DK165106B

DK165106B - Kartonemne, saerlig til anvendelse til foedevarebeholdere

Info

Publication number: DK165106B
Application number: DK583488A
Authority: DK
Inventors: Knut Merdem; Terje Hansen
Original assignee: Polycoat As
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1992-10-12
Also published as: FI92311C; EP0313356A2; FI92311B; ATE91251T1; US5057359A; NO874385L; FI884841A; DE3882197D1; RU1836266C; DE3882197T2; NO166359C; DK165106C; AU628023B2; AU2410088A; JPH0741914B2; CA1331736C; ES2042761T3; NO166359B; EP0313356A3; DK583488D0

Description

i

DK 165106B

Opfindelsen angår et kartonemne, især til anvendelse til fødevarebeholdere, med et basislegeme af pap, der er overtrukket eller lamineret med polyethylen.

5 Beholdere af karton eller pap avendes i stigende omfang til opbevaring og salg af fødevarer, f.eks. frugtsafter, syltetøj eller forskellige arter af nem mad. Et fællestræk ved sådanne produkter er, at en tæt emballering er nødvendig, og at emballeringen ikke blot skal være tæt 10 hvad angår lækage af indholdet deraf, men at den også skal danne en gasbarriere, således at indholdet i emballagen opbevares på en sådan måde, at påvirkning fra omgivelserne minimeres.

15 I tidens løb har man udviklet et stort udvalg af kartonemballager for at opfylde de ovenfor angivne krav. Den mest almindelige måde, hvorpå man kan gøre en papbeholder gastæt, er ved at laminere et aluminiumlag på pappet; dette er dog en relativt følsom og kompliceret proces, 20 hvis man ønsker at opnå et tilfredsstillende produkt, og samtidigt vil produktionsomkostningerne være relativt store. En anden ulempe ved beholdere, der er fremstillet på basis af pap, der er overtrukket med aluminium, er, at aluminium er et ret stift og ikke særligt fleksibelt ma-25 teriale, således at der let kan dannes revner, når pappet folder, og sådanne revner vil efterhånden uundgåeligt frembringe gaspassager.

Fremstilling af andre arter af paplaminater er også fo-30 reslået med henblik på opnåelse af de samme gasbarriere-egenskaber, og i de fleste tilfælde anvendes kombinationer med lag af polyethylen til dannelse af barrierelaget. Eksempler på sådanne paplaminater er omtalt i DE-OS 2 530 477 og i beskrivelsen til europæisk patentansøgning 35 nr. 0 138 612. I den sidst angivne publikation er der også beskrevet dannelsen af en barriere mod lækage af olie og fedt fra beholderens indhold.- I NO-PS nr. 139 293 er

DK 165106 B

2 der beskrevet et paplaminat, hvor oxygentætte lag af vi-nylidenchloridpolymer anvendes foruden et polyethylenlag på pappet. I svensk offentliggjort patentansøgning nr.

301 289 er der beskrevet endnu et lamineret kartonmate-5 riale. Dette materiale er baseret på et tykkere, som basismateriale tjenende papir- eller kartonlag, der ad termoplastisk vej er lamineret til et tyndere plast-over-trukket papirark. Materialet bliver derpå overtrukket med plastlag på begge overflader. I denne svenske publikation 10 er der imidlertid beskrevet et materiale, som har perforerede områder, men der er ikke angivet nogen metode til at gøre materialet gastæt.

På trods af de produkter, der er anført i de ovenfor an-15 givne publikationer, er anvendelsen af aluminiumlag stadig den mest almindeligt anvendte metode til fremstilling af en papbeholder, der er tæt hvad angår gaspermeabilitet og lækage af fedt eller væske.

20 Det er således opfindelsens formål at tilvejebringe et kartonemne, som er beregnet til anvendelse til fremstilling af beholdere, der skal have forbedrede egenskaber i sammenligning med tidligere kendte beholdere, især en papemballage med et aluminiumlag, der er lamineret til 25 pappet, og mere specifikt at tilvejebringe en papemballage, der udviser en god impermeabilitet over for gas, 3 dvs. sikre, at gasgennemtrængningen er mindre end 300 cm 2 gas pr. m i et tidsrum på 24 timer ved 23 °C, målt ved hjælp af et gasstrømsmåleapparat (Mocon-Oxtran). Den 3 30 foretrukne værdi ligger i intervallet mellem 1 og 10 cm 2 pr. m i 24 timer. Endnu et formål med opfindelsen er at tilvejebringe et kartonemne, der i tilfælde af, at det anvendes til beholdere, ikke må have tendens til brud eller udvise revnedannelse, hvilket ville punktere det gas-35 tætte lag.

DK 165106 B

3

Et andet formål med opfindelsen er at tilvejebringe et kartonemne, der er permeabelt for mikrobølger, hvilket ikke er tilfældet for et aluminiumovertrukket papemne.

Der skulle også tilvejebringes et kartonemne, der er bil-5 ligere i produktion end de hidtil kendte kartonemner. De angivne formål opnås med et kartonemne, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, og som er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte.

10 Kartonemne ifølge opfindelsen er baseret på et papark, som er lamineret med et fedttæt papir, dvs. et papir svarende til mellemlag for smørrebrøds eller af pergamenttypen, hvorved lamineringen eller adhæsionen mellem de to lag er tilvejebragt ved hjælp af et limlag, f.eks. af 15 polyolefiner eller dermed ækvivalente klæbemidler. Ved fremstillingen af en beholder ved hjælp af det omhandlede kartonemne skal papoverfladen vende udad, mens det for fedt uigennemtrængelige papir skal vende indad. Begge udvendige overflader er overtrukket med et klæbende lag, 20 såsom et polyolefinlag. Som anført i det foregående anvendes betegnelsen "fedttæt" om alle arter af fedt-resistent papir fremstillet af kemisk pulp, hvorved fedt-resistensen er opnået ved en høj grad af slagbehandling. Pergamyner er således også inkluderet. Definitionen af 25 klæbemidler, såsom polyolefiner, dækker generelt polymere af umættede, alifatiske carbonhydrider og polymere, der er beslægtet dermed. For tiden har polyethylen og f.eks. polypropylen størst betydning. Kombinationer af klæbemidler er også mulige. Hver for sig udviser polyethylen 30 og fedttæt papir relativt lav gastæthed, men kombinationen af sådanne materialer i et laminat har vist sig at medføre en udmærket impermeabilitet eller uigennemtrængelighed over for gasser. For at opnå en ønsket grad af uigennemtrængelighed overfor gasser vil derfor kvaliteten 35 af det fedttætte papir, dvs. graden af slagbehandling af cellulosefibrene i papiret, være afgørende. Dette muliggør en tilpasning af uigennemtrængelighed over for gas af

DK 165106B

4 kartonemnet i afhængighed af behov og ønsker.

Det fedttætte papir har en iboende stivhed, der muliggør anvendelsen af tyndere pap end man sædvanligvis anvender 5 i et laminat af pap og aluminium. Det vil således være muligt at fremstille et laminat eller et kartonemne, hvis pris er lavere end prisen af et konventionelt laminat af typen pap/aluminium, og med de samme egenskaber hvad angår gastæthed og stivhed. Kombinationen af fedttæt papir 10 og pap lamineret ved hjælp af sådanne klæbemidler som polyolefiner viste sig at resultere i et kartonemne, der tåler bøjning, uden at nogle af lagene revner. Der opnås således et emne, i forbindelse med hvilket man undgår de problemer, der foreligger i forbindelse med et aluminium-15 overtrukket pap, herunder som anført i det foregående, som måtte forekomme i et sådant aluminiumovertrukket pap, når kartonemnet bøjes og foldes til en beholder.

Som anført i det foregående vil indstillingen af gasim-20 permeabiliteten afhænge af graden af slagbehandling af det fedttætte papir, idet en høj grad af slagbehandling således vil resultere i god gasimpermeabilitet, mens en lavere grad af slagbehandling vil resultere i ringe im-permeabilitet. I forbindelse med laminering af pappet er 25 adhæsionen imidlertid også meget vigtig, og dette må tages i betragtning, når man udvælger kvaliteten af det fedttætte papir. En lav grad af slagbehandling af fibrene i papiret vil medføre god adhæsion, men dette vil på den anden side resultere i ringe gastæthed, og en optimering 30 vil blive nødvendig.

Det kan også nævnes, at fedttæt papir har gode barriereegenskaber over for fedt, og at det også f.eks. anvendes som indlæg i kartoner til kiks og lignende. I den fore-35 liggende sammenhæng er det imidlertid ikke tilsigtet, at det fedttætte papir skal virke som oxygenbarriere; det skal kun forhindre fedtgennemtrængning.

DK 165106B

5

Det bør desuden bemærkes, at fedttæt papir er skørt, og at det let kan gå itu, når det foldes. I den laminerede form i henhold til den her foreliggende udførelsesform har man dog ikke iagttaget en sådan ulempe. Tværtimod har 5 anvendelsen af fedttæt papir vist sig at give bedre stivhed og styrke i det færdige laminat, hvilket er en meget overraskende virkning.

I det følgende skal opfindelsen illustreres nærmere un-10 der henvisning til tegningen, som skematisk viser et tværsnit af et kartonemne ifølge opfindelsen.

Et kartonemne, som er egnet til fremstilling af beholdere til frugtsaft, er baseret på et basislegeme, der er op- 15 bygget af et papark 1 med en vægt på 100-500 g/m , og som ved hjælp af et polyolefinlag 3, der i denne specielle 2 udførelsesform har en vægt på 8-50 g/m , er lamineret med 2 et fedttæt papirark 2 med en vægt på 25-100 g/m . Dette basislegeme, der omfatter de angivne tre lag 1, 2 og 3, 20 er på den overflade, som skal danne ydersiden af beholderen, overtrukket med et polyethylenlag 4 på 8-40 2 g/m . På indersiden er der lamineret et polyethylenlag på 10-50 g/m^.

25 Polyethylenovertrækkene kan være farvet med pigmenter af en art og i mængder, som afhænger af det produkt, der skal beskyttes, og af lysfølsomheden deraf. Det fedttætte papir fremstilles ud fra sulfatcellulose; det har lav luftpermeabilitet og har en fedt gennemtrængning, der 30 overskrider 900 sek. TAPPI, f.eks. 1600 sekunder. TAPPI er en enhed for blandt andet graden af slagbehandling.

Til de anvendelser, der har praktisk betydning, er denne værdi en meget passende gennemsnitsværdi.

35 Et kartonemne, der udviser de ovennævnte gennemsnitsværdier, blev anvendt ved forsøgsmæssig beholderproduktion og udviste udmærkede resultater, idet de fremstillede

DK 165106B

6 beholdere ikke udviste nogen revner efter foldninger.

For at illustrere det ifølge opfindelsen opnåede fremskridt og derunder de fordele, der er opnået ved den 5 foretrukne sammensætning af laminatet, er der udført sammenlignende prøver med to kartonemner, hvorved den ene emneprøve omfatter et lag af ubleget, ikke kalandreret kraftpapir, og den anden emneprøve er udformet ifølge opfindelsen med et lag af fedttæt papir. Ifølge tidligere 10 kendt teknik ville man normalt have valgt et ublegede, ikke kalandrerede kraftpapir til fremstilling af et laminat.

I efterfølgende tabel er anført sammensætningen af de to 15 laminerede prøver. De i prøverne indgående lag er karakteriseret ved deres vægt pr. arealenhed. Betegnelsen LDPE betyder polyethylen med meget lille lagtykkelse og tilsvarende ringe vægt.

20 Prøve 1 Prøve 2 Vægt (g/m2) Vægt (g/m2) LDPE 14 14

Duplex pap 224 224 25 LDPE 20 20

Ikke bleget, ikke kalandreret kraft-papir 70

Fedttæt papir - 50 30 LDPE 40 40

Prøverne blev monteret i Al-kasser med en diameter på 70 mm for at forsegle rå kanter. Forsøgsbetingelser: Stuetemperatur 23 °C. Tørt oxygen mod den ydre overflade; 35 bærergassen, nitrogen, er gjort fugtig af hensyn til sensorerne i måleapparatet (Oxtran-apparat). Der er opnået følgende resultater hvad angår gaspassage.

DK 165106B

7

Prøve 1 3 2 prøve a) 842,8 cm /m , 24 h, 1 atm. prøve b) 752,6 - 5 Prøve 2 3 2 prøve a) 1,7 cm /m , 24 h, 1 atm.

prøve b) 2,47 - - - Måleværdierne for prøve 2 er meget lave, og materialet 10 kan sammenlignes med karton, der er lamineret med Al-fo-lie for at blive gastæt. Al-folier, der anvendes i beholdere til væske, er sædvanligvis yderst tynde (7-9 am) og udviser små huller, der påvirker oxygenbarriereeffekten. Forsøgsresultaterne viser tydeligt, at et kartonemne 15 ifølge opfindelsen vil være en meget effektiv gasbarriere.

For at illustrere effekten af opfindelsen yderligere og derved vise, at der opstår en uventet synergi-virkning, 20 kan man sammenligne de ovenfor angivne resultater med barrierebidragene af de individuelle lag, hvilke er som følger: 3 2

Pap : > 100.000 cm /m 24 h/1 atm.

25 fedttæt: > 100.000 cm3/m2 24 h/1 atm.

LDPE: ca. 3.000 cm3/m2 24 h/1 atm. (50 g/m2) 30 Mælkepap, der består af pap og polyethylen med en vægt på 2 henholdsvis 14 og 26 g/cm , har en målt transmissionshas- 3 2 tighed på 1100 cm /m 24 h/1. atm. Den synergi-effekt, der er tilført fra det fedtægte element, er overvældende.

35 Det væsentlige træk ved kartonemnet ifølge opfindelsen er således opbygningen som et laminat bestående af en kombination af pap og fedttæt papir, der er lamineret og over- 8

DK 165106 B

trukket på begge sider med et klæbemiddel. Det for tiden foretrukne middel er en polyolefin. Mange modifikationer er dog mulige inden for opfindelsens omfang, både hvad angår papkvaliteten og kvaliteten af det fedttætte papir, 5 og det er samtidigt muligt at anvende forskellige tykkelser af de forskellige lag og om ønsket at anvende yderligere additiver i visse lag for at gøre kartonemnet særligt velegnet til specielle produkter. Selv om kartonemnet især er egnet til fremstilling af beholdere til næ-10 ringsmiddelprodukter, er det klart, at mange andre mulige anvendelser er mulige. Som ovenfor anført vil kartonemnet ikke forhindre gennemtrængning af mikrobølgeudstråling, hvilket åbner store muligheder for mikrobølgeopvarmning, både af næringsmiddelprodukter og andre materialer. Et 15 kartonemne ifølge opfindelsen kan således finde anvendelse til lagring af et bredt udvalg af produkter, hvorved dets væsentlige fordel er gasbarriereegenskaberne, der i et vist omfang kan varieres ved hjælp af sammensætningen af materialerne i emnet. En anden fordel er de gode mu-20 ligheder for at formgive emnet, uden at der opstår revner og spalter i det gastætte lag. Beholdere fremstillet af kartonemnet er således anvendelige til lagring af forskellige produkter, der er forligelige med polyethylen, men som må holdes i en oxygenfri atmosfære.

25 30 35

Claims

1. Kartonemne, især til anvendelse til fødevarebeholdere, 5 med et basislegeme af pap, der er overtrukket eller lamineret med polyethylen, kendetegnet ved, at basislegemet er forsynet med et gasbarrierelag af fedttæt papir med lav luftpermeabilitet og en fedtresistens, der er større end ca. 900 sek. TAPPI, fortrinsvis af stør- 10 relsesordenen ca. 1600 sek., at det fedttætte papir er lamineret med pappet ved hjælp af et klæbemiddel, såsom af polyolefintype, fortrinsvis polyethylen eller polypropylen, og at laminatet på begge ydersider er forsynet med lag af polyethylen. 15

2. Kartonemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at paplaget forefindes i den side, som skal udgøre beholderens yderside.

3. Kartonemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et eller flere klæbemiddellag er forsynet med farvestofpigmenter .

4. Kartonemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at de klæbende lag, især polyolefinlagene, har en tykkel- 2 se svarende til en vægt i intervallet ca. 8-50 g/m , og at lagene kan have forskellig tykkelse inden for det samme laminat.

5. Kartonemne ifølge krav 1, kendetegnet ved et fedttæt papir, der har en tykkelse svarende til en 2 vægt på ca. 25-100 g/m .

6. Kartonemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, 2 35 at papmaterialet har en vægt på 100-500 g/m .