DE1546897A1 - Geschichtetes Papiermaterial - Google Patents

Geschichtetes Papiermaterial

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DE1546897A1 DE19651546897 DE1546897A DE1546897A1 DE 1546897 A1 DE1546897 A1 DE 1546897A1 DE 19651546897 DE19651546897 DE 19651546897 DE 1546897 A DE1546897 A DE 1546897A DE 1546897 A1 DE1546897 A1 DE 1546897A1
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Description

Geschichtetes Papiermaterial 15 4 6 8 9 7
Die vorliegende Erfindung betrifft ein geschichtetes Papiermaterial, insbesondere -ein solches, das zur Verpackung von Lebensmitteln und anderen Konsumartikeln geeignet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Aufgabe zu Grunde, ein geschichtetes Papiermaterial zu schaffen, das eine Reihe von Eigenschaften aufweist, nämlich ein gutes Aussehen, Geruchfreiheit, leichtes Gewicht, Haltbarkeit, Festigkeit und VerSchweißbarkeit«
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Papierbelag der Schichtung eine Schicht aus filmbildendem, nicht aromatischem Kohlenwasserstoffolefinpolymer, die Polymerschicht einen Metallbelag und der Metallbelag wiederum eine Schicht aus filmbildendem, nicht aromatischem Kohlenwasserstoffolefinpolymer besitzt.
Die Herateilung einer derartigen Schichtung erfolgt dadurch, daß man zunächst z.Be durch Extrusion eine geschmolzene lage eines filmbildenden, nicht aromatischen Kohlenwasserstofföle— finpolymers auf einetPapierunterläge bringt, die aufgebrachte
■ - ■..;... ' ^1- nO9B/,3/"U2 4 BADGfIGlNM.
Schicht sich verfestigen läßt, eine ununterbrochene Metallschicht auf den Polymerbelag aufdampft und den Ketallbelag sodann wiederum mit einer Polymerschicht der erwähnten Art versieht· Zum Zwecke der Verfestigung kann der aufgebrachte Polymerbelag mittels einer glatten, blanken, abkühlenden Walze behandelt werden· Damit ergibt sich ein ununterbrochener Olefinpolymerbelag auf dem Papier, welcher besonders dazu geeignet ist, mit einer Metallaufdampfung, a»Bo einem Vacuum, versehen zu werden.
In der beiliegenden Zeichnung zeigt ]?ig. 1 die Schichtung im Schrägriß, die untere Lage Papier, sodann Polyolefin, auf diesem Metallniederschlag, sodann wieder Polyolefin. Mg. 2 gibt schematisch die einzelnen Arbeitsgänge an, nämlich 1. das Überziehen des Papiers mit Polyolefin,
2. das Aufbringen des MetallniederSchlages auf Polyolefin und
3. das Aufbringen eines Polyolefinbelages auf die Metallage.
Der geschichtete Gegenstand gemäß der Erfindung ist vornehmlich als Verpackungsmaterial bestimmt» und zwar wegen seiner guten Festigkeitseigenschaften, verbunden mit geringem Gewicht und hoher !Faltbarkeit <> Außerdem besitzt das geschichtete Material hervorragende Trägereigenschaften. Häufig beträgt die Gesamtstärke der Schichtung nur 0,025 bis 0,05 mm, was nicht ausschließt, daß auch größere Schichtstärken, verwendbar sind· Das erfindungsgemäße Material kann heiß verschweißt werden, was die Verwendung von Klebstoffen überflüssig macht. Bedingt durch die geringe Schichtstärke des Materials erfolgt das Heißverschweissen außerordentlich rasch und wirkungsvoll, obwohl das Verschweissen auf der Papier« seite der Schichtung durchgeführt wird» Ber Polyolefinbelag
.0 09843/U 24 BAD
dea Metallaieaerschlages dient dazu, das Metall gegen Abrieb oder ehemische Beeinflussung zu schützen. Außerdem hat die Polyolefinsohicht die Aufgabe, das Verschweissen zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Material besitzt ein hochglänzendea, reflektierendes Aussehen, insbesondere dann, wenn eine durchscheinende Polyölefinschicht auf das Metall aufgebracht ist·
Das erfindungsgemäße Material kann als Umhüllungsmaterial für Gegenstände verwendet werden, aber auch die Verpackung selbst darstellen. Dabei wird man darauf bedacht sein, daß die Papierlage der Aussenseite des Paketes zugekehrt ist, denn die Papierseite läßt sich ohne weiteres bedrucken. Wenn Flüssigkeit innerhalb eines aus dem erfindungsgemäßen Material bestehenden Behältnisses untergebracht ist, so wird die Polyolefinschicht die Innenseite bilden, was jedoch nicht ausschließt, daß es auch ungekehrt sein kann, nämlich in des Fall, in dem ein hoch wasserfestes, z.B. harzimpräg— niertes .Papier, zur Anwendung kommt.
Ss läßt sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als Unterlage jedes Papier und jeder Stärke verwenden. Vorzuziehen ist jedoch eine besonders geringe Stärke des Papiers, und zwar deshalb, weil Papier geringer Wandstärke besonders gut faltbar ist. Es läßt sich Jedes behandelte, mit Füllstoff versehene, geleimte oäer harzimprägnierte Papier verwenden.
Ein Papier, das keine Hafteigenschaften gegenüber dem Polyolefin aufweist, ist nach Möglichkeit zu vermeiden»
Das nicht aromatische Kohlenwasserstoffolefinpolymer, das auf die Papierunterlage und auch auf die Metallunterlage aufgebracht ist, z»B. durch Extrusion, ist in der Regel durch Polymerisation eines Olefins, vorzugsweise eines monoolefinischen, alifatischen Olefinmonomers, hergestellt, wie z.B. aus Äthylen (einschließlich der Polymerisation zu niedriger Dichte und hoher Dichte oder auch linearem Polyäthylen), Propylen, Butylen usw. einschließlich der polymerisierbaren Gemische hiervon. Wesentlich ist, daß das Olefin von 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthält. Die genannten monomerischen Olefine sind bekannt als 1-Olefine, und zwar zufolge ihrer charakteristischen endstelligen, ungesättigten Struktur.
Das Polyolefin kann auf das Papier oder auf die Metallschicht in beliebiger Weise aufgebracht werden, ζ·Β· unter Verwendung eines Extruders, aus welchem eine dünne Schicht oder Lage geschmolzenen Polyolefins durch eine geeignete Düsenöffnung auf das Papier oder das Metall herabfällt« Dabei ist es vorteilhaft, das Polyolefin in dem Extruder, vornehmlich wenn es sich um Polyäthylen handelt, auf einer Temperatur zu halten, welche, zufolge ihrer Höhe, das Verbleiben des extrudierten Materials in geschmolzenem Zustand nach dem Verlassen der Düse bedingt; So wird man ζ·Βο dafür
ο c
BAD OWOMAl
Ί546897
sorgen, daß das aufgebrachte Polyäthylen zunächst noch eine Temperatur von 175 Ma 19O0O besitzt. Das bedingt, daß das im Extruder geschmolzene Polymer beim Verlassen oder vor Verlassen der Düse eine Temperatur zwischen 285 bis 315°C besitzt.
Wenn auch der Abstand zwischen Düse und zu überziehendem Papier oder Metall ein beliebiger sein kann, so ist es doch zweckmäßig, einen Abstand von nicht mehr als 30,5 cm, vorzugsweise nicht mehr als 15»25 bis 25,4 cm zu wählen«,
Unmittelbar nach dem Aufbringen der Polyolefinschicht wird gekühlt, verfestigt und weiterbehandelt, z.B. durch die Einwirkung einer blanken Kühlwalze, welche über der Verfestigungstemperatur des Polyolefins, jedoch unter dem Schmelzpunkt gehalten ist. Die Temperatur, beträgt in der Regel zwischen 25 bis 400G.
Nach der Beschichtung der Papierunterlage kann der so hergestellte Gegenstand zunächst gestapelt werden, Z0B9 in Form einer Rolle, um sodann die Rolle später mit der Metallaufdampf ung im Vakuum zu versehen.
Die Polyolefinschicht und die Metallaufdampfung können, wie schon erwähnt, beliebige Stärke besitzen. Die Stärke muß nur ein solches Ausmaß besitzen, daß eine glatte Oberfläche vorliegt, dih.y daß die Unebenheiten der Papieroberfläche ausgefüllt werden. Die endgültige Bestimmung des Gesamtgegenstandes
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BAD ORIGINAL
wird auf die Stärke der Polyölefinlage einen gewissen Einfluß ausüben. Zweckmäßig wird eine Polyolefinschicht eine Stärke von 0,0064 bis 0,254- mm aufweisen. Eine häufige Stärke ist 0,0127 bis 0,05 mm. Das Aufbringen des Metallbelages kann in beliebiger 3Feise, z.B. durch thermisches Aufdampfen oder durch kathodische Zerstäubung erfolgen.
Jedes Metall kann verwendet werden, welches auf dem beschriebenen Wege aufgebracht werden kann, wie z»B« Aluminium, Magnesium, Zinn, Blei, Nickel, Zink, Gold oder Silber. Vorzugsweise wird man Zinn verwenden, inabesondere wenn es sich um ein Verpackungsmaterial für Lebensmittel, kosmetische oder medizinische Stoffe handelt, denn Zinn ist frei von Geruch.
In der Regel genügt xxx eine sehr geringe Schichtstärke des auf die Polyolefinoberfläche aufgebrachten Metallbelages. normalerweise soll die Stärke etwa 0,001 mm nicht überschreiten. In der Regel beträgt die Stärke 5,08 bis 7»62 χ 10 mm. Die Stärke wird in üblicher Weise durch elektrische Leitfähigkeit gemessen.
Nach dem Aufbringen des Metallbelages wird eine Polyolefinschicht aufgebracht, die der auf der Papierunterlage befindlichen gleich oder chemisch verschieden sein kanne
Je nach Bedarf kann die Papierunterlage oder die Metalllage mit einem Klebstoff oder dergleichen, aber auch einem
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Oxydbelag,versehen werden* Ein Oxydbelag wird zweckmäßig dadurch hergestellt, daß man die Metalloberfläche einer Methanflamme oder einer elektrostatischen Behandlung aussetzt. Der Oxydbelag bzw. der Klebstoff haben die Aufgabe, eine stärkere Bindung zwischen den verschiedenen Lagen herbeizuführen·
Um den technischen Portschritt der vorliegenden Erfindung darzutun, wurden verschiedene Schichtungen gemäß der Erfindung hergestellt und geprüft. Die Schichtungen wurden dadurch hergestellt, daß zunächst die Oberfläche einer Papierunterlage mit einer Polyäthylenimin-Lösung behandelt wurde. Dabei wurden etwa 1,5 Gew·?« Lösung des Polyäthylenimins in Äthanol auf eine der beiden Papieroberflächen mit Hilfe von Walzen aufgebracht, worauf die Unterlage bei 650C getrocknet wurde. Auf diese Weise wird ein Überzug von etwa
15 g Polyäthylenimin pro 92,9 α Papieroberfläche erhalten.
Das so behandelte Papier wird zu einer Rolle gestapelt und von dieser der Abgangwalze eines Extruders zugeführt. Dabei besitzt die Papierbahn eine Geschwindigkeit von 30,48 m pro Minute. Die Bahn läßt man zwischen den Walzen des Extruders hindurchgehen, von denen die eine die Kühlwalze von etwa 25°C ist. Es wird etwa eine 0,0127 bis 0,0254 mn Polyäthylenschichtung auf die Polyäthylenimin-beharidelte Papieroberfläche aufgebracht, inden eine geschmolzene Polymerlage- in Form des nach unten fallenden Düsenaustrittsmaterials, auf die
09S.', 3/ 1 4 2Λ
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Papieroberfläche gelangt. Die Temperatur des Polyäthylens im Extruder beträgt etwa 3150C. Die Temperatur bei der Kontaktierung mit der Papierunterläge beträgt etwa 190 C. Das Polymer wird gekühlt und verfestigt durch Anwendung einer Kühlwalze. Die belegte Papierunterlage wird auf eine Rolle gestapelte Einige der Polyäthylen-belegten Papierblätter werden sum Zwecke der Oberflächenbehandlung und besseren Haftung des Zinn-Belages sodann einer elektrostatischen Entladungsvorrichtung zugeführt.
Schließlich wird die Polyäthylen-überzogene Papierrolle in einen Vakuum-Metallisator gebracht, derart, daß das abgerollte Papier unter der Kühlwalze läuft, welche über dem Met&llschmelztiegel angeordnet ist. Die Polyäthylenoberfläche ist dem Metall-Schmelztiegel zugekehrt. In den Metall— Schmelztiegel wird etwas Zinn gebracht, derart, daß die gesamte Breite des betreffenden Papierstückes mit Zinn belegt wird. Es liegt ein Vakuum von etwa 10 Mikron Quecksilber vor« Die Schmelztiegel sind auf etwa 13000C erhitzt. Die Papierbahn wird so mit einem dünnen Zinn-Niederschlag versehen, und zwar im Ausmaß von 24· bis 53 m pro Minute. Eine ausgezeichnete, glänzende, einheitliche Lage von Zinn einer Stärke von 5,08 χ 10 J mm Stärke wird auf der Polyäthylenoberfläche gewonnen. E3 ist keine Pore zu erkennen, auch nicht ein irgendwie störender Geruch·
Die Ergebnisse der Versuche sind in der nachfolgenden Tafel zusammengefasst.
C09843/1 klk
BAD
(3) Feuchtigkeits*- Gasübertragungs~
Art der Schichtung Versiege- Übertragungs- ausmaß in cm3 in
—r- ; lungsfestig- ausmaß in g 24 Std. pro 645 cm
PaPier/PolyäthylenCPÄj/Zinn/PolyäthylenCPÄ) keit (kg) pro 24 Std«
G-ewicht pro Papiereinheit . und 645 cm
13,6 kg KVP Kraft/3,18 kg Pl^^/ZinnA,53 kg PA" 1,43 4,68
13,6 kg KVP Kraft/3,18 kg PA^2Vzinn/9,98 kg PA" 1,86 ~ 3,00
11,3 kg Sulfit/3,18 kg Pl^1VzinV9,98 kg Pl 2,15 12,0
11,3 kg Sulfit/3,18 kg PÄ^2Vzinn/9,98 kg PA 1,98 5,8
11,3 kg Tasche/3,18 kg Pl^ 1Vzinn/9,98 kg PA 1,86 0,012^ 0,024^5^ 3,98
4^ . (1) Pi Oberfläche elektrostatisch behandelt
IIer* (2) Pl Oberfläche nicht elektrostatisch behandelt
ro (3) Hitzeversiegelung bei 150 0, 30 spig, eine Sekunde lang, Schweissung zwischen den *- aufeinandergepressten Polyäthylen-Oberflächen, Hitzeeinwirkung von der Papierseite,
gemessen auf Instron-Tester (eingetragenes Warenzeichen)
(4) flach
(5) gerunzelt
CJi CO CD
Packungen des versiegelten Materials wurden getrennt mit flüssigem Schampon, einem Haarbehandlungsmittel, einer sauren Creme-Mischung, Calciumchlorid, Wasser und einer konzentrierten, flüssigen Chlorbleiche gefüllt. Alle die genannten Materialien hielten sich bei Zimmertemperatur sehr gut«
009843/U2A

Claims (8)

- 11 Pat entansprüche :
1. Papier Schichtung,, dadurch gekennzeichnet, daß der Papierbelag eine Schichtung aus filmbildendem, nicht aromatischem Kohlenwasserstoffolefinpolymer, die Polymerschicht einen Metallbelag und der Metallbelag wieder eine Schicht aus fumbildendem, nicht aromatischem Kohlenwasserst off olefinpolymer besitzt·
2. Papierschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefinpolymer das Polymer eines monoolefinischen Monomere mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
3. Papierschichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefinpolymer aus Polyäthylen besteht·
4. Papierschichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag eine Stärke von weniger als 0,001 mm besitzt«
5. Papierschrchtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag aus Zinn besteht·
6. Papierschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Papierbelag und dem Polymerbelag ein Klebstoffbelag angeordnet ist.
009843/U2A
7. PapierSchichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Klebstoffbelag aus einem Polyalkylenimin besteht, welcher Alkylen-Einheiten von etwa 2 bis
4 Kohlenstoffatomen besitzte
8. Papierschichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffbelag aus Polyäthylenimin besteht©
9ο Verfahren zur Herstellung der Papierschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein Papierblatt eine Lage eines geschmolzenen, filmbildenden, nicht aromatischen •Kohlenwasserstoffolefinpolymers bringt, den Polymerbelag sich verfestigen läßt, auf die Olefinpolymerschicht einen Metallbelag aufdampft, auf den Metallbelag wiederum eine Schicht aus geschmolzenem, filmbildendem, nicht aromatischem Kohlenwasserstoffolefinpolymer aufbringt und verfestigen läßt ο
10ο Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man den Metallbelag vor dem Aufbringen der Olefinpolymerschioht einer elektrostatischen Entladung unterwirftβ
009843/ U24
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