EP3821075B1 - Packaging system - Google Patents
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- D21H27/10—Packing paper
Definitions
- the present invention relates to a packaging system (1), in particular a food packaging system, comprising or consisting of A) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a front side and a back side opposite the front side, B) one on the front side and/or back side of the Paper layer (2) or a first barrier layer (4) arranged on at least one side of a carrier paper (3), consisting of or comprising a binder and a pigment, and C) a second barrier layer (5) arranged on the first barrier layer (4). of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
- the present invention also relates to the use of a packaging system according to the invention as packaging and a method for producing a packaging system according to the invention. Further aspects of the present invention emerge from the following description and the claims.
- Groceries are commonly sold in packaging made from paperboard, cardboard and/or paper. High demands are placed on the packaging, especially in the case of fatty foods.
- fat from the food can penetrate the packaging material in the case of food containing fat. This can cause the packaging material to soften and tear, or cause a Contamination of other items with the grease occurs when they come into contact with the packaging.
- a wood-free "sandwich paper” is often used to package fatty foods, which has a certain grease resistance due to the greasy grinding of the fibers. However, the grease resistance of these sandwich papers is often not sufficient.
- a composite packaging material is often used as a grease-resistant alternative to greaseproof paper.
- a composite packaging material can consist, for example, of a composite material formed from paper and a plastic and/or aluminum foil. If there is no polyethylene (PE) coating, fluorocarbons can be used as water repellent chemicals. For example, paper is coated on one side with polyethylene, often in an energy-intensive extrusion process, or with aluminum foil.
- PE polyethylene
- fluorocarbons can be used as water repellent chemicals.
- paper is coated on one side with polyethylene, often in an energy-intensive extrusion process, or with aluminum foil.
- These composite packaging materials are characterized by high grease resistance. However, if these composite packaging materials are used for paper recycling, these materials disrupt the recycling process considerably. Due to the film layer, the composite packaging materials cannot be fiberized sufficiently well during the recycling process and so-called wet-strength specks form.
- the specks are the remains of the plastic or aluminum foil to which paper fibers are still attached. These specks have to be laboriously removed during the recycling process. The necessary separation of the flakes in the pulp preparation process results in a not inconsiderable loss of pulp, which is withdrawn from the process. It is also not possible to compost these composites, since the plastic or aluminum foils used do not biodegrade.
- WO 2010/042162 A1 discloses a coated paper or paperboard having a multilayer coating to improve oil and grease resistance properties, oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
- the packaging paper for foodstuffs with a basis weight of between 20 g/m 2 and 40 g/m 2 and with a mass fraction of filler which is less than 20% based on the mass of the uncoated paper.
- the packaging paper has a coating on at least one side, which comprises a vegetable oil encapsulated in a polymer, talc and a binder.
- packaging made of paper or cardboard which has at least one barrier layer and can be produced by emulsion polymerisation, the emulsion polymerisation taking place in the presence of at least one carbohydrate compound.
- the object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages outlined above and to meet the packaging requirements outlined above.
- packaging should be made available that can be fed into paper recycling in its entirety without the packaging having to be processed beforehand (e.g. separating plastic or metal foils) or the recycling process being impaired by the formation of specks or other rejects, such as foils.
- packaging material should be designed in such a way that it is suitable for contact with food and has low water and water vapor permeability, high fat resistance and a high barrier effect against flavorings.
- at least part of the packaging to be produced partially or completely from recycled fibers, thereby at least sufficiently reducing the migration of mineral oil substances from the packaging material into another product in a safe and simple manner.
- first barrier layer consisting of or comprising a binder and a pigment
- second barrier layer consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax
- the particulate activated carbon inside the paper layer reduces or prevents the migration of organic materials, such as mineral oil substances, odorous substances or flavorings, through the first paper layer.
- Mineral oil substances (MOSH and/or MOAH), which are already contained within the paper layer due to the use of recycled fibers, are prevented from to migrate out of the paper layer.
- the packaging system is also recyclable.
- a packaging system according to the invention forms a pulp without the formation of specks or other rejects.
- the packaging system according to the invention can thus be completely fed into paper recycling (pulp recycling).
- the use of extruded, glued-on foils or metal foils that are vapor-deposited or glued on is preferably completely dispensed with, since the individual layers of the packaging system according to the invention are produced by the application of dispersions.
- the individual layers of the packaging system according to the invention are not extruded and preferably also do not contain any further extruded, glued or vapor-deposited films.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the activated carbon is formed at least partially from a vegetable material, in particular coconut shells.
- a vegetable material in particular coconut shells.
- Such an activated carbon has particularly good mineral oil absorption properties.
- the activated carbon can be provided in granular form.
- the fineness of grinding can be about 80%, for example about 45 mm.
- the water content when the activated carbon is packaged can preferably be at most 10%, in particular 7%.
- the ash content can be a maximum of 3%, preferably 1%.
- Acidic components of the activated carbon can be a maximum of 3%, preferably 0.8%.
- the water-soluble fraction can be a maximum of 0.2%, in particular 0.05%.
- the pH of the activated carbon can range from 5 to 7 and is preferably 6.5.
- the minimum iodine number can be 900 mg/g, in particular 950 mg/g.
- the specific surface area (BET) of the activated carbon particles can be around 1000 m 2 /g.
- an alternative filter material for binding mineral oil substances can be used instead of particulate activated carbon.
- different filter materials can be used simultaneously, e.g. B. a combination of activated carbon and another filter material.
- a packaging system according to the invention is preferred in which the activated carbon has an average particle diameter d50 in the range between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m.
- Activated carbon particles can easily penetrate a fiber layer.
- an undesired escape of the activated carbon from the first paper layer can be prevented.
- activated carbon can bind mineral oil substances and other organic compounds almost permanently, at least during the usual service life of the packaging system (usually less than two years). It goes without saying that the activated carbon can be, in particular, an activated carbon suitable for food.
- the activated carbon can be distributed (almost) evenly in the paper layer. In principle, a partial penetration of the paper layer is sufficient. In order to prevent the activated charcoal from escaping from the paper layer, the proportion of activated charcoal in an inner area of the paper layer can preferably be greater than on the outer surfaces.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass fraction of particulate activated carbon in the first paper layer (2) is 0.1 to 20%, preferably 0.3 to 10%, particularly preferably 0.5 to 5%, more preferably 0. Is 5 to 3%, based on the total mass of the first paper layer.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein at least one further layer (2.1, 2.2, 6, 6.1) connected to the first paper layer is provided.
- the at least one further layer is a further paper layer comprising activated carbon (4.1) or the further layer is a protective layer (6, 6.1).
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass fraction of particulate activated carbon in the further paper layer (4.1) is 0.1 to 20%, preferably 0.3 to 10%, particularly preferably 0.5 to 5%, more preferably 0. Is 5 to 3%, based on the total mass of the other paper layer.
- a packaging system is preferred, wherein two further layers (2.1, 2.2) connected to the first paper layer are provided, and preferably the first paper layer (2) with the two further paper layers (2.1, 2.2) is designed as a single-ply corrugated board.
- two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the packaging system has a migration value of MOSH and MOAH of at least less than 2 mg/kg, preferably less than or equal to 0.6 mg/kg, more preferably less than or equal to 0.4 mg/kg.
- the migration is preferably determined by using modified polyphenylene oxides (MPPO) ( Tenax® ) according to DIN EN 14338:2004-03.
- MPPO modified polyphenylene oxide
- MPPO modified polyphenylene oxide
- Tenax® is regarded as a substitute food test.
- the second barrier layer of the packaging system according to the invention is covered with modified polyphenylene oxide (MPPO; Tenax® ) and stored in a conventional oven at 40° C. for 10 days. After storage, the polyphenylene oxide (MPPO; Tenax ® ) is extracted with hexane for chromatography.
- the migration value of MOSH and MOAH in this extract is determined using GC-FID.
- the wax in the second barrier layer is a saturated hydrocarbon wax.
- the wax has a melting point above 40.degree. C., preferably above 50.degree. C., particularly preferably above 60.degree.
- the wax has a melting point of less than 100°C, preferably less than 90°C, particularly preferably less than 80°C.
- the wax has a melting point in the range from 40°C to 100°C, preferably in the range from 50°C to 90°C, particularly preferably in the range from 60°C to 80°C.
- the proportion by mass of the wax in the second barrier layer is 5 to 60%, preferably 15 to 50%, particularly preferably 20 to 40%, based on the total mass of the second barrier layer.
- the wax based on saturated hydrocarbons contains or consists of one, two, three or more than three alkanes selected from the group consisting of heneicosane, docosane, tricosane, tetracosane, pentacosane, hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane, Triacontane, hentriacontane, dotriacontane, tritriacontane, tetratriacontane, pentatriacontane, hexatriacontane, heptatriacontane, octatriacontane and nonatriacontane, preferably selected from the group consisting of hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacostane, preferably selected from the group
- packaging systems which do not comprise any degraded starch, starch and/or amylopectins in the first paper layer (2), in the carrier paper (3), in the first barrier layer (4) and/or in the second barrier layer (5) and in particular contains no carbohydrates.
- the acrylate copolymer in the second barrier layer is particularly preferably a copolymer with an average molar mass in the range from 50,000 to 150,000 g/mol, preferably in the range from 80,000 to 130,000 g/mol. particularly preferably in the range from 90,000 to 100,000 g/mol.
- the mean molar mass is determined with the aid of gel permeation chromatography (GPC) with tetrahydrofuran (THF; tetramethylene oxide; 1,4-epoxybutane; oxacyclopentane) as the solvent, polystyrene as the standard and detection using an RI detector (refractive index detector).
- GPC gel permeation chromatography
- the acrylate copolymer in the second barrier layer is particularly preferably a copolymer produced using two, three, four, five, six or all of the monomers selected from the group consisting of methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl ester, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene.
- the properties of the resulting acrylate copolymer can be optimized by selecting the monomers used to prepare the acrylate copolymer.
- Our own investigations have surprisingly shown that an acrylate copolymer made from methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and/or styrene has particularly good barrier properties and is combined with the wax or In particular, it is compatible with the wax based on saturated hydrocarbons.
- the compatibility of wax and acrylate copolymer is a result of the optimally matching polarities of both substances.
- methyl acrylate methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene
- other monomers may have been used to produce the acrylate copolymer or the copolymer was produced from two, three, four, five, six or all monomers selected from the group consisting of methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene.
- the acrylate copolymer is particularly preferably a random copolymer.
- Acrylate copolymers can also be produced as block copolymers, for example.
- block acrylate copolymers phases are formed in which blocks of the same monomer units agglomerate. This phase formation in block copolymers can be disadvantageous according to the invention.
- the mass fraction of the acrylate copolymer, which is present in the second barrier layer in addition to the wax is 40 to 95% in the second barrier layer, preferably 50 to 85%, particularly preferably 60 to 80%, based on the total mass of the second barrier layer.
- the second barrier layer has the property of being heat sealable. This makes it possible for packaging systems according to the invention to be sealed by heat sealing.
- the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 40 to 95% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 5 to 60%, and it is even more preferred if the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 50 to 85% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 15 is to 50% and it is even more preferred if the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 60 to 80% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 20 to 40%.
- the second barrier layer consists of acrylate copolymer, wax and a mass fraction of at most 10%, preferably at most 5%, of other substances that are not acrylate copolymer or wax, based on the total mass of the second barrier layer.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass per unit area of the second barrier layer is in the range from 2.5 to 7.4 g/m 2 , preferably in the range from 2.8 to 6.5 g/m 2 , more preferably in the range from 2.9 to 5.2 g/m 2 .
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the second barrier layer is a dispersion layer.
- a dispersion layer is understood as meaning a layer which has been produced from a dispersion, usually an aqueous dispersion. It is therefore preferred according to the invention if the second barrier layer was produced from a dispersion.
- the individual polymer molecules are not distributed homogeneously, but can be present in separate phases in some cases, with individual phases being able to be present separately from one another. It is spoken of a quasi close order. The presence of phases is a result of the manufacturing process in which the layers are made from a dispersion in which the polymers are already present in disperse phases. After removing the dispersion medium, mostly water, no film is formed.
- a film is understood to mean a very thin ( ⁇ 1 mm) sheet of metal or plastic which has constant strength along its entire dimension and contains a long-range order of the molecular structure.
- the constant strength is a result of the polymer molecules that are homogeneously distributed in the film.
- the main characteristic of plastic films is their ability to be wrapped on or around objects and to conform to their shape.
- An inventive Packaging system is preferred, wherein the first barrier layer and/or the second barrier layer are not formed as a film.
- a film is also durable as a standalone layer, i.e. without a base paper, while a dispersion layer is not stable as a standalone layer, i.e. not without a support medium.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the pigment in the first barrier layer is an organic pigment, an inorganic pigment or a mixture of organic pigment and inorganic pigment.
- a packaging system according to the invention is particularly preferred wherein the pigment in the first barrier layer is an inorganic pigment selected from the list consisting of calcined kaolin, kaolin, kaolinite, magnesium silicate hydrate, silica, bentonite, calcium carbonate, aluminum hydroxide, alumina and boehmite.
- the pigment in the first barrier layer is an inorganic pigment selected from the list consisting of calcined kaolin, kaolin, kaolinite, magnesium silicate hydrate, silica, bentonite, calcium carbonate, aluminum hydroxide, alumina and boehmite.
- a packaging system according to the invention is particularly preferred, in which the pigment in the first barrier layer is in the form of flakes.
- the platelet-shaped pigment has a (preferably average) aspect ratio of 5 to 100, preferably 15 to 100, more preferably 20 to 80.
- the aspect ratio (also “aspect ratio” or “shape factor ”) is the quotient between the diameter and the thickness of the platelet of inorganic pigment before mixing with the other components.
- An aspect ratio of 15 means that the diameter of the platelet is 15 times greater than the thickness of the platelet.
- a packaging system according to the invention is preferred in which the mass fraction of the pigment in the first barrier layer is 5 to 60%, preferably 15 to 40%, particularly preferably 20 to 40%, based on the total mass of the first barrier layer.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is an acrylate polymer or acrylate copolymers.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is an anionic acrylate polymer or an anionic acrylate copolymer.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is a copolymer made using one, two, three or all monomers selected from the group consisting of butyl methacrylate, butyl acrylate, methacrylonitrile, acrylonitrile, ⁇ -methylstyrene and styrene.
- a packaging system according to the invention is preferred wherein the binder in the first barrier layer is a copolymer made using butyl acrylate, acrylonitrile and styrene.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass per unit area of the first barrier layer is in the range from 1.5 to 6.4 g/m 2 , preferably in the range from 1.8 to 5.5 g/m 2 , more preferably in the range from 1.9 to 4.2 g/m 2 .
- the first barrier layer consists of an acrylate polymer or acrylate copolymer, a pigment and a mass fraction of at most 5%, preferably at most 2.5% of other substances (eg additives) that are not acrylate polymers or acrylate -Copolymers or pigments, based on the total mass of the second barrier layer.
- the first barrier layer (4) and the second barrier layer (5) are present as a laminate with the first paper layer (2) and optionally further paper layers or further layers.
- the first barrier layer (4) is usually applied directly to one side of the paper layer (2) and then coated with the second barrier layer (5).
- the packaging system comprises a first paper layer (2) and a possibly spatially separate laminate made of a carrier paper (3), a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5).
- first paper layer (2) and a possibly spatially separate laminate made of a carrier paper (3), a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5).
- first and second barrier layer (4, 5) there is no laminate between the first paper layer and the laminate consisting of carrier paper (3), first and second barrier layer (4, 5).
- the packaging system can consist of a folding carton, which includes or consists of a first paper layer (2) and an inner bag contained in the folding carton, which consists of a carrier paper (3) and a first and second barrier layer (4, 5) arranged thereon.
- the inner bag can be freely removable (e.g. together with the contents of the bag) or fixed in the carton, for example by (possibly partially) gluing or connecting the inner bag to the carton.
- the paper layer (2) comprising particulate activated carbon and the backing paper (3). Both layers or paper differ only in the presence of particulate activated carbon.
- the other components can be identical or can differ from one another.
- the following statements on the backing paper therefore also apply to the paper layer (2), with the paper layer additionally containing particulate activated carbon.
- carrier paper is used as a generic term, which also includes carrier cardboard and carrier cardboard.
- a backing paper is a flat material that essentially consists of fibers of mostly vegetable origin and is formed by dewatering a fiber suspension. The basis weight should not be restricted by the term backing paper.
- a packaging system according to the invention is preferred in which the carrier paper is paper, cardboard or cardboard.
- the backing paper is cardboard, it can, for example, be in the form of solid cardboard or corrugated cardboard (e.g. single-wall or double-wall).
- two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
- a packaging system according to the invention is particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 30 to 150 g/m 2 , a cardboard with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or is paperboard with a basis weight of more than 225 g/m 2 .
- a packaging system according to the invention is particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 25 to 80 g/m 2 , preferably with a basis weight in the range from 30 to 60 g/m 2 is, more preferably having a basis weight in the range of 35 to 50 g/m 2 .
- a packaging system is very particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 25 to 80 g/m 2 , preferably with a basis weight in the range from 30 to 60 g/m 2 , particularly preferably with a basis weight is in the range 35 to 50 g/m 2 and the paper layer (2) is board with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or paperboard with a basis weight of more than is 225 gsm .
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the paper layer (2) is cardboard or paperboard.
- the paper layer (2) is cardboard, it can, for example, be in the form of solid cardboard or corrugated cardboard (e.g. single-wall or double-wall).
- two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
- a packaging system according to the invention is preferred in which the carrier paper contains no organic or inorganic pigments.
- the carrier paper is base paper.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper contains a cellulose with a Schopper-Riegler degree in the range from 24 to 54°SR, preferably in the range from 29 to 49°SR, particularly preferably in the range from 34 to 44°SR.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper has a short-fiber pulp with a Schopper-Riegler grade of at least 30°SR and/or a long-fiber pulp with a Schopper-Riegler grade of at least 24°SR.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper comprises or consists of a cellulose that comprises a short-fiber cellulose and a long-fiber cellulose.
- a mass ratio between short-fiber pulp and long-fiber pulp in the range from 2:1 to 1:2, preferably in the range from 1.5:1 to 1:1.5, particularly preferably about 1:1 is preferred.
- the base paper is made from a mixture of short-fiber cellulose and long-fiber cellulose and this mixture is leveled again before the base substrate is manufactured in order to achieve the desired schopper -Riegler degree in the range from 24 to 54°SR, preferably in the range from 29 to 49°SR, particularly preferably in the range from 34 to 44°SR.
- the short-fiber and long-fiber cellulose used before grinding can have a Schopper-Riegler degree that is outside the preferred range.
- the Schopper-Riegler grade of the short-fiber pulp and long-fiber pulp used is preferably smaller before the beating than after the beating.
- the packaging system according to the invention is a packaging system in which the short-fiber pulp consists entirely or partially, preferably at least to a mass fraction of more than 50%, based on the total mass of the short-fiber pulp, of fibers from hardwoods, preferably made of birch fibers, beech fibers or eucalyptus fibers and the long-fiber pulp consists entirely or partially, preferably at least more than 50%, based on the total mass of the long-fiber pulp, of fibers from coniferous trees, preferably pine fibers, spruce fibers or fir fibers.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper comprises a mass fraction of at least 70% short-fiber pulp, preferably between 70 and 75% short-fiber pulp, based on the total mass of short-fiber pulp and long-fiber pulp.
- a packaging system according to the invention is preferred in which the backing paper consists of virgin fibers or has a mass fraction of greater than or equal to 50%, preferably greater than or equal to 80%, particularly preferably greater than 95% of fresh fibers, based on the total mass of the fibers in the backing paper.
- a packaging system according to the invention is preferred, wherein the paper layer consists of recycled fibers or has a mass fraction of greater than or equal to 65%, particularly preferably greater than 85%, of recycled fibers, based on the total mass of the fibers in the paper layer.
- fresh fibers are understood as meaning a pulp which is obtained directly from the plant starting material (usually wood or grass).
- Fresh fibers are to be distinguished from recycled fibers that have previously been used at least once in other paper or cardboard products, i.e. that consist of waste paper, waste cardboard and/or waste cardboard.
- the backing paper, the first barrier layer and the second barrier layer can also contain the additives customarily used in papermaking, such as sizing agents, pigments (in addition to the pigments already described above), optical brighteners, biocides, dispersing agents, release agents, antifoams, retention aids, Fixing agents, flocculants, deaerators, wetting agents, leveling agents, slime control agents or thickeners.
- the additives are usually used to adjust the properties of the coating compositions used to produce the respective layer (e.g. defoamers or retention aids) or to adjust the properties of the resulting layer (e.g. optical brighteners).
- a packaging system according to the invention is preferred, in which case the backing paper has further layers on the back.
- the back can be coated with a starch layer, preferably modified starch, particularly preferably modified corn starch.
- the properties of the packaging system can be improved by coating the back. For example, it is thus possible to ensure that the packaging system can be printed on the back.
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a fat permeability with turpentine oil according to Tappi 454 om-10 of at least 1300 s, preferably at least 1500 s, particularly preferably at least 1800 s on the second barrier layer.
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system on the second barrier layer being based on Tappi 454 om-10 water resistance greater than 240 seconds, preferably greater than 400 seconds, more preferably greater than 600 seconds.
- a packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system has a water vapor permeability according to DIN 53122-1 at a climate of 23 ° C and 85% humidity of less than or equal to 300 g / (m 2 d), preferably less than or equal to 250 g / (m 2 d ), particularly preferably less than or equal to 125 g/(m 2 d).
- the packaging system according to the invention not only has very high resistance to fat, but also low water vapor permeability. Low water vapor permeability in packaging is desirable for food, since the packaged food does not dry out prematurely and stays fresh for longer.
- a packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system has a fat permeability of at least level 5, preferably at least level 3, particularly preferably at least level 1; measured according to method DIN 53116.
- packaging systems according to the invention can have a KIT value in excess of 12 and thus exhibit excellent bed resistance, which is in the same range as the grease resistance of packaging systems coated with plastic or aluminum foil.
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a sealing strength at 500 kPa, 150° C. and 1 s of greater than or equal to 3.0 N/15mm, preferably a sealing strength of greater than or equal to 3.5 N/15mm, particularly preferably greater equal to 4.2 N/15mm.
- a packaging system is preferred according to the invention, wherein the mass per unit area of the packaging system is in the range from 30 to 800 g/m 2 , preferably in the range from 35 to 600 g/m 2 , particularly preferably in the range from 40 to 250 g/m 2 .
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system being a paper with a mass per unit area in the range from 30 to 150 g/m 2 , a cardboard with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or is a paperboard with a basis weight of more than 225 g/m 2 .
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a sealing strength at 500 kPa, 150° C. and 1 s of greater than or equal to 3.0 N/15mm, preferably a sealing strength of greater than or equal to 3.5 N/15mm, particularly preferably greater equal to 4.2 N/15mm.
- a packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a migration value of mineral oil substances, in particular MOSH and MOAH, of at least less than 0.6 mg/kg, preferably at least less than 0.3 mg/kg, particularly preferably at least less than 0 .1mg/kg.
- the migration value is the amount (in mg) that migrates into one kg of food within 10 days at 40 °C.
- the packaging system has a Bekk smoothness, determined according to ISO 5627, in the range from 100 to 1200 s on the second barrier layer. Contrary to ISO 5627, in this case the Bekk smoothness is not determined on both sides of the packaging system, but only on the second barrier layer of the packaging system.
- a packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system contains no fluorine-containing compounds, in particular no fluorinated organic compounds.
- a further aspect of the present invention relates to the use of a packaging system according to the invention as packaging material, in particular for food (in particular convenience products), electronic products, agricultural products (e.g. seeds, fertilizers), animal feed, animal feed, washing powder, pharmaceutical products, building materials (e.g. cement, gypsum, paste powder), body care products or cosmetics.
- food in particular convenience products
- agricultural products e.g. seeds, fertilizers
- animal feed animal feed
- washing powder e.g. cement, gypsum, paste powder
- body care products or cosmetics e.g. cement, gypsum, paste powder
- Convenience products is a generic term for ready-made products or meals such as canned food, frozen food, microwave complete meals, baking mixes, instant puddings and instant soups. These products are often ready to eat or simply require further processing. Depending on the intended use and condition, finished products only have to be thawed and heated before consumption.
- it is particularly preferred to use it for packaging dry, moist and/or frozen foods such as baked goods, pre-baked rolls, baking ingredients, fruit, vegetables, roasted and/or deep-fried goods, snack goods, sandwiches, bread, burgers, rice, noodles, frozen foods -French fries, frozen creamy vegetables, breaded schnitzel, meat products, fish products, ready meals, baking mixes, mashed potatoes, instant soups, instant pasta dishes, sausage products, salad containers, salad bowls and/or cheese.
- dry, moist and/or frozen foods such as baked goods, pre-baked rolls, baking ingredients, fruit, vegetables, roasted and/or deep-fried goods, snack goods, sandwiches, bread, burgers, rice, noodles, frozen foods -French fries, frozen creamy vegetables, breaded schnitzel, meat products, fish products, ready meals, baking mixes, mashed potatoes, instant soups, instant pasta dishes, sausage products, salad containers, salad bowls and/or cheese.
- a further aspect of the present invention relates to packaging, in particular food packaging, comprising a packaging system according to the invention.
- a further aspect of the present invention relates to a packaging system produced by a method according to the invention.
- the coating composition used in a method according to the invention for producing a packaging system reference is made here to the statements on the composition of the individual layers.
- the coating compositions are designed in such a way that the layers present in a packaging system according to the invention result therefrom.
- the coating compositions are usually in the form of an aqueous dispersion and contain the constituents or compounds (e.g. monomers or crosslinking agents) present in the individual layers, which react to form the constituents.
- the coating compositions can also contain the additives commonly used in papermaking, such as biocides, dispersants, release agents, defoamers or thickeners, which are added to adjust the properties of the coating composition and in the from the Coating composition prepared layer usually remain.
- additives customarily used in papermaking can be used in the customary amounts.
- the person skilled in the art knows various techniques which are referred to as brushing, for example: blade coating, coating with a film press, cast coating, curtain coating ("curtain coating "), squeegee painting, air knife painting or spray painting. All of these known, aforementioned painting techniques are suitable for applying the coating composition according to the invention to a backing paper, preferably a backing paper which comprises one or more precoats or intermediate coats or which also does not comprise any precoat or intermediate coat. According to the invention, preference is given to curtain coating ("curtain coating”) or application by means of a roller blade (roller blade coating).
- FIG 1 shows a packaging system 1 according to the invention, which consists of a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5).
- the paper layer (2) has a front side and a back side opposite the front side, and on the front side of the paper layer (2) there is a first barrier layer 4) which comprises or consists of a binder and a pigment.
- a second barrier layer (5) which comprises or consists of an acrylate copolymer and a wax, is arranged (5) on the first barrier layer (4).
- the three layers of the packaging system are connected to form a laminate.
- FIG 2 shows a packaging system 1 according to the invention, which consists of a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, a carrier paper (3), a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5).
- the backing paper (3) has a front side and a back side opposite the front side, and a first barrier layer (4) is arranged on the front side of the backing paper (3). comprises or consists of a binder and a pigment.
- a second barrier layer (5) which comprises or consists of an acrylate copolymer and a wax, is arranged (5) on the first barrier layer (4).
- the three layers 3, 4 and 5 are connected to form a laminate which, together with the first paper layer (2), forms the packaging system (1) according to the invention.
- the first paper layer (2) and the laminated composite of layers 3, 4 and 5 are not connected to one another.
- the laminate composite of the layers 3, 4 and 5 can be an inner bag, for example, while the first paper layer forms an outer box, for example folding box board.
- FIG 3 shows a packaging system 1 according to the invention, which consists of a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, a second paper layer (2.1) comprising particulate activated carbon, a third paper layer (2.2) comprising particulate activated carbon, a carrier paper (3), a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5).
- the backing paper (3) has a front side and a back side opposite the front side, and a first barrier layer (4), which comprises or consists of a binder and a pigment, is arranged on the front side of the backing paper (3).
- a second barrier layer (5) which comprises or consists of an acrylate copolymer and a wax, is arranged (5) on the first barrier layer (4).
- the three layers 3, 4 and 5 are connected to form a laminate which, together with the first paper layer (2), forms the packaging system (1) according to the invention.
- the first paper layer (2), the second paper layer (2.1) and the third paper layer (2.2) form a composite which, in the illustrated embodiment, is a laminate composite.
- figure 4 equals to figure 3 with the exception that the composite of the first paper layer (2), second paper layer (2.1) and third paper layer (2.2) is not a laminate composite, but a single-ply corrugated cardboard, in which the first paper layer (2) is the outer cover , the second layer of paper (2.1) forms the flute, for example B flute, C flute, F flute, etc., and the third paper layer (2.2) forms the inner lining of the corrugated cardboard.
- FIG 5 shows the interconnected system figure 1 with the difference that an additional protective layer (6) is arranged on the outside of the first paper layer.
- the protective layer (6) contains no activated carbon.
- figure 6 shows the interconnected system figure 5 with the difference that an additional layer (6.1) is arranged between the first barrier layer (4) and the first paper layer (2).
- FIG 7 shows the interconnected system figure 2 with the difference that an additional protective layer (6) is arranged on the outside of the first paper layer.
- the protective layer (6) contains no activated carbon.
- FIG 8 shows the interconnected system figure 7 with the difference that an additional protective layer (6.1) is arranged on the inside of the first paper layer.
- the protective layer (6.1) does not contain any activated carbon.
- figure 9 shows the interconnected system figure 1 with the difference that on the back of the first paper layer an additional first barrier layer (4.1) consisting of or comprising a binder and a pigment, and on this additional first barrier layer (4.1) an additional second barrier layer (5.1) consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
- first barrier layer 4.1
- second barrier layer 5.1
- a folding box board was produced from a paper layer that included particulate activated carbon.
- the manufacturing process for the production of the paper layer is in EP3175985A1 described.
- the folding box board has a basis weight of 180 g/m2.
- a backing paper was also used, which was made from a 1:1 mixture of short-fiber and long-fiber pulp ground at 39°SR on a paper machine to produce a resin-sized paper web with a mass per unit area of 40 g/m 2 became.
- the paper substrate produced was calendered at a line load of 80 kN/m and a temperature of 80.degree.
- a first barrier coating which was present as an aqueous dispersion, was applied to the produced carrier paper using an air knife, and this barrier coating was then dried using IR and air drying, resulting in a first barrier layer with a weight per unit area of 3 g/m 2 .
- the composition of the first barrier coat (excluding water) is given in Table 1.
- a second barrier coating which was present as an aqueous dispersion, was applied to the first barrier layer produced using a volumetric doctor blade, and this barrier coating was then dried using IR and air drying, resulting in a second barrier layer with a basis weight of 4 g/m 2 .
- the composition of the second barrier coat (excluding water) is given in Table 1.
- a bag that fits into the folding carton was made from the laminate produced from carrier paper, first barrier layer and second barrier layer. The inner bag was then placed in the carton box.
- Table 1 component trade name component mass fraction
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungssystem (1), insbesondere Lebensmittelverpackungssystem, umfassend oder bestehend aus A) einer ersten Papierschicht (2) umfassend partikuläre Aktivkohle, aufweisend eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite, B) einer auf der Vorderseite und/oder Rückseite der Papierschicht (2) oder auf mindestens einer Seite eines Trägerpapiers (3) angeordneten ersten Barriereschicht (4), bestehend aus oder umfassend ein Bindemittel und ein Pigment, und C) einer auf der ersten Barriereschicht (4) angeordneten zweiten Barriereschicht (5), bestehend aus oder umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verpackungssystems als Verpackung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verpackungssystems. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen.The present invention relates to a packaging system (1), in particular a food packaging system, comprising or consisting of A) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a front side and a back side opposite the front side, B) one on the front side and/or back side of the Paper layer (2) or a first barrier layer (4) arranged on at least one side of a carrier paper (3), consisting of or comprising a binder and a pigment, and C) a second barrier layer (5) arranged on the first barrier layer (4). of or comprising an acrylate copolymer and a wax. The present invention also relates to the use of a packaging system according to the invention as packaging and a method for producing a packaging system according to the invention. Further aspects of the present invention emerge from the following description and the claims.
Lebensmittel werden üblicherweise in einer Verpackung verkauft, die aus Pappe, Karton und/oder Papier hergestellt wird. Hohe Anforderungen an die Verpackung werden dabei insbesondere bei fetthaltigen Lebensmitteln gestellt. Bei der Verwendung von herkömmlichen Verpackungen auf Basis von Papier kann bei fetthaltigen Lebensmitteln ein Durchdringen des Verpackungsmaterials mit dem Fett aus dem Lebensmittel erfolgen. Dies kann dazu führen, dass das Verpackungsmaterial aufweicht und reißt oder dass eine Verunreinigung von anderen Gegenständen mit dem Fett erfolgt, wenn Sie in Kontakt mit der Verpackung kommen.Groceries are commonly sold in packaging made from paperboard, cardboard and/or paper. High demands are placed on the packaging, especially in the case of fatty foods. When conventional paper-based packaging is used, fat from the food can penetrate the packaging material in the case of food containing fat. This can cause the packaging material to soften and tear, or cause a Contamination of other items with the grease occurs when they come into contact with the packaging.
Zur Verpackung von fetthaltigen Lebensmitteln wird häufig ein holzfreies "Butterbrotpapier" verwendet, das aufgrund einer schmierigen Mahlung der Faserstoffe eine gewisse Fettbeständigkeit aufweist. Häufig reicht die Fettbeständigkeit dieser Butterbrotpapiere allerdings nicht aus.A wood-free "sandwich paper" is often used to package fatty foods, which has a certain grease resistance due to the greasy grinding of the fibers. However, the grease resistance of these sandwich papers is often not sufficient.
Als fettbeständigere Alternative zum Butterbrotpapier wird häufig ein Verbundpackstoff verwendet. Ein Verbundpackstoff kann beispielsweise aus einem Verbundstoff, gebildet aus einem Papier und einer Kunststoff- und/oder Aluminiumfolie, bestehen. Wenn keine Polyethylen-Beschichtung (PE) erfolgt, können Fluorocarbone als wasserabweisende Chemikalien verwendet werden. Hierbei wird Papier beispielsweise einseitig mit Polyethylen, häufig in einem energieintensiven Extrusionsverfahren, oder einer Aluminiumfolie beschichtet. Diese Verbundpackstoffe zeichnen sich durch eine hohe Fettbeständigkeit aus. Sofern diese Verbundpackstoffe allerdings dem Papierrecycling zugeführt werden, stören diese Stoffe den Recyclingprozess erheblich. Aufgrund der Folienschicht lassen sich die Verbundpackstoffe während des Recyclingprozesses nicht ausreichend gut zerfasern und es bilden sich sogenannte nassfeste Stippen. Bei Stippen handelt es sich um Reste der Kunststoff- oder Aluminiumfolie, an denen noch Papierfasern haften. Diese Stippen müssen während des Recyclingprozesses aufwändig abgetrennt werden. Durch die erforderliche Abtrennung der Stippen im Faserstoffaufbereitungsprozess entsteht ein nicht unerheblicher Verlust an Faserstoff, welcher dem Prozess entzogen wird. Auch ist es nicht möglich, diese Verbundstoffe zu kompostieren, da die verwendeten Kunststoff- oder Aluminiumfolien nicht biologisch abgebaut werden.A composite packaging material is often used as a grease-resistant alternative to greaseproof paper. A composite packaging material can consist, for example, of a composite material formed from paper and a plastic and/or aluminum foil. If there is no polyethylene (PE) coating, fluorocarbons can be used as water repellent chemicals. For example, paper is coated on one side with polyethylene, often in an energy-intensive extrusion process, or with aluminum foil. These composite packaging materials are characterized by high grease resistance. However, if these composite packaging materials are used for paper recycling, these materials disrupt the recycling process considerably. Due to the film layer, the composite packaging materials cannot be fiberized sufficiently well during the recycling process and so-called wet-strength specks form. The specks are the remains of the plastic or aluminum foil to which paper fibers are still attached. These specks have to be laboriously removed during the recycling process. The necessary separation of the flakes in the pulp preparation process results in a not inconsiderable loss of pulp, which is withdrawn from the process. It is also not possible to compost these composites, since the plastic or aluminum foils used do not biodegrade.
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Neben der Fettbeständigkeit von Verpackungsmitteln ist auch die Beständigkeit gegenüber Wasser und die Wasserdampfdurchlässigkeit sehr wichtig. Wenn beispielsweise feuchte Waren über einen längeren Zeitraum in der Verpackung gelagert werden sollen, dann muss sichergestellt werden, dass die Waren nicht während der Lagerung austrocknen. Gleichzeitig muss auch sichergestellt werden, dass die feuchten Waren die Verpackung nicht aufweichen und hierdurch ein Beschädigen der Verpackung erfolgen kann. Bei der Lagerung von trockenen Waren, wie beispielsweise Haferflocken oder Müsli, muss hingegen sichergestellt werden, dass die Waren trocken verbleiben und während der Lagerung nicht aufweichen.In addition to the grease resistance of packaging materials, resistance to water and water vapor permeability are also very important. If, for example, moist goods are to be stored in the packaging for a longer period of time, then it must be ensured that the goods do not dry out during storage. At the same time, it must also be ensured that the moist goods do not soften the packaging and damage the packaging as a result. When storing dry goods, such as oatmeal or muesli, on the other hand, it must be ensured that the goods remain dry and do not soften during storage.
Bei der Lagerung von Lebensmitteln in Verpackungen, insbesondere Versandverpackungen, muss zudem sichergestellt werden, dass die Lebensmittel keine Gerüche oder Geschmäcker von anderen Lebensmitteln oder Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Abgase von Fahrzeugen, annehmen oder sofern das Lebensmittel selbst intensiv im Geruch und/oder Geschmack ist, diesen nicht an die Umgebung abgibt. Bei Lagerung und insbesondere beim Transport kann es erforderlich sein, das Packgut auch vor mechanischen Einflüssen zu schützen, beispielsweise bei Schokoladenraspeln als Packgut.When storing food in packaging, especially shipping packaging, it must also be ensured that the food does not absorb any smells or tastes from other foods or environmental influences, such as vehicle exhaust fumes, or if the food itself has an intense smell and/or taste, does not give this off to the environment. During storage and in particular during transport, it may be necessary to protect the packaged goods from mechanical influences, for example in the case of chocolate shavings as packaged goods.
Für die Herstellung on Verpackungsmaterialien werden aus ökologischen Gründen häufig Materialien verwendet, die vollständig oder teilweise aus Recyclingfasern hergestellt werden. Problematisch bei der Nutzung von Recyclingfasern ist der hohe Anteil an Zeitungspapier, das in der Regel mit mineralölhaltigen Farben bedruckt ist. Trotz spezieller Reinigungsschritte und Behandlung der Recyclingfasern verbleibt ein nicht vollständig zu vermeidender Anteil an Mineralölstoffen in den Recyclingfasern. Aus Recyclingfasern hergestellte Verpackungen können ca. 100 ppm bis 500 ppm Mineralölrückstände aufweisen.For ecological reasons, materials that are made entirely or partially from recycled fibers are often used for the production of packaging materials. The problem with the use of recycled fibers is the high proportion of newsprint, which is usually printed with inks containing mineral oil. Despite special cleaning steps and treatment of the recycled fibers, a proportion of mineral oil substances that cannot be completely avoided remains in the recycled fibers. Packaging made from recycled fibers can contain approximately 100 ppm to 500 ppm mineral oil residues.
Insbesondere bei Lebensmittelverpackungen, aber auch bei anderen Produkten die Recyclingfasern enthalten können, die beispielsweise mit Lebensmitteln in Kontakt gelangen, ergibt sich das Problem, dass die Mineralölstoffe von der Verpackung in das Lebensmittel migrieren können. Die Aufnahme von Mineralölstoffen, wie "mineral oil saturated hydrocarbons" (MOSH) und/oder "mineral oil aromatic hydrocarbons" (MOAH), durch einen Verzehr des Lebensmittels sollte jedoch vermieden werden, da schon geringste Mengen gesundheitliche Schäden, wie Krebs, hervorrufen können.In food packaging in particular, but also in other products that may contain recycled fibers that come into contact with food, for example, the problem arises that the mineral oil substances can migrate from the packaging into the food. However, the intake of mineral oil substances such as "mineral oil saturated hydrocarbons" (MOSH) and/or "mineral oil aromatic hydrocarbons" (MOAH) through consumption of the food should be avoided, as even the smallest amounts can cause damage to health, such as cancer .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile zu beseitigen bzw. die oben geschilderten Anforderungen an Verpackungen zu erfüllen.The object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages outlined above and to meet the packaging requirements outlined above.
Insbesondere soll eine Verpackung zur Verfügung gestellt werden, die in seiner Gesamtheit dem Papierrecycling zugeführt werden kann, ohne dass vorher eine Aufarbeitung der Verpackung erfolgen muss (z. B. abtrennen von Kunststoff- oder Metallfolien) oder dass der Recyclingprozess durch die Bildung von Stippen oder anderen Spuckstoffen, wie Folien, beeinträchtigt wird. Zudem soll das Verpackungsmaterial so ausgestaltet sein, dass es für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet ist und hierbei eine geringe Wasser- und Wasserdampfdurchlässigkeit, eine hohe Fettbeständigkeit sowie eine hohe Barrierewirkung gegenüber Aromastoffen aufweisen. Zudem soll es möglich sein, dass zumindest ein Teil der Verpackung teilweise oder vollständig aus Recyclingfasern hergestellt wird und dabei sicherer und einfacher Weise eine Migration von Mineralölstoffen aus dem Verpackungsmaterial in ein weiteres Produkt zumindest ausreichend reduziert.In particular, packaging should be made available that can be fed into paper recycling in its entirety without the packaging having to be processed beforehand (e.g. separating plastic or metal foils) or the recycling process being impaired by the formation of specks or other rejects, such as foils. In addition, the packaging material should be designed in such a way that it is suitable for contact with food and has low water and water vapor permeability, high fat resistance and a high barrier effect against flavorings. In addition, it should be possible for at least part of the packaging to be produced partially or completely from recycled fibers, thereby at least sufficiently reducing the migration of mineral oil substances from the packaging material into another product in a safe and simple manner.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verpackungssystem (1), insbesondere Lebensmittelverpackungssystem, umfassend oder bestehend aus
- A) einer ersten Papierschicht (2) umfassend partikuläre Aktivkohle, aufweisend eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite, wobei die Papierschicht aus einem Massenanteil von größer gleich 50 % Recyclingfasern besteht, bezogen auf die Gesamtmasse der Fasern in der Papierschicht,
- B) einer auf der Vorderseite und/oder Rückseite der Papierschicht (2) oder auf mindestens einer Seite eines Trägerpapiers (3) angeordneten ersten Barriereschicht (4), bestehend aus oder umfassend ein Bindemittel und ein Pigment, und
- C) einer auf der ersten Barriereschicht (4) angeordneten zweiten Barriereschicht (5), bestehend aus oder umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs.
- A) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a front side and a back side opposite the front side, the paper layer consisting of a mass fraction of greater than or equal to 50% recycled fibers, based on the total mass of the fibers in the paper layer,
- B) a first barrier layer (4) arranged on the front and/or back of the paper layer (2) or on at least one side of a backing paper (3), consisting of or comprising a binder and a pigment, and
- C) a second barrier layer (5) arranged on the first barrier layer (4), consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
Überraschenderweise hat es sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass die Kombination aus einer ersten Barriereschicht, bestehend aus oder umfassend ein Bindemittel und ein Pigment, und einer zweiten Barriereschicht, bestehend aus oder umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs, zu äußerst geringen Wasserdampfdurchlässigkeiten sowie zu besonders hohen Wasser- und Fettbeständigkeiten führt. Zudem wird durch die partikuläre Aktivkohle im Inneren der Papierschicht eine Reduzierung bzw. Verhinderung der Migration von organischen Materialien, wie Mineralölstoffen, Geruchsstoffen oder Geschmacksstoffen, durch die erste Papierschicht erzielt. Mineralölstoffe (MOSH und/oder MOAH), die bereits aufgrund der Verwendung von Recyclingfasern innerhalbe der Papierschicht enthalten sind, werden durch die partikuläre Aktivkohle daran gehindert, aus der Papierschicht zu migrieren. Gleichzeitig wird ein Durchtritt von organischen Materialien, wie Mineralölstoffen, Geruchsstoffen oder Geschmacksstoffen, durch die erste Papierschicht reduziert oder verhindert. Da auf die Verwendung von Folien, insbesondere werden keine Kunststoff- oder Aluminiumfolien, verzichtet werden kann, ist das Verpackungssystem zudem recycelbar. Während des Zerfaserns beim Recyclingprozess bildet ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem eine Pulpe, ohne dass Stippen oder anderen Spuckstoffen gebildet werden. Das erfindungsgemäße Verpackungssystem kann somit vollständig dem Papierrecycling (Faserstoffrecycling) zugeführt werden.Surprisingly, it has been shown in our own investigations that the combination of a first barrier layer, consisting of or comprising a binder and a pigment, and a second barrier layer, consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax, to extremely low water vapor permeability and to leads to particularly high water and grease resistance. In addition, the particulate activated carbon inside the paper layer reduces or prevents the migration of organic materials, such as mineral oil substances, odorous substances or flavorings, through the first paper layer. Mineral oil substances (MOSH and/or MOAH), which are already contained within the paper layer due to the use of recycled fibers, are prevented from to migrate out of the paper layer. At the same time, passage of organic materials, such as mineral oil substances, odorous substances or flavoring substances, is reduced or prevented through the first paper layer. Since the use of foils, in particular no plastic or aluminum foils, can be dispensed with, the packaging system is also recyclable. During defibration in the recycling process, a packaging system according to the invention forms a pulp without the formation of specks or other rejects. The packaging system according to the invention can thus be completely fed into paper recycling (pulp recycling).
In erfindungsgemäßen Verpackungssystem wird auf die Verwendung von extrudierten, aufgeklebten Folien oder auf aufgedampfte oder aufgeklebte Metallfolien vorzugsweise vollständig verzichten, da die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Verpackungssystems durch den Auftrag von Dispersionen hergestellt werden. Die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Verpackungssystems sind nicht extrudiert und erhalten vorzugsweise auch keine weiteren extrudierten, aufgeklebten oder aufgedampften Folien.In the packaging system according to the invention, the use of extruded, glued-on foils or metal foils that are vapor-deposited or glued on is preferably completely dispensed with, since the individual layers of the packaging system according to the invention are produced by the application of dispersions. The individual layers of the packaging system according to the invention are not extruded and preferably also do not contain any further extruded, glued or vapor-deposited films.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die Aktivkohle zumindest teilweise aus einem pflanzlichen Material, insbesondere Kokosnussschalen, gebildet ist. Eine derartige Aktivkohle besitzt besonders gute Mineralölabsorbierungseigenschaften.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the activated carbon is formed at least partially from a vegetable material, in particular coconut shells. Such an activated carbon has particularly good mineral oil absorption properties.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Aktivkohle in Granulatform bereitgestellt sein. Die Mahlfeinheit kann zu ca. 80 % beispielsweise ca. 45 mm betragen. Der Wassergehalt bei Abpackung der Aktivkohle kann vorzugsweise maximal 10 %, insbesondere 7 %, sein. Der Aschegehalt kann maximal 3 %, vorzugsweise 1 %, betragen. Säuerliche Anteile der Aktivkohle können maximal 3 % betragen, vorzugsweise 0,8 %. Darüber hinaus kann der wasserlösliche Anteil maximal 0,2 % sein, insbesondere 0,05 %. Der pH-Wert der Aktivkohle kann zwischen 5 bis 7 liegen und vorzugsweise 6,5 sein. Ferner kann die minimale Jodzahl 900 mg/g, insbesondere 950 mg/g sein. Die spezifische Oberfläche (BET) der Aktivkohlepartikel kann ca. 1000 m2/g sein.In a preferred embodiment, the activated carbon can be provided in granular form. The fineness of grinding can be about 80%, for example about 45 mm. The water content when the activated carbon is packaged can preferably be at most 10%, in particular 7%. The ash content can be a maximum of 3%, preferably 1%. Acidic components of the activated carbon can be a maximum of 3%, preferably 0.8%. In addition, the water-soluble fraction can be a maximum of 0.2%, in particular 0.05%. The pH of the activated carbon can range from 5 to 7 and is preferably 6.5. Furthermore, the minimum iodine number can be 900 mg/g, in particular 950 mg/g. The specific surface area (BET) of the activated carbon particles can be around 1000 m 2 /g.
In einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann statt partikulärer Aktivkohle ein alternatives Filtermaterial zum Binden von Mineralölstoffen eingesetzt werden. Ferner können unterschiedliche Filtermaterialien gleichzeitig eingesetzt werden, z. B. eine Kombination aus Aktivkohle und einem weiteren Filtermaterial.In an alternative embodiment of the present invention, an alternative filter material for binding mineral oil substances can be used instead of particulate activated carbon. Furthermore, different filter materials can be used simultaneously, e.g. B. a combination of activated carbon and another filter material.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die Aktivkohle einen mittleren Partikeldurchmesser d50 im Bereich zwischen 1 µm und 100 µm aufweist. Aktivkohlepartikel können eine Faserschicht leicht durchsetzen. Gleichzeitig kann (ggf. durch Zusatzstoffe) ein ungewünschter Austritt der Aktivkohle aus ersten Papierschicht verhindert werden. Ferner kann Aktivkohle Mineralölstoffe und andere organische Verbindungen nahezu dauerhaft, zumindest während der üblichen Lebensdauer des Verpackungssystems (meist weniger als zwei Jahre), binden. Es versteht sich, dass es sich bei der Aktivkohle insbesondere um eine für Lebensmittel geeignete Aktivkohle handeln kann.A packaging system according to the invention is preferred in which the activated carbon has an average particle diameter d50 in the range between 1 μm and 100 μm. Activated carbon particles can easily penetrate a fiber layer. At the same time (possibly through additives) an undesired escape of the activated carbon from the first paper layer can be prevented. Furthermore, activated carbon can bind mineral oil substances and other organic compounds almost permanently, at least during the usual service life of the packaging system (usually less than two years). It goes without saying that the activated carbon can be, in particular, an activated carbon suitable for food.
Die Aktivkohle kann (nahezu) gleichmäßig in der Papierschicht verteilt sein. Grundsätzlich ist auch eine teilweise Durchsetzung der Papierschicht ausreichend. Um zu verhindern, dass die Aktivkohle aus der Papierschicht austreten kann, kann bevorzugt der Anteil der Aktivkohle in einem Innenbereich der Papierschicht größer als an den Außenflächen sein.The activated carbon can be distributed (almost) evenly in the paper layer. In principle, a partial penetration of the paper layer is sufficient. In order to prevent the activated charcoal from escaping from the paper layer, the proportion of activated charcoal in an inner area of the paper layer can preferably be greater than on the outer surfaces.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei der Massenanteil an partikulärer Aktivkohle in der ersten Papierschicht (2) 0,1 bis 20 % beträgt, vorzugsweise 0,3 bis 10 % beträgt, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 % beträgt, weiter bevorzugt 0,5 bis 3 % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der ersten Papierschicht.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass fraction of particulate activated carbon in the first paper layer (2) is 0.1 to 20%, preferably 0.3 to 10%, particularly preferably 0.5 to 5%, more preferably 0. Is 5 to 3%, based on the total mass of the first paper layer.
Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass mit steigendem Anteil an partikulärer Aktivkohle in der ersten Papierschicht eine Migration von Mineralölstoffen aus dem Verpackungsmaterial weiter reduziert wird. Es hat sich auch gezeigt, dass bereits geringe Mengen (ca. 0,1 %) an partikulärer Aktivkohle bereits eine Reduktion der Migration von Minaralölstoffen (MOSH und MOAH) bewirken. Bei Massenanteilen von weniger als 0,1 % wird allerding häufig kein ausreichender Effekt erzielt. Bei höheren Mengen an partikulärer Aktivkohle wird die Migration von Minaralölstoffen zwar weiter erhöht, allerdings haben eigene Untersuchungen gezeigt, dass bei Massenanteilen von mehr als 20 % die Stabilität der ersten Papierschicht häufig abnimmt. Als besonders vorteilhaft haben sich Mengen von ca. 1 bis 2 % erwiesen.Our own investigations have shown that the migration of mineral oil substances from the packaging material is further reduced with an increasing proportion of particulate activated carbon in the first paper layer. It has also been shown that even small amounts (approx. 0.1%) of particulate activated carbon already bring about a reduction in the migration of mineral oil substances (MOSH and MOAH). With mass fractions of less than 0.1%, however, a sufficient effect is often not obtained. With higher amounts of particulate activated carbon, the migration of mineral oil substances is increased further, but our own investigations have shown that the stability of the first paper layer often decreases with mass fractions of more than 20%. Amounts of about 1 to 2% have proven particularly advantageous.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei mindestens eine weitere mit der ersten Papierschicht verbundene Schicht (2.1, 2.2, 6, 6.1) vorgesehen ist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein at least one further layer (2.1, 2.2, 6, 6.1) connected to the first paper layer is provided.
Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, wobei die mindestens eine weitere Schicht eine weitere Papierschicht umfassend Aktivkohle (4.1) ist oder die weitere Schicht eine Schutzschicht (6, 6.1) ist.It is particularly preferred here that the at least one further layer is a further paper layer comprising activated carbon (4.1) or the further layer is a protective layer (6, 6.1).
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei der Massenanteil an partikulärer Aktivkohle in der weiteren Papierschicht (4.1) 0,1 bis 20 % beträgt, vorzugsweise 0,3 bis 10 % beträgt, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 % beträgt, weiter bevorzugt 0,5 bis 3 % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der weiteren Papierschicht.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass fraction of particulate activated carbon in the further paper layer (4.1) is 0.1 to 20%, preferably 0.3 to 10%, particularly preferably 0.5 to 5%, more preferably 0. Is 5 to 3%, based on the total mass of the other paper layer.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei zwei weitere mit der ersten Papierschicht verbundene Schichten (2.1, 2.2) vorgesehen sind, und vorzugsweise die erste Papierschicht (2) mit den zwei weiteren Papierschichten (2.1, 2.2) als einlagige Wellpappe ausgebildet ist. Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten der Erfindung auch zwei- oder mehrlagige Wellpappe und/oder unterschiedliche Wellenarten, wie B-Welle, C-Welle, F-Welle, etc., vorgesehen sein können.A packaging system according to the invention is preferred, wherein two further layers (2.1, 2.2) connected to the first paper layer are provided, and preferably the first paper layer (2) with the two further paper layers (2.1, 2.2) is designed as a single-ply corrugated board. It goes without saying that, according to other variants of the invention, two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types, such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Verpackungssystem einen Migrationswert von MOSH und MOAH von zumindest kleiner als 2 mg/kg, vorzugsweise kleiner gleich 0,6 mg/kg, weiter bevorzugt kleiner gleich 0,4 mg/kg aufweist. Vorzugsweise wird die Migration durch Anwendung von modifizierten Polyphenylenoxiden (MPPO) (Tenax®) nach DIN EN 14338:2004-03 bestimmt. Hierbei wird das modifizierte Polyphenylenoxid (MPPO; Tenax®) als Ersatzprüflebensmittel angesehen. Hierbei wird die zweiten Barriereschicht des erfindungsgemäßen Verpackungssystems mit modifiziertem Polyphenylenoxid (MPPO; Tenax®) bedeckt und bei 40 °C für 10 Tage in einem konventionellen Ofen gelagert. Nach der Lagerung wird das Polyphenylenoxid (MPPO; Tenax®) mit Hexan für die Chromatographie extrahiert. In diesem Extrakt wird der Migrationswert von MOSH und MOAH mittels GC-FID bestimmt.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the packaging system has a migration value of MOSH and MOAH of at least less than 2 mg/kg, preferably less than or equal to 0.6 mg/kg, more preferably less than or equal to 0.4 mg/kg. The migration is preferably determined by using modified polyphenylene oxides (MPPO) ( Tenax® ) according to DIN EN 14338:2004-03. Here, the modified polyphenylene oxide (MPPO; Tenax ® ) is regarded as a substitute food test. In this case, the second barrier layer of the packaging system according to the invention is covered with modified polyphenylene oxide (MPPO; Tenax® ) and stored in a conventional oven at 40° C. for 10 days. After storage, the polyphenylene oxide (MPPO; Tenax ® ) is extracted with hexane for chromatography. The migration value of MOSH and MOAH in this extract is determined using GC-FID.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Wachs in der zweiten Barriereschicht ein Wachs aus gesättigten Kohlenwasserstoffen.In a preferred embodiment of the present invention, the wax in the second barrier layer is a saturated hydrocarbon wax.
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass bei der Verwendung von Wachsen aus gesättigten Kohlenwasserstoffen Verpackungssysteme mit einer besonders hohen Fettbeständigkeit und Wasserbeständigkeit erhalten werden können. Zudem hat es sich gezeigt, dass Acrylat-Copolymere besonders kompatibel mit Wachsen aus gesättigten Kohlenwasserstoffen sind und daher eine gleichmäßige und stabile zweite Barriereschicht ausgebildet werden kann. Insbesondere beim Heißsiegeln, wenn die Barriereschicht auf Temperaturen von über 90 °C erwärmt wird, findet bei einem Gemisch aus Acrylat-Copolymer und Wachs aus gesättigten Kohlenwasserstoffen keine unerwünschte Entmischung oder Clusterbildung statt.Our own investigations have shown that when waxes from saturated hydrocarbons are used, packaging systems with particularly high grease resistance and water resistance can be obtained. In addition, it has been shown that acrylate copolymers are particularly compatible with waxes made from saturated hydrocarbons and a uniform and stable second barrier layer can therefore be formed. Especially when heat sealing when the barrier layer is heated to temperatures above 90 °C, no undesired segregation or cluster formation occurs with a mixture of acrylate copolymer and wax from saturated hydrocarbons.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs einen Schmelzpunkt über 40 °C, vorzugsweise über 50 °C, besonders bevorzugt über 60 °C aufweist.According to the invention, preference is given to packaging systems in which the wax has a melting point above 40.degree. C., preferably above 50.degree. C., particularly preferably above 60.degree.
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass bei der Verwendung von Wachsen mit einem Schmelzpunkt von über 30 °C bereits sehr gute Ergebnisse erhalten werden können. Allerdings konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass bei der Verwendung von Wachsen mit einem Schmelzpunkt von über 40 °C die Beständigkeit des Verpackungssystems gegenüber mechanischer Belastung gesteigert werden kann. Diese Beständigkeit wird bei noch höheren Schmelzpunkten der Wachse noch weiter gesteigert. Eigene Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass der optimale Schmelzpunkt der Wachse im Bereich von 60 bis 80 °C liegt, sofern die Verpackungssysteme auch bei Temperaturen zwischen 6 °C und 30 °C verwendet werden sollen. Sofern die Verpackungssysteme auch bei höheren Temperaturen angewendet werden sollen, kann es sinnvoll sei, ein Wachs mit höherem Schmelzpunkt zu verwenden.Our own investigations have shown that very good results can be obtained when using waxes with a melting point of over 30 °C. Surprisingly, however, it could be shown that the resistance of the packaging system to mechanical stress can be increased when using waxes with a melting point of more than 40.degree. This resistance is further increased with even higher melting points of the waxes. Our own investigations have also shown that the optimal melting point of the wax is in the range of 60 to 80 °C if the packaging systems are also to be used at temperatures between 6 °C and 30 °C. If the packaging systems are also to be used at higher temperatures, it can make sense to use a wax with a higher melting point.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssystem, wobei das Wachs einen Schmelzpunkt von weniger als 100 °C, vorzugsweise weniger als 90 °C, besonders bevorzugt weniger als 80 °C aufweist.According to the invention, preference is given to packaging systems in which the wax has a melting point of less than 100°C, preferably less than 90°C, particularly preferably less than 80°C.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs einen Schmelzpunkt im Bereich von 40 °C bis 100 °C aufweist, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 90 °C aufweist, besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 80 °C aufweist.According to the invention, preference is given to packaging systems in which the wax has a melting point in the range from 40°C to 100°C, preferably in the range from 50°C to 90°C, particularly preferably in the range from 60°C to 80°C.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei der Massenanteil des Wachses in der zweiten Barriereschicht 5 bis 60 % beträgt, vorzugsweise 15 bis 50 % beträgt, besonders bevorzugt 20 bis 40 % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der zweiten Barriereschicht.According to the invention, preference is given to packaging systems in which the proportion by mass of the wax in the second barrier layer is 5 to 60%, preferably 15 to 50%, particularly preferably 20 to 40%, based on the total mass of the second barrier layer.
Eigene Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, dass bei einem Wachsmassenanteil von unter 5 % die Barriereeigenschaften gegenüber Fett, Öl und Feuchtigkeit überproportional stark abnehmen während bei einem Wachsmassenanteil von über 60 % zwar ausgezeichnete Barriereeigenschaften erhalten werden können, allerdings die mechanische Beständigkeit der Barriereschicht überproportional stark abnimmt. Dabei haben eigene Untersuchungen ergeben, dass besonders gute Verpackungssysteme mit optimalen Barriere- und mechanischen Eigenschaften erhalten werden können, wenn der Wachsmassenanteil 20 bis 40 % beträgt.Our own investigations have surprisingly shown that with a wax mass fraction of less than 5%, the barrier properties against fat, oil and moisture decrease disproportionately while with a wax mass fraction of over 60%, excellent barrier properties can be obtained, but the mechanical resistance of the barrier layer decreases disproportionately. Our own investigations have shown that particularly good packaging systems with optimal barrier and mechanical properties can be obtained if the proportion of wax is 20 to 40%.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs auf Basis gesättigter Kohlenwasserstoffe ein, zwei, drei oder mehr als drei Alkane enthält oder daraus besteht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Heneicosan, Docosan, Tricosan, Tetracosan, Pentacosan, Hexacosan, Heptacosan, Octacosan, Nonacosan, Triacontan, Hentriacontan, Dotriacontan, Tritriacontan, Tetratriacontan, Pentatriacontan, Hexatriacontan, Heptatriacontan, Octatriacontan und Nonatriacontan, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hexacosan, Heptacosan, Octacosan, Nonacosan und Triacontan. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs auf Basis gesättigter Kohlenwasserstoffe ein Wachs auf Basis von Octacosan ist.Packaging systems are preferred according to the invention, in which the wax based on saturated hydrocarbons contains or consists of one, two, three or more than three alkanes selected from the group consisting of heneicosane, docosane, tricosane, tetracosane, pentacosane, hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane, Triacontane, hentriacontane, dotriacontane, tritriacontane, tetratriacontane, pentatriacontane, hexatriacontane, heptatriacontane, octatriacontane and nonatriacontane, preferably selected from the group consisting of hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane and triacontane. According to the invention, particular preference is given to packaging systems in which the wax based on saturated hydrocarbons is a wax based on octacosane.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs Kohlenwasserstoffe umfasst oder daraus besteht, die
- a) mindestens 26 Kohlenstoff-Atome, vorzugsweise mindestens 28 Kohlenstoff-Atome umfasst
und/oder - b) maximal 39 Kohlenstoff-Atome, vorzugsweise maximal 33 Kohlenstoff-Atome enthält. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, wobei das Wachs Kohlenwasserstoffe umfasst oder daraus besteht, die 26 bis 39 Kohlenstoff-Atome, vorzugsweise 28 bis 33 Kohlenstoff-Atome umfasst.
- a) comprises at least 26 carbon atoms, preferably at least 28 carbon atoms
and or - b) contains a maximum of 39 carbon atoms, preferably a maximum of 33 carbon atoms. According to the invention, preference is given to packaging systems in which the wax comprises or consists of hydrocarbons which comprise 26 to 39 carbon atoms, preferably 28 to 33 carbon atoms.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verpackungssysteme, die in der ersten Papierschicht (2), in dem Trägerpapier (3), in der ersten Barriereschicht (4) und/oder in der zweiten Barriereschicht (5) keine degradierte Stärke, Stärke und/oder Amylopektine umfasst und insbesondere keine Kohlenhydrate umfasst.According to the invention, packaging systems are preferred which do not comprise any degraded starch, starch and/or amylopectins in the first paper layer (2), in the carrier paper (3), in the first barrier layer (4) and/or in the second barrier layer (5) and in particular contains no carbohydrates.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Acrylat-Copolymer in der zweiten Barriereschicht um ein Copolymer mit einer mittleren molaren Masse im Bereich von 50.000 bis 150.000 g/mol, vorzugsweise im Bereich von 80.000 bis 130.000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 90.000 bis 100.000 g/mol. Die mittlere molare Masse wird dabei unter Zuhilfenahme einer Gelpermeationschromatographie (GPC) mit Tetrahydrofuran (THF; Tetramethylenoxid; 1,4-Epoxybutan; Oxacyclopentan) als Lösungsmittel, Polystyrol als Standard und Detektion anhand RI-Detektor (Brechungsindex-Detektor) bestimmt.According to the invention, the acrylate copolymer in the second barrier layer is particularly preferably a copolymer with an average molar mass in the range from 50,000 to 150,000 g/mol, preferably in the range from 80,000 to 130,000 g/mol. particularly preferably in the range from 90,000 to 100,000 g/mol. The mean molar mass is determined with the aid of gel permeation chromatography (GPC) with tetrahydrofuran (THF; tetramethylene oxide; 1,4-epoxybutane; oxacyclopentane) as the solvent, polystyrene as the standard and detection using an RI detector (refractive index detector).
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass Acrylat-Copolymere mit einer mittleren molaren Masse von über 50.000 g/mol bzw. über 80.000 g/mol eine besonders stabile zweite Barriereschicht ausbilden, insbesondere, wenn Sie mit Wachsen vermischt werden.Our own investigations have shown that acrylate copolymers with an average molar mass of more than 50,000 g/mol or more than 80,000 g/mol form a particularly stable second barrier layer, especially if they are mixed with wax.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Acrylat-Copolymer in der zweiten Barriereschicht um ein Copolymer hergestellt unter Verwendung von zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sämtlichen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylsäurebutylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäure-2-ethylhexylester und Styrol.According to the invention, the acrylate copolymer in the second barrier layer is particularly preferably a copolymer produced using two, three, four, five, six or all of the monomers selected from the group consisting of methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl ester, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene.
Durch eine Auswahl der zur Herstellung des Acrylat-Copolymers verwendeten Monomere lassen sich die Eigenschaften des resultierenden Acrylat-Copolymers optimieren. Eigene Untersuchungen haben dabei überraschenderweise gezeigt, dass ein Acrylat-Copolymer, das aus Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylsäurebutylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäure-2-ethylhexylester und/oder Styrol hergestellt wurde, besonders gute Barriereeigenschaften aufweist und mit dem Wachs bzw. insbesondere mit dem Wachs auf Basis gesättigter Kohlenwasserstoffe kompatibel ist. Ohne sich auf eine Theorie festlegen zu wollen, wird derzeit davon ausgegangen, dass die Kompatibilität aus Wachs und Acrylat-Copolymer ein Resultat der optimal zueinander passenden Polaritäten beider Stoffe ist. Bei zu großen Unterschieden zwischen den Polaritäten von Bindemittel und Wachs nimmt die Kompatibilität ab und es kann sogar zu einer Entmischung kommen. Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass Acrylat-Copolymere und Wachs, und insbesondere Acrylat-Copolymere, die aus den oben beschriebenen Monomeren hergestellt werden, mit Wachs auf Basis gesättigter Kohlenwasserstoffe ein optimales Verhältnis der Polaritäten beider Stoffe aufweisen.The properties of the resulting acrylate copolymer can be optimized by selecting the monomers used to prepare the acrylate copolymer. Our own investigations have surprisingly shown that an acrylate copolymer made from methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and/or styrene has particularly good barrier properties and is combined with the wax or In particular, it is compatible with the wax based on saturated hydrocarbons. Without wishing to be bound by any theory, it is currently assumed that the compatibility of wax and acrylate copolymer is a result of the optimally matching polarities of both substances. If the differences between the polarities of the binder and wax are too great, compatibility decreases and segregation can even occur. Our own investigations have shown that acrylate copolymers and wax, and in particular acrylate copolymers that are produced from the monomers described above, with wax based on saturated hydrocarbons have an optimal ratio of the polarities of the two substances.
Neben Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylsäurebutylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäure-2-ethylhexylester und Styrol können dabei weitere Monomere zur Herstellung des Acrylat-Coplymers verwendet worden sein oder das Copolymer wurde hergestellt aus zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sämtlichen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylsäurebutylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäure-2-ethylhexylester und Styrol.In addition to methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene, other monomers may have been used to produce the acrylate copolymer or the copolymer was produced from two, three, four, five, six or all monomers selected from the group consisting of methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Acrylat-Copolymer um ein statistisches Copolymer. Acrylat-Copolymere können beispielsweise auch als BlockCopolymere hergestellt werden. Es hat sich allerdings gezeigt, dass bei der Verwendung von Block-Acrylat-Copolymeren Phasen ausgebildet werden, in denen Blöcke aus gleichen Monomereinheiten agglomerieren. Diese Phasenbildung bei Block-Copolymeren kann erfindungsgemäß nachteilig sein.According to the invention, the acrylate copolymer is particularly preferably a random copolymer. Acrylate copolymers can also be produced as block copolymers, for example. However, it has been shown that when block acrylate copolymers are used, phases are formed in which blocks of the same monomer units agglomerate. This phase formation in block copolymers can be disadvantageous according to the invention.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Massenanteil des Acrylat-Copolymers, das neben dem Wachs in der zweiten Barriereschicht vorliegt, in der zweiten Barriereschicht 40 bis 95 % beträgt, vorzugsweise 50 bis 85 % beträgt, besonders bevorzugt 60 bis 80 % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der zweite Barriereschicht.It is preferred according to the invention if the mass fraction of the acrylate copolymer, which is present in the second barrier layer in addition to the wax, is 40 to 95% in the second barrier layer, preferably 50 to 85%, particularly preferably 60 to 80%, based on the total mass of the second barrier layer.
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Gehalt an Acrylat-Copolymer, das neben dem Wachs in der zweiten Barriereschicht vorliegt, unterhalb eines Massenanteils von 40 % zu Verpackungssystemen führt, bei denen die mechanische Beständigkeit der zweiten Barriereschicht überproportional stark abnimmt. Bei einem Gehalt an Acrylat-Copolymer oberhalb eines Massenanteils von 95 % ist die mechanische Beständigkeit der zweiten Barriereschicht zwar ausreichend hoch, allerdings hat es sich gezeigt, dass die Barriereeigenschaften gegenüber Fett, Öl und Feuchtigkeit überproportional stark abnehmen. Dabei haben eigene Untersuchungen ergeben, dass besonders gute Verpackungssysteme mit optimalen Barriere- und mechanischen Eigenschaften erhalten werden können, wenn der Gehalt an Acrylat-Copolymer einen Massenanteil 20 bis 40 % beträgt.Our own investigations have shown that a content of acrylate copolymer, which is present in the second barrier layer alongside the wax, below a mass fraction of 40% leads to packaging systems in which the mechanical stability of the second barrier layer decreases disproportionately. With an acrylate copolymer content of more than 95% by mass, the mechanical resistance of the second barrier layer is sufficiently high, but it has been shown that the barrier properties against fat, oil and moisture decrease disproportionately. Our own investigations have shown that particularly good packaging systems with optimal barrier and mechanical properties can be obtained if the content of acrylate copolymer is 20 to 40% by mass.
Es wurde zudem gefunden, dass die zweite Barriereschicht die Eigenschaft besitzt, dass sie heißsiegelfähig ist. Hierdurch ist es möglich, dass erfindungsgemäße Verpackungssysteme durch Heißsiegeln versiegelt werden können.It has also been found that the second barrier layer has the property of being heat sealable. This makes it possible for packaging systems according to the invention to be sealed by heat sealing.
Dabei ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt wenn der Massenanteil des Acrylat-Copolymers in der zweiten Barriereschicht 40 bis 95 % beträgt und der Massenanteil des Wachses in der zweiten Barriereschicht 5 bis 60 % beträgt und es ist noch weiter bevorzugt, wenn der Massenanteil des Acrylat-Copolymers in der zweiten Barriereschicht 50 bis 85 % beträgt und der Massenanteil des Wachses in der zweiten Barriereschicht 15 bis 50 % beträgt und es ist noch weiter bevorzugt, wenn der Massenanteil des Acrylat-Copolymers in der zweiten Barriereschicht 60 bis 80 % beträgt und der Massenanteil des Wachses in der zweiten Barriereschicht 20 bis 40 % beträgt.According to the invention, it is particularly preferred if the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 40 to 95% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 5 to 60%, and it is even more preferred if the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 50 to 85% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 15 is to 50% and it is even more preferred if the mass fraction of the acrylate copolymer in the second barrier layer is 60 to 80% and the mass fraction of the wax in the second barrier layer is 20 to 40%.
Neben dem Acrylat-Copolymer können in der zweiten Barriereschicht auch andere Polymere oder Additive enthalten sein. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die zweite Barriereschicht aus Acrylat-Copolymer, Wachs und einem Massenanteil von maximal 10 %, vorzugsweise maximal 5 % weiterer Stoffe besteht, bei denen es sich nicht um Acrylat-Copolymer oder Wachs handelt, bezogen auf die Gesamtmasse der zweiten Barriereschicht.In addition to the acrylate copolymer, other polymers or additives can also be contained in the second barrier layer. It is preferred according to the invention if the second barrier layer consists of acrylate copolymer, wax and a mass fraction of at most 10%, preferably at most 5%, of other substances that are not acrylate copolymer or wax, based on the total mass of the second barrier layer.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die flächenbezogene Masse der zweiten Barriereschicht im Bereich von 2,5 bis 7,4 g/m2 liegt, vorzugsweise im Bereich von 2,8 bis 6,5 g/m2 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 2,9 bis 5,2 g/m2 liegt.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass per unit area of the second barrier layer is in the range from 2.5 to 7.4 g/m 2 , preferably in the range from 2.8 to 6.5 g/m 2 , more preferably in the range from 2.9 to 5.2 g/m 2 .
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die zweite Barriereschicht eine Dispersionsschicht ist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the second barrier layer is a dispersion layer.
Unter einer Dispersionsschicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht verstanden, die aus einer Dispersion, üblicherweise einer wässrigen Dispersion, hergestellt wurde. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es somit, wenn die zweite Barriereschicht aus einer Dispersion hergestellt wurde. In einer Dispersionsschicht sind die einzelnen Polymermoleküle nicht homogen verteilt, sondern können teilweise in separaten Phasen vorliegen, wobei einzelne Phasen voneinander getrennt vorliegen können. Es wird von einer quasi Nahordnung gesprochen. Das Vorliegen von Phasen ist ein Resultat des Herstellungsprozesses, bei dem die Schichten aus einer Dispersion hergestellte werden, in denen die Polymere bereits in dispersen Phasen vorliegen. Nach Entfernen des Dispersionsmediums, meist Wasser, bildet sich keine Folie aus.In the context of the present invention, a dispersion layer is understood as meaning a layer which has been produced from a dispersion, usually an aqueous dispersion. It is therefore preferred according to the invention if the second barrier layer was produced from a dispersion. In a dispersion layer, the individual polymer molecules are not distributed homogeneously, but can be present in separate phases in some cases, with individual phases being able to be present separately from one another. It is spoken of a quasi close order. The presence of phases is a result of the manufacturing process in which the layers are made from a dispersion in which the polymers are already present in disperse phases. After removing the dispersion medium, mostly water, no film is formed.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Folie ein sehr dünnes (<1 mm) Metall- oder Kunststoffblatt verstanden, das entlang seiner gesamten Dimension eine konstante Festigkeit aufweist und eine Fernordnung des Molekülaufbaus beinhaltet. Bei Kunststofffolien ist die konstante Festigkeit ein Resultat der in der Folie homogen verteilten Polymermoleküle. Hauptmerkmal von Kunststofffolien ist ihre Fähigkeit, an oder um Gegenstände gewickelt werden zu können und sich deren Form anzupassen. Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die erste Barriereschicht und/oder die zweite Barriereschicht nicht als Folie ausgebildet sind.In the context of the present invention, a film is understood to mean a very thin (<1 mm) sheet of metal or plastic which has constant strength along its entire dimension and contains a long-range order of the molecular structure. In the case of plastic films, the constant strength is a result of the polymer molecules that are homogeneously distributed in the film. The main characteristic of plastic films is their ability to be wrapped on or around objects and to conform to their shape. An inventive Packaging system is preferred, wherein the first barrier layer and/or the second barrier layer are not formed as a film.
Der Hauptunterschied zwischen einer Folie und einer Dispersionsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Folie auch als eigenständige Schicht, d.h. ohne ein Trägerpapier, beständig ist, während eine Dispersionsschicht nicht als eigenständige Schicht, d.h. nicht ohne Trägermedium, beständig ist.The main difference between a film and a dispersion layer according to the present invention is that a film is also durable as a standalone layer, i.e. without a base paper, while a dispersion layer is not stable as a standalone layer, i.e. not without a support medium.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Pigment in der ersten Barriereschicht ein organisches Pigment, ein anorganisches Pigment oder eine Mischung aus organischem Pigment und anorganischem Pigment ist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the pigment in the first barrier layer is an organic pigment, an inorganic pigment or a mixture of organic pigment and inorganic pigment.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist besonders bevorzugt, wobei das Pigment in der ersten Barriereschicht ein anorganisches Pigment ist, ausgewählt aus der Liste bestehend aus kalziniertem Kaolin, Kaolin, Kaolinit, Magnesiumsilikathydrat, Siliziumoxid, Bentonit, Calziumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Böhmit.A packaging system according to the invention is particularly preferred wherein the pigment in the first barrier layer is an inorganic pigment selected from the list consisting of calcined kaolin, kaolin, kaolinite, magnesium silicate hydrate, silica, bentonite, calcium carbonate, aluminum hydroxide, alumina and boehmite.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist besonders bevorzugt, wobei das Pigment in der ersten Barriereschicht plättchenförmig ausgeformt ist.A packaging system according to the invention is particularly preferred, in which the pigment in the first barrier layer is in the form of flakes.
Eigene Untersuchungen, in denen nicht plättchenförmiges Pigmente mit plättchenförmigen Pigmenten verglichen wurde, haben überraschenderweise gezeigt, dass die Verwendung von plättchenförmigen Pigmenten zu besonders guten Eigenschaften der ersten Barriereschicht bzw. des entsprechenden Verpackungssystems führt. Bei der Verwendung von plättchenförmigen Pigmenten in der ersten Barriereschicht lagern sich die einzelnen Plättchen des Pigments versetzt übereinander an, sodass eine sehr dichte Schichtstruktur resultiert, die eine hohe Barrierewirkung aufweist. Pigmente, die nicht plättchenförmig ausgebildet sind, bilden diese Schichtstrukturen nicht aus. Unter plättchenförmig (auch als flake-förmig oder flake-artig bezeichnet) werden Partikel verstanden die einen wesentlich größeren Durchmesser als Dicke aufweisen.Our own investigations, in which non-platelet-shaped pigments were compared with platelet-shaped pigments, surprisingly showed that the use of platelet-shaped pigments leads to particularly good properties of the first barrier layer or of the corresponding packaging system. When using flaky pigments in the first barrier layer, the individual flakes of the pigment are stacked on top of each other in an offset manner, resulting in a very dense layered structure that has a high barrier effect. Pigments that are not in the form of platelets do not form these layered structures. Platelet-shaped (also referred to as flake-shaped or flake-like) is understood to mean particles that have a significantly larger diameter than thickness.
Dabei ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn das plättchenförmige Pigment ein (vorzugsweise durchschnittliches) Aspektverhältnis von 5 bis 100 aufweist, bevorzugt von 15 bis 100, weiter bevorzugt von 20 bis 80. Bei dem Aspektverhältnis (auch "Aspect ratio" oder "Shape-Faktor" genannt) handelt es sich um den Quotienten zwischen dem Durchmesser und der Dicke des Plättchens des anorganischen Pigments vor dem Vermischen mit den weiteren Komponenten. Ein Aspektverhältnis von 15 bedeutet, dass der Durchmesser des Plättchens 15 mal größer ist, als die Dicke des Plättchens.It is particularly preferred according to the invention if the platelet-shaped pigment has a (preferably average) aspect ratio of 5 to 100, preferably 15 to 100, more preferably 20 to 80. The aspect ratio (also "aspect ratio" or "shape factor ") is the quotient between the diameter and the thickness of the platelet of inorganic pigment before mixing with the other components. An aspect ratio of 15 means that the diameter of the platelet is 15 times greater than the thickness of the platelet.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei der Massenanteil des Pigments in der ersten Barriereschicht 5 bis 60 % beträgt, vorzugsweise 15 bis 40 % beträgt, besonders bevorzugt 20 bis 40 % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der ersten Barriereschicht.A packaging system according to the invention is preferred in which the mass fraction of the pigment in the first barrier layer is 5 to 60%, preferably 15 to 40%, particularly preferably 20 to 40%, based on the total mass of the first barrier layer.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Bindemittel in der ersten Barriereschicht ein Acrylatpolymer oder Acrylat-Copolmyer ist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is an acrylate polymer or acrylate copolymers.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Bindemittel in der ersten Barriereschicht ein anionisches Acrylatpolymer oder ein anionisches Acrylat-Copolmyer ist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is an anionic acrylate polymer or an anionic acrylate copolymer.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Bindemittel in der ersten Barriereschicht ein Copolymer ist, hergestellt unter Verwendung von einem, zwei, drei oder sämtlichen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäurebutylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylnitril, Acrylnitril, α-Methylstyrol und Styrol.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the binder in the first barrier layer is a copolymer made using one, two, three or all monomers selected from the group consisting of butyl methacrylate, butyl acrylate, methacrylonitrile, acrylonitrile, α-methylstyrene and styrene.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Bindemittel in der ersten Barriereschicht ein Copolymer ist, hergestellt unter Verwendung von Acrylsäurebutylester, Acrylnitril und Styrol.A packaging system according to the invention is preferred wherein the binder in the first barrier layer is a copolymer made using butyl acrylate, acrylonitrile and styrene.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die flächenbezogene Masse der ersten Barriereschicht im Bereich von 1,5 bis 6,4 g/m2 liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 5,5 g/m2 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 4,2 g/m2 liegt.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the mass per unit area of the first barrier layer is in the range from 1.5 to 6.4 g/m 2 , preferably in the range from 1.8 to 5.5 g/m 2 , more preferably in the range from 1.9 to 4.2 g/m 2 .
Neben dem Bindemittel und dem Pigment können in der zweiten Barriereschicht auch andere Polymere oder Additive enthalten sein. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erste Barriereschicht aus einem Acrylatpolymer oder Acrylat-Copolmyer, einem Pigment und einem Massenanteil von maximal 5 %, vorzugsweise maximal 2,5 % weiterer Stoffe (z.B. Additive) besteht, bei denen es sich nicht um Acrylatpolymere oder Acrylat-Copolmyere oder Pigmente handelt, bezogen auf die Gesamtmasse der zweiten Barriereschicht.In addition to the binder and the pigment, other polymers or additives can also be contained in the second barrier layer. It is preferred according to the invention if the first barrier layer consists of an acrylate polymer or acrylate copolymer, a pigment and a mass fraction of at most 5%, preferably at most 2.5% of other substances (eg additives) that are not acrylate polymers or acrylate -Copolymers or pigments, based on the total mass of the second barrier layer.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verpackungssystems umfasst das Verpackungssystem oder besteht das Verpackungssystem aus
- A) einer ersten Papierschicht (2) umfassend partikuläre Aktivkohle, aufweisend eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite,
- B) einer auf der Vorderseite und/oder Rückseite der Papierschicht (2) angeordneten ersten Barriereschicht (4), bestehend aus oder umfassend ein Bindemittel und ein Pigment und
- C) einer auf der ersten Barriereschicht (4) angeordneten zweiten Barriereschicht (5), bestehend aus oder umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs.
- A) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a front side and a back side opposite the front side,
- B) a first barrier layer (4) arranged on the front and/or back of the paper layer (2), consisting of or comprising a binder and a pigment and
- C) a second barrier layer (5) arranged on the first barrier layer (4), consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
In dieser Ausgestaltung liegen die erste Barriereschicht (4) und die zweite Barriereschicht (5) als Laminat mit der ersten Papierschicht (2) und ggf. weiteren Papierschichten oder weiteren Schichten vor. Hierzu werden üblicherweise die erste Barriereschicht (4) direkt auf eine Seite der Papierschicht (2) aufgetragen und anschließend mit der zweiten Barriereschicht (5) beschichtet.In this configuration, the first barrier layer (4) and the second barrier layer (5) are present as a laminate with the first paper layer (2) and optionally further paper layers or further layers. For this purpose, the first barrier layer (4) is usually applied directly to one side of the paper layer (2) and then coated with the second barrier layer (5).
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verpackungssystems umfasst das Verpackungssystem oder besteht das Verpackungssystem aus
- A) einer ersten Papierschicht (2) umfassend partikuläre Aktivkohle, aufweisend eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite,
- B) auf mindestens einer Seite eines Trägerpapiers (3) angeordneten ersten Barriereschicht (4), bestehend aus oder umfassend ein Bindemittel und ein Pigment und
- C) einer auf der ersten Barriereschicht (4) angeordneten zweiten Barriereschicht (5), bestehend aus oder umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs.
- A) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a front side and a back side opposite the front side,
- B) on at least one side of a carrier paper (3) arranged first barrier layer (4), consisting of or comprising a binder and a pigment and
- C) a second barrier layer (5) arranged on the first barrier layer (4), consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
In dieser Ausgestaltung umfasst das Verpackungssystem eine erste Papierschicht (2) und ein davon ggf. räumlich getrenntes Laminat aus einem Trägerpapier (3), einer ersten Barriereschicht (4) und einer zweiten Barriereschicht (5). In dieser Ausgestaltung liegt zwischen der ersten Papierschicht und dem Laminat bestehend aus Trägerpapier (3), erster und zweiter Barriereschicht (4, 5) kein Laminat vor.In this embodiment, the packaging system comprises a first paper layer (2) and a possibly spatially separate laminate made of a carrier paper (3), a first barrier layer (4) and a second barrier layer (5). In this embodiment, there is no laminate between the first paper layer and the laminate consisting of carrier paper (3), first and second barrier layer (4, 5).
Beispielsweise kann das Verpackungssystem aus einem Faltkarton bestehen, der eine erste Papierschicht (2) umfasst oder aus dieser besteht und einen in dem Faltkarton enthaltenen Innenbeutel, der aus einem Trägerpapier (3) und darauf angeordneten ersten und zweiten Barriereschicht (4, 5) besteht. Der Innenbeutel kann dabei frei (z.B. gemeinsam mit dem Inhalt des Beutels) entnehmbar sein oder in dem Karton befestigt sein, beispielsweise durch (ggf. partielles) Verkleben oder Verbinden des Innenbeutels mit dem Karton.For example, the packaging system can consist of a folding carton, which includes or consists of a first paper layer (2) and an inner bag contained in the folding carton, which consists of a carrier paper (3) and a first and second barrier layer (4, 5) arranged thereon. The inner bag can be freely removable (e.g. together with the contents of the bag) or fixed in the carton, for example by (possibly partially) gluing or connecting the inner bag to the carton.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zwischen der Papierschicht (2) umfassend partikuläre Aktivkohle und dem Trägerpapier (3) unterschieden. Beide Schichten bzw. Papier unterscheiden sich lediglich durch die Anwesenheit von partikulärer Aktivkohle. Die weiteren Bestandteile können identisch sein oder können sich voneinander unterscheiden. Die Nachfolgenden Ausführungen zum Trägerpapier gelten daher auch für die Papierschicht (2), wobei die Papierschicht zusätzlich partikuläre Aktivkohle enthält.In the context of the present invention, a distinction is made between the paper layer (2) comprising particulate activated carbon and the backing paper (3). Both layers or paper differ only in the presence of particulate activated carbon. The other components can be identical or can differ from one another. The following statements on the backing paper therefore also apply to the paper layer (2), with the paper layer additionally containing particulate activated carbon.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Begriff Trägerpapier als Oberbegriff verwendet, der auch Trägerkarton und Trägerpappe umfasst. Bei einem Trägerpapier handelt es sich um einen flächigen Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern meist pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension gebildet wird. Eine Einschränkung des Flächengewichtes durch den Begriff Trägerpapier soll nicht erfolgen.In the context of the present invention, the term carrier paper is used as a generic term, which also includes carrier cardboard and carrier cardboard. A backing paper is a flat material that essentially consists of fibers of mostly vegetable origin and is formed by dewatering a fiber suspension. The basis weight should not be restricted by the term backing paper.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier ein Papier, ein Karton oder eine Pappe ist. Sofern es sich bei dem Trägerpapier um eine Pappe handelt, kann diese beispielsweise als Vollpappe und Wellpappe (z. B. Einfachwelle oder Doppelwelle) ausgebildet sein. Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten der Erfindung auch zwei- oder mehrlagige Wellpappe und/oder unterschiedliche Wellenarten, wie B-Welle, C-Welle, F-Welle, etc., vorgesehen sein können.A packaging system according to the invention is preferred in which the carrier paper is paper, cardboard or cardboard. If the backing paper is cardboard, it can, for example, be in the form of solid cardboard or corrugated cardboard (e.g. single-wall or double-wall). It goes without saying that, according to other variants of the invention, two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types, such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist besonders bevorzugt, wobei das Trägerpapier ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 30 bis 150 g/m2, ein Karton mit einer flächenbezogenen Masse von über 150 g/m2 und weniger als 225 g/m2 ist oder eine Pappe mit einer flächenbezogenen Masse von über 225 g/m2 ist.A packaging system according to the invention is particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 30 to 150 g/m 2 , a cardboard with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or is paperboard with a basis weight of more than 225 g/m 2 .
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist ganz besonders bevorzugt, wobei das Trägerpapier ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 25 bis 80 g/m2 ist, vorzugsweise mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 30 bis 60 g/m2 ist, besonders bevorzugt mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 35 bis 50 g/m2 ist.A packaging system according to the invention is particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 25 to 80 g/m 2 , preferably with a basis weight in the range from 30 to 60 g/m 2 is, more preferably having a basis weight in the range of 35 to 50 g/m 2 .
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist ganz besonders bevorzugt, wobei das Trägerpapier ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 25 bis 80 g/m2 ist, vorzugsweise mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 30 bis 60 g/m2 ist, besonders bevorzugt mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 35 bis 50 g/m2 ist und die Papierschicht (2) ein Karton mit einer flächenbezogenen Masse von über 150 g/m2 und weniger als 225 g/m2 ist oder eine Pappe mit einer flächenbezogenen Masse von über 225 g/m2 ist.A packaging system according to the invention is very particularly preferred, wherein the carrier paper is a paper with a basis weight in the range from 25 to 80 g/m 2 , preferably with a basis weight in the range from 30 to 60 g/m 2 , particularly preferably with a basis weight is in the range 35 to 50 g/m 2 and the paper layer (2) is board with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or paperboard with a basis weight of more than is 225 gsm .
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die Papierschicht (2) ein Karton oder eine Pappe ist. Sofern es sich bei der Papierschicht (2) um eine Pappe handelt, kann diese beispielsweise als Vollpappe und Wellpappe (z. B. Einfachwelle oder Doppelwelle) ausgebildet sein. Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten der Erfindung auch zwei- oder mehrlagige Wellpappe und/oder unterschiedliche Wellenarten, wie B-Welle, C-Welle, F-Welle, etc., vorgesehen sein können.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the paper layer (2) is cardboard or paperboard. If the paper layer (2) is cardboard, it can, for example, be in the form of solid cardboard or corrugated cardboard (e.g. single-wall or double-wall). It goes without saying that, according to other variants of the invention, two- or multi-layer corrugated cardboard and/or different corrugated types, such as B corrugated, C corrugated, F corrugated, etc., can also be provided.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier keine organischen oder anorganischen Pigmente enthält. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Trägerpapier um ein Rohpapier.A packaging system according to the invention is preferred in which the carrier paper contains no organic or inorganic pigments. In one embodiment, the carrier paper is base paper.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier einen Zellstoff mit einem Schopper-Riegler-Grad im Bereich von 24 bis 54°SR enthält, vorzugsweise im Bereich von 29 bis 49°SR, besonders bevorzugt im Bereich von 34 bis 44°SR.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper contains a cellulose with a Schopper-Riegler degree in the range from 24 to 54°SR, preferably in the range from 29 to 49°SR, particularly preferably in the range from 34 to 44°SR.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier einen Kurzfaser-Zellstoff mit einem Schopper-Riegler-Grad von mindestens 30°SR und/oder einen Langfaser-Zellstoff mit einem Schopper-Riegler-Grad von mindestens 24°SR aufweist.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper has a short-fiber pulp with a Schopper-Riegler grade of at least 30°SR and/or a long-fiber pulp with a Schopper-Riegler grade of at least 24°SR.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier einen Zellstoff umfasst oder daraus besteht, der einen Kurzfaser-Zellstoff und einen Langfaser-Zellstoff umfasst. Dabei ist ein Massenverhältnis zwischen Kurzfaser-Zellstoff und Langfaser-Zellstoff im Bereich von 2:1 bis 1:2, vorzugsweise im Bereich von 1,5:1 bis 1:1,5, besonders bevorzugt von ca. 1:1 bevorzugt.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper comprises or consists of a cellulose that comprises a short-fiber cellulose and a long-fiber cellulose. A mass ratio between short-fiber pulp and long-fiber pulp in the range from 2:1 to 1:2, preferably in the range from 1.5:1 to 1:1.5, particularly preferably about 1:1 is preferred.
Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass die Kombination eines Kurzfaser-Zellstoffs und eines Langfaser-Zellstoffs mit den erfindungsgemäß eingesetzten Schopper-Riegler-Graden zu einem besonders dichten Papier führt, das eine sehr hohe Barrierewirkung gegenüber Fett aufweist. Diese Barrierewirkung kann noch weiter verbessert werden, wenn der Schopper-Riegler-Grad in den als bevorzugt oder besonders bevorzugt gekennzeichneten Bereichen liegt bzw. die als bevorzugt oder besonders bevorzugt gekennzeichneten Werte aufweist.Our own investigations have shown that the combination of a short-fiber pulp and a long-fiber pulp with the Schopper-Riegler grades used according to the invention leads to a particularly dense paper which has a very high barrier effect against fat. This barrier effect can be improved even further if the Schopper-Riegler degree is in the ranges marked as preferred or particularly preferred or has the values marked as preferred or particularly preferred.
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass besonders gute Eigenschaften des resultierenden Verpackungssystems erhalten werden, wenn das Trägerpapier aus einer Mischung aus einem Kurzfaser-Zellstoff und einem Langfaser-Zellstoff hergestellt wird und diese Mischung vor dem Herstellen des Trägersubstrats noch einmal egalisiert wird, um den gewünschten Schopper-Riegler-Grad im Bereich von 24 bis 54°SR zu erhalten, vorzugsweise im Bereich von 29 bis 49°SR, besonders bevorzugt im Bereich von 34 bis 44°SR. Die vor dem Vermahlen eingesetzten Kurzfaser- und Langfaser-Zellstoffe können dabei einen Schopper-Riegler-Grad aufweisen, der außerhalb des bevorzugten Bereichs liegt. Der Schopper-Riegler-Grad der eingesetzten Kurzfaser-Zellstoffe und Langfaser-Zellstoffe sind vorzugsweise vor dem Vermahlen kleiner, als nach dem Mahlen.Our own investigations have shown that particularly good properties of the resulting packaging system are obtained if the base paper is made from a mixture of short-fiber cellulose and long-fiber cellulose and this mixture is leveled again before the base substrate is manufactured in order to achieve the desired schopper -Riegler degree in the range from 24 to 54°SR, preferably in the range from 29 to 49°SR, particularly preferably in the range from 34 to 44°SR. The short-fiber and long-fiber cellulose used before grinding can have a Schopper-Riegler degree that is outside the preferred range. The Schopper-Riegler grade of the short-fiber pulp and long-fiber pulp used is preferably smaller before the beating than after the beating.
In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verpackungssystem um ein Verpackungssystem, wobei der Kurzfaser-Zellstoff ganz oder teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Massenanteil von mehr als 50 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Kurzfaser-Zellstoffs, aus Fasern von Laubhölzern besteht, vorzugsweise aus Birken-Fasern, Buchen-Fasern oder Eukalyptus-Fasern und der Langfaser-Zellstoff ganz oder teilweise, vorzugsweise zumindest zu mehr als 50 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Langfaser-Zellstoffs, aus Fasern von Nadelhölzern besteht, vorzugsweise aus Kiefern-Fasern, Fichten-Fasern oder Tannen-Fasern besteht.In one embodiment, the packaging system according to the invention is a packaging system in which the short-fiber pulp consists entirely or partially, preferably at least to a mass fraction of more than 50%, based on the total mass of the short-fiber pulp, of fibers from hardwoods, preferably made of birch fibers, beech fibers or eucalyptus fibers and the long-fiber pulp consists entirely or partially, preferably at least more than 50%, based on the total mass of the long-fiber pulp, of fibers from coniferous trees, preferably pine fibers, spruce fibers or fir fibers.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier einen Massenanteil von mindestens 70 % Kurzfaser-Zellstoff umfasst, vorzugsweise zwischen 70 und 75 % Kurzfaser-Zellstoff umfasst, bezogen auf die Gesamtmasse aus Kurzfaser-Zellstoff und Langfaser-Zellstoff.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the carrier paper comprises a mass fraction of at least 70% short-fiber pulp, preferably between 70 and 75% short-fiber pulp, based on the total mass of short-fiber pulp and long-fiber pulp.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier aus Frischfasern besteht oder einen Massenanteil von größer gleich 50 %, vorzugsweise größer gleich 80 %, besonders bevorzugt größer als 95 % Frischfasern besteht, bezogen auf die Gesamtmasse der Fasern im Trägerpapier.A packaging system according to the invention is preferred in which the backing paper consists of virgin fibers or has a mass fraction of greater than or equal to 50%, preferably greater than or equal to 80%, particularly preferably greater than 95% of fresh fibers, based on the total mass of the fibers in the backing paper.
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei die Papierschicht aus Recyclingfasern besteht oder einen Massenanteil von größer gleich 65 %, besonders bevorzugt größer als 85 % Recyclingfasern besteht, bezogen auf die Gesamtmasse der Fasern in der Papierschicht.A packaging system according to the invention is preferred, wherein the paper layer consists of recycled fibers or has a mass fraction of greater than or equal to 65%, particularly preferably greater than 85%, of recycled fibers, based on the total mass of the fibers in the paper layer.
Unter Frischfasern wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zellstoff verstanden, der direkt aus dem pflanzlichen Ausgangsmaterial (meistens Holz oder Gras) gewonnen wird. Von Frischfasern sind Recycling-Fasern zu unterscheiden, die zuvor mindestens einmal in anderen Papier- oder Kartonprodukten eingesetzt wurden, die also aus Altpapier, Altpappe und/oder Altkarton bestehen.In the context of the present invention, fresh fibers are understood as meaning a pulp which is obtained directly from the plant starting material (usually wood or grass). Fresh fibers are to be distinguished from recycled fibers that have previously been used at least once in other paper or cardboard products, i.e. that consist of waste paper, waste cardboard and/or waste cardboard.
Das Trägerpapier, die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht können zusätzlich auch die in der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Additive enthalten, wie beispielsweise Leimungsmittel, Pigmente (neben den weiter oben bereits beschriebenen Pigmenten), optische Aufheller, Biozide, Dispergiermittel, Trennmittel, Entschäumer, Retentionsmittel, Fixiermittel, Flockungsmittel, Stoffentlüfter, Netzmittel, Verlaufmittel, Schleimbekämpfungsmittel oder Verdicker. Die Additive werden üblicherweise eingesetzt, um die Eigenschaften der zur Herstellung der jeweiligen Schicht verwendeten Beschichtungszusammensetzungen einzustellen (z. B. Entschäumer oder Retentionsmittel) oder zum Einstellen der Eigenschaften der resultierenden Schicht (z. B. optische Aufheller).The backing paper, the first barrier layer and the second barrier layer can also contain the additives customarily used in papermaking, such as sizing agents, pigments (in addition to the pigments already described above), optical brighteners, biocides, dispersing agents, release agents, antifoams, retention aids, Fixing agents, flocculants, deaerators, wetting agents, leveling agents, slime control agents or thickeners. The additives are usually used to adjust the properties of the coating compositions used to produce the respective layer (e.g. defoamers or retention aids) or to adjust the properties of the resulting layer (e.g. optical brighteners).
Ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem ist bevorzugt, wobei das Trägerpapier auf der Rückseite weitere Schichten aufweist. Beispielsweise kann die Rückseite mit einer Stärkeschicht, vorzugsweise modifizierter Stärke, insbesondere bevorzugt modifizierter Maisstärke, beschichtet sein. Durch eine Rückseitige Beschichtung lassen sich die Eigenschaften des Verpackungssystems verbessern. Beispielsweise ist es somit möglich, eine rückseitige Bedruckbarkeit des Verpackungssystems sicherzustellen.A packaging system according to the invention is preferred, in which case the backing paper has further layers on the back. For example, the back can be coated with a starch layer, preferably modified starch, particularly preferably modified corn starch. The properties of the packaging system can be improved by coating the back. For example, it is thus possible to ensure that the packaging system can be printed on the back.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem auf der zweiten Barriereschicht eine Fettdurchlässigkeit mit Terpentinöl nach Tappi 454 om - 10 von mindestens 1300 s, vorzugsweise von mindestens 1500 s, besonders bevorzugt von mindestens 1800 s aufweist.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a fat permeability with turpentine oil according to Tappi 454 om-10 of at least 1300 s, preferably at least 1500 s, particularly preferably at least 1800 s on the second barrier layer.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem auf der zweiten Barriereschicht eine in Anlehnung an Tappi 454 om - 10 bestimmte Wasserbeständigkeit von größer als 240 s aufweist, vorzugsweise größer als 400 s, besonders bevorzugt von größer als 600 s.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system on the second barrier layer being based on Tappi 454 om-10 water resistance greater than 240 seconds, preferably greater than 400 seconds, more preferably greater than 600 seconds.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem eine Wasserdampfdurchlässigkeit nach DIN 53122-1 bei einem Klima von 23 °C und 85 % Luftfeuchte von kleiner gleich 300 g/(m2d) aufweist, vorzugsweise kleiner gleich 250 g/(m2d), besonders bevorzugt von kleiner gleich 125 g/(m2d).A packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system has a water vapor permeability according to DIN 53122-1 at a climate of 23 ° C and 85% humidity of less than or equal to 300 g / (m 2 d), preferably less than or equal to 250 g / (m 2 d ), particularly preferably less than or equal to 125 g/(m 2 d).
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verpackungssystem nicht nur eine sehr hohe Beständigkeit gegenüber Fett, sondern auch eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweist. Eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit bei Verpackungen ist bei Lebensmitteln erwünscht, da die eingepackten Lebensmittel nicht vorzeitig austrocknen und länger frisch bleiben.Surprisingly, it has been shown that the packaging system according to the invention not only has very high resistance to fat, but also low water vapor permeability. Low water vapor permeability in packaging is desirable for food, since the packaged food does not dry out prematurely and stays fresh for longer.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem eine Fettdurchlässigkeit von mindestens Level 5, vorzugsweise von mindestens Level 3, besonders bevorzugt von mindestens Level 1 aufweist; gemessen nach Methode DIN 53116.A packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system has a fat permeability of at least
Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass erfindungsgemäße Verpackungssysteme einen KIT-Wert von über 12 aufweisen können und somit eine ausgezeichnete Bettbeständigkeit zeigen, die im selben Bereich liegt, wie die Fettbeständigkeit von Verpackungssystemen, die mit Kunststoff- oder Aluminiumfolie beschichtet sind.Our own research has shown that packaging systems according to the invention can have a KIT value in excess of 12 and thus exhibit excellent bed resistance, which is in the same range as the grease resistance of packaging systems coated with plastic or aluminum foil.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem eine Siegelstärke bei 500 kPa, 150 °C und 1 s von größer gleich 3,0 N/15mm aufweist, vorzugsweise eine Siegelstärke von größer gleich 3,5 N/15mm aufweist, besonders bevorzugt von größer gleich 4,2 N/15mm aufweist.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a sealing strength at 500 kPa, 150° C. and 1 s of greater than or equal to 3.0 N/15mm, preferably a sealing strength of greater than or equal to 3.5 N/15mm, particularly preferably greater equal to 4.2 N/15mm.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei die flächenbezogene Masse des Verpackungssystems im Bereich von 30 bis 800 g/m2 liegt, vorzugsweise im Bereich von 35 bis 600 g/m2 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 250 g/m2 liegt.A packaging system is preferred according to the invention, wherein the mass per unit area of the packaging system is in the range from 30 to 800 g/m 2 , preferably in the range from 35 to 600 g/m 2 , particularly preferably in the range from 40 to 250 g/m 2 .
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem ein Papier mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 30 bis 150 g/m2, ein Karton mit einer flächenbezogenen Masse von über 150 g/m2 und weniger als 225 g/m2 ist oder eine Pappe mit einer flächenbezogenen Masse von über 225 g/m2 ist.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system being a paper with a mass per unit area in the range from 30 to 150 g/m 2 , a cardboard with a basis weight of more than 150 g/m 2 and less than 225 g/m 2 or is a paperboard with a basis weight of more than 225 g/m 2 .
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem eine Siegelstärke bei 500 kPa, 150 °C und 1 s von größer gleich 3,0 N/15mm aufweist, vorzugsweise eine Siegelstärke von größer gleich 3,5 N/15mm aufweist, besonders bevorzugt von größer gleich 4,2 N/15mm aufweist.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a sealing strength at 500 kPa, 150° C. and 1 s of greater than or equal to 3.0 N/15mm, preferably a sealing strength of greater than or equal to 3.5 N/15mm, particularly preferably greater equal to 4.2 N/15mm.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem einen Migrationswert von Mineralölstoffen, insbesondere von MOSH und MOAH, von zumindest kleiner als 0,6 mg/kg, vorzugsweise von zumindest kleiner als 0,3 mg/kg, besonders bevorzugt von zumindest kleiner als 0,1 mg/kg. Der Migrationswert ist die Menge (in mg), welche innerhalb von 10 Tagen bei 40 °C in ein Kg Lebensmittel migriert.A packaging system is preferred according to the invention, the packaging system having a migration value of mineral oil substances, in particular MOSH and MOAH, of at least less than 0.6 mg/kg, preferably at least less than 0.3 mg/kg, particularly preferably at least less than 0 .1mg/kg. The migration value is the amount (in mg) that migrates into one kg of food within 10 days at 40 °C.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem auf der zweiten Barriereschicht eine nach ISO 5627 bestimmte Bekk-Glätte im Bereich von 100 bis 1200 s aufweist. Abweichend zur ISO 5627 wird die Bekk-Glätte in diesem Fall nicht beidseitig auf dem Verpackungssystem bestimmt, sondern nur auf der zweiten Barriereschicht des Verpackungssystems.According to the invention, preference is given to a packaging system in which the packaging system has a Bekk smoothness, determined according to ISO 5627, in the range from 100 to 1200 s on the second barrier layer. Contrary to ISO 5627, in this case the Bekk smoothness is not determined on both sides of the packaging system, but only on the second barrier layer of the packaging system.
Ein Verpackungssystem ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei das Verpackungssystem keine fluorhaltigen Verbindungen, insbesondere keine fluorierten organischen Verbindungen enthält.A packaging system is preferred according to the invention, wherein the packaging system contains no fluorine-containing compounds, in particular no fluorinated organic compounds.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verpackungssystems als Verpackungsmaterial, insbesondere für Lebensmittel (insbesondere Convenience-Produkte), Elektronikprodukte, Agrarprodukte (z.B. Saatgut, Düngemittel), Tierfutter, Futtermittel, Waschpulver, Pharmazieprodukte, Baustoffe (z.B. Zement, Gips, Kleisterpulver), Körperpflegeprodukte oder Kosmetika.A further aspect of the present invention relates to the use of a packaging system according to the invention as packaging material, in particular for food (in particular convenience products), electronic products, agricultural products (e.g. seeds, fertilizers), animal feed, animal feed, washing powder, pharmaceutical products, building materials (e.g. cement, gypsum, paste powder), body care products or cosmetics.
Convenience-Produkte (en.: convenience = Bequemlichkeit) ist ein Oberbegriff für Fertigprodukte oder Fertiggerichte wie Konserven, Tiefkühlkost, Komplettgerichte für die Mikrowelle, Backmischungen, Instant-Pudding und Tütensuppen. Diese Produkte sind häufig verzehrfertig oder bedürfen lediglich einer einfachen Weiterverarbeitung. Je nach Verwendungszweck und Zustand müssen Fertigprodukte zum Verzehr nur noch aufgetaut und erwärmt werden.Convenience products is a generic term for ready-made products or meals such as canned food, frozen food, microwave complete meals, baking mixes, instant puddings and instant soups. These products are often ready to eat or simply require further processing. Depending on the intended use and condition, finished products only have to be thawed and heated before consumption.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt erfolgt dabei die Verwendung zum Verpacken von trockenen, feuchten und/oder gefrorenen Lebensmitteln, wie Backwaren, Aufbackbrötchen, Backzutaten, Obst, Gemüse, gebratener und/oder frittierter Waren, Snackwaren, Sandwiches, Brot, Burgern, Reis, Nudeln, Tiefkühl-Pommes, Tiefkühl-Rahmgemüse, paniertes Schnitzel, Fleischwaren, Fischwaren, Fertiggerichten, Backmischungen, Kartoffelpüreepulvern, Tütensuppen, Instant-Nudelgerichten, Wurstwaren, Salatgebinden, Salatschale und/oder Käse.According to the invention, it is particularly preferred to use it for packaging dry, moist and/or frozen foods, such as baked goods, pre-baked rolls, baking ingredients, fruit, vegetables, roasted and/or deep-fried goods, snack goods, sandwiches, bread, burgers, rice, noodles, frozen foods -French fries, frozen creamy vegetables, breaded schnitzel, meat products, fish products, ready meals, baking mixes, mashed potatoes, instant soups, instant pasta dishes, sausage products, salad containers, salad bowls and/or cheese.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verpackung, insbesondere Lebensmittelverpackung, umfassend ein erfindungsgemäßes Verpackungssystem.A further aspect of the present invention relates to packaging, in particular food packaging, comprising a packaging system according to the invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verpackungssystems in Verpackungen, vorzugsweise in Lebensmittelverpackungen, zur
- a) Reduzierung der Wasserdampfdurchlässigkeit nach DIN 53122-1 auf einen Wert von kleiner gleich 300 g/(m2d)
und/oder - b) Reduzierung der Fettdurchlässigkeit mit Terpetinöl nach Tappi 454 auf einen Wert von mindestens 1300 s
und/oder - c) Reduzierung des Migrationswerts von MOSH und MOAH auf kleiner
als 0,6 mg/kg.
- a) Reduction of water vapor permeability according to DIN 53122-1 to a value of less than or equal to 300 g/(m 2 d)
and or - b) Reduction of the fat permeability with turpetine oil according to Tappi 454 to a value of at least 1300 s
and or - c) Reduction of the migration value of MOSH and MOAH to less than 0.6 mg/kg.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungssystems, vorzugsweise eines erfindungsgemäßen Verpackungssystems, umfassend die folgenden Schritte
- (i) Herstellen oder Bereitstellen einer Papierpulpe umfassen Aktivkohle,
- (ii) Erzeugen einer Papierschicht aus der hergestellten oder bereitgestellten Papierpulpe,
- (iii) optional Herstellen oder Bereitstellen eines Trägerpapiers,
- (iv) Herstellen oder Bereitstellen eines ersten Barrierestrichs umfassend ein Bindemittel und ein Pigment
- (v) Auftragen des hergestellten oder bereitgestellten ersten Barrierestrichs auf eine Seite des Papierträgers oder auf eine Seite der Papierschicht und anschließendes Trocknen des Barrierestrichs, sodass eine erste Barriereschicht resultiert
- (vi) Herstellen oder Bereitstellen eines zweiten Barrierestrichs umfassend ein Acrylat-Copolymer und ein Wachs
und - (vii) Auftragen des hergestellten oder bereitgestellten zweiten Barrierestrichs auf die in Schritt v hergestellte erste Barriereschicht und anschließendes Trocknen des zweiten Barrierestrichs, sodass eine zweite Barriereschicht resultiert.
- (i) making or providing a paper pulp include activated carbon,
- (ii) creating a paper layer from the produced or provided paper pulp,
- (iii) optionally producing or providing a backing paper,
- (iv) producing or providing a first barrier coating comprising a binder and a pigment
- (v) Applying the prepared or provided first barrier coat to one side of the paper support or to one side of the paper layer and then drying the barrier coat, resulting in a first barrier layer
- (vi) producing or providing a second barrier coat comprising an acrylate copolymer and a wax
and - (vii) Application of the second barrier coating produced or provided to the first barrier coating produced in step v and subsequent drying of the second barrier coating, resulting in a second barrier coating.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verpackungssystem hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.A further aspect of the present invention relates to a packaging system produced by a method according to the invention.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise mehrere der vorstehend als bevorzugt bezeichneten Aspekte gleichzeitig verwirklicht; insbesondere bevorzugt sind die sich aus den beigefügten Ansprüchen ergebenden Kombinationen solcher Aspekte und der entsprechenden Merkmale.Within the scope of the present invention, several of the aspects described above as preferred are preferably realized simultaneously; the combinations of such aspects and the corresponding features resulting from the appended claims are particularly preferred.
Bezüglich der in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verpackungssystems verwendeten Beschichtungszusammensetzung sei hierbei auf die Ausführungen zur Zusammensetzung der einzelnen Schichten verwiesen. Die Beschichtungszusammensetzungen sind dabei so ausgebildet, dass hieraus die in einem erfindungsgemäßen Verpackungssystem vorliegenden Schichten resultieren. Üblicherweise liegen die Beschichtungszusammensetzungen dabei als wässrige Dispersion vor und enthalten die in den einzelnen Schichten vorliegenden Bestandteile oder Verbindungen (z.B. Monomere oder Vernetzungsmittel), die zu den Bestandteilen reagieren.With regard to the coating composition used in a method according to the invention for producing a packaging system, reference is made here to the statements on the composition of the individual layers. The coating compositions are designed in such a way that the layers present in a packaging system according to the invention result therefrom. The coating compositions are usually in the form of an aqueous dispersion and contain the constituents or compounds (e.g. monomers or crosslinking agents) present in the individual layers, which react to form the constituents.
Zusätzlich können die Beschichtungszusammensetzungen auch die in der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Additive enthalten, wie beispielsweise Biozide, Dispergiermittel, Trennmittel, Entschäumer oder Verdicker, die zur Einstellung der Eigenschaften der Beschichtungszusammensetzung hinzugegeben werden und die in der aus der Beschichtungszusammensetzung hergestellten Schicht üblicherweise verbleiben. Hierbei können in der Papierherstellung üblicherweise verwendete Additive in den üblichen Mengen eingesetzt werden.In addition, the coating compositions can also contain the additives commonly used in papermaking, such as biocides, dispersants, release agents, defoamers or thickeners, which are added to adjust the properties of the coating composition and in the from the Coating composition prepared layer usually remain. In this case, additives customarily used in papermaking can be used in the customary amounts.
Zum Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf das Trägerpapier oder eine bereits auf dem Trägerpapier vorhandene Schicht (z. B. erste Barriereschicht) kennt der Fachmann verschiedene Techniken, welche als Streichen bezeichnet werden, beispielsweise: Bladestreichen, Streichen mit Filmpresse, Gussstreichen, Vorhangstreichen ("Curtain Coating"), Rakelstreichen, Luftbürstenstreichen oder Sprühstreichen. Alle diese bekannten vorgenannten Techniken des Streichens sind geeignet, um die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung auf ein Trägerpapier, vorzugsweise ein Trägerpapier, welches ein oder mehrere Vorstriche bzw. Zwischenstriche umfasst oder welches auch keinen Vorstrich bzw. Zwischenstrich umfasst, aufzutragen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist da Vorhangstreichen ("Curtain Coating") oder der Auftrag mittel Rollrakel (Rollrakelstreichen).To apply the coating composition to the base paper or a layer already present on the base paper (e.g. first barrier layer), the person skilled in the art knows various techniques which are referred to as brushing, for example: blade coating, coating with a film press, cast coating, curtain coating ("curtain coating "), squeegee painting, air knife painting or spray painting. All of these known, aforementioned painting techniques are suitable for applying the coating composition according to the invention to a backing paper, preferably a backing paper which comprises one or more precoats or intermediate coats or which also does not comprise any precoat or intermediate coat. According to the invention, preference is given to curtain coating ("curtain coating") or application by means of a roller blade (roller blade coating).
Weitere Ausführungsformen ergeben sich den anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispielen und dem Beispiel. In den Figuren zeigen:
Aus einer Papierschicht, die partikuläre Aktivkohle umfasst, wurde ein Faltschachtelkarton hergestellt. Das Herstellungsverfahren zur Herstellung der Papierschicht ist in der
Es wurde zudem ein Trägerpapier verwendet, das aus einer 1:1 Mischung aus Kurzfaser- und Langfaserzellstoff mit einer Mahlung von 39°SR auf einer Papiermaschine eine in der Masse mit Harz-Leimung versehene Papierbahn mit einer flächenbezogenen Masse von 40 g/m2 hergestellt wurde. Das hergestellte Papiersubstrat wurde bei einer Linienlast von 80 kN/m und einer Temperatur von 80 °C kalandriert.A backing paper was also used, which was made from a 1:1 mixture of short-fiber and long-fiber pulp ground at 39°SR on a paper machine to produce a resin-sized paper web with a mass per unit area of 40 g/m 2 became. The paper substrate produced was calendered at a line load of 80 kN/m and a temperature of 80.degree.
Unter Verwendung einer Luftbürste wurde auf das hergestellte Trägerpapier ein erster Barrierestrich, der als wässrige Dispersion vorlag, aufgetragen und dieser Barrierestrich wurde anschließend mithilfe von IR und Lufttrocknung getrocknet, sodass eine erste Barriereschicht mit einem Flächengewicht von 3 g/m2 resultierte. Die Zusammensetzung des ersten Barrierestrichs (ohne Berücksichtigung von Wasser) ist in Tabelle 1 angegeben.A first barrier coating, which was present as an aqueous dispersion, was applied to the produced carrier paper using an air knife, and this barrier coating was then dried using IR and air drying, resulting in a first barrier layer with a weight per unit area of 3 g/m 2 . The composition of the first barrier coat (excluding water) is given in Table 1.
Unter Verwendung eines volumetrischen Rakels wurde auf die hergestellte erste Barriereschicht ein zweiter Barrierestrich, der als wässrige Dispersion vorlag, aufgetragen und dieser Barrierestrich wurde anschließend mithilfe von IR und Lufttrocknung getrocknet, sodass eine zweite Barriereschicht mit einem Flächengewicht von 4 g/m2 resultierte. Die Zusammensetzung des zweiten Barrierestrichs (ohne Berücksichtigung von Wasser) ist in Tabelle 1 angegeben.A second barrier coating, which was present as an aqueous dispersion, was applied to the first barrier layer produced using a volumetric doctor blade, and this barrier coating was then dried using IR and air drying, resulting in a second barrier layer with a basis weight of 4 g/m 2 . The composition of the second barrier coat (excluding water) is given in Table 1.
Aus dem hergestelltem Laminat aus Trägerpapier, erster Barriereschicht und zweiter Barriereschicht wurde ein Beutel hergestellt, der in den Faltschachtelkarton passt. Der Innenbeutel wurde anschließend in den Faltschachtelkarton gegeben.A bag that fits into the folding carton was made from the laminate produced from carrier paper, first barrier layer and second barrier layer. The inner bag was then placed in the carton box.
Das resultierende Verpackungssystem zeigte eine außerordentlich gute Beständigkeit gegenüber Fett und Feuchtigkeit. Eine Migration von Mineralöl oder sonstigen organischen Stoffen durch das Verpackungssystem bzw. zum Innenteil des Innenbeutels konnte nicht beobachtet werden.
Claims (15)
- Packaging system (1), especially food packaging system, comprising or consisting ofA) a first paper layer (2) comprising particulate activated carbon, having a face and a reverse opposite the face, where the paper layer consists of a mass fraction of not less than 50% of recycled fibres, based on the total mass of the fibres in the paper layer,B) a first barrier layer (4) disposed on the face and/or reverse of the paper layer (2) or on at least one side of a carrier paper (3) and consisting of or comprising a binder and a pigment, andC) a second barrier layer (5) disposed on the first barrier layer (4) and consisting of or comprising an acrylate copolymer and a wax.
- Packaging system according to Claim 1, wherein the activated carbon has a mean particle diameter d50 in the range between 1 µm and 100 µm.
- Packaging system according to either of the preceding claims, wherein two further layers (2.1, 2.2) joined to the first paper layer are provided, and preferably the first paper layer (2) with the two further paper layers (2.1, 2.2) is configured as a single-ply corrugated board.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the wax in the second barrier layer is a wax composed of saturated hydrocarbons.
- Packaging system according to Claim 4, wherein the wax based on saturated hydrocarbons comprises or consists of one, two, three or more than three alkanes selected from the group consisting of heneicosane, docosane, tricosane, tetracosane, pentacosane, hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane, triacontane, hentriacontane, dotriacontane, tritriacontane, tetratriacontane, pentatriacontane, hexatriacontane, heptatriacontane, octatriacontane and nonatriacontane.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the mass fraction of the wax in the second barrier layer (5) is 5 to 60%, preferably 15 to 50%, more preferably 20 to 40%, based on the total mass of the second barrier layer.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the acrylate copolymer in the second barrier layer is a copolymer produced using two, three, four, five, six or all monomers selected from the group consisting of methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and styrene.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the pigment in the first barrier layer is an organic pigment, an inorganic pigment or a mixture of organic pigment and inorganic pigment.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the pigment in the first barrier layer is an inorganic pigment selected from the list consisting of calcined kaolin, kaolin, kaolinite, magnesium silicate hydrate, silicon oxide, bentonite, calcium carbonate, aluminium hydroxide, aluminium oxide and boehmite.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the pigment in the first barrier layer is platelet-shaped in form.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the mass fraction of the pigment in the first barrier layer is 5 to 60%, preferably 15 to 40%, more preferably 20 to 40%, based on the total mass of the first barrier layer.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the binder in the first barrier layer is a copolymer produced using one, two, three or all monomers selected from the group consisting of butyl methacrylate, butyl acrylate, methacrylonitrile, acrylonitrile, α-methylstyrene and styrene.
- Packaging system according to any of the preceding claims, wherein the carrier paper and/or the first paper layer is a paper having a mass per unit area in the range from 30 to 150 g/m2, a card having a mass per unit area of more than 150 g/m2 and less than 225 g/m2 or a board having a mass per unit area of more than 225 g/m2.
- Use of a packaging system according to any of Claims 1 to 13 as packaging material, especially for foods (especially convenience products), electronic products, agricultural products (e.g. seed, fertilizer), animal feed, fodder, detergent powder, pharmaceutical products, building materials (e.g. cement, gypsum, powder paste), personal care products or cosmetics.
- Method for producing a packaging system according to any of Claims 1 to 13, comprising:(i) producing or providing a paper pulp comprising activated carbon,(ii) generating a paper layer from the paper pulp produced or provided,(iii)optionally producing or providing a carrier paper,(iv) producing or providing a first barrier coating comprising a binder and a pigment,(v) applying the first barrier coating produced or provided to one side of the paper carrier or to one side of the paper layer and then drying the barrier coating, to give a first barrier layer,(vi) producing or providing a second barrier coating comprising an acrylate copolymer and a wax
and(vii)applying the second barrier coating produced or provided to the first barrier layer produced in step (v) and then drying the second barrier coating, to give a second barrier layer.
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