wt.%, 16 wt.%, 18 wt.%, 20 wt.%, 22 wt.%, 24 wt.%, 26 wt.% or 28 wt.%. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is below 20 wt.%. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is in the range of 1 to 15 wt.%. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is in the range of 2 to 10 wt.%.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die binäre Streichfarbenschicht ein natürliches Wachs, ein Naturharz und optional einen polymeren Stabilisator. In dieser Zusammensetzung kann der Anteil des natürlichen Wachses bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 15 bis 95 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 15 Gew.%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.%, 50 Gew.-%, 55 Gew.%, 60 Gew.%, 65 Gew.-%, 70 Gew.%, 75 Gew.%, 80 Gew.-%, 85 Gew.%, 90 Gew.% oder 95 Gew.% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 30 bis 95 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 40 bis 90 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 50 bis 85 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 60 bis 80 Gew.-%.According to one embodiment, the binary coating layer comprises a natural wax, a natural resin and optionally a polymeric stabilizer. In this composition, the proportion of natural wax based on the total mass of the coating layer can be in the range from 15 to 95% by weight. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight, 45% by weight, 50% by weight. -%, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight, 80% by weight, 85% by weight, 90% by weight or 95% by weight . According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range from 30 to 95% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range from 40 to 90% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range from 50 to 85% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range from 60 to 80% by weight.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus natürlichem Wachs, Naturharz und optional polymerem Stabilisator kann der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich 5 bis 70 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann das Naturharz einen Anteil von 5 Gew.-%, 10 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-% oder 70 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 5 bis 60 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 20 bis 40 Gew.-%.In the composition of the coating layer made of natural wax, natural resin and optionally polymeric stabilizer, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating layer can be in the range from 5 to 70% by weight. For example, the natural resin can have a proportion of 5% by weight, 10% by weight, 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight % by weight, 45% by weight, 50% by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight or 70% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 5 to 60% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 10 to 40% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 20 to 40% by weight.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus natürlichem Wachs, Naturharz und polymerem Stabilisator kann der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 30 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann der polymere Stabilisator einen Anteil von 0,1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1 Gew.%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.%, 7 Gew.-%, 8 Gew.%, 9 Gew.%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.%, 20 Gew.-%, 22 Gew.%, 24 Gew.%, 26 Gew.-% oder 28 Gew.% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 20 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% liegt.In the composition of the coating layer of natural wax, natural resin and polymeric stabilizer, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer can be below 30 wt.%. For example, the polymeric stabilizer can have a proportion of 0.1 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 2.0 wt.%, 3 wt.%, 4 wt.%, 5 wt.%, 6 wt.%, 7 wt.%, 8 wt.%, 9 wt.%, 10 wt.%, 12 wt.%, 14 wt.%, 16 wt.%, 18 wt.%, 20 wt.%, 22 wt.%, 24 wt.%, 26 wt.% or 28 wt.%. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is below 20 wt.%. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is in the range from 1 to 15 wt. %. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is in the range from 2 to 10 wt. %.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Streichfarbenschicht mindestens einen Filmbildner. Der Filmbildner kann ausgewählt sein aus Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Streichfarbenschicht einen, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, oder zehn Filmbildner. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Streichfarbenschicht die zwei Filmbildner Methylcellulose, - Carboxymethylcellulose.According to one embodiment, the coating layer comprises at least one film former. The film former can be selected from methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose. According to one embodiment, the coating layer comprises one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, or ten film formers. According to one embodiment, the coating layer comprises the two film formers methyl cellulose, carboxymethyl cellulose.
Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,2 bis 5,0 Gew.-%. Beispielsweise können die Filmbildner einen Anteil von 0,2 Gew.-%, 0,4 Gew.-%, 0,6 Gew.-%, 0,8 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 1,2 Gew.-%, 1,4 Gew.-%, 1,6 Gew.-%, 1,8 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 2,4 Gew.-%, 2,8 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 3,4 Gew.-%, 3,8 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 4,4 Gew.-%, 4,8 Gew.-%, 5,0 Gew.-%. aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,3 bis 2,0 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,3 bis 1,0 Gew.-%.According to one embodiment, the proportion of film formers based on the total mass of the coating color layer is in the range from 0.2 to 5.0% by weight. For example, the film formers can have a share of 0.2% by weight, 0.4% by weight, 0.6% by weight, 0.8% by weight, 1.0% by weight, 1.2% by weight, 1 .4% by weight, 1.6% by weight, 1.8% by weight, 2.0% by weight, 2.4% by weight, 2.8% by weight, 3.0 wt.%, 3.4 wt.%, 3.8 wt.%, 4.0 wt.%, 4.4 wt.%, 4.8 wt.%, 5.0 wt. -%. exhibit. According to one embodiment, the proportion of film formers based on the total mass of the coating color layer is in the range from 0.3 to 2.0% by weight. According to one embodiment, the proportion of film formers based on the total mass of the coating color layer is in the range from 0.3 to 1.0% by weight.
Mit den erfindungsgemäßen Filmbildnern konnten überraschend vergleichbare Eigenschaften bezüglich der Barrierewirkungen für Gase und Feuchtigkeit für ein gestrichenes Papier auch unter Auslassung des Naturharzes erzielt werden. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung deshalb ein gestrichenes Papier umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte Streichfarbenschicht, wobei die Streichfarbenschicht
- a) wenigstens ein natürliches Wachs und/oder wenigstens eine Carbonsäurekomponente und
- b) wenigstens einen Filmbildner umfasst;
- a) at least one natural wax and/or at least one carboxylic acid component and
- b) comprises at least one film former;
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Streichfarbenschicht eine Carbonsäurekomponente, mindestens zwei Filmbildner und mindestens einen polymeren Stabilisator.According to one embodiment, the coating layer comprises a carboxylic acid component, at least two film formers and at least one polymeric stabilizer.
In dieser Zusammensetzung kann der Anteil der Carbonsäurekomponente bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 75 bis 98 Gew.-% liegen, Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 75 Gew.-%, 76 Gew.-%, 77 Gew.-%, 78 Gew.-%, 79 Gew.-%, 80 Gew.-%, 81 Gew.-%, 83 Gew.-%, 84 Gew.-%, 85 Gew.-%, 86 Gew.-%, 87 Gew.-%, 88 Gew.-%, 89 Gew.-%, 90 Gew.-%, 91 Gew.-%, 93 Gew.-%, 94 Gew.-%, 95 Gew.-%, 96 Gew.-%, 97 Gew.-% oder 98 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 85 bis 92 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 87 bis 90 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 40 bis 65 Gew.-%.In this composition, the proportion of the carboxylic acid component based on the total mass of the coating color layer can be in the range from 75 to 98 wt.%. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 75 wt.%, 76 wt.%, 77 wt.%, 78 wt.%, 79 wt.%, 80 wt.%, 81 wt.%, 83 wt.%, 84 wt.%, 85 wt.%, 86 wt.%, 87 wt.%, 88 wt.%, 89 wt.%, 90 wt.%, 91 wt.%, 93 wt.%, 94 wt.%, 95 wt.%, 96 wt.%, 97 wt.% or 98 wt. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 85 to 92 wt.% According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 87 to 90 wt.% According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 40 to 65 wt.%.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, zwei Filmbildnern und optional polymerem Stabilisator kann Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,2 bis 5,0 Gew.-%. Beispielsweise können die Filmbildner einen Anteil von 0,2 Gew.-%, 0,4 Gew.-%, 0,6 Gew.-%, 0,8 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 1,2 Gew.-%, 1,4 Gew.-%, 1,6 Gew.-%, 1,8 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 2,4 Gew.-%, 2,8 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 3,4 Gew.-%, 3,8 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 4,4 Gew.-%, 4,8 Gew.-%, 5,0 Gew.-%. aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,3 bis 2,0 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Filmbildner bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 0,3 bis 1,0 Gew.-%.In the composition of the coating layer of carboxylic acid component, two film formers and optional polymeric stabilizer, the proportion of film formers based on the total mass of the coating layer can be in the range from 0.2 to 5.0% by weight. For example, the film formers can have a proportion of 0.2% by weight, 0.4% by weight, 0.6% by weight, 0.8% by weight, 1.0% by weight, 1.2 wt.%, 1.4 wt.%, 1.6 wt.%, 1.8 wt.%, 2.0 wt.%, 2.4 wt.%, 2.8 wt. -%, 3.0% by weight, 3.4% by weight, 3.8% by weight, 4.0% by weight, 4.4% by weight, 4.8% by weight , 5.0% by weight. exhibit. According to one embodiment, the proportion of film formers based on the total mass of the coating color layer is in the range from 0.3 to 2.0% by weight. According to one embodiment, the proportion of film formers based on the total mass of the coating color layer is in the range from 0.3 to 1.0% by weight.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, Naturharz und polymerem Stabilisator kann der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 30 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann der polymere Stabilisator einen Anteil von 0,1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1 Gew.%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.%, 7 Gew.-%, 8 Gew.%, 9 Gew.%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.%, 20 Gew.-%, 22 Gew.%, 24 Gew.%, 26 Gew.-% oder 28 Gew.% aufweisen. Im Vergleich der zu den Barriereschichten mit Naturharz ist es vorteilhaft, wenn der Anteil des polymeren Stabilisators etwas höher liegt. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 20 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 5 bis 15 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 7 bis 13 Gew.-% liegt.In the composition of the coating layer of carboxylic acid component, natural resin and polymeric stabilizer, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer can be less than 30 wt.%. For example, the polymeric stabilizer can have a proportion of 0.1 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 2.0 wt.%, 3 wt.%, 4 wt.%, 5 wt.%, 6 wt.%, 7 wt.%, 8 wt.%, 9 wt.%, 10 wt.%, 12 wt.%, 14 wt.%, 16 wt.%, 18 wt.%, 20 wt.%, 22 wt.%, 24 wt.%, 26 wt.% or 28 wt.%. In comparison to the barrier layers with natural resin, it is advantageous if the proportion of the polymeric stabilizer is somewhat higher. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is below 20% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is in the range from 5 to 15% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is in the range from 7 to 13% by weight.
Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers nach dem ersten Aspekt handelt es sich um eine ternäre Streichfarbenschicht, also eine Streichfarbenschicht, die wenigstens zwei natürliche Wachse oder wenigstens ein natürliches Wachs und eine gesättigte Fettsäure und wenigstens ein Naturharz umfasst. In den erfindungsgemäßen ternären Systemen kann der Anteil des polymeren Stabilisators weiter reduziert werden. Ferner lassen sich direkt überstreichbare Schichten herstellen. Durch variable Zusammensetzung der Streichfarbenschicht kann je nach Verfügbarkeit der einzelnen Komponenten bei gleichbleibender Barriereleistung (WVTR) gehandelt werden. Schließlich weisen auch die ternären Streichfarbenschichten auch eine Fettdichtigkeit auf.According to an embodiment of the coated paper according to the first aspect, it is a ternary coating layer, i.e. a coating layer which comprises at least two natural waxes or at least one natural wax and a saturated fatty acid and at least one natural resin. In the ternary systems according to the invention, the proportion of the polymeric stabilizer can be further reduced. Furthermore, layers that can be painted over can be produced directly. Through variable composition The coating layer can be traded depending on the availability of the individual components while maintaining the same barrier performance (WVTR). Finally, the ternary coating color layers also have a grease tightness.
Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers nach dem ersten Aspekt umfasst die Streichfarbenschicht zwei natürliche Wachse, ein Naturharz und optional einen polymeren Stabilisator. In dieser Zusammensetzung kann der Anteil der natürlichen Wachse bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 10 bis 80 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 10 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-%, 70 Gew.-%, 75 Gew.-% oder 80 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 15 bis 60 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der natürlichen Wachse im Bereich von 25 bis 55 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 35 bis 55 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%.According to an embodiment of the coated paper according to the first aspect, the coating layer comprises two natural waxes, a natural resin and optionally a polymeric stabilizer. In this composition, the proportion of natural waxes based on the total mass of the coating color layer can be in the range from 10 to 80% by weight. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 10% by weight, 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight, 45% by weight % by weight, 50% by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight or 80% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range from 15 to 60% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural waxes is in the range from 25 to 55% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 35 to 55% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 40 to 50% by weight.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus zwei natürlichen Wachsen, Naturharz und optional polymerem Stabilisator kann der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich 20 bis 90 Gew.-%Gew.-% liegen. Beispielsweise kann das Naturharz einen Anteil von 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.%, 45 Gew-.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.%, 60 Gew-.%, 65 Gew-.-%, 70 Gew.-%, 75 Gew.-%, 80 Gew.%, 85 Gew-.-% oder 90 Gew.-%aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 30 bis 85 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 40 bis 70 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 45 bis 60 Gew.-%.In the composition of the coating color layer of two natural waxes, natural resin and optionally polymeric stabilizer, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer can be in the range of 20 to 90 wt.%. For example, the natural resin can have a proportion of 20 wt.%, 25 wt.%, 30 wt.%, 35 wt.%, 40 wt.%, 45 wt.%, 50 wt.%, 55 wt.%, 60 wt.%, 65 wt.%, 70 wt.%, 75 wt.%, 80 wt.%, 85 wt.% or 90 wt. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range of 30 to 85 wt.%. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range of 40 to 70 wt.%. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating layer is in the range of 45 to 60 wt.%.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus zwei natürlichen Wachsen, Naturharz und polymerem Stabilisator kann der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 30 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann der polymere Stabilisator einen Anteil von 0,1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1 Gew.%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.%, 7 Gew.-%, 8 Gew.%, 9 Gew.%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.%, 20 Gew.-%, 22 Gew.%, 24 Gew.%, 26 Gew.-% oder 28 Gew.% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 20 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% liegt.In the composition of the coating layer of two natural waxes, natural resin and polymeric stabilizer, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer can be below 30% by weight. For example, the polymeric stabilizer can have a proportion of 0.1% by weight, 0.5% by weight, 1% by weight, 1.5% by weight, 2.0% by weight, 3% by weight , 4% by weight, 5% by weight, 6% by weight, 7% by weight, 8% by weight, 9% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14% by weight %, 16% by weight, 18% by weight, 20% by weight, 22% by weight, 24% by weight, 26% by weight or 28% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is below 20% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating color layer is in the range from 1 to 15% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer, based on the total mass of the coating layer, is in the range from 2 to 10% by weight.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die ternäre Streichfarbenschicht eine Carbonsäurekomponente, ein natürliches Wachs, ein Naturharz und optional einen polymeren Stabilisator. In dieser Zusammensetzung kann der Anteil der Carbonsäurekomponente bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht bevorzugt im Bereich von 5 bis 85 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 5 Gew.-%, 10 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-%, 70 Gew.-%, 75 Gew.-%, 80 Gew.-% oder 85 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 55 bis 75 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 15 bis 70 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 25 bis 65 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Carbonsäurekomponente im Bereich von 30 bis 40 Gew.-%.According to one embodiment, the ternary coating layer comprises a carboxylic acid component, a natural wax, a natural resin and optionally a polymeric stabilizer. In this composition, the proportion of the carboxylic acid component based on the total mass of the coating color layer can preferably be in the range from 5 to 85% by weight. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 5% by weight, 10% by weight, 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight wt.%, 45 wt.%, 50 wt.%, 55 wt.%, 60 wt.%, 65 wt.%, 70 wt.%, 75 wt.%, 80 wt. -% or 85% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 55 to 75% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 15 to 70% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 25 to 65% by weight. According to one embodiment, the proportion of the carboxylic acid component is in the range from 30 to 40% by weight.
In dieser Zusammensetzung kann der Anteil des natürlichen Wachses bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 15 bis 95 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann die Carbonsäurekomponente einen Anteil von 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.-%, 50 Gew.-%, 55 Gew.-%, 60 Gew.-%, 65 Gew.-%, 70 Gew.-%, 75 Gew.-%, 80 Gew.-%, 85 Gew.-% 90 Gew.-% oder 95 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 30 bis 95 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 40 bis 90 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 50 bis 85 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des natürlichen Wachses im Bereich von 60 bis 80 Gew.-%.In this composition, the proportion of natural wax based on the total mass of the coating color layer can be in the range of 15 to 95 wt.%. For example, the carboxylic acid component can have a proportion of 15 wt.%, 20 wt.%, 25 wt.%, 30 wt.%, 35 wt.%, 40 wt.%, 45 wt.%, 50 wt.%, 55 wt.%, 60 wt.%, 65 wt.%, 70 wt.%, 75 wt.%, 80 wt.%, 85 wt.%, 90 wt.% or 95 wt. According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 30 to 95 wt.% According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 40 to 90 wt.% According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 50 to 85 wt.% According to one embodiment, the proportion of natural wax is in the range of 60 to 80 wt.%
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, natürlichem Wachs, Naturharz und optional polymerem Stabilisator kann der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich 5 bis 70 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann das Naturharz einen Anteil von 5 Gew.%, 10 Gew.-%, 15 Gew.%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-%, 40 Gew.-%, 45 Gew.%, 50 Gew.-%, 55 Gew.%, 60 Gew.%, 65 Gew.-% oder 70 Gew.% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 20 bis 60 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 25 bis 55 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Naturharzes bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%.In the composition of the coating layer of carboxylic acid component, natural wax, natural resin and optionally polymeric stabilizer, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating layer can be in the range from 5 to 70% by weight. For example, the natural resin can have a proportion of 5% by weight, 10% by weight, 15% by weight, 20% by weight, 25% by weight, 30% by weight, 35% by weight, 40% by weight. -%, 45% by weight, 50% by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight or 70% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 20 to 60% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 25 to 55% by weight. According to one embodiment, the proportion of natural resin based on the total mass of the coating color layer is in the range from 30 to 50% by weight.
In der Zusammensetzung der Streichfarbenschicht aus Carbonsäurekomponente, natürlichem Wachs, Naturharz und polymerem Stabilisator kann der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 30 Gew.-% liegen. Beispielsweise kann der polymere Stabilisator einen Anteil von 0,1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1 Gew.%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.%, 7 Gew.-%, 8 Gew.%, 9 Gew.%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.%, 20 Gew.-%, 22 Gew.%, 24 Gew.%, 26 Gew.-% oder 28 Gew.% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 20 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht m Bereich von 1 bis 15 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des polymeren Stabilisators bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% liegt.In the composition of the coating layer of carboxylic acid component, natural wax, natural resin and polymeric stabilizer, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer can be below 30% by weight. For example, the polymeric stabilizer can have a proportion of 0.1% by weight, 0.5% by weight, 1% by weight, 1.5% by weight, 2.0% by weight, 3% by weight , 4% by weight, 5% by weight, 6% by weight, 7% by weight, 8% by weight, 9% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14% by weight %, 16% by weight, 18% by weight, 20% by weight, 22% by weight, 24% by weight, 26% by weight or 28% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer based on the total mass of the coating layer is below 20% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer, based on the total mass of the coating layer, is in the range from 1 to 15% by weight. According to one embodiment, the proportion of the polymeric stabilizer, based on the total mass of the coating layer, is in the range from 2 to 10% by weight.
Die Streichfarbenschicht in dem gestrichenen Papier kann ein Flächengewicht im Bereich von 2 bis 30 g·m-2 aufweisen. Beispielsweise kann das Flächengewicht 2 g· m-2, 4 g·m-2, 5 g·m-2, 6 g·m-2, 8 g·m-2, 10 g·m-2, 12 g·m-2, 14 g·m-2, 15 g·m-2, 16 g·m-2, 18 g·m-2, 20 g·m-2, 22 g·m-2, 24 g·m-2, 25 g·m-2, 26 g·m-2, 28 g·m-2 oder 30 g·m-2 betragen. Gemäß einer Ausführungsform hat die Streichfarbenschicht ein Flächengewicht im Bereich von 2 bis 30 g m-2. Gemäß einer Ausführungsform hat die Streichfarbenschicht ein Flächengewicht im Bereich von 5 bis 20 g·m-2 Gemäß einer Ausführungsform hat die Streichfarbenschicht ein Flächengewicht im Bereich 8 bis 15 g·m-2.The coating color layer in the coated paper can have a basis weight in the range from 2 to 30 g·m -2 . For example, the basis weight can be 2 g·m -2 , 4 g·m -2 , 5 g·m -2 , 6 g·m -2 , 8 g·m -2 , 10 g·m -2 , 12 g·m -2 , 14 g·m -2 , 15 g·m -2 , 16 g·m -2 , 18 g·m -2 , 20 g·m -2 , 22 g·m -2 , 24 g· m -2 , 25 g·m -2 , 26 g·m -2 , 28 g·m -2 or 30 g·m -2 . According to one embodiment, the coating color layer has a basis weight in the range from 2 to 30 g·m -2 . According to one embodiment, the coating color layer has a basis weight in the range of 5 to 20 g·m -2 According to one embodiment, the coating color layer has a basis weight in the range 8 to 15 g·m -2 .
Aufgrund der in der Streichfarbenschicht vorhandenen Materialien ist das gestrichene Papier biologisch abbaubar. „Biologische Abbaubarkeit“ bezeichnet das Vermögen organischer Chemikalien, biologisch, also durch Lebewesen oder deren Enzyme zersetzt zu werden. Im Idealfall verläuft dieser chemische Metabolismus vollständig bis zur Mineralisierung, kann aber auch bei abbaustabilen Transformationsprodukten stehen bleiben. Allgemein anerkannt sind die Richtlinien zur Prüfung von Chemikalien der OECD, die auch im Rahmen der Chemikalienzulassung verwendet werden. Die Tests der OECD-Testserie 301 (A-F) weisen einen raschen und vollständigen biologischen Abbau (ready biodegradability) unter aeroben Bedingungen nach. Unterschiedliche Testmethoden stehen für gut oder schlecht lösliche sowie für flüchtige Substanzen zur Verfügung. Bioabbaubar" oder „biologisch abbaubar“ im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Papiere bezeichnet, die eine Bioabbaubarkeit gemessen nach OECD 301 F von mindestens 40 % aufweisen oder gemessen nach OECD 302 C (MITI-II-Test) von mindestens 20 % aufweisen und somit eine inhärente oder grundsätzliche Abbaubarkeit aufweisen. Dies entspricht dem Grenzwert für die OECD 302 C gemäß „Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, section 3, Part 1, dated 23 March 2006“. Ab einem Grenzwert von mindestens 60 % gemessen nach OECD 301 F werden Mikrokapselwände vorliegend auch als rasch bioabbaubar bezeichnet.The coated paper is biodegradable due to the materials present in the coating layer. "Biodegradability" refers to the ability of organic chemicals to be broken down biologically, i.e. by living organisms or their enzymes. Ideally, this chemical metabolism proceeds completely up to mineralization, but can also stop with transformation products that are stable against degradation. The OECD guidelines for testing chemicals, which are also used in the context of chemical approval, are generally accepted. The tests in the OECD test series 301 (A-F) demonstrate rapid and complete biological degradation (ready biodegradability) under aerobic conditions. Different test methods are available for readily or poorly soluble substances as well as for volatile substances. Biodegradable" or "biodegradable" in the sense of the present invention refers to papers that have a biodegradability measured according to OECD 301 F of at least 40% or measured according to OECD 302 C (MITI-II test) of at least 20% and thus have an inherent or fundamental degradability. This corresponds to the limit value for OECD 302 C according to "Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, section 3, Part 1, dated 23 March 2006". From a limit value of at least 60% measured according to OECD 301 F, microcapsule walls are also referred to as rapidly biodegradable.
Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers nach dem ersten oder zweiten Aspekt weist das gestrichene Papier eine leichte biologische Abbaubarkeit gemäß OECD 301 aufAccording to an embodiment of the coated paper according to the first or second aspect, the coated paper has a ready biodegradability according to OECD 301
Darüber hinaus ist das gestrichene Papier nach dem ersten oder zweiten Aspekt recyclebar. Als Papierrecycling wird die Auflösung und Aufbereitung von Altpapier, gebrauchtem Karton und Pappe in Anlagen der Papierindustrie mit dem Ziel bezeichnet, daraus wieder neues Papier, Karton und Pappe herzustellen. In geringem Umfang wird dabei aus dem verwerteten Altpapier zunächst Altpapierstoff als Halbstoff hergestellt, der erst später zur Herstellung neuen Papiers eingesetzt wird. Die Druckfarbenentfernung oder auch Deinking (von englisch ink = „Druckfarbe“, „Tinte“) ist der Schlüsselprozess beim Papierrecycling zum Entfernen der Druckfarbe aus bedrucktem Altpapier. Die Bewertung der Recyclierbarkeit kann beispielsweise mit der INGEDE-Methode 11 vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße gestrichene Papier erreicht einen mit der INGEDE-Methode 11 einen deinkability score von über 50. Bevorzugt liegt der deinkability score bei über 70.In addition, the coated paper is recyclable according to the first or second aspect. Paper recycling is the dissolution and processing of waste paper, used cardboard and paperboard in paper industry plants with the aim of producing new paper, cardboard and paperboard from it. To a small extent, waste paper pulp is first produced from the recycled waste paper as pulp, which is only later used to produce new paper. The removal of printing ink or deinking (from English ink = "printing ink", "ink") is the key process in paper recycling for removing the printing ink from printed waste paper. The assessment of recyclability can be carried out, for example, using the INGEDE method 11. The coated paper according to the invention achieves a deinkability score of over 50 using the INGEDE method 11. The deinkability score is preferably over 70.
Mit den des gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt verwendeten Komponenten der Barriereschicht kann das gestrichene Papier für den direkten oder indirekten Lebensmittelkontakt zugelassen werden. Insbesondere ist es für eine Zulassung gemäß den Richtlinien der European Food Safety Authority geeignet.With the components of the barrier layer used according to the first or second aspect, the coated paper can be approved for direct or indirect food contact. In particular, it is suitable for approval in accordance with the guidelines of the European Food Safety Authority.
Als Basispapier für das gestrichene Papier nach dem ersten oder zweiten Aspekt kommen grundsätzlich alle Arten von Papier infrage, also sowohl Pappe als auch Karton oder normales Papier. Bevorzugt sind Papiere aus Laub- und Nadelholzzellstoffen zu verwenden. Zur Verpackung von Lebensmitteln sind häufig Papiere mit geringen Flächengewicht gefragt, da diese flexibel und materialsparend sind. Gerade bei solchen Papieren führt die erfindungsgemäße Streichfarbenschicht zu einer starken Erhöhung der Barriereleistung.Basically, all types of paper can be used as the base paper for the coated paper according to the first or second aspect, i.e. both cardboard and paperboard or normal paper. Papers made from hardwood and softwood pulp are preferred. Papers with a low basis weight are often in demand for food packaging, as they are flexible and use less material. The coating layer according to the invention leads to a significant increase in barrier performance, particularly for such papers.
Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers nach dem ersten oder zweiten Aspekt hat das Basispapier ein Flächengewicht von weniger als 150 g·m-2 Das Flächengewicht kann beispielsweise 150 g·m-2, 145 g·m-2, 140 g·m-2, 135 g·m-2, 130 g·m-2, 125 g·m-2, 120 g·m-2, 115 g·m-2, 110 g·m-2, 105 g·m-2, 100 g·m-2, 95 g·m-2, 90 g·m-2, 85 g·m-2, 80 g·m-2, 75 g·m-2, 70 g·m-2, 65 g·m-2, 60 g·m-2, 55 g·m-2, 50 g·m-2, 45 g·m-2, 40 g·m-2, 35 g·m-2 oder 30 g·m-2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht unterhalb von 100 g·m-2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht unterhalb von 80 g·m-2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht im Bereich von 50 bis 80 g·m-2.According to an embodiment of the coated paper according to the first or second aspect, the base paper has a basis weight of less than 150 g·m -2 The basis weight can be, for example, 150 g·m -2 , 145 g·m -2 , 140 g·m -2 , 135 g·m -2 , 130 g·m -2 , 125 g·m -2 , 120 g·m -2 , 115 g·m -2 , 110 g·m -2 , 105 g·m -2 , 100 g·m -2 , 95 g·m -2 , 90 g·m -2 , 85 g·m -2 , 80 g·m -2 , 75 g·m -2 , 70 g·m -2 , 65 g·m -2 , 60 g·m -2 , 55 g·m -2 , 50 g·m -2 , 45 g·m -2 , 40 g·m -2 , 35 g·m -2 or 30 g·m -2 . According to one embodiment, the basis weight is below 100 g·m -2 . According to one embodiment, the basis weight is below 80 g·m -2 . According to one embodiment, the basis weight is in the range from 50 to 80 g·m -2 .
Das gestrichene Papier nach dem ersten oder zweiten Aspekt kann zusätzlich zu der Barriereschicht weitere Schichten enthalten. Gemäß einer Ausführungsform enthält das gestrichene Papier eine weitere Schicht ausgewählt aus einer Streichfarbe, einer Tinte, einem Siegelmedium und einem Kleber.The coated paper according to the first or second aspect can contain further layers in addition to the barrier layer. According to one embodiment, the coated paper contains a further layer selected from a coating color, an ink, a sealing medium and an adhesive.
Die weitere Schicht kann auf der Barriereschicht, zwischen Basispapier und Barriereschicht oder auf der der semikristallinen Streichfarbenschicht gegenüberliegenden Seite des Basispapiers angeordnet sein.The further layer can be arranged on the barrier layer, between the base paper and the barrier layer or on the side of the base paper opposite the semi-crystalline coating layer.
Die Barriereschicht kann also unmittelbar auf dem Basispapier aufgebracht sein. In dem Fall ist die Barriereschicht im direkten Kontakt mit dem Basispapier. Eine mittelbare Aufbringung bedeutet, dass eine oder mehrere Schichten zwischen der Streichfarbe und dem Basispapier liegen.The barrier layer can therefore be applied directly to the base paper. In this case, the barrier layer is in direct contact with the base paper. Indirect application means that one or more layers lie between the coating color and the base paper.
Weitere Schichten können insbesondere die Permeabilität wenigstens eines Gases durch das gestrichene Papier im Vergleich zum Basispapier weiter reduzieren oder Barrieren für Flüssigkeiten oder viskose Stoffe wie Fette, Öle, Kohlenwasserstoffe bilden.Further layers can, in particular, further reduce the permeability of at least one gas through the coated paper compared to the base paper or form barriers for liquids or viscous substances such as fats, oils, hydrocarbons.
Eine weitere Schicht kann insbesondere:
- a) mindestens ein hydrophobes Polymer umfassen, z.B. auf Basis eines Polyacrylats, eines Styrol-/Butadien-Copolymers und/oder eines Polyolefins
- b) mindestens ein hydrophiles Polymer umfassen, z.B. auf Basis eines Polyvinylalkohols
- c) mindestens ein anorganisches Pigment umfassen, z.B. ein plättchenförmiges Pigment, z.B. ein Schichtsilikat wie Kaolin,
- d) mindestens ein anorganisches Pigment und ein Bindemittel umfassen,
- e) amorphe und kristalline Bereiche umfassen,
- f) Stoffe enthalten oder daraus bestehen, die ausgewählt sind aus der Gruppe lipophile Stoffe, Paraffine, insbesondere Hartparaffine, Wachse, insbesondere mikrokristalline Wachse, Wachse auf Basis von pflanzlichen Ölen oder Fetten, Wachse auf Basis von tierischen Ölen oder Fetten, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, niedermolekulare Polyolefine, Polyterpene und deren Mischungen,
- g) den Übergang von Stoffen, insbesondere von hydrophoben Stoffen, verringern oder verhindern, z.B. von Stoffen gemäß vorstehendem Punkt e) um beispielsweise den Übergang von Stoffen aus darunterliegenden Schichten auf ein Lebensmittel, insbesondere ein fetthaltiges Lebensmittel, zu verhindern oder zu verringern,
- h) mindestens ein Metall, z.B. Aluminium, Gold, und/oder ein Metalloxid, z.B. Aluminiumoxid, umfassen oder daraus bestehen, insbesondere eine metallisierte Schicht sein,
- i) mindestens heiß- oder kaltsiegelbar sein,
- j) mindestens einen Klebstoff umfassen,
- k) mindestens ein thermoplastisches Material, insbesondere als heißsiegelbares Material, umfassen oder daraus bestehen.
- a) comprise at least one hydrophobic polymer, e.g. based on a polyacrylate, a styrene/butadiene copolymer and/or a polyolefin
- b) comprise at least one hydrophilic polymer, e.g. based on a polyvinyl alcohol
- c) comprise at least one inorganic pigment, e.g. a platelet-shaped pigment, e.g. a layered silicate such as kaolin,
- d) comprise at least one inorganic pigment and a binder,
- e) comprise amorphous and crystalline regions,
- f) contain or consist of substances selected from the group consisting of lipophilic substances, paraffins, in particular hard paraffins, waxes, in particular microcrystalline waxes, waxes based on vegetable oils or fats, waxes based on animal oils or fats, vegetable waxes, animal waxes, low molecular weight polyolefins, polyterpenes and mixtures thereof,
- (g) reduce or prevent the transfer of substances, in particular hydrophobic substances, e.g. substances as referred to in point (e) above, for example to prevent or reduce the transfer of substances from underlying layers to a foodstuff, in particular a fatty foodstuff,
- h) comprise or consist of at least one metal, e.g. aluminium, gold, and/or a metal oxide, e.g. aluminium oxide, in particular be a metallised layer,
- (i) be at least heat or cold sealable,
- j) comprise at least one adhesive,
- k) comprise or consist of at least one thermoplastic material, in particular a heat-sealable material.
Das Basispapier des gestrichenen Papiers nach dem ersten oder zweiten Aspekt kann ein ein- oder beidseitig gestrichenes Basispapier oder ein ungestrichenes Basispapier sein.The base paper of the coated paper according to the first or second aspect may be a base paper coated on one or both sides or an uncoated base paper.
Bei gestrichenem Basispapier ist die Oberfläche mit einer bindemittelhaltigen Streichfarbe veredelt. Als Material für den Bindemittelauftrag wird Streichfarbe verwendet, deren Hauptbestandteil Stärke, Stärkederivate, Kreide, Kaolin, Kasein oder Kunststoffdispersion sein kann. Das Basispapier bekommt dadurch eine geschlossenere, glattere und stabilere Oberfläche.In the case of coated base paper, the surface is finished with a coating color containing a binding agent. The material used for the binding agent is coating color, the main component of which can be starch, starch derivatives, chalk, kaolin, casein or plastic dispersion. This gives the base paper a more closed, smoother and more stable surface.
Ungestrichenes Basispapier kann jedoch auch oberflächenbehandelt sein und bis zu 5 g/m2 Pigmente enthalten.However, uncoated base paper can also be surface treated and contain up to 5 g/m 2 pigments.
Für den Einsatz als Verpackung im Bereich der Nahrungsmittel benötigt das Papier eine gewisse Reißfestigkeit oder Bruchkraft. Gemäß einer Ausführungsform hat das gestrichene Papier eine breitenbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 3,0 bis 6,0 kN·m-1. Die breitenbezogene Bruchkraft in Faserrichtung kann beispielsweise 3,0 kN·m-1, 3,2 kN·m-1, 3,4 kN·m-1, 3,5 kN·m-1, 3,6 kN·m-1, 3,8 kN·m-1, 4,0 kN·m-1, 4,2 kN·m-1, 4,4 kN·m-1, 4,5 kN·m-1, 4,6 kN·m-1, 4,8 kN·m-1, 5,0 kN·m-1, 5,2 kN·m-1, 5,4 kN·m-1, 5,5 kN·m-1, 5,6 kN·m-1, 5,8 kN·m-1, 6,0 kN·m-1, Gemäß einer Ausführungsform liegt die breitbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 3,5 bis 5,5 kN m-1. Gemäß einer Ausführungsform liegt die breitbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 4,0 bis 5,0 kN m-1.For use as packaging in the food sector, the paper needs a certain tear resistance or breaking strength. According to one embodiment, the coated paper has a width-related breaking strength in the fiber direction in the range of 3.0 to 6.0 kN·m -1 . The width-related breaking force in the fiber direction can be, for example, 3.0 kN·m -1 , 3.2 kN·m -1 , 3.4 kN·m -1 , 3.5 kN·m -1 , 3.6 kN·m -1 , 3.8 kN·m -1 , 4.0 kN·m -1 , 4.2 kN·m -1 , 4.4 kN·m -1 , 4.5 kN·m -1 , 4.6 kN·m -1 , 4.8 kN·m -1 , 5.0 kN·m -1 , 5.2 kN·m -1 , 5.4 kN·m -1 , 5.5 kN·m -1 , 5.6 kN·m -1 , 5.8 kN·m -1 , 6.0 kN·m -1 , According to one embodiment, the width-related breaking force is Fiber direction in the range from 3.5 to 5.5 kN m -1 . According to one embodiment, the broad-based breaking strength in the fiber direction is in the range from 4.0 to 5.0 kN m -1 .
Die erfindungsgemäße Barrierewirkung der Streichfarbenschicht wird mit einer gemäß dem ersten Aspekt definierten Streichfarbenschicht erreicht.The barrier effect of the coating color layer according to the invention is achieved with a coating color layer defined according to the first aspect.
Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt eine Streichfarbe zur Beschichtung von Papieren, enthaltend die Komponenten definiert gemäß dem ersten Aspekt sowie ein Lösungsmittel. Das Lösungsmittel ist insbesondere ausgewählt aus Wasser, Tetrahydrofuran (THF), Ethanol, Methanol und Essigsäureethylester. Bevorzugt ist das Lösungsmittel Wasser.Consequently, according to a third aspect, the invention relates to a coating color for coating paper, comprising the components defined according to the first aspect and a solvent. The solvent is in particular selected from water, tetrahydrofuran (THF), ethanol, methanol and ethyl acetate. The solvent is preferably water.
Herstellungsverfahrenproduction method
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen gestrichenen Papiers kommen verschieden Herstellungsverfahren in Frage. Die hier wesentliche Barrierewirkung der Streichfarbenschicht im gestrichenen Papier wird insbesondere mit dem in den Beispielen gezeigten Verfahren zur Herstellung des gestrichenen Papiers erreicht. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem vierten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers mit einem Basispapier und einer Streichfarbenschicht, umfassend die Schritte:
- a) Herstellen einer Streichfarbe nach einem dem dritten Aspekt durch Mischen der einzelnen Komponenten ;
- b) Bereitstellen eines Basispapiers;
- c) Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, und
- d) Aushärtung der Streichfarbe unter Ausbildung der Streichfarbenschicht Barrierewirkung.
- a) producing a coating color according to the third aspect by mixing the individual components;
- b) Providing a base paper;
- c) applying the coating color to the base paper, and
- d) Curing of the coating color to form the coating color layer barrier effect.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, bevorzugt mittels Vorhang- oder Rakelverfahren.According to one embodiment, the coating color is applied to the base paper, preferably by means of a curtain or doctor blade process.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf die Eigenschaften der Streichfarbenschicht Einfluss genommen werden.The process according to the invention can be used to influence the properties of the coating layer.
Darüber hinaus hat die Aushärtungstemperatur, Aushärtungszeit und der Aushärtungsdruck einen Einfluss auf Homogenität und Barrierewirkung.In addition, the curing temperature, curing time and curing pressure have an influence on homogeneity and barrier effect.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungstemperatur im Bereich von 20 bis 300 °C liegt. Die Aushärtungstemperatur kann bei 20 °C, 40 °C, 60 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C, 170 °C, 180 °C, 190 °C, 200 °C, 220 °C, 240 °C, 260 °C, 280 °C, 300 °C liegen. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungstemperatur im Bereich von 100 bis 140°C liegt. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungstemperatur im Bereich von 110 bis 130°C liegt.According to one embodiment of the method, the curing temperature is in the range from 20 to 300 °C. The curing temperature can be 20 °C, 40 °C, 60 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C, 170 °C, 180 °C, 190 °C, 200 °C, 220 °C, 240 °C, 260 °C, 280 °C, 300 °C. According to one embodiment of the method, the curing temperature is in the range from 100 to 140°C. According to one embodiment of the method, the curing temperature is in the range of 110 to 130°C.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungszeit im Bereich von 10 s bis 15 min. Die Aushärtungszeit kann beispielsweise 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 60 s, 70 s, 80 s, 90 s, 100 s, 110 s, 120 s, 150 s, 3 min, 4 min, 5 min, 6 min, 7 min, 8 min, 9 min, 10 min, 11 min, 12 min, 13 min, 14 min, 15 min. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungszeit im Bereich von 1 bis 3 min.According to one embodiment of the method, the curing time is in the range from 10 s to 15 min. The curing time can be, for example, 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 60 s, 70 s, 80 s, 90 s, 100 s , 110s, 120s, 150s, 3min, 4min, 5min, 6min, 7min, 8min, 9min, 10min, 11min, 12min, 13min, 14min, 15min. According to In one embodiment of the method, the curing time is in the range of 1 to 3 minutes.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt der Aushärtungsdruck im Bereich von 0,2 bar bis 3 bar liegt. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt der Aushärtungsdruck im Bereich von 0,9 bar bis 1,1 bar liegt.According to one embodiment of the method, the curing pressure is in the range from 0.2 bar to 3 bar. According to one embodiment of the method, the curing pressure is in the range from 0.9 bar to 1.1 bar.
VerpackungPackaging
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verpackung umfassend das gestrichene Papier nach dem ersten Aspekt.According to a fourth aspect, the invention relates to a packaging comprising the coated paper according to the first aspect.
Dabei kann es sich beispielsweise um eine Verpackung zur Verwendung für Lebensmittel, als Beilage für elektronische Bauteile wie Silicapäckchen, für Medizinprodukte, wie Schnelltests, für Wasch- und Reinigungsmittel, insbesondere in Pulver/ oder Tabform.This can, for example, be packaging for use for food, as an insert for electronic components such as silica packets, for medical products such as rapid tests, for washing and cleaning agents, particularly in powder or tablet form.
Ferner kann es sich um eine Verpackung von getrockneten Lebensmitteln, kalt verkauften Lebensmitteln, die einer weiteren Zubereitung bedürfen, Verpackungen, die Lebensmittel in Portionsgrößen für mehr als eine Person enthalten, oder Verpackungen mit Lebensmitteln in Portionsgrößen für eine Person, bei denen mehr als eine Einheit verkauft wird, handeln.It may also include packaging of dried foods, foods sold cold that require further preparation, packages containing foods in portion sizes for more than one person, or packages containing foods in portion sizes for one person where more than one unit is sold.
Als Verpackung kommen beispielsweise Standbeutelverpackung Schlauchbeutelverpackung oder Verpackungspapier in Frage. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Verpackung um eine Schlauchbeutelverpackung.Examples of packaging that can be used are stand-up pouches, tubular bags or packaging paper. According to one embodiment, the packaging is tubular bags.
BEISPIELEEXAMPLES
Beispiel 1 - Rohstoffe sowie Herstellung der Streichfarben und der BarrierepapiereExample 1 - Raw materials and production of the coating colors and barrier papers
TrägermaterialCarrier material
Als Trägermaterial wurde in allen Beispielen ein CCK beschichtetes Papier (Strichauftrag: 5 g/m2) aus Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einem Gesamtflächengewicht von 63 g/m2 verwendet.A CCK-coated paper (coating: 5 g/m 2 ) made from hardwood and softwood pulp with a total basis weight of 63 g/m 2 was used as the carrier material in all examples.
Vorbereitung der RohstoffePreparation of raw materials
Alle Wachse und Carbonsäure-Derivate wurden als wässrige Dispersionen eingesetzt, die durch Zugabe von Polyvinylalkohol (ca. 10 Gew.%; Viskosität: 6-9 mPas; 4 %ige wässrige Lösung; Hydrolysegrad: 86,7-88,7 mol%) stabilisiert wurden.All waxes and carboxylic acid derivatives were used as aqueous dispersions, which were stabilized by the addition of polyvinyl alcohol (approx. 10 wt.%; viscosity: 6-9 mPas; 4% aqueous solution; degree of hydrolysis: 86.7-88.7 mol%).
Die Trockengehalte (TG) der Dispersion wurden durch Zugabe von Wasser wie folgt eingestellt: Candelillawachs (44 %), Carnaubawachs (40 %), Stearinsäure (25 %), Palmitinsäure (25 %).The dry contents (DW) of the dispersion were adjusted by adding water as follows: candelilla wax (44%), carnauba wax (40%), stearic acid (25%), palmitic acid (25%).
Schellack (Swanlac® ASL 10, entparaffiniert und entfärbt) wurde in ammoniakalischem Wasser gelöst (TG = 25 %).Shellac (
Methylcellulose (MC) und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) wurden als Feststoffe eingesetzt.Methylcellulose (MC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) were used as solids.
Polyethylenglykol (PEG) 400 wurde ohne vorherige Behandlung eingesetzt.Polyethylene glycol (PEG) 400 was used without prior treatment.
Herstellung der StreichfarbenProduction of the coating colors
Der Feststoffgehalt der Streichfarben liegt zwischen 23 % und 40 % je nach System. Es wurde kein zusätzliches Wasser nach dem Mischen der Komponenten-Dispersionen hinzugegeben. Die Streichfarben wurden durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 80 µm gesiebt und mit einem Hauschild SpeedMixer für 4 min bei 30 mbar und 800 U/min entgast.The solids content of the coating colors is between 23% and 40% depending on the system. No additional water was added after mixing the component dispersions. The coating colors were sieved through a sieve with a mesh size of 80 µm and degassed with a Hauschild SpeedMixer for 4 min at 30 mbar and 800 rpm.
Beschichtung der Basispapiere:Coating of the base papers:
Die Streichfarbe (3-5 mL für DIN A4 Auftrag) wurde mit einem Filmziehgerät mit Rakelstäben (Erichsen) bei Raumtemperatur auf der CCK-beschichteten Seite der Basispapiere (DIN A3) aufgetragen. Dabei wurde der Rakelstab so gewählt, dass das gewünschte Auftragsgewicht von 10 g/m2 erreicht wurde. Das angegebene Flächengewicht bezieht sich auf die getrocknete Schicht.The coating color (3-5 mL for DIN A4 application) was applied to the CCK-coated side of the base paper (DIN A3) at room temperature using a film applicator with doctor bars (Erichsen). The doctor bar was selected so that the desired application weight of 10 g/m 2 was achieved. The specified basis weight refers to the dried layer.
Nach dem Farbauftrag wurden die Papiere direkt mit Magneten auf einer handelsüblichen Pappe geheftet (um ein Zusammenrollen zu vermeiden) und in einem Umluftofen (Memmert; Einstellung: 50 % Klappe, 50 % Lüfter) bei einer Temperatur von 110 °C so lange getrocknet, bis der Barrierefilm vollständig ausgebildet war.After applying the paint, the papers were directly attached to standard cardboard using magnets (to avoid curling up) and dried in a circulating air oven (Memmert; setting: 50% flap, 50% fan) at a temperature of 110 °C until the barrier film was fully formed.
Beispiel 2 - Barrierewirkung von Vergleichsstreichfarben mit einer KomponenteExample 2 - Barrier effect of comparison coating colors with one component
Zunächst wurden Streichfarben aus den Einzelkomponenten Carbonsäurekomponente (Fettsäure), Wachs und Naturharz (Schellack) auf Ihre Wasserdampfbarrierewirkung getestet.First, coating colors made from the individual components carboxylic acid component (fatty acid), wax and natural resin (shellac) were tested for their water vapor barrier effect.
Dazu wurden Streichfarben mit den folgenden Zusammensetzungen gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt:
- • Schellack in Ethanol gelöst (25 wt.%)
- • Schellack in Eisessig gelöst (25 wt.%)
- • Schellack gelöst in 5 wt.% Ammoniumbicarbonat-Lsg (25 wt.%),
- • Candellilawachs-Dispersion (26 wt. %)
- • Carnaubawachs-Dispersion (26 wt %)
- • Palmitinsäure-Dispersion (25 wt.%)
- • Stearinsäure-Dispersion (25 wt.%)
- • Shellac dissolved in ethanol (25 wt.%)
- • Shellac dissolved in glacial acetic acid (25 wt.%)
- • Shellac dissolved in 5 wt.% ammonium bicarbonate solution (25 wt.%),
- • Candelilla wax dispersion (26 wt. %)
- • Carnauba wax dispersion (26 wt %)
- • Palmitic acid dispersion (25 wt.%)
- • Stearic acid dispersion (25 wt.%)
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das vorbeschichtete Basispapier, wie unter Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug jeweils 10 g/m2. Die Trocknungszeit lag bei etwa 1-1,5 min bei einer Temperatur von etwa 110 °C.To produce coated papers, the coating colors were applied to the pre-coated base paper as described in Example 1. The application weight was 10 g/m 2 in each case. The drying time was about 1-1.5 minutes at a temperature of about 110 °C.
Die Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) wurde unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse dieser Messung sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: WVTR von Vergleichs-Barrierepapieren Streichfarbenschichten aus einzelnen Komponenten
Ein Barrierepapier mit einer Beschichtung aus Schellack alleine zeigt mit WVTR-Werten von über 200 g/m2d nur eine geringe Wasserdampfbarrierewirkung. Die WVTR von Barrierepapieren mit Schichten aus natürlichen Wachsen und Fettsäuren ist dagegen schon deutlich niedriger. Allerdings kommt es insbesondere bei den Beschichtungen mit den Fettsäuren zu inhomogener Filmbildung und dadurch zu Schwankungen in der WVTR über die Fläche des Barrierepapiers.A barrier paper with a coating of shellac alone shows only a low water vapor barrier effect with WVTR values of over 200 g/m 2 d. The WVTR of barrier papers with layers of natural waxes and fatty acids, on the other hand, is significantly lower. However, particularly with coatings containing fatty acids, inhomogeneous film formation occurs and thus fluctuations in the WVTR across the surface of the barrier paper.
Beispiel 3 - Charakterisierung von erfindungsgemäßen binären StreichfarbenExample 3 - Characterization of binary coating colors according to the invention
3.1 Binäre Streichfarbe aus Schellack und Candelillawachs3.1 Binary coating color made from shellac and candelilla wax
3.1.1. Auftrag mittels Rakel3.1.1. Application using a squeegee
In dieser Versuchsreihe wurden binäre Streichfarben aus Schellack und Candelillawachs auf ihre Wasserdampfbarrierewirkung getestet.In this series of experiments, binary coating colours made of shellac and candelilla wax were tested for their water vapor barrier effect.
Dazu wurden Streichfarben mit den unterschiedlichen Anteilen Schellack und Candelillawachs sowie PVA (6-9 mPas (4%ige wässrige Lösung; Hydrolysegrad: 86,7-88,7 mol%) gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Die Zusammensetzungen hatten ein Verhältnis von Candelillawachs-Dispersion zu Schellack von 0:100, 20:80, 40:60, 60:40, 80:20 und 100:0.For this purpose, coating colors with different proportions of shellac and candelilla wax as well as PVA (6-9 mPas (4% aqueous solution; degree of hydrolysis: 86.7-88.7 mol%) were produced according to the description in Example 1. The compositions had a ratio of Candelilla wax dispersion to shellac of 0:100, 20:80, 40:60, 60:40, 80:20 and 100:0.
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das Basispapier wie unter Beispiel 1 beschrieben aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug 10 g/m2.To produce coated papers, the coating colors were applied to the base paper as described in Example 1. The application weight was 10 g/m 2 .
Zusätzlich wurde die Zusammensetzung mit dem Verhältnis Candelillawachs-Dispersion zu Schellack von 20: 80 mit unterschiedlichen Auftragsgewichten im Bereich von 5 bis 30 g/m2 aufgetragen.In addition, the composition with a ratio of candelilla wax dispersion to shellac of 20:80 was applied with different application weights in the range from 5 to 30 g/m 2 .
In den Beispielen erfolgte die Trocknung bei einer konstanten Temperatur zwischen 90 - 120 °C für eine definierte Zeit. Die Trocknungszeit ist so kurz wie möglich gewählt, d. h. bis der Film vollständig ausgebildet ist (optisch durch einen homogenen Glanz erkennbar), ohne ein weiteres tempern. Ein längeres Trocknen bewirkt eine Imprägnierung, die sich negativ auf die Barrierewirkung der beschichteten Papiere auswirkt. Vorliegend lag die Trocknungszeit jeweils bei etwa 1-1,5 min bei einer Temperatur von etwa 110 °C.In the examples, drying was carried out at a constant temperature between 90 - 120 °C for a defined time. The drying time is chosen to be as short as possible, i.e. until the film is completely formed (visually recognizable by a homogeneous shine), without further tempering. Longer drying results in impregnation, which has a negative effect on the barrier effect of the coated papers. In this case, the drying time was around 1-1.5 minutes at a temperature of around 110 °C.
Die Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) wurde nach der Bechermethode unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse sind in den
Die Ergebnisse sind in den
Durch die Mischung von Schellack und den Wachsdispersionen werden die Filmbildungs- und Trocknungseigenschaften bei Auftrag der Streichfarbe auf das Trägerpapier verbessert. Zudem wiesen die binären Streichfarbenschichten bei einem Auftragsgewicht von 10 g/m2 eine verbesserte WVTR im Vergleich zu den Einzelkomponentenschichten auf. Für die WVTR konnte dabei durch die Variation der Anteile von Schellack und Wachs ein Minimum bei einem Verhältnis von Schellack zu Candelillawachs von 1:5 (20:80) bestimmt werden. Durch die Mischung der Wachsdispersion mit Schellack kann zudem der Anteil des prozessbedingten PVAs reduziert werden.By mixing shellac and the wax dispersions, the film forming and drying properties are improved when the coating color is applied to the backing paper. In addition, the binary coating color layers had an improved WVTR compared to the individual component layers at an application weight of 10 g/m 2 . For the WVTR, by varying the proportions of shellac and wax, a minimum of a ratio of shellac to candelilla wax of 1:5 (20:80) could be determined. By mixing the wax dispersion with shellac, the proportion of process-related PVA can also be reduced.
Auch das Auftragsgewicht hatte einen signifikanten Einfluss auf die WVTR. Bei Reduzierung des Auftragsgewichts auf 5 g/m2 stieg die WVTR von etwa 40 g/m2d auf über 80 g/m2d. Bei Erhöhung des Auftragsgewichts war es dagegen möglich WVTR Werte von annähernd 0 g/m2d zu erreichen. Das Minimum der WVTR lag bei Auftragsgewichten von etwa 15 g/m2.The order weight also had a significant influence on the WVTR. When the application weight was reduced to 5 g/m 2 , the WVTR increased from approximately 40 g/m 2 d to over 80 g/m 2 d. By increasing the application weight, however, it was possible to achieve WVTR values of approximately 0 g/m 2 d. The minimum WVTR was at application weights of approximately 15 g/m 2 .
3.1.2. Auftrag mittels Curtain Coating3.1.2. Application using curtain coating
Durch die Zugabe von für den Fachmann bekannten Prozessadditiven (z. B. Verdicker und Tenside) konnte eine erfindungsgemäße Streichfarbe bestehend aus 80 % Candelillawachs-Dispersion und 20 % Schellack-Lösung mit dem Curtain-Coating-Beschichtungsverfahren bei einer Betriebsgeschwindigkeit der Streichanlage von mindestens 200 m/min aufgetragen und getrocknet werden. Die erhaltenen Papiere weisen eine WVTR von 27,4 ± 2,0 g/m2d auf.By adding process additives known to those skilled in the art (e.g. thickeners and surfactants), a coating color according to the invention consisting of 80% candelilla wax dispersion and 20% shellac solution could be produced using the curtain coating coating process at an operating speed of the coating system of at least 200 m/min and dried. The papers obtained have a WVTR of 27.4 ± 2.0 g/m 2 d.
3.1.3. Lagerstabilität3.1.3. Storage stability
Die gemäß 3.1.2 hergestellten gestrichenen Papiere mit einer Streichfarbenschicht bestehend aus Candelillawachs-Dispersion und Schellack wurden auf die Lagestabilität untersucht.The coated papers produced according to 3.1.2 with a coating layer consisting of candelilla wax dispersion and shellac were examined for positional stability.
Die Papiere wurde nach 10, 75, 100, 150 und 200 Tagen Lagerung bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit auf ihre Wasserdampfbarrierewirkung getestet.The papers were tested for their water vapor barrier effect after 10, 75, 100, 150 and 200 days of storage at 23 °C and 50 % relative humidity.
Die Ergebnisse sind in
3.2 Binäre Streichfarbe aus Schellack und Stearinsäure3.2 Binary coating colour made from shellac and stearic acid
In dieser Versuchsreihe wurden binäre Streichfarben aus Schellack und Stearinsäure auf ihre Wasserdampfbarrierewirkung untersucht.In this series of tests, binary coating colors made from shellac and stearic acid were examined for their water vapor barrier effect.
Dazu wurden Streichfarben mit den unterschiedlichen Anteilen Schellack und Stearinsäure gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Die exakten Zusammensetzungen sind der Tabelle 2 zu entnehmen.For this purpose, coating colors with different proportions of shellac and stearic acid were prepared as described in Example 1. The exact compositions can be found in Table 2.
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das Basispapier, wie unter Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug 10 g/m2.To produce coated papers, the coating colors were applied to the base paper as described in Example 1. The application weight was 10 g/m 2 .
Die Trocknungszeit lag jeweils bei etwa 2-2,5 min bei einer Temperatur von etwa 90 °C.The drying time was about 2-2.5 minutes at a temperature of about 90 °C.
Die WVTR wurde unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: WVTR erfindunsemäßer binärer Barrierepapiere
Bei der Herstellung der binären Streichfarbenschichten aus Schellack und Stearinsäure wurden im Vergleich zu den Einzelkomponentenschichten zum einen verbesserte Filmbildungs- und Trocknungseigenschaften beobachtet. Zum anderen wiesen die binären Streichfarbenschichten bei einem Auftragsgewicht von 10 g/m2 eine verbesserte WVTR im Vergleich zu den Einzelkomponentenschichten auf. Es wird davon ausgegangen, dass durch das Einbringen des Schellacks das Auskristallisieren der Stearinsäure an der Oberfläche eingeschränkt wird, wodurch eine Verbesserung der Wasserdampfbarriere und der Homogenität der Striche einhergeht. Für die WVTR konnte dabei durch die Variation der Anteile von Schellack und Stearinsäure-Dispersion ein Minimum bei einem Verhältnis von Schellack zu Stearinsäure von etwa 3:1 (25:75) bestimmt werden. Durch die Mischung der Stearinsäure mit Schellack kann zudem der Anteil des prozessbedingten PVAs reduziert werden.When producing the binary coating layers from shellac and stearic acid, improved film formation and drying properties were observed compared to the individual component layers. On the other hand, the binary coating color layers had an improved WVTR compared to the individual component layers at an application weight of 10 g/m 2 . It is assumed that the introduction of shellac limits the crystallization of stearic acid on the surface, thereby improving the water vapor barrier and the homogeneity of the lines. For the WVTR, by varying the proportions of shellac and stearic acid dispersion, a minimum was determined at a ratio of shellac to stearic acid of approximately 3:1 (25:75). By mixing stearic acid with shellac, the proportion of process-related PVA can also be reduced.
Beispiel 4 - Charakterisierung von erfindungsgemäßen ternären StreichfarbenExample 4 - Characterization of ternary coating colors according to the invention
4.1 Ternäres System aus Candelillawachs, Carnaubawachs und Schelllack4.1 Ternary system made of candelilla wax, carnauba wax and shellac
In dieser Versuchsreihe wurden ternäre Streichfarben aus Candelillawachs, Carnaubawachs und Schellack auf ihre Wasserdampfbarrierewirkung untersucht.In this series of experiments, ternary coating colours made from candelilla wax, carnauba wax and shellac were investigated for their water vapor barrier effect.
Dazu wurden Streichfarben mit den unterschiedlichen Anteilen Candelillawachs, Carnaubawachs und Schelllack sowie PVA (6-9 mPas 4%ige wässrige Lösung; Hydrolysegrad: 86,7-88,7 mol%) gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Die Verhältnisse der Komponenten in den Zusammensetzungen sind der Tabelle 3 zu entnehmen.For this purpose, coating colors with different proportions of candelilla wax, carnauba wax and shellac as well as PVA (6-9 mPas 4% aqueous solution; degree of hydrolysis: 86.7-88.7 mol%) were produced according to the description in Example 1. The ratios of the components in the compositions can be found in Table 3.
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das Basispapier, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug 10 g/m2.To produce coated papers, the coating colors were applied to the base paper as described in Example 1. The application weight was 10 g/m 2 .
Die Trocknungszeit lag jeweils bei etwa 1-2 min bei einer Temperatur von etwa 110 °C.The drying time was around 1-2 minutes at a temperature of around 110 °C.
Die Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) wurde unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: WVTR erfindungsgemäßer ternärer Barrierepapiere
Barrierepapiere mit ternären Schichten aus aus Schellack, Candelillawachs und Carnaubawachs erreichen bei einem Auftragsgewicht von 10 g/m2 ebenfalls sehr niedrige WVTR-Werte von unter 20 g/m2d erreicht werden. Zudem kann mit diesen ternären Schichten eine Fettdichtigkeit nach dem Palmkernfetttest (EN ISO 53116) erzielt werden.Barrier papers with ternary layers of shellac, candelilla wax and carnauba wax also achieve very low WVTR values of less than 20 g/m 2 d at an application weight of 10 g/m 2 . In addition, these ternary layers can achieve grease resistance according to the palm kernel fat test (EN ISO 53116).
4.2 Ternäres System aus Candelillawachs, Stearinsäure und Schellack4.2 Ternary system made of candelilla wax, stearic acid and shellac
In dieser Versuchsreihe wurden ternäre Streichfarben aus Candelillawachs, Stearinsäure und Schellack auf ihre Wasserdampfbarrierewirkung getestet.In this series of experiments, ternary coating colours made from candelilla wax, stearic acid and shellac were tested for their water vapor barrier effect.
Dazu wurden Streichfarben mit den unterschiedlichen Anteilen Candelillawachs, Stearinsäure und Schellack gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Die Verhältnisse der Komponenten in den Zusammensetzungen sind den Tabellen 4 und 5 zu entnehmen.For this purpose, coating colors with different proportions of candelilla wax, stearic acid and shellac were produced as described in Example 1. The ratios of the components in the compositions can be found in Tables 4 and 5.
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das Basispapier wie in Beispiel 1 beschrieben aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug konstant 10 g/m2. Die Trocknungszeit lag jeweils bei etwa 1-2 min bei einer Temperatur von etwa 120 °C.To produce coated papers, the coating colors were applied to the base paper as described in Example 1. The coating weight was a constant 10 g/m 2 . The drying time was about 1-2 minutes at a temperature of about 120 °C.
Die Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) wurde unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 4 und 5 dargestellt. Tabelle 4: WVTR erfindungsgemäßer ternärer Barrierepapiere mit hoher Schellackkonzentration
Barrierepapiere mit ternären Schichten aus Schellack, Candelillawachs und Sterainsäure erreichen bei einem Auftragsgewicht von 10 g/m2 ebenfalls sehr niedrige WVTR-Werte von unter 20 g/m2d erreicht werden. Zudem führen einige Zusammensetzungen der Schichten, insbesondere mit einem hohen Anteil an Schellack und/oder Stearinsäure, zu einer guten Überstreichbarkeit der Streichfarbenschicht mit wasserbasierten Barrieren, wie Sauerstoffbarrieren oder Siegelmedien. Obwohl Schellack als Einzelkomponenten eine schlechte Wasserdampfbarriere mit hohen WVTR Werten, konnte im ternären System selbst mit einem Anteil von 50 % Schellack WVTR Werten von unter 20 g/m2d erzielt werden.Barrier papers with ternary layers of shellac, candelilla wax and steraic acid also achieve very low WVTR values of less than 20 g/m 2 d with an application weight of 10 g/m 2 . In addition, some compositions of the layers, in particular with a high proportion of shellac and/or stearic acid, lead to the coating color layer being easy to paint over with water-based barriers, such as oxygen barriers or sealing media. Although shellac as individual components a poor water vapor barrier with high WVTR values, WVTR values of less than 20 g/m 2 d could be achieved in the ternary system even with a proportion of 50% shellac.
Beispiel 5: Charakterisierung von erfindungsgemäßen Streichfarben mit FilmbildnerExample 5: Characterization of coating colors according to the invention with film formers
5. 1 Variation der Filmbildnerzusammensetzung5. 1 Variation of the film former composition
In dieser Versuchsreihe wurde der Einfluss von Filmbildnern auf die Wasserdampfbarrierewirkung von Stearinsäure-Streichfarben untersucht.In this series of experiments, the influence of film formers on the water vapor barrier effect of stearic acid coating colors was investigated.
Dazu wurden Streichfarben mit der Grundzusammensetzung gemäß Tabelle 6 entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt: Tabelle 6: Grundzusammensetzun
Die verwendeten MC und HPMC unterscheiden sich wie folgt:.
- HPMC1: Viskosität (2% aq.) 3 mPas; DS = 1,9; MS = 0,23
- HPMC2: Viskosität (2% aq.) 50 mPas; DS = 1,9; MS = 0,23
- HPMC3: Viskosität (2% aq.) 50 mPas; DS = 1,8; MS = 0,13
- MC1: Viskosität (2% aq.) 4 mPas; DS = 1,8
- MC2: Viskosität (2% aq.) 25 mPas; DS = 1,8
- MC3: Viskosität (2% aq.) 400 mPas; DS = 1,8
- HPMC1: Viscosity (2% aq.) 3 mPas; DS = 1.9; MS = 0.23
- HPMC2: Viscosity (2% aq.) 50 mPas; DS = 1.9; MS = 0.23
- HPMC3: Viscosity (2% aq.) 50 mPas; DS = 1.8; MS = 0.13
- MC1: Viscosity (2% aq.) 4 mPas; DS = 1.8
- MC2: Viscosity (2% aq.) 25 mPas; DS = 1.8
- MC3: Viscosity (2% aq.) 400 mPas; DS = 1.8
Zur Herstellung von gestrichenen Papieren wurden die Streichfarben auf das Basispapier, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen. Das Auftragsgewicht betrug 10 g/m2. Die Trocknungszeit lag jeweils bei etwa 1-1,5 min bei einer Temperatur von etwa 110 °C.To produce coated papers, the coating colors were applied to the base paper as described in Example 1. The application weight was 10 g/m 2 . The drying time was about 1-1.5 minutes at a temperature of about 110 °C.
Die Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) wurde unter tropischen Bedingungen (38 °C, 90 % RH) nach DIN 53122 1 / DIN 53122 A (rel.: ISO 2528:1995, ASTM E 96) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt. Tabelle7: Einfluss der Filmbildner auf die WVTR
Es zeigte sich, dass die WVTR der Barrierepapiere mit zunehmender Viskosität der eingesetzten MC und HPMC sinkt.It was shown that the WVTR of the barrier papers decreases with increasing viscosity of the MC and HPMC used.
5.2 Variation der Fettsäurekomponente5.2 Variation of the fatty acid component
Der Versuch entspricht dem unter 5. 1 beschriebenen. Anstelle von Stearinsäure werden Palmitinsäure oder Mischungen der beiden Fettsäuren eingesetzt. Tabelle 8: Streichfarbenzusammensetzungen
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of the device according to the invention, reference is made to the general part of the description and to the appended claims in order to avoid repetition.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Erzeugnisse lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht beschränken.Finally, it should be expressly pointed out that the embodiments of the products according to the invention described above serve only to explain the claimed teaching, but do not limit it.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2006096981 A [0007]JP 2006096981 A [0007]
- WO 2020152292 A1 [0008]WO 2020152292 A1 [0008]
- WO 2020011824 A1 [0009]WO 2020011824 A1 [0009]
- US 9902815 B2 [0010]US 9902815 B2 [0010]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN 53122-1 [0008, 0009]DIN53122-1 [0008, 0009]
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