DE1276993B - Gegen Licht und Wasserdampf weitgehend undurchlaessiges Verpackungsmaterial auf Zellulosebasis - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int α.:

D21h

B65d

Deutsche Kl.: 55 f-15/20
81 c -26/0£

Nummer: 1276 993

Aktenzeichen: P 12 76 993.6-45 (F 20367)

Anmeldetag: 23. Mai 1956

Auslegetag: 5. September 1968

Die Erfindung betrifft ein gegen Licht und Wasserdampf weitgehend undurchlässiges Verpackungsmaterial, wie es für die Umhüllung von fetten und fetthaltigen Stoffen, etwa Molkereierzeugnissen, wie Butter, Käse od. dgl., benötigt wird. Es hat sich gezeigt, daß fetthaltige Stoffe in beträchtlichem Maß an Lagerfähigkeit einbüßen, wenn Wasserdampf aus dem eingelagerten Gut entweicht oder Licht — besonders UV-Strahlung — zu dem eingelagerten Gut Zutritt erhält.

Seit langem ist man daher bemüht, Verpackungsmaterialien herzustellen, die den obengenannten Anforderungen entsprechen. Das für die Verpackung von Butter, Käse usw. schon seit langem verwendete Pergament besitzt zwar eine ausgezeichnete Fettdichtigkeit, ist für Licht und Wasserdampf jedoch in hohem Maß durchlässig. So hat man Pergament für Licht und Wasserdampf beispielsweise dadurch undurchlässig gemacht, daß man mit Hilfe einer Klebstoffschicht eine Metallfolie oder eine gefärbte Kunststoffolie auf das Pergament aufkaschierte oder durch Auftragen eines metallpulverhaltigen Lackes eine Schutzschicht auf dem Pergament erzeugte. Diese Verfahren sind teils umständlich, teils aufwendig und, soweit bei ihnen organische Lösungsmittel zum Auflösen der benötigten Kleb- oder Lackstoffe verwendet werden, obendrein noch gefährlich in der Handhabung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verpackungsmaterial von erhöhter Undurchlässigkeit auch gegen Licht, insbesondere ultraviolette Strahlung, und gegen Wasserdampf zu schaffen, und das nach einem, möglichst einfachen Verfahren.

Eine Methode, dem Pergament eine gewisse Undurchläsigkeit gegenüber UV-Strahlen zu verleihen, besteht darin, Pergament mit bestimmten farblosen organischen Substanzen, die jedoch im UV-Gebiet ein starkes Absorptionsvermögen aufweisen, zu imprägnieren. Durch ein derartiges Verfahren läßt sich naturgemäß eine Undurchlässigkeit gegenüber Wasserdampf nicht erzielen. Um Zellulosefolien undurchsichtig zu machen, ist es auch bekannt, diese mindestens auf einer Seite mit einem pigmenthaltigen Lack zu überziehen. Auch einem solchen Verfahren haften alle Nachteile an, die das Arbeiten mit organischen Lösungsmitteln mit sich bringt, insbesondere auch in Iebenmittelrechtlicher Sicht.

Es wurde nun gefunden, daß man auch mit wesentlich einfacheren und billigeren Mitteln Verpackungsmaterialien mit der gewünschten Undurchlässigkeit gegenüber Licht und Wasserdampf dadurch erzeu-

Gegen Licht und Wasserdampf weitgehend
undurchlässiges Verpackungsmaterial auf
Zellulosebasis

Anmelder:

Feldmühle Aktiengesellschaft,

4000 Düsseldorf, Burggrafenstr. 7

Als Erfinder benannt:

Dr. Theodor Ploetz, 4033 Hösel;

Dr. Örnulf Arneberg, Biberist (Schweiz);

Dr. Kurt Hahnfeld, 4060 Viersen

gen kann, daß man Streichmassen von der Art, wie sie bisher schon auf dem Gebiet der Papierstreicherei, beispielsweise bei der Herstellung von Kunstdruckpapieren, als Aufstrich für saugfähige Papiere benutzt werden, also Gemische aus nichtmetallischen Pigmenten mit geeigneten Bindemitteln in wäßriger Dispersion als Aufstrich auf fettdichte Folien mit glatter und geschlossener Oberfläche, im wesentlichen aus Zellulose oder regenerierter Zellulose bestehend, aufträgt und damit den genannten Trägermaterialien neben der bereits vorhandenen Fettdichtigkeit die gewünschte Undurchlässigkeit gegenüber Wasserdampf und Licht verleiht.

Unter Ausnutzung dieser bisher noch nicht ausgewerteten Eigenschaft dieser Streichmassen besteht die Erfindung in einem gegen Licht und Wasserdampf weitgehend undurchlässigen Verpackungsmaterial für Lebensmittel, insbesondere für Fette und Milcherzeugnisse, bestehend aus einem Trägermaterial und einem pigmenthaltigen Überzug, das gekennzeichnet ist durch eine fettdichte Folie mit glatter und geschlossener Oberfläche, die im wesentlichen aus Zellulose oder regenerierter Zellulose besteht, und einem von der Herstellung von Kunstdruckpapieren her bekannten, aus wäßriger Dispersion aufgebrachtem Streichmasseüberzug aus einem Gemisch anorganischer, nichtmetallischer Lichtstrahlen reflektierender Pigmente und einem kunstharzhaltigen, wasserdampfundurchlässigen Bindemittel, wobei der Pigmentanteil im Bindemittel 35 bis 65% beträgt.

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Als bevorzugt geeignet als Trägermaterial hat sich Pergament erwiesen. Aus diesem Grund wird nachfolgend die Erfindung am Beispiel von Pergament als Trägermaterial beschrieben.

Dieser Verpackungsstoff gleicht in seinem Äußeren einem guten undurchsichtigen Papier und ist dabei Papier mit den üblichen Mitteln einwandfrei und wirkungsvoll bedruckbar. Bei Anwendung der bei Kunstdruckpapieren üblichen Strichstärken ist der Verpakkungsstoff dabei völlig undurchlässig für ultraviolette Strahlen, außerdem zeigt er eine für die meisten Verpackungszwecke völlig ausreichende Undurchlässigkeit für Lichtstrahlen und Wasserdampf, wobei der Lichtdurchtritt durch das Pigment, der Wasserdampfdurchtritt durch das kunstharzhaltige Bindemittel verhindert wird. Überraschend ist auch, daß sich bei der Verwendung kunstharzhaltiger Bindemittel eine ausreichende Haftung des Aufstriches auf der Grundschicht ergibt, trotzdem es sich um eine Grundschicht mit glatter geschlossener Oberfläche handelt und bis- ao her Streichmassen der angegebenen Art nur bei der Herstellung von Kunstdruckpapieren als Aufstrich für saugfähige Papiere Verwendung fanden.

Es wurde ferner gefunden, daß die Haftfestigkeit noch erheblich durch einen Zusatz eines wärmehärtbaren stickstoffhaltigen Kunstharzes zur Streichmasse verbessert werden kann. Auf diese Weise kann die Haftfestigkeit bis zur vollen Naßfestigkeit gesteigert werden, wobei in diesem Fall der Begriff der Naßfestigkeit den Widerstand des Erzeugnisses gegen das Loslösen der beiden Schichten (Pergamentgrundschicht und Streichmasseschicht) voneinander bei der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wasser bedeutet. Eine volle Naßfestigkeit ist also erreicht, wenn sich die beiden Schichten auch nach stundenlanger Einlagerung in Wasser nicht voneinander trennen. Auch das Erreichen dieser Naßfestigkeit beim Verpackungsstoff nach der Erfindung war nicht vorhersehbar, da die Pergamentbahn als solche bekanntlich in Wasser quellfähig ist.

Ein besonders zweckmäßiges Verfahren zum Herstellen des Verpackungsmaterials gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Aushärtung des wärmehärtbaren Kunstharzes bzw. des wasserlöslichen Bindemittels erst im Anschluß an den Auftrag der Streichmasse, zweckmäßig gleichzeitig mit der Trock-Dung dieser Masse, durchgeführt wird.

Es ist übrigens bekannt, die Quellfähigkeit des Pergaments durch Imprägnierungen, insbesondere durch Imprägnieren mit stickstoffhaltigen Harzen, zu vermindern. Dementsprechend kann auch bei der Herstellung des Verpackungsstoffes nach der Erfindung von einer Pergamentbahn ausgegangen werden, deren Quellfähigkeit durch Imprägnierung vermindert ist und die dadurch auch schon eine verbesserte Haftfestigkeit für aufgebrachte Beschichtungen aufweist. Auch in diesen Fällen ist die Naßfestigkeit ohne weiteres erzielbar, wenn eine Aufstrichmasse verwendet wird, deren Kunstharzanteil so hoch ist, wie es zur Erzielung eines naßwischfesten Aufstriches ausreichend ist. Bei ungefähr gleichen Anteilen von Pigment und Kunstharzen ist die erforderliche Naßwischfestigkeit bei Verwendung der üblichen Pigmente und geeigneter Kunstharzbindemittel meist gegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung, die sich nicht nur auf den Verpackungsstoff als solchen, sondern auch auf Verfahren zu seiner Herstellung bezieht, ergeben sich aus den folgenden Beispielen für die Herstellung gestrichener Pergamente nach der Erfindung.

Beispiel 1

Eine neutrale Pergamentbahn, aus reiner Zellulose durch Behandlung mit Schwefelsäure hergestellt, im Gewicht von 45 g/m², wird einseitig auf einer aus der Streichpapierindustrie bekannten Vorrichtung mit einer Masse von folgender Zusammensetzung gestrichen:

60 Teile Titandioxyd (pigmentfein), 40 Teile China Clay,

60 Teile der wäßrigen Dispersion eines Polyvinyl-Acryl-Polymerisatgemisches,

40 Teile einer handelsüblichen härtbaren MeI-aminharzdispersion.

Diese Angaben gelten jeweils für die Trockensubstanz. Nach dem Auftragen der Streichmasse erfolgt die Trocknung der Masse und gleichzeitig das Aushärten der Harzanteile auf Heizzylindern bei einer Temperatur von etwa 100⁰C. Das Erzeugnis ist bei einem Aufstrichgewicht von 24 g/m² völlig undurchlässig für ultraviolette Strahlen und hat bei einer Opazität von etwa 86% eine genügende Undurchlässigkeit für sichtbares Licht und für Wasserdampf. Es ist auch fester als die unbehandelte Pergamentbahn, was insbesondere durch eine Erhöhung der Falzzahl um mehr als 2O°/o zum Ausdruck kommt. Auch infolge der erhöhten Falzzahl ist es als Einwickler für die Verpackung empfindlicher Güter besonders geeignet. Die gestrichene Fläche hat bei hoher Weiße den matten Glanz gestrichener Kunstdruckpapiere und läßt sich mit den üblichen Mitteln gut und wirkungsvoll bedrucken. Der Aufstrich ist naßwischfest, und das gesamte Erzeugnis ist naßfest, d. h., die beiden Schichten trennen sich nicht, auch nach stundenlanger Einlagerung in Wasser.

Beispiel 2

Die im Beispiel 1 erwähnte Pergamentbahn wird einseitig mit einer wäßrigen Lösung (3,5%) eines noch wasserlöslichen Harnstoffaldehydvorkondensats befeuchtet, wobei sie 0,9 g/m² des Kunststoffs aufnimmt. Die Bahn wird bei mäßiger Erwärmung getrocknet, so daß ein vorzeitiges Aushärten des Kunststoffs vermieden wird.

Dann wird eine Streichmasse von folgender Zusammensetzung aufgetragen:

60 Teile Titandioxyd (pigmentfein), 40 Teile China Clay,

100 Teile Polyvinyl-Acryl-Polymerisatgemischin Form wäßriger Dispersion.

Nach dem Auftragen der Streichmasse erfolgt die Trocknung der Masse und gleichzeitig das Aushärten des Harnstoffharzes auf Heizzylindern bei Temperaturen von etwa 100° C.

Auch das so gewonnene Erzeugnis weist bei einer Aufstrichstärke von etwa 22 g/m² die beim Beispiel 1 genannten guten Eigenschaften auf.

Beispiel 3

Die im Beispiel 1 erwähnte Pergamentbahn wird durch einen Behälter gezogen, der eine wäßrige

5°/oige Melaminlösung enthält. Sie nimmt bei diesem Imprägnierungsvorgang etwa 1 g/m² der Trockensubstanz des Imprägniermittels auf. Nach dem Trocknen der Bahn bei geringen, etwa unter 60° C liegenden Temperaturen erfolgt wie beim Beispiel 2 das Auftragen einer Streichmasse. Als Bindemittel der Streichmasse wird dabei an Stelle der Kunstharzdispersion die Mischung einer solchen Dispersion mit einer Caseinlösung in der bei Streichmassen üblichen Art verwendet, wobei, jeweils als Trockensubstanz gerechnet, die Kunstharzmenge etwas größer als die Caseinmenge ist. Nach teilweiser Trocknung der Streichmasse erfolgt zunächst noch der Auftrag einer Formaldehydlösung, mit der das Casein gehärtet und wasserfest gemacht wird, und anschließend die endgültige Trocknung des Erzeugnisses und gleichzeitig das Aushärten des Imprägnierharzes bei hoher Temperatur.

Auch das so gewonnene Erzeugnis weist bei einer Aufstrichstärke von etwa 20 g/m² die beim Beispiel 1 ao genannten guten Eigenschaften auf.

Wie aus den geschilderten Beispielen hervorgeht, sind für das neue Erzeugnis beliebige Aufstrichmassen verwendbar, soweit sie die sogenannte Naßwischfestigkeit aufweisen, also am fertigen Erzeugnis eine wasserabweisende Oberfläche. Als Pigment ist jeder hierfür geeignete Stoff verwendbar, also auch etwa farbige Pigmente, mit denen dem Erzeugnis jede gewünschte Färbung gegeben werden kann. Zu bevorzugen sind Pigmente mit großer Feinheit, deren Lichtbrechungswert möglichst weit von dem des Bindemittels abweicht, wie dies bei dem in den Beispielen erwähnten Titandioxyd der Fall ist, da mit solchen Pigmenten auch schon in einer verhältnismäßig dünnen Schicht die nötige Lichtundurchlässigkeit erreicht wird. Die Erfindung ist dabei nicht auf die Verwendung von vegetabilischem Pergament, also dem sogenannten echten Pergament, beschränkt, es können auch Pergamentersatzstoffe als Grundschicht und Träger der Streichschicht dienen, also etwa Pergamin oder andere Folien aus Stoffen, die im wesentlichen Zellulose oder regenerierte Zellulose enthalten und eine glatte und geschlossene Oberfläche aufweisen.

Claims (5)

Patentansprüche: 45

1. Gegen Licht und Wasserdampf weitgehend undurchlässiges Verpackungsmaterial für Lebensmittel, insbesondere für Fette und Milcherzeugnisse, bestehend aus einem Trägermaterial und einem pigmenthaltigen Überzug, gekennzeichnet durch eine fettdichte Folie mit glatter und geschlossener Oberfläche, die im wesentlichen aus Zellulose oder regenerierter Zellulose besteht, und einem von der Herstellung von Kunstdruckpapieren her bekannten, aus wäßriger Dispersion aufgebrachtem Streichmasseüberzug aus einem Gemisch anorganischer, nichtmetallischer, Lichtstrahlen reflektierender Pigmente und einem kunstharzhaltigen, wasserdampfundurchlässigen Bindemittel, wobei der Pigmentanteil im Bindemittel 35 bis 65 % beträgt.

2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial Pergament ist.

3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Streichmasse ein wärmehärtbares, stickstoffhaltiges Kunstharz nach Art der Harnstoffaldehyd- bzw. Melaminharze enthalten ist.

4. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streichmasseüberzug noch weitere wasserempfindliche Bindemittel, wie Casein, Stärke oder modifizierte Stärke enthält.

5. Verfahren zur Herstellung von Verpackungsmaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung des wärmehärtbaren Kunstharzes bzw. der wasserlöslichen Bindemittel erst im Anschluß an den Auftrag der Streichmasse, zweckmäßig gleichzeitig mit der Trocknung dieser Masse, durchgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 638 319, 866596, 899;

österreichische Patentschriften Nr. 180 232,
854;

schweizerische Patentschriften Nr. 199 255,
004;

britische Patentschrift Nr. 429 675 aus dem Jahre 1935;

»Die neue Verpackung« (1955), S. 373; (1950), S. 364 bis 366;

Allgemeine Papier-Rundschau (1954), S. 46 bis 51;

F. Kainer, Chemische Technologie in Einzeldarstellungen: »Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate« (1951), S. 507.

Werkstoffe und Korrosion (1954), H. 1, S. 35;

Kunststoffe, 36 (1946), H. 5/6, S. 124, rechte Spalte, letzter Absatz;

K. Engel, »Naßfeste Papiere« (1955), S. 27, vorletzter Absatz;

F. OhI, »Imprägnieren von Papier und Pappe« (1954), S. 72 bis 81;

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