EP4727866A1 - Umweltfreundliches verpackungsmaterial - Google Patents

Umweltfreundliches verpackungsmaterial

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EP4727866A1
EP4727866A1 EP24733163.0A EP24733163A EP4727866A1 EP 4727866 A1 EP4727866 A1 EP 4727866A1 EP 24733163 A EP24733163 A EP 24733163A EP 4727866 A1 EP4727866 A1 EP 4727866A1
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EP
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coating
packaging material
coating color
environmentally friendly
friendly packaging
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Application number
EP24733163.0A
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Nicole Rath
Mathias Stanzel
Adnan KHALIL
Markus BIESALSKI
Timo Stalling
Markus WILDBERGER
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Technische Universitaet Darmstadt
Koehler Innovation and Technology GmbH
Original Assignee
Technische Universitaet Darmstadt
Koehler Innovation and Technology GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein umweltfreundliches Verpackungsmaterial, umfassend: ein Trägersubstrat, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist; mindestens eine erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten Seite und/oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfasst, oder wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfasst; und mindestens eine zweite Streichfarbenschicht, welche mittelbar oder unmittelbar auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht (10) Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht umfasst, und wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht (1) Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht umfasst.

Description

UMWELTFREUNDLICHES VERPACKUNGSMATERIAL
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein umweltfreundliches Verpackungsmaterial, umfassend ein Trägersubstrat, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist, mindestens eine erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten und/oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, und mindestens eine zweite Streichfarbenschicht, welche mittelbar oder unmittelbar auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein umweltfreundliches Verpackungsmaterial herstellbar durch ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials gemäß dem ersten und/oder dritten Aspekt als Verpackung, insbesondere für Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine zweite Streichfarbe zur mittelbaren oder unmittelbaren Beschichtung einer ersten Streichfarbenschicht, welche auf einem ersten Trägersubstrat aufgebracht ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND Ein Verpackungsmaterial, bzw. Verpackungspapier bezeichnet im Allgemeinen eine aus Papier bestehende Hülle, insbesondere eine partielle oder vollständige Hülle, eines Objektes insbesondere zu dessen Schutz oder zur besseren Handhabung. Folglich umfasst ein Verpackungsmaterial, bzw. ein Verpackungspapier das Papiermaterial, das eine solche Verpackung bildet.
Herkömmliches Verpackungsmaterial wird insbesondere als Verpackung für Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren verwendet.
Ein Verpackungsmaterial zum Verpacken von Konsumgütern, Lebensmitteln, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren schützt somit das verpackte Gut einerseits vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Feuchtigkeit oder Schmutz, und verhindert andererseits das Austreten von Bestandteilen des verpackten Gutes nach außen. Hierfür müssen Verpackungsmaterialien zum Verpacken von Konsumgütern, Lebensmitteln, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren unterschiedliche Kriterien erfüllen. Geeignete Verpackungsmaterialien sollen unter anderem mechanischen und prozessspezifischen Anforderungen genügen und wirksame Barriereeigenschaften gegen beispielsweise Wasser, Fett, Mineralöle, Aromastoffe, und/oder Sauerstoff aufweisen.
Ein Verpackungsmaterial zum Verpacken von Konsumgütern, Lebensmitteln, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren sollte ferner eine ausreichende Reißfestigkeit, einen an die Weiterverarbeitung, z. B. in einer Druck- und Verpackungsmaschine angepassten Reibkoeffizienten, bzw. eine ausreichende Flexibilität besitzen, um das zu verpackende Gut wirksam verpacken zu können. Je nach Anwendungsfall kann ein Verpackungsmaterial ein einfaches Einschlagpapier sein oder, wenn es partiell oder vollflächig mit einer heiß- und kaltsiegelbaren Beschichtung versehen ist, zur Herstellung von Beuteln verwendet werden, sowie von außen bedruckbar sein und im gesamten Konvertierungsund Abpackprozess nicht seine Schutzwirkung verlieren.
Zudem ist es bei Verpackungsmaterialien zum Verpacken von Konsumgütern, Lebensmitteln, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren, insbesondere bei Verpackungsmaterialien zum Verpacken von fetthaltigen Konsumgütern, Lebensmitteln, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren entscheidend, dass fluorfreie Chemikalien eingesetzt werden, um eine Fluor-Kontamination des verpackten Gutes und/oder um eine Freigabe von fluorhaltigen Chemikalien an die Umgebung zu vermeiden. In der WO 2022/003472 A1 ist eine Barrierebeschichtung für Papier und Kartonagen offenbart, welche ein Polysaccharid und ein polykationisches Polymer umfasst.
In der WO 2022/269198 A1 ist ein mehrschichtiges Verpackungsmaterial offenbart, welches Barriereeigenschaften aufweist, biologisch abbaubar und recycelbar ist.
In der JP 2003-013391 A ist Verpackungsmaterial offenbart, welches eine biologisch abbaubare Harzbeschichtung aufweist.
In der US 3,932,192 ist die Verwendung von Pullulan in einer Papierbeschichtung offenbart.
In der WO 2008/068779 A2 ist ein Verpackungsmaterial mit einem wasserlöslichen Film offenbart.
Herkömmliche Verpackungsmaterialien, wenn diese optional aus Kunststoff, insbesondere aus fossilen Rohrstoffen, bestehen, sind oftmals nicht oder nur eingeschränkt recycelbar, und sind auch oftmals nicht oder nur eingeschränkt biologisch abbaubar.
Da herkömmlich verwendete Verpackungen zu einem großen Teil aus Kunststoffen bestehen, welche sich in der Natur nur über einen sehr langen Zeitraum zersetzen, tragen entsprechende herkömmliche Verpackungen in signifikanter Weise zur weltweiten Verschmutzung mit Kunststoffmüll bei.
Somit besteht ein Bedarf entsprechende herkömmliche Verpackungen auf Kunststoffbasis durch umweltfreundliche Verpackungen zu ersetzen, welche beispielsweise auf natürlichen Rohstoffen basieren.
Zudem müssen entsprechende Verpackungen eine hohe Sicherheit in Bezug auf das zu verpackende Gut aufweisen. Ein entschiedenes Kriterium bei der Beurteilung der Sicherheit von Verpackungsmaterial ist, dass Bestandteile, insbesondere wasserlösliche Bestandteile, entsprechender herkömmlicher Verpackungsmaterialien nicht oder nur in äußerst geringem Maße aus den Verpackungsmaterialien in das jeweilige verpackte Konsumgut und/oder Lebensmittel, bzw. in die jeweilige verpackte Tabakware migrieren und diese kontaminieren, so dass bei einem Gebrauch entsprechend durch Verpackungsmaterialien verpackter Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikeln und/oder Tabakwaren durch einen Nutzer mögliche Gesundheitsgefährdungen des Nutzers ausgeschlossen, bzw. minimiert werden können.
Herkömmliche Verpackungsmaterialien, selbst wenn diese aus natürlichen Rohstoffen bestehen, weisen oftmals nur eine eingeschränkte Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf, Mineralölen, Aromastoffen und/oder Fett auf, so dass sich diese in vielen Fällen nicht oder nur eingeschränkt als Verpackungen für Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren eignen.
Ein weiteres Problem herkömmlich verwendeter Streichfarben zur Herstellung von Streichfarbenschichten von Verpackungsmaterialien, selbst wenn diese natürliche Rohstoffe umfassen, ist, dass sich diese oftmals nicht für die industrielle Herstellung von Verpackungsmaterialien in einem großen Maßstab eignen. Entsprechende industrielle Streichmaschinen zum Aufbringen von Streichfarbe auf ein Trägersubstrat weisen oftmals Herstellungsgeschwindigkeiten von mehr als 1000 Meter Material pro Minute auf. Für eine entsprechend erfolgreiche großindustrielle Herstellung von Verpackungsmaterial ist es jedoch notwendig, dass die Viskosität der durch industrielle Streichmaschinen aufgebrachten Streichfarbe in einem eng begrenzten Viskositätsbereich liegt. Herkömmlich verwendete Streichfarben, selbst wenn diese aus natürlichen Rohstoffen bestehen, weisen oftmals sehr hohe Viskositäten auf, welche sich entsprechend für die großindustrielle Herstellung von Verpackungsmaterial nicht eignen.
Zudem muss bei herkömmlich verwendeten Streichfarben zur Herstellung von Streichfarbenschichten von Verpackungsmaterialien sichergestellt werden, dass entsprechende Streichfarben, insbesondere wenn diese aus natürlichen Rohstoffen bestehen, nicht zu geringe Feststoffkonzentrationen aufweisen, da diese dann nicht mehr wirtschaftlich eingesetzt werden können. Dies beruht auf dem erhöhten Bedarf an Trocknungsenergie, um entsprechend niedrig konzentrierte Streichfarben wirksam zu trocknen, und darauf, dass durch den geringen Schichtauftrag entsprechend niedrig konzentrierter Streichfarben während des Trocknungsvorgangs eine Vielzahl von Wiederholungen des Beschichtungsprozesses notwendig ist, was die wirtschaftliche Anwendbarkeit entsprechend niedrig konzentrierter Streichfarben einschränkt. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Definitionen
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff „Streichfarbe“ bezeichnet, in Übereinstimmung mit dem allgemeinen Verständnis auf dem Gebiet der Papiertechnologie, Anstrichmittel, enthaltend oder bestehend aus Bindemitteln, Additiven und/oder Pigmenten, die auf eine Substratoberfläche, insbesondere Papieroberfläche, mit speziellen Streichvorrichtungen zur Oberflächenveredelung oder -modifizierung eines Trägersubstrats, bzw. Trägerpapiers aufgetragen, bzw. „gestrichen“ werden. Auf diese Weise hergestellte Papiere werden als „gestrichene Papiere“ bezeichnet.
Unter einem „gestrichenen Papier“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Trägersubstrat verstanden, welches ein oder mehrere, durch Streichen aufgebrachte Schichten, also Streichfarbenschichten, umfasst. Als Schichten eines solchen gestrichenen Trägersubstrats kommen Funktionsschichten und strukturbildende Schichten, wie beispielsweise Ausgleichsschichten zur Glättung der Oberfläche, in Frage.
Der Begriff „Streichfarbe“ wird erfindungsgemäß als Oberbegriff für alle streichfähigen Beschichtungsmassen, Zubereitungen und/oder Lösungen in der Papierindustrie zur Behandlung, Modifizierung oder Veredelung einer Papieroberfläche verwendet. Unter „Streichfarbenschicht“ wird die auf das Trägersubstrat aufgetragene und getrocknete und verfilmte Streichfarbe verstanden.
Ein „Papier“ gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein flächiger Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die auf gleiche Art hergestellten flächigen Werkstoffe „Karton“ und „Pappe“ ebenfalls unter Papier subsum- miert. Es wird zwischen Papier, Karton und Pappe nur anhand des Flächengewichts unterschieden, wobei Pappe ein Flächengewicht von größer 600 g/m2 aufweist, Karton ein Flächengewicht von größer 150 g/m2 und kleiner gleich 600 g/m2 aufweist und Papier ein Flächengewicht von kleiner oder gleich 150 g/m2 aufweist. Die molare Masse M einer Verbindung beschreibt das Verhältnis der Masse m der Verbindung zur Stoffmenge n der Verbindung gemäß der Formel M = m / n, wobei die Einheit als g/mol festgelegt ist.
Die molare Masse eines Polymers ist üblicherweise nicht konstant, sondern wird durch eine Molmassenverteilung beschrieben. Es können hierbei verschiedene Mittelwerte für die Molmassenverteilung definiert werden, um die molare Masse eines Polymers statistisch zu beschreiben, umfassend das Viskositätsmittel, das Massenmittel, und das Zahlenmittel der molaren Masse. Die molare Masse Mj des Polymers mit einer Anzahl i von Monomeren wird mit dem relativen Zahlenanteil, den dieses Polymer hat, gewichtet. Das Zahlenmittel Mn der molaren Masse beschreibt den Durchschnitt der molaren Massen aller Polymere in einer Probe gemäß der nachfolgend abgebildeten Formel. Dabei entspricht Ni der Zahl an Monomeren in der Probe mit genau i sich wiederholenden Einheiten:
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verpackungsmaterial bereitzustellen, welches umweltfreundlich ist, d.h. ein Verpackungsmaterial bereitzustellen, das biologisch abbaubar und/oder das vorteilhaft recycelbar ist.
Zudem zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, dass ein entsprechendes umweltfreundliches Verpackungsmaterial eine reduzierte Migration von Bestandteilen des Verpackungsmaterials in durch das Verpackungsmaterial verpackte Gut, wie beispielsweise Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren, aufweist. Gleichzeitig soll das Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung die Migration von Bestandteilen, insbesondere von Fetten und Ölen, des verpackten Guts, wie beispielsweise Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren, nach außen verhindern oder mindestens verlangsamen.
Zudem zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, dass ein entsprechendes umweltfreundliches Verpackungsmaterial eine hohe Knickbeständigkeit und/oder Siegelfähigkeit aufweist, um einen hohen Freiheitsgrad bei der Gestaltung der aus dem Verpackungsmaterial gefertigten Verpackung sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung zielt ferner darauf ab, dass ein entsprechendes umweltfreundliches Verpackungsmaterial im großindustriellen Maßstab wirtschaftlich hergestellt werden kann, so dass dieses umweltfreundliche Verpackungsmaterial beispielsweise durch industrielle Streichmaschinen mit Herstellungsgeschwindigkeiten von mehr als 1000 Meter pro Minute hergestellt werden kann.
Zudem zielt die vorliegende Erfindung ferner darauf ab, dass entsprechende Streichfarben, welcher zur Herstellung der entsprechenden Streichfarbenschichten des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials eingesetzt werden, ausreichend hohe Feststoffkonzentrationen aufweisen, so dass diese Streichfarben bei der Herstellung der entsprechenden Streichfarbenschichten mit einer geringen Trocknungsenergie getrocknet werden können und ein mehrmaliger Schichtauftrag nicht notwendig ist, um eine ausreichend dicke Streichfarbenschicht aufzutragen.
Umweltfreundliches Verpackungsmaterial
Die vorstehend genannte Aufgabenstellung wird gemäß dem ersten Aspekt gelöst durch ein umweltfreundliches Verpackungsmaterial, umfassend ein Trägersubstrat, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist; mindestens eine erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten Seite und/oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfasst, oder wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfasst; und mindestens eine zweite Streichfarbenschicht, welche mittelbar oder unmittelbar auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht 10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbenschicht umfasst, und wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht umfasst.
Das für die erste Streichfarbenschicht verwendete polymere Bindemittel, bzw. anorganische Pigment, sowie das für die zweite Streichfarbenschicht verwendete Polysaccharid und Rheologiemittel, insbesondere Polyol, bestehen hierbei aus natürlichen Rohstoffen, so dass eine vorteilhafte Umweltverträglichkeit des Verpackungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben ist. Hierbei ist das Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere vorteilhaft biologisch abbaubar und/oder recycelbar, so dass das Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich zu einer Reduzierung der weltweiten Verschmutzung mit Plastikmüll beiträgt.
Zudem stellt die Kombination der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht und der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht, welche auf dem Trägersubstrat aufgebacht sind, eine wirksame Barrierewirkung des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials dahingehend sicher, dass eine Migration von Bestandteilen des Verpackungsmaterials in durch das Verpackungsmaterial verpackte Güter, wie beispielsweise Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren wirksam reduziert wird, so dass Risiko einer Gesundheitsgefährdung der Nutzer des Verpackungsmaterials durch entsprechend kontaminierte Güter vorteilhaft reduziert werden kann.
Insbesondere verhindert das Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung eine Migration von Sauerstoff, Wasserdampf, Fett, Mineralölen und/oder Aromastoffen durch das Verpackungsmaterial, so dass sich das Verpackungsmaterial zum Verpacken von einer Vielzahl von unterschiedlichen Gütern eignet.
Somit kann durch die erfindungsgemäß gemäß dem ersten Aspekt beanspruchte Verwendung des Polysaccharids und des Rheologiemittels, insbesondere des Polyols, in der zweiten Streichfarbenschicht während der Herstellung des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials die Viskosität der entsprechenden zweiten Streichfarbe derart vorteilhaft in einem spezifischen Viskositätsbereich eingestellt werden, dass die zweite Streichfarbe in großindustriellen Streichmaschinen mit einer Herstellungsgeschwindigkeit des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials von teilweise mehr als 1000 Meter pro Minute eingesetzt werden kann.
Somit dient das umweltfreundliche Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung als ein mindestens gleichwertiger Ersatz von herkömmlichen kunststoffbasierten Verpackungsmaterialien, wie beispielsweise unbedrucktes, bedrucktes oder beschichtetes Plastik.
Eine mindestens eine erste, bzw. mindestens eine zweite Streichfarbenschicht bedingt hierbei ein wirksames Aufträgen der jeweiligen mindestens einen ersten, bzw. mindestens einen zweiten Streichfarbe auf das Trägersubstrat. Insbesondere ist die mindestens eine erste und/oder mindestens eine zweite Streichfarbenschicht eine durch eine wässrige Dispersion oder eine wässrige Lösung aufgetragene erste und/oder zweite Streichfarbenschicht.
Hierbei stellt die auf das Trägersubstrat insbesondere direkt aufgetragene mindestens eine erste Streichfarbenschicht insbesondere sicher, dass die nachfolgend aufgetragene zweite Streichfarbenschicht auf der ersten Streichfarbenschicht eine vorteilhaft homogene Beschichtung gewährleistet.
Zudem kann durch das Aufträgen der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht auf das Trägersubstrat das Auftragsgewicht der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht vorteilhaft reduziert werden, ohne dass nachteilige Eigenschaften des Verpackungsmaterials beobachtet werden können. Insbesondere umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens eine vorderseitige erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, oder umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens eine rückseitige erste Streichfarbenschicht, welche an der zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, oder umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens eine vorderseitige erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, und mindestens eine rückseitige erste Streichfarbenschicht, welche an der zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist.
Insbesondere umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens eine vorderseitige zweite Streichfarbenschicht, welche unmittelbar auf mindestens eine die vorderseitige erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, oder umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens eine rückseitige zweite Streichfarbenschicht, welche unmittelbar auf die mindestens eine rückseitige erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, oder umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens eine vorderseitige zweite Streichfarbenschicht, welche unmittelbar auf die mindestens eine vorderseitige erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, und mindestens eine rückseitige zweite Streichfarbenschicht, welche unmittelbar auf die mindestens eine rückseitige erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist.
Somit können je nach Anordnung der ersten und zweiten Streichfarbenschicht auf einer einzigen Seite, bzw. auf beiden Seiten des Trägersubstrats entweder mindestens zwei Schichten, bzw. mindestens vier Schichten in dem umweltverträglichen Verpackungsmaterial vorhanden sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein biologisch abbaubares umweltfreundliches Verpackungsmaterial ausgebildet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das Verpackungsmaterial der ständig wachsenden Menge an Verpackungsmüll entzogen werden kann, da das entsprechend biologisch abbaubare Verpackungsmaterial nach der Entsorgung über einen längeren Zeitraum von Organismen biologisch abgebaut werden kann, und dadurch zersetzt wird.
Insbesondere wird eine rasche biologische Abbaubarkeit von Verpackungsmaterialien unter aeroben Bedingungen durch die Tests der OECD-Testserie 301 (A-F) nachgewiesen. Als „biologisch abbaubar“ im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Verpackungsmaterialien bezeichnet, die eine biologische Abbaubarkeit gemessen nach OECD 301 F von mindestens 40 % aufweisen oder gemessen nach OECD 302 C (M ITI-I I-Test) von mindestens 20 % aufweisen und somit eine inhärente oder grundsätzliche Abbaubarkeit aufweisen. Dies entspricht dem Grenzwert für die OECD 302 C gemäß „Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, section 3, Part 1, dated 23 March 2006“. Ab einem Grenzwert von mindestens 60 % gemessen nach OECD 301 F werden Verpackungsmaterialien vorliegend auch als rasch bioabbaubar bezeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein recycelbares umweltfreundliches Verpackungsmaterial ausgebildet, wobei das recycelbare umweltfreundliche Verpackungsmaterial insbesondere die Norm PTS-RH 021 :2012- Kategorie II und/oder die Norm Aticelca UNI 11743:2019 (Zertifizierungsstelle Aticelca) und/oder die Norm 501 :2019 (Aticelca) erfüllt.
Beim Recycling von Verpackungsmaterialien ist hierbei unter anderem auch die Druckfarbenentfernung aus dem Verpackungsmaterial relevant. Die Bewertung der Recyc- lierbarkeit kann beispielsweise mit der INGEDE-Methode 11 vorgenommen werden, wobei hierbei das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial mit der INGEDE-Methode 11 bevorzugt einen Wert von über 50 erreicht, am meisten bevorzugt von über 70.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein entsprechend recycelbares umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach der Benutzung vorteilhaft wiederverwendet werden kann, wodurch sich die Nachhaltigkeit des Verpackungsmaterials verbessert. Insbesondere kann das recycelbare Verpackungsmaterial in einen Verpackungskreislauf integriert sein. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht eine einzige erste Streichfarbenschicht, welche auf der ersten oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung lediglich einer einzigen ersten Streichfarbenschicht den Herstellungsaufwand des Verpackungsmaterials reduziert.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht eine erste Streichfarbenschicht, welche auf der ersten Seite oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, und umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens eine weitere erste Streichfarbenschicht, welche auf der ersten Streichfarbenschicht aufgebracht ist, wobei die erste Streichfarbenschicht und die mindestens eine weitere erste Streichfarbenschicht mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfassen, oder wobei die erste Streichfarbenschicht und die mindestens eine weitere erste Streichfarbenschicht mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfassen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung von mehreren ersten Streichfarbenschichten zwischen dem Trägersubstrat und der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht je nach Anwendungsfall die Barrierewirkung des Verpackungsmaterials erhöht, und gegebenenfalls dazu führt, dass das Auftragsgewicht der auf die Mehrzahl von ersten Streichfarbenschichten aufgetragenen zweiten Streichfarbenschicht reduziert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht eine einzige zweite Streichfarbenschicht, welche mittelbar oder unmittelbar auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung lediglich einer einzigen zweiten Streichfarbenschicht den Herstellungsaufwand des Verpackungsmaterials reduziert. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht eine zweite Streichfarbenschicht, welche auf der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht mittelbar oder unmittelbar aufgebracht ist, und umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens eine weitere zweite Streichfarbenschicht, welche auf der zweiten Streichfarbenschicht aufgebracht ist, wobei die zweite Streichfarbenschicht und die mindestens eine weitere zweite Streichfarbenschicht 10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der jeweiligen zweiten Streichfarbenschicht umfasst, und wobei die zweite Streichfarbenschicht und die mindestens eine weitere zweite Streichfarbenschicht 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der jeweiligen zweiten Streichfarbenschicht umfasst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung von mehreren außenseitig auf den ersten Streichfarbenschichten mittelbar oder unmittelbar aufgebrachten zweiten Streichfarbenschichten je nach Anwendungsfall die Barrierewirkung des Verpackungsmaterials erhöht, bzw. besonders vorteilhafte Eigenschaften des Verpackungsmaterials erreicht werden können.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Trägersubstrat Zellstoff, wobei das Trägersubstrat insbesondere Cellulosefasern umfasst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass zum einen der Zellstoff, bzw. die Cellulosefasern aus natürlichen und umweltverträglichen Materialien bestehen, und zum anderen der Zellstoff, bzw. die Cellulosefasern eine ausreichende strukturelle Stabilität des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials sicherstellen, damit dieses als Verpackung wirksam eingesetzt werden kann.
Insbesondere ist der Zellstoff, insbesondere die Cellulosefasern, der ausschließliche Bestandteil des Trägersubstrats des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der mindestens eine Zellstoff, insbesondere die Cellulosefasern, einen Gewichtsanteil von mindestens 70 Gew.-%, bevorzugt mindestens 75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 85 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Trägersubstrat einen Langfaserzellstoff und/oder einen Kurzfaserzellstoff.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung eines Langfaserzellstoffes und/oder eines Kurzfaserzellstoffes besonders vorteilhafte strukturelle Eigenschaften des Verpackungsmaterials sicherstellt. Unter einem Langfaserzellstoff wird hierbei insbesondere ein Zellstoff aus Nadelhölzern oder insbesondere ein Zellstoff umfassend Fasern mit einer Faserlänge 0,5 mm bis 4,4 mm oder 0,7 mm bis 3,5 mm oder 2,6 mm bis 4,4 mm verstanden. Unter einem Kurzfaserzellstoff wird hierbei insbesondere ein Zellstoff aus Laubhölzern oder insbesondere Zellstoff umfassend Fasern mit einer Faserlänge von 0,5 bis 2,2 mm oder 0,7 mm bis 2,2 mm oder besonders bevorzugt 0,5 bis 1 ,5 mm verstanden.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Langfaserzellstoff einen Gewichtsanteil von 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf die Fasermischung aus Langfaserzellstoff und Kurzfaserzellstoff auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Kurzfaserzellstoff einen Gewichtsanteil von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt von 50 Gew.-% bis 80 Gew.-% bezogen auf die Fasermischung aus Langfaserzellstoff und Kurzfaserzellstoff auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die entsprechenden Gewichtsanteile des Langfaserzellstoffes, bzw. des Kurzfaserzellstoffes vorteilhafte Eigenschaften des Verpackungsmaterials sicherstellen.
Bevorzugt werden zur Herstellung des Trägersubstrats Zellstofffasern aus a) Holz, z.B. aus Laub- oder Nadelbäumen, b) Einjahrespflanzen und Gräsern, z.B. Silphie, Hanf, Stroh, etc. c) aufbereitetem Papierausschuss oder d) aufbereitetem Altpapier oder aus Mischungen daraus verwendet. Insbesondere über die Art der Zellstofffasern, die Aufbereitung der Zellstofffasern, z.B. Aufschlussverfahren, Extraktion, und die Mahlung und Abmischung der Zellstofffasern, sind die Eigenschaften des Trägersubstrats in bekannter Weise einstellbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Trägersubstrat Frischfasern, Primärfasern, Sekundärfasern und/oder recycelte Fasern auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Verwendung von recycelten Fasern eine vorteilhafte Umweltbilanz des Trägersubstrats sichergestellt werden kann, da hierfür keine neuen Pflanzen verarbeitet werden müssen, sondern bereits verwendete Trägersubstrate in einem Kreislaufprozess aufgearbeitet werden können. Die Frischfasern, welche aus neuen Pflanzen hergestellt sind, können hierbei insbesondere einen geringeren Anteil als die recycelten Fasern in dem Trägersubstrat aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Trägersubstrat ein Flächengewicht von 15 g/m2 bis 65 g/m2, bevorzugt von 30 g/m2 bis 60 g/m2, und am meisten bevorzugt von 35 g/m2 bis 55 g/m2 auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die genannten Flächengewichte des Trägersubstrats vorteilhafte Eigenschaften des Verpackungsmaterials sicherstellen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Trägersubstrat ausgewählt aus der Gruppe umfassend unbeschichtete Papiere, einseitig beschichtete Papiere, und zweiseitig beschichtete Papiere.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass je nach Anwendungsfall des gewünschten umweltfreundlichen Verpackungsmaterials das Trägersubstrat vorteilhaft gewählt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das polymere Bindemittel mindestens ein natürliches Polymer, wobei das natürliche Polymer bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend mindestens ein Polysaccharid, weiter bevorzugt Pullulan, Chitosan, Stärke, Cellulose, Carboxymethylcellulose, und/oder Hydroxyethylcellulose, Proteine, weiter bevorzugt Casein, Butadien-Styrol, Styrol-Acrylat, Acrylsäureester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Mischungen davon, und wobei das natürliche Polymer am meisten bevorzugt ausschließlich Stärke umfasst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechenden polymeren Bindemittel eine vorteilhafte Herstellung der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht erreicht wird, und zudem durch die entsprechenden polymeren Bindemittel vorteilhafte Barriereeigenschaften der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht gewährleistet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht 1 Gew.-% bis 70 Gew.-% des mindestens einen polymeren Bindemittels bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht, bevorzugt von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechenden Gewichtsanteile des polymeren Bindemittels mindestens eine vorteilhafte erste Streichfarbenschicht erhalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine anorganische Pigment der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht ausgewählt aus der Gruppe umfassend kalziniertes Kaolin, Kaolin, Kaolinit, Magnesiumsilikathydrat, Siliziumoxid, Bentonit, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Boehmit, Ton, Talk, und Mischungen davon, bevorzugt kalziniertes Kaolin, Kaolin, Kaolinit, Ton, Talk und/oder Calciumcarbonat, insbesondere gemahlenes Calciumcarbonat und/oder gefälltes Calciumcarbonat. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechenden anorganischen Pigmente vorteilhafte Eigenschaften der ersten Streichfarbenschicht erreicht werden können.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht 40 Gew.-% bis 95 Gew.-% des mindestens einen anorganischen Pigments bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht, bevorzugt von 65 Gew.-% bis 85 Gew.-%.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechenden Gewichtsanteile der anorganischen Pigmente vorteilhafte Eigenschaften der ersten Streichfarbenschicht gewährleistet werden können.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis des polymeren Bindemittels zu dem anorganischen Pigment in der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht von 1 zu 5 bis 5 zu 1 , bevorzugt 1 zu 4 bis 4 zu 1 , weiter bevorzugt 1 zu 3 bis 3 zu 1 , noch weiter bevorzugt von 1 zu 2 bis 2 zu 1 , und am meisten bevorzugt etwa 1 zu 1.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das entsprechende Verhältnis des polymeren Bindemittels zu dem anorganischen Pigment vorteilhafte Eigenschaften der ersten Streichfarbenschicht ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine anorganische Pigment der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht ein Aspektverhältnis von 5 bis 100, bevorzugt von 15 bis 100, weiter bevorzugt von 20 bis 80 auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine anorganische Pigment der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht eine Teilchengrößenverteilung von 0,5 mm bis 3,0 mm auf.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Polysaccharid mindestens ein natürliches Polysaccharid, wobei das mindestens eine natürliche Polysaccharid bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Hemicellulose, Cellulose, Stärke, Alginat, Chitosan, Pullulan, Dextran, Agarose und Mischungen davon, wobei das mindestens eine natürliche Polymer weiter bevorzugt Pullulan, Chitosan und/oder Alginat umfasst, und wobei das mindestens eine natürliche Polymer am meisten bevorzugt ausschließlich Pullulan umfasst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die entsprechenden natürlichen Polysaccharide die Umweltverträglichkeit des Verpackungsmaterials sicherstellen, sich vorteilhaft im Rahmen der zweiten Streichfarbe verarbeiten lassen, und zudem vorteilhafte Eigenschaften der zweiten Streichfarbenschicht des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials gewährleisten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Streichfarbenschicht 40 Gew.-% bis 90 Gew.-% des mindestens einen Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbenschicht, bevorzugt 50 Gew.% bis 85 Gew.-% und am meisten bevorzugt 60 Gew.-% bis 80 Gew.-%.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechenden Gewichtsbereiche des mindestens einen Polysaccharids ein vorteilhafter Kompromiss zwischen einer optimalen Viskosität der zweiten Streichfarbe zur Herstellung der zweiten Streichfarbenschicht und den Trocknungseigenschaften der entsprechend aufgetragenen zweiten Streichfarbe gewährleistet wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Polysaccharid der zweiten Streichfarbenschicht ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn von mindestens 100 auf, wobei das Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn gemäß der folgenden Formel bestimmt ist: Xn = Mn / Mm, wobei Mn dem Zahlenmittel der molaren Masse des mindestens einen Polysaccharids entspricht, und wobei Mm der molaren Masse einer Monomer-Einheit des mindestens einen Polysaccharids entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Polysaccharid der zweiten Streichfarbenschicht ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn von mindestens 110, bevorzugt von mindestens 120, weiter bevorzugt von mindestens 130, noch weiter bevorzugt von mindestens 140, noch weiter bevorzugt von mindestens 150, noch weiter bevorzugt von mindestens 160, noch weiter bevorzugt von mindestens 170, noch weiter bevorzugt von mindestens 175 auf, noch weiter bevorzugt von mindestens 200, noch weiter bevorzugt von mindestens 250, noch weiter bevorzugt von mindestens 300, ferner noch weiter bevorzugt von mindestens 400, ferner noch weiter bevorzugt von mindestens 500, ferner noch weiter bevorzugt von mindestens 600, ferner noch weiter bevorzugt von mindestens 700 und am meisten bevorzugt von mindestens 800.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch ein vorteilhaftes Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn des mindestens einen Polysaccharids eine vorteilhafte Herstellbarkeit der zweiten Streichfarbenschicht gewährleistet wird, da die entsprechende zweite Streichfarbe aus welcher die zweite Streichfarbenschicht hergestellt wird, eine vorteilhafte Viskosität aufweist. Zudem ergibt sich ein vorteilhafter Effekt in Bezug auf die Gasbarriereeigenschaften der zweiten Streichfarbenschicht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Polysaccharid der zweiten Streichfarbenschicht unterschiedliche Zahlenmittel der Polymerisationsgrade Xn auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Polysaccharid der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht ein Zahlenmittel der molaren Masse Mn zwischen 1 x 105 g/mol und 8 x 105 g/mol auf, bevorzugt zwischen 2 x 105 g/mol und 6 x 105 g/mol, und am meisten bevorzugt zwischen 3 x 105 g/mol und 4 x 105 g/mol.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine Rheologiemittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend: a) Zuckeralkohole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Diglycerol, Triglycerol, Glucose, Fruktose, Maltose, Lactose, Mannose, Ribose, Xylose, D-Mannitol, Triacetin, und Mischungen davon; b) Polyole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Pentaerythritol, Dipentaerythri- tol, Erythritol, Xylitol, Sorbitol, Glycerol, Mannitol, Maltitol, Lactitol und Mischungen davon; c) Diole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Methyl-Pentandiol, 1 ,2-Propan- diol, 1 ,4-Butandiol, 2-Hydroxy-1 ,3-Propandiol, 3-Methyl-1 ,3-Butandiol, 3,3-Dimethyl- 1 ,2-Butandiol und Mischungen davon; d) Glykole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Polyethylenglykol 300, Polyethylenglykol 400, Polyethylenglykol 2000, alkoxyliertes Polyethylenglykol und Mischungen davon; e) Caprolactam, zyklisches Trimethylolpropan, Harzester und Mischungen davon, f) Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, und/oder Fettsäureamide, insbesondere Erucamid, Stearinsäureamid und/oder Palmitinsäureamid, und Mischungen davon; wobei Mischungen der Untergruppen a) bis f) umfasst sind. wobei die Polyole bevorzugt Xylitol und/oder Sorbitol umfassen, wobei die Polyole am meisten bevorzugt ausschließlich Xylitol umfassen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die genannten natürlichen Polyole umweltfreundliche Additive sind, welche zudem ein vorteilhaftes Einstellen der Viskosität der zweiten Streichfarbe dahingehend sicherstellen, dass diese im großtechnischen Maßstab aufgetragen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Streichfarbenschicht 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% des mindestens einen Rheologiemittels, insbesondere des Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbenschicht, bevorzugt 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die genannten Gewichtsanteile des mindestens einen Rheologiemittels, insbesondere des Polyols, in der zweiten Streichfarbe zur Herstellung der zweiten Streichfarbenschicht eine vorteilhafte Viskosität eingestellt werden kann. Zudem dient das Rheologiemittel, insbesondere Polyol, als Weichmacher.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das umweltfreundliche Verpackungsmaterial maximal 5 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 2,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt maximal 1 Gew.-%, zusätzlich noch weiter bevorzugt maximal 0,1 Gew.-% und am meisten bevorzugt maximal 0,01 Gew.-% Kunststoff, wobei der Kunststoff als ein Polymer definiert ist, dem möglicherweise Zusatzstoffe und andere Stoffe zugesetzt wurden und der als Hauptstrukturbestandteil von Endprodukten fungieren kann, ausgenommen natürliche Polymere, die nicht chemisch modifiziert wurden.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch den sehr geringen Kunststoffanteil das umweltfreundliche Verpackungsmaterial vorteilhaft recycelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial maximal 60 Gew.-%, bevorzugt maximal 50 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 40 Gew.- % und am meisten bevorzugt maximal 20 Gew.- % der ersten und zweiten Streichfarbenschicht bezogen auf das Gesamtgewicht des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Verwendung von ersten und zweiten Streichfarbenschichten mit geringen Gewichtsanteilen die Herstellungskosten des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials vorteilhaft reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste und/oder zweite Streichfarbenschicht mindestens einen Hilfsstoff, wobei der mindestens eine Hilfsstoff bevorzugt ein natürliches Tensid, am meisten bevorzugt Saponine und/oder Phospholipide, umfasst.
Insbesondere umfasst das Tensid einen wasserlöslichen nichtionischen ethoxylierten Alkohol, insbesondere mit einem Feststoffanteil zwischen 4 und 15%, wobei das Tensid bevorzugt die Formel RO(CH2CH2O)xH aufweist, wobei der Substituent R ausge- wählt ist als iso-Ci3H27 und der Substituent x 8 oder mehr ist; oder wobei der Substituent R ausgewählt ist als iso-Cw und der Substituent x ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend 5, 6, 7, 8 oder 11.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das natürliche Tensid in einem Bereich von 0,05 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der jeweiligen Streichfarbenschicht vor.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhaft homogene zweite Streichfarbe zur Herstellung der zweiten Streichfarbenschicht erhalten wird. Das natürliche Tensid wird zur Einstellung der dynamischen Oberflächenspannung für den großindustriellen Auftrag benötigt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine erste Streichfarbenschicht und/oder die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens ein Additiv, welches ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend viskositätssteuernde Mittel, bevorzugt Dicyandiamide, Polyethylenglykol und/oder Harnstoff als viskositätssenkende Mittel, oder bevorzugt Alginat, Carboxymethylcellulose und/oder Acryl säureester als viskositätssteigernde Mittel, Dispergiermittel, bevorzugt Polyphosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumpyrophosphat, und/oder Salze von Polycarbonsäuren, Entschäumer, Mittel zur Erhöhung der Nassfestigkeit, bevorzugt Melaminformaldehydharze, Harnstoffformaldehydharze, Formalin und/oder Glyoxal, Konservierungsmittel, bevorzugt antibakterielle Additive und/oder antifungizide Additive, Gleitmittel, bevorzugt Polyglykol, Mittel zur pH-Steuerung, bevorzugt Natriumhydroxid und/oder Ammoniak, Farbstoffe, optische Aufheller, Leitfähigkeitsmittel und Mischungen davon.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine Additiv in der ersten und/oder zweiten Streichfarbenschicht in einem Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der jeweiligen Streichfarbenschicht vorhanden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Optimierung der Auftragbarkeit und/oder der Eigenschaften der mindestens einen ersten und/oder zweiten Streichfarbenschicht erreicht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht ein anorganisches Pigment, welches bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend natürliche Calciumcarbonate (GCC, ground calcium carbonate), gefälltes Calcium Carbonat (PCC, precipitated calcium carbonate), Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Kieselsäuren, insbesondere gefällte und pyrogene Kieselsäuren, Dia- thomeenerden, Magnesiumcarbonaten, Titanoxid, Bentonit und Ton, bevorzugt Ton, Talk oder Kaolin.
Bevorzugt ist das anorganische Pigment der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht plättchenförmig ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine anorganische Pigment der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht ein Aspektverhältnis von 5 bis 100, bevorzugt von 15 bis 100, weiter bevorzugt von 20 bis 80 auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine anorganische Pigment der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht eine Teilchengrößenverteilung von 0,5 mm bis 3,0 mm auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht eine Pigmentvolumenkonzentration (PVC) auf, welche geringer als eine kritische Pigmentvolumenkonzentration (CPVC) ist, um einen kontinuierlichen dreidimensionalen Film zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die zweite Streichfarbenschicht eine relativ geringe Pigmentvolumenkonzentration (PVC) unterhalb der kritischen Pigmentvolumenkonzentration (CPVC) aufweist, so dass das Bindemittel die Pigmente inner- halb der zweiten Streichfarbenschicht wirksam einbetten kann, und dadurch eine kontinuierliche zweite Streichfarbenschicht ohne erkennbare Hohlräume erhalten werden kann, welche dennoch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das anorganische Pigment der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbenschicht vor.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sich durch die Zugabe von anorganischem Pigment eine besonders vorteilhafte Viskosität der zweiten Streichfarbe einstellen lässt, wodurch sich die Verarbeitbarkeit der zweiten Streichfarbe beim Herstellen der zweiten Streichfarbenschicht verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht kein Polymer, insbesondere kein Casein.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Siegelfähigkeit nach der Norm DIN 55529 (2012) auf.
Insbesondere wurde das beschichtete Papier mit 3 bar für 0,3 Sekunden im Temperaturbereich von 100°C bis 200 °C quer zur Papierlaufrichtung gesiegelt und die Siegelnahtfestigkeit wurde gemessen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sich das Verpackungsmaterial nicht nur als Einschlagpapier oder Wickler eignet, sondern zur Herstellung einer geschlossenen Verpackung (z. B. Beutel) verwendet werden kann.
Insbesondere ist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein heißsiegelbares oder als ein kaltsiegelbares Verpackungsmaterial ausgebildet. Ein heißsiegelbares Verpackungsmaterial wird hierbei insbesondere durch das Verbindung zweier Lagen des Verpackungsmaterials mittels lokaler Wärmeeinwirkung und/oder Druck verstan- den. Ein kaltsiegelbares Verpackungsmaterial umfasst hierbei insbesondere ein Aufbringen eines Kaltsiegelklebers mittels Druckverfahren auf den zu versiegelnden Abschnitt des Verpackungsmaterials. Insbesondere ist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein durch Ultraschall versiegelbares Verpackungsmaterial ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das Polysaccharid, bevorzugt Pullulan, in der zweiten Streichfarbenschicht kristallin oder teilkristallin vor, um eine Barriereschicht bereitzustellen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die kristalline, bzw. teilkristalline Struktur des Polysaccharids, bzw. des Pullulans, innerhalb der zweiten Streichfarbenschicht eine vorteilhafte Barriere bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Fettdichtigkeit gemäß der Norm DIN 53116 auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sich das umweltfreundliche Verpackungsmaterial vorteilhaft zum Verpacken von fetthaltigen Lebensmitteln eignet.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial einen KIT-Wert gemäß der Norm Tappi T 559 von mehr als 10, bevorzugt von mehr als 12, auf.
Hierbei charakterisiert der gemäß der Norm Tappi T 559 ermittelte KIT-Wert von mehr als 10, bevorzugt von mehr als 12, besonders vorteilhafte Barriereeigenschaften des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials, und stellt dadurch, insbesondere bei verpackten fetthaltigen Lebensmitteln, sicher, dass keine fetthaltigen Bestandteile der Lebensmittel durch das Verpackungsmaterial nach außen dringen. Dadurch eignet sich das Verpackungsmaterial besonders vorteilhaft zum Verpacken von Lebensmitteln, insbesondere fetthaltigen Lebensmitteln, und erfüllt hierbei in Europa und/oder in einzelnen europäischen Ländern vorhandenen gesetzlichen Normen hinsichtlich Lebensmittelverpackungen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Sauersauerstoffdurchlässigkeit bei einer Temperatur von 23°C ± 2°C und einer Luftfeuchtigkeit von 0% gemäß der Norm DIN ISO 15105-1 von weniger als 10 cm3 pro m2 pro Tag auf, bevorzugt von weniger als 8 cm3 pro m2 pro Tag, und weiter bevorzugt von weniger als 5 cm3 pro m2 pro Tag, und am meisten bevorzugt von weniger als 1 cm3 pro m2 pro Tag.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die vorteilhaften Sauerstoffbarriereeigenschaften verderbliche Güter, wie beispielsweise Lebensmittel durch das umweltfreundliche Verpackungsmaterial vorteilhaft über einen längeren Zeitraum aufbewahrt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Knickbeständigkeit eines Außenknicks des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials nach Falzung mit einer 3,28 kg schweren und 10 cm breiten Falzrolle auf, und/oder weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Knickbeständigkeit eines Innenknicks des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials nach Falzung mit einer 3,28 kg schweren und 10 cm breiten Falzrolle auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine entsprechende Knickbeständigkeit den Einsatz des Verpackungsmaterials in einer Einschlagverpackung ermöglicht. Insbesondere wird die Knickbeständigkeit des Außenknicks und/oder des Innenknicks nach der Falzung durch visuelle Analyse und Bewertung des Knicks unter einem Rasterelektronenmikroskop ermittelt, gegebenenfalls mit einem sich anschließenden Fetttest gemäß der Norm DIN 53116. Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Aromabeständigkeit gemäß einem Hexandampf-Transmissionstest (HVTR) von 0,001 g pro m2 pro Tag bis 0,005 g pro m2 pro Tag auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine wirksame Aromabeständigkeit des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials erreicht werden kann.
Insbesondere wird der Hexandampf-Transmissionstest (HVTR) gravimetrisch durchgeführt, wobei hierbei Becher gemäß der Norm DIN 53122-1 verwendet werden, welche mit n-Hexan gefüllt werden und die Probe mit der beschichteten Seite dem n-Hexan in dem Becher zugewandt eingespannt wird. Durch ein mehrfaches Wiegen des Bechers über einen Zeitraum von 24 Stunden bei einer Temperatur von 23°C ± 2°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50% über eine definierte Fläche wird der Hexan-Verlust bestimmt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein lebensmittelechtes umweltfreundliches Verpackungsmaterial ausgebildet, wobei das lebensmittelechte umweltfreundliche Verpackungsmaterial insbesondere die Norm EN 1186 und/oder die Norm EN 13130 erfüllt.
Die europäische Norm EN 1186 und/oder die europäische Norm EN 13130 legt hierbei eindeutige Regeln in Bezug auf die zulässige Migration von Bestandteilen von Verpackungsmaterial in Lebensmitteln fest. Dadurch, dass das lebensmittelechte Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung die entsprechende Norm erfüllt, wird eine ausreichende Lebensmittelsicherheit garantiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verpackungsmaterial als ein faltbares Verpackungsmaterial ausgebildet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein faltbares Verpackungsmaterial während eines Verpackungsvorgangs einfach und vorteilhaft um das zu verpackende Gut herum gefaltet werden kann, und dass das entsprechend gefaltete Verpackungsmaterial nach dem Verpackungsvorgang die gefaltete Form beibehält, um eine wirksame Verpackung des zu verpackenden Guts sicherzustellen. Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial ein Flächengewicht von weniger als 150 g/m2 auf, bevorzugt von weniger als 120 g/m2, noch weiter bevorzugt von weniger als 100 g/m2, wobei am meisten bevorzugt das Flächengewicht des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials zwischen 70 und 80 g/m2 beträgt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein vorteilhaftes als Verpackungspapier ausgebildetes Verpackungsmaterial erhalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste und/oder zweite Streichfarbenschicht jeweils ein Flächengewicht von weniger als 20 g/m2 auf, bevorzugt von weniger als 15 g/m2, auf, und wobei die erste und/oder zweite Streichfarbenschicht am meisten bevorzugt jeweils ein Flächengewicht von 3 g/m2 bis 15 g/m2 aufweist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine wirksame erste und/oder zweite Streichfarbenschicht bereitgestellt werden kann. Ein entsprechend niedriges Flächengewicht der ersten und/oder zweiten Streichfarbenschicht stellt hierbei insbesondere sicher, dass bezogen auf das gesamte Verpackungsmaterial weniger lösliche Bestandteile verfügbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform weist die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht mindestens einen Konservierungsstoff auf, und wobei der Konservierungsstoff bevorzugt ein Diol umfasst, am meisten bevorzugt Bronopol.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine längere Haltbarkeit der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht erreicht wird.
Bevorzugt umfasst die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht kein Dodin, und keine anderen Guanidin-Salze als Konservierungsstoff, wobei insbesondere unvermeidliche Spuren von Dodin, und anderen Guanidin-Salzen in der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht vorhanden sein können. Dadurch können besonders strenge Umweltnormen erfüllt werden, wie z.B. Demeter- konforme Verpackungen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial mindestens eine Zwischenschicht auf, welche zwischen der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht und der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht angeordnet ist.
Insbesondere umfasst die mindestens eine Zwischenschicht mindestens ein Bindemittel und mindestens ein Pigment, insbesondere mindestens ein anorganisches Pigment.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Zwischenschicht je nach Auswahl des Materials die strukturelle Stabilität, sowie die Barrierewirkung des Verpackungsmaterials vorteilhaft verbessert werden kann.
Insbesondere umfasst das mindestens eine mindestens ein natürliches Polymer, wobei das natürliche Polymer bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend mindestens ein Polysaccharid, weiter bevorzugt Pullulan, Chitosan, Stärke, Cellulose, Carboxymethylcellulose, und/oder Hydroxyethylcellulose, Proteine, weiter bevorzugt Casein, Butadien-Styrol, Styrol-Acrylat, Acrylsäureester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Mischungen davon, und wobei das natürliche Polymer am meisten bevorzugt ausschließlich Stärke umfasst.
Für die weiteren Auswahlen des Bindemittels und/oder für das anorganische Pigment der Zwischenschicht gelten dieselben bevorzugten Auswahlen wie für das anorganische Pigment der ersten und zweiten Streichfarbenschicht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das umweltfreundliche Verpackungsmaterial mindestens eine Deckschicht auf, welche außerhalb der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Deckschicht zumindest einen der folgenden Bestandteile ausgewählt aus einer Streichfarbe, einer Tinte, einem Siegelmedium und einem Kleber.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial lässt sich zudem im Nanometerbereich metallisieren, beispielsweise mit AI2O3 oder AI. Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht Metalle, insbesondere Aluminium, und/oder Metalloxide, insbesondere Aluminiumoxid und/oder Siliziumoxid umfasst.
Weitere Schichten können insbesondere die Permeabilität des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials für weitere Gase reduzieren und/oder Barrieren für Flüssigkeiten oder viskose Stoffe wie Fette, Öle, Kohlenwasserstoffe bilden.
Die zumindest eine Deckschicht kann insbesondere: a) mindestens ein hydrophobes Polymer umfassen, z.B. auf Basis eines Polyacrylats, eines Styrol-/Butadien-Copolymers und/oder eines Polyolefins; b) mindestens ein hydrophiles Polymer umfassen, z.B. auf Basis eines Polyvinylalkohols; c) mindestens ein anorganisches Pigment und ein Bindemittel umfassen; d) amorphe und kristalline Bereiche umfassen; e) Stoffe enthalten oder daraus bestehen, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend lipophile Stoffe, Paraffine, insbesondere Hartparaffine, Wachse, insbesondere mikrokristalline Wachse, Wachse auf Basis von pflanzlichen Ölen oder Fetten, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, niedermolekulare Polyolefine, Polyterpene, und deren Mischungen; f) den Übergang von Stoffen, insbesondere von hydrophoben Stoffen, verringern oder verhindern, z.B. von Stoffen gemäß vorstehend Punkt e) um beispielsweise den Übergang von Stoffen aus darunterliegenden Schichten auf ein Lebensmittel, insbesondere ein fetthaltiges Lebensmittel, zu verhindern oder zu verringern; g) mindestens heiß- oder kaltsiegelbar sein; h) mindestens einen Klebstoff umfassen; i) mindestens ein thermoplastisches Material, insbesondere ein heißsiegelbares Material, umfassen oder daraus bestehen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Deckschicht ein wirksamer Schutz der zweiten Streichfarbenschicht vor äußeren Einflüssen sichergestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine erste Streichfarbenschicht und die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht an der ersten Seite des Trägersubstrats des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials angeordnet, wobei insbesondere an der zweiten Seite des Trägersubstrats eine Rückseitenstreichfarbenschicht angeordnet ist.
Insbesondere ist die mindestens eine Rückseitenstreichfarbenschicht analog zur mindestens einen ersten Streichfarbenschicht ausgebildet, so dass in diesem Fall alle bereits angeführten Auswahlen für die mindestens eine erste Streichfarbenschicht analog auch für die Rückseitenstreichfarbenschicht gelten.
Insbesondere umfasst die mindestens eine Rückseitenstreichfarbenschicht ein Bindemittel, so dass in diesem Fall alle bereits angeführten Auswahlen für Bindemittel analog auch für das Bindemittel der Rückseitenstreichfarbenschicht gelten.
Insbesondere umfasst die mindestens eine Rückseitenstreichfarbenschicht eine Klebeschicht.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Rückseitenstreichfarbenschicht eine Möglichkeit der Beschriftung, bzw. des Bedruckens an der Rückseite, bzw. zweiten Seite des Trägersubstrats des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials erreicht werden kann.
Verfahren zum Herstellen eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Trägersubstrats, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist; Aufträgen mindestens einer ersten Streichfarbe auf die erste und/oder zweite Seite des Trägersubstrats, wobei die erste Streichfarbe mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfasst, oder wobei die erste Streichfarbe mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfasst; Trocknen der mindestens einen ersten Streichfarbe, um mindestens eine auf dem Trägersubstrat angeordnete erste Streichfarbenschicht zu erhalten; Aufträgen mindestens einer zweiten Streichfarbe auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht, wobei die zweite Streichfarbe 10 Gew.- % bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe, 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe, und mindestens eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser umfasst; und Trocknen der mindestens einen zweiten Streichfarbe, um mindestens eine auf der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht angeordnete zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Herstellung eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials bereitgestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Aufträgen der mindestens einen ersten Streichfarbe und/oder das Aufträgen der mindestens einen zweiten Streichfarbe durch eine großindustrielle Streichmaschine durchgeführt, wobei die großindustrielle Streichmaschine insbesondere eine Herstellungsgeschwindigkeit von mehr als 1000 Meter pro Minute aufweist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass große Mengen des Verpackungsmaterials innerhalb kurzer Zeit bereitgestellt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Aufträgen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe mittels eines Vorhangverfahrens („Curtain Coating Verfahren“) oder mittels eines Rakelbeschichtungsverfahrens durchgeführt. Es ist bevorzugt, dass das Aufträgen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe mittels Doppelvorhangbeschichtungsverfahren (Double-Curtain-Coating) bei einer Betriebsgeschwindigkeit der Streichanlage von mindestens 200 m/min durchgeführt wird.
Dieses Verfahren ist insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft und aufgrund des gleichmäßigen Auftrags über die Papierbahn.
Beim Curtain-Coating-Beschichtungsverfahren (Vorhangbeschichtungsverfahren) wird ein frei fallender Vorhang einer Beschichtungsdispersion gebildet. Durch freien Fall wird die in Form eines dünnen Filmes (Vorhangs) vorliegende Beschichtungsdispersion auf ein Substrat „gegossen", um die Beschichtungsdispersion auf das Substrat aufzubringen. Die DE 10 196 052 TI offenbart den Einsatz des Curtain-Coating-Beschich- tungsverfahrens bei der Herstellung von Informationsaufzeichnungsmaterialien, wobei mehrschichtige Aufzeichnungsschichten durch Aufbringen des, aus mehreren Beschichtungsdispersionsfilmen bestehenden, Vorhangs auf Substrate realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Trocknen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe bei einer Temperatur zwischen 60°C und 140°C durchgeführt, bevorzugt zwischen 70°C und 120°C.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Trocknen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe für einen Zeitraum von 1 bis 10 Sekunden durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Trocknen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe bei einem Aushärtungsdruck von 0,2 bar bis 3 bar durchgeführt, bevorzugt bei einem Aushärtungsdruck von 0,9 bar bis 1 ,1 bar.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste und/oder zweite Streichfarbe vor dem Aufträgen für einen Zeitraum von 2 Minuten bis 10 Minuten, bevorzugt für einen Zeitraum von 4 Minuten, unter Rühren entgast.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Aufträgen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe bei einer Temperatur zwischen 15 °C und 30 °C durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird nach dem Aufträgen der ersten und/oder zweiten Streichfarbe ein Auftragsgewicht von mindestens 6 g/m2 der jeweiligen ersten und/oder zweiten Streichfarbe erreicht.
Die für das Verpackungsmaterial gemäß dem ersten Aspekt angeführten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für das Verfahren zum Herstellen des Verpackungsmaterials gemäß dem zweiten Aspekt und umgekehrt.
Umweltfreundliches Verpackungsmaterial herstellbar durch ein Verfahren
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Erfindung gelöst durch ein umweltfreundliches Verpackungsmaterial herstellbar durch ein Verfahren nach dem zweiten Aspekt.
Die für das Verpackungsmaterial gemäß dem ersten Aspekt und die für das Verfahren zum Herstellen des Verpackungsmaterials gemäß dem zweiten Aspekt angeführten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für das Verpackungsmaterial gemäß dem dritten Aspekt.
Verwendung eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials
Gemäß einem vierten Aspekt wird die Erfindung gelöst durch eine Verwendung eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials gemäß dem ersten und/oder dritten Aspekt als Verpackung, insbesondere für Konsumgüter, Lebensmittel, Elektronikartikel und/oder Tabakwaren.
Die Verpackung umfasst hierbei insbesondere Einschlagverpackungen, Schlauchbeutel, Deckel auf einem Becher oder einer Schale, Banderolen, und/oder allgemeine Primär- und Sekundärverpackungen.
Insbesondere ist die Verpackung als eine Innenverpackung ausgebildet, welche beispielsweise als ein Ersatz für eine metallisierte Innenverpackung verwendet wird. Die für das Verpackungsmaterial gemäß dem ersten Aspekt und die für das Verfahren zum Herstellen des Verpackungsmaterials gemäß dem zweiten Aspekt angeführten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für die Verwendung des Verpackungsmaterials gemäß dem vierten Aspekt.
Zweite Streichfarbe
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung gelöst durch eine zweite Streichfarbe zur mittelbaren oder unmittelbaren Beschichtung einer ersten Streichfarbenschicht, welche auf einem ersten Trägersubstrat aufgebracht ist, umfassend 10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe; 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe; und mindestens eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser; wobei die zweite Streichfarbe eine Viskosität zwischen 50 mPas und 2000 mPas, bevorzugt zwischen 150 mPas und 1300 mPas, aufweist, und wobei die Viskosität der Streichfarbe durch das Gewichtsverhältnis des mindestens einen Polysaccharids zu dem mindestens einen Rheologiemittel, insbesondere dem Polyols, eingestellt ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sich eine entsprechende zweite Streichfarbe zur Herstellung eines besonders umweltfreundlichen Verpackungsmaterials eignet, welches vorteilhafte Barriereeigenschaften aufweist.
Durch die Einstellung der Viskosität zwischen 50 mPas und 2000 mPas, bevorzugt zwischen 150 mPas und 1300 mPas, der zweiten Streichfarbe anhand des Gewichtsverhältnisses des mindestens einen Polysaccharids zu dem mindestens einen Rheologiemittel, insbesondere Polyol, kann je nach verwendeter Auftragsart durch den Einsatz von großindustriellen Streichmaschinen ein sehr hoher Herstellungsdurchsatz der hergestellten Verpackungsmaterialien sichergestellt werden.
Zudem kann die zweite Streichfarbe aufgrund der vorteilhaft eingestellten Viskositätseigenschaften im Rahmen eines Vorhangbeschichtungsverfahrens („Coating Curtain Verfahren) eingesetzt werden, welches nur bei sehr geringen Viskositäten der aufgetragenen Streichfarbe eingesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Viskosität der zweiten Streichfarbe durch das Gewichtsverhältnis des mindestens einen Polysaccharids zu dem mindestens einen Rheologiemittel, insbesondere Polyol, und ist die Viskosität der Streichfarbe dadurch eingestellt, dass das mindestens eine Polysaccharid unterschiedliche Zahlenmittel der Polymerisationsgrade Xn aufweist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Viskosität der zweiten Streichfarbe nicht nur durch die Zugabe von unterschiedlichen Gewichtsanteilen von mindestens einem Polysaccharid und mindestens einem Rheologiemittel, insbesondere Polyol, eingestellt wird, sondern auch dadurch, dass durch eine Variation des Verhältnisses der Polymerisationsgrade des mindestens einen Polysaccharids ebenfalls eine Anpassung der Viskosität der zweiten Streichfarbe erreicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Viskosität der zweiten Streichfarbe zwischen 200 mPas und 400 mPas oder zwischen 800 mPas und 1300 mPas.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine Viskosität der zweiten Streichfarbe zwischen 200 mPas und 400 mPas den Einsatz der zweiten Streichfarbe in einem Curtain Coating Auftragsverfahren ermöglicht, und dass eine Viskosität der zweiten Streichfarbe zwischen 800 mPas und 1300 mPas den Einsatz der zweiten Streichfarbe in einem Rakelbeschichtungsverfahren ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mindestens eine Polysaccharid der Streichfarbe ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn von mindestens 100, insbesondere von mindestens 150 auf, wobei das Zahlenmittel des Polymerisationsgrads Xn mit der folgenden Formel bestimmt wird: Xn = Mn / Mm, wobei Mn dem Zahlenmittel der molaren Masse des mindestens einen Polysaccharids entspricht, und wobei Mm der molaren Masse einer Monomer-Einheit des mindestens einen Polysaccharids entspricht. Gemäß einer Ausführungsform liegt die zweite Streichfarbe als eine wässrige Lösung, als eine wässrige Dispersion oder als eine wässrige Emulsion vor.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Gewichtsanteil des mindestens einen Polysaccharids der zweiten Streichfarbe derart eingestellt, dass ein mit der zweiten Streichfarbe bestrichenes Papier nach dem Trocknen der zweiten Streichfarbe unter Erhalt einer zweiten Streichfarbenschicht: a) eine Sauersauerstoffdurchlässigkeit bei einer Temperatur von 23°C ± 2°C und einer Luftfeuchtigkeit von weniger als 0% gemäß der Norm DIN ISO 15105-1 von weniger als 10 cm3 pro m2 pro Tag aufweist, bevorzugt von weniger als 8 cm3 pro m2 pro Tag, und weiter bevorzugt von weniger als 5 cm3 pro m2 pro Tag, und am meisten bevorzugt von weniger als 1 cm3 pro m2 pro Tag, und/oder b) eine Fettdichtigkeit gemäß der Norm DIN 53116 aufweist, und/oder c) einen KIT-Wert gemäß der Norm Tappi 559 von mehr als 10, bevorzugt von mehr als 12 auf, und/oder d) eine Knickbeständigkeit eines Außenknicks des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials nach Falzung des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials mit einer 3,28 kg schweren und 10 cm breiten Falzrolle aufweist, und/oder eine Knickbeständigkeit eines Innenknicks des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials nach Falzung mit einer 3,28 kg schweren und 10 cm breiten Falzrolle aufweist, und/oder e) eine Siegelfähigkeit nach der Norm DIN 55529 (2012) aufweist, und/oder f) eine Aromabeständigkeit gemäß einem Hexandampf-Transmissionstest (HVTR) von 0,001 g pro m2 pro Tag bis 0,005 g pro m2 pro Tag aufweist.
Die für das Verpackungsmaterial gemäß dem ersten Aspekt und die für das Verfahren zum Herstellen des Verpackungsmaterials gemäß dem zweiten Aspekt angeführten Ausführungsformen und die für die Verwendung des Verpackungsmaterials gemäß dem vierten Aspekt angeführten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für die zweite Streichfarbe gemäß dem fünften Aspekt und umgekehrt.
BEISPIELE
Im Rahmen der nachfolgend im Detail beschriebenen Experimente wurden unterschiedliche Verpackungsmaterialien durch das Aufträgen von wässrigen Lösungen der jeweiligen Streichfarben auf einem Trägersubstrat zur Ausbildung eines Verbundgebildes mit entsprechenden Streichfarbenschichten hergestellt, wobei ein entsprechendes Verpackungsmaterial, bzw. Verbundgebilde nachfolgend auch als ein „gestrichenes Papier“ bezeichnet wird. Zudem wurden in den nachfolgend im Detail beschriebenen Experimenten auch Parameter der Verpackungsmaterialien und der Streichfarben untersucht und bewertet.
Messmethoden
Im Rahmen der nachfolgend im Detail beschriebenen Experimente wurden die folgenden Messmethoden verwendet.
Das Flächengewicht, bzw. das Auftragsgewicht einer Schicht wurde durch Differenzwiegung zwischen einem unbeschichteten Trägersubstrat und dem mit der Schicht beschichteten Trägersubstrat bestimmt.
Die Sauerstofftransmissionsrate (OTR) der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde gemäß der Norm DIN ISO 15105-1 mit einem Brügger Gas-Transmissions-Tester (GTT) bei Raumtemperatur (23°C ± 2°C) und bei einer Luftfeuchtigkeit von 0% bestimmt.
Die Knickbeständigkeit eines Außenknicks, bzw. eines Innenknicks der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde nach Falzung mit einer 10 cm breiten und 3,28 kg schweren Falzrolle durch visuelle Analyse des Außenknicks, bzw. des Innenknicks mittels eines Rasterelektronenmikroskops ermittelt, gegebenenfalls mit einem sich anschließenden Fettdichtigkeitstest nach der Norm 513116. Die Fettdichtigkeit der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde gemäß der Norm 513116 mittels eines Palmkernölfetttests geprüft.
Die Viskosität der jeweiligen Streichfarbe wurde mittels eines Brookfield DV Il+Poten- tial Viskosimeters mit der Spindel 34 bei einer konstanten Temperatur zwischen 30°C und 40°C gemäß der Norm DIN 53019 bestimmt.
Die Aromadichtigkeit, bzw. Mineralöldichtigkeit der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde durch gravimetrische Bestimmung der Hexandampf-Transmissionsrate (HVTR) anhand Permeabilitätstests von Hexan über einen Zeitraum von 24 Stunden bestimmt. Hierbei wird der Hexandampf-Transmissionstest (HVTR) gravimetrisch durchgeführt, wobei hierbei Becher gemäß der Norm DIN 53122-1 verwendet werden, welche mit n- Hexan gefüllt werden und die Probe mit der beschichteten Seite dem n-Hexan in dem Becher zugewandt eingespannt wird. Durch ein mehrfaches Wiegen des Bechers über einen Zeitraum von 24 Stunden bei einer Temperatur von 23°C ± 2°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50% über eine definierte Fläche wird der Hexan-Verlust bestimmt.
Die Siegelfähigkeit der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde nach der Norm DIN 55529 (2012) ermittelt, wobei hierbei das beschichtete Papier mit 3 bar für 0,3 Sekunden im Temperaturbereich von 100°C bis 200 °C quer zur Papierlaufrichtung gesiegelt und die Siegelnahtfestigkeit gemessen wurde.
Sofern eine qualitative Bewertung von im Rahmen der entsprechenden Messmethoden ermittelten Parametern durchgeführt wird, erfolgt eine Bewertung anhand der Kategorien „schlecht (-)“, „mittel (0)“, „gut (+)“, bzw. „sehr gut (++)“.
Herstellungsverfahren
Zum Herstellen der jeweiligen Verpackungsmaterialien wurde auf eine erste Seite eines aus Zellstoff bestehenden Trägersubstrats der Größe DIN A3 eine entsprechende Streichfarbe, insbesondere wässrige Streichfarbe, in einer Menge von 5 bis 10 ml mittels eines Filmziehgeräts mit Rakelstäben der Firma Erichsen (RK K303 Multicoater) bei Raumtemperatur aufgetragen. Dabei erfolgte die Auswahl der verwendeten Rakelstäbe so, dass das gewünschte Auftragsgewicht der jeweiligen Streichfarbenschicht erhalten wurde.
Nach dem Auftrag der jeweiligen Streichfarbe wurden die jeweiligen Verpackungsmaterialien mit einem Magneten auf Pappe geheftet, um ein Zusammenrollen der Papiere zu vermeiden, und für einen Zeitraum von 3 Minuten in einem Umluftofen der Firma Mem- mert (Einstellung: 50 % Klappe; 50 % Lüfter) bei einer Temperatur von 105 °C getrocknet, um die entsprechende Streichfarbenschicht zu erhalten.
Falls mehrere Streichfarbenschichten auf das Trägersubstrat aufgetragen wurden, wurde der entsprechende Auftrags- und Trocknungsvorgang wiederholt, um die einzelnen Streichfarbenschichten nacheinander auf das Trägersubstrat, bzw. auf die vormals aufgetragene getrocknete Streichfarbenschicht aufzutragen.
Die auf das Trägersubstrat direkt aufgetragene mindestens eine erste Streichfarbe umfasst hierbei entweder mindestens ein polymeres Bindemittel, wie beispielsweise Stärke, und mindestens ein anorganisches Pigment, wie beispielsweise Ton, oder mindestens ein polymeres Bindemittel, wie beispielsweise Stärke, und kein anorganisches Pigment. Die auf das Trägersubstrat direkt aufgetragene mindestens erste Streichfarbe bildet nach dem Trocknen die mindestens eine erste Streichfarbenschicht.
Die mindestens eine zweite Streichfarbe wird gemäß den nachfolgend beschriebenen Experimenten mittelbar oder unmittelbar auf die getrocknete mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgetragen, und anschließend getrocknet, um die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
Das im Rahmen der Ausführungsbeispiele für die zweite Streichfarbe verwendete Polysaccharid umfasst ausschließlich „food-grade“ Pullulan, welches durch die Firma Hayashibara Co. Ltd. bezogen wurde und ohne Vorbehandlung verwendet wurde.
Zur Herstellung der zweiten Streichfarbe wurde das Pullulan in destilliertem Wasser unter Rühren gelöst und je nach spezifischem Experiment zusätzlich noch mindestens ein Polyol, insbesondere Xylitol und/oder Sorbitol zugegeben. Anschließend wurde die zweite Streichfarbe unter Rühren mit einem Hausschild SpeedMixer bei einer Rührgeschwindigkeit von 2000 Umdrehungen pro Minute für 4 Minuten entgast.
Experimente 1 bis 3 - Erste Streichfarbenschicht
In den Experimenten 1 bis 3 wurden nachfolgend nicht erfindungsgemäße Verpackungsmaterialien untersucht, welche Trägersubstrate umfassen, auf welchen lediglich mindestens eine erste Streichfarbenschicht angeordnet ist, auf welchen jedoch keine zweite Streichfarbenschicht umfassend mindestens ein Polysaccharid und mindestens ein Polyol aufgebracht wurde.
Für das Experiment 1 wurde das Trägersubstrat mit einer Stärke umfassenden wässrigen ersten Streichfarbe beschichtet, um die erste Streichfarbenschicht mit einem Flächengewicht von 4 g/m2 zu erhalten („Stärke“). Für das Experiment 2 wurde das Trägersubstrat mit einer Ton und Styrol-Acrylat-Latex umfassenden wässrigen ersten Streichfarbe beschichtet, um die erste Streichfarbenschicht mit einem Flächengewicht von 4 g/m2 zu erhalten („Ton“).
Für das Experiment 3 wurde das Trägersubstrat zweimal mit einer Ton und Styrol-Ac- rylat-Latex umfassenden wässrigen ersten Streichfarbe beschichtet, um zwei übereinander angeordnete erste Streichfarbenschichten mit jeweils einem Flächengewicht von 4 g/m2 zu erhalten („Ton doppelt“).
Für die Verpackungsmaterialien gemäß den Experimenten 1 bis 3 wurde die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR), die Fettdichtigkeit und die Knickbeständigkeit eines Innen- und Außenknicks gemäß den vorangehend zusammengefassten Messmethoden untersucht und qualitativ bewertet, wobei die entsprechenden Ergebnisse nachfolgend in der Tabelle 1 zusammengefasst sind.
Tabelle 1, Erste Streichfarbenschicht
Aus den nicht erfindungsgemäßen Experimenten 1 bis 3 der Tabelle 1 geht hervor, dass die Verwendung mindestens einer ersten Streichfarbenschicht alleine nicht ausreicht, um ausreichend vorteilhafte Barriereeigenschaften der jeweiligen Verpackungsmaterialien sicherzustellen.
Experimente 5 bis 8 - Ausschließlich Pullulan umfassende zweite Streichfarbenschicht
Auf ein gemäß dem Experiment 2 erhaltenes Verpackungsmaterial mit einer Ton enthaltenen ersten Streichfarbenschicht („Ton“) wurde gemäß den Experimenten 5 bis 8 eine zweite wässrige Streichfarbe aufgetragen, welche ausschließlich 20 Gew.-% Pullulan (entspricht 100 Gew.-% Pullulan bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) umfasst. Die aufgetragene zweite Streichfarbe wurde anschließend getrocknet, um eine nicht erfindungsgemäße zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
In den Experimenten 5 bis 8 wurde das Auftragsgewicht der zweiten Streichfarbe, sowie die Trocknungszeit der zweiten Streichfarbe zwischen 3 Minuten, bzw. 2 Minuten und 30 Sekunden variiert.
Gemäß dem Experiment 5 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 6 g/m2 aufgetragen. Gemäß dem Experiment 6 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 7 g/m2 aufgetragen. Gemäß dem Experiment 7 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 10,5 g/m2 aufgetragen. Gemäß dem Experiment 8 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 13 g/m2 aufgetragen. Gemäß den Experimenten 5, 6, 7 und 8 wurden die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR), die Aromadichtigkeit, bzw. Mineralöldichtigkeit mittels eines Hexan-Dampftransmissions- tests (HVTR) und die Fettdichtigkeit der jeweiligen Verpackungsmaterialien untersucht und gemäß der nachfolgenden Tabelle 2 qualitativ bewertet.
Tabelle 2, Zweite Streichfarbenschicht umfassend ausschließlich Pullulan
Aus dem Experiment 5 kann abgeleitet werden, dass ein Auftragsgewicht von 6 g/m2 für die auf Pullulan basierende zweite Streichfarbe bereits ausreichend ist, um eine gute Barrieredichtigkeit des die zweite Streichfarbenschicht umfassenden Verpackungsmaterials zu erreichen.
Gemäß dem Experiment 6 konnte ferner belegt werden, dass auch ein Auftragsgewicht der zweiten Streichfarbe von 7 g/m2 ausreichend ist, um eine gute Sauerstoffdichtigkeit, bzw. eine gute Aromadichtigkeit, bzw. Mineralöldichtigkeit des Verpackungsmaterials zu erreichen. Wie aus den Experimenten 7 und 8 hervorgeht, wird durch ein Auftragsgewicht der zweiten Streichfarbe von 10,5 g/m2, bzw. von 13 g/m2 ebenfalls eine gute Sauerstoffdichtigkeit, bzw. gute Aromadichtigkeit, bzw. Mineralöldichtigkeit, bzw. gute Fettdichtigkeit des Verpackungsmaterials erreicht.
Allerdings weist die gemäß den Experimenten 5, 6, 7, und 8 verwendete zweite Streichfarbe, welche 20 Gew.-% Pullulan umfasst, eine sehr hohe Viskosität von 6000 mPas auf, welche die Verwendung der zweiten Streichfarbe für einen großtechnischen Auftrag ausschließt, da bei einer derart hohen Viskosität die zweite Streichfarbe weder in einem Curtain Coating Verfahren noch mittels eines Rakelbeschichtungsverfahrens aufgetragen werden kann.
Es wurde dementsprechend nachfolgend untersucht, inwiefern eine Abhängigkeit der Viskosität einer entsprechenden ausschließlich Pullulan umfassenden zweiten Streichfarbe von dem Gewichtsanteil des Pullulans in der zweiten Streichfarbe besteht.
Hierbei hat sich gezeigt, dass bei einer Reduktion des Feststoffanteils des Pullulans in der zweiten Streichfarbe von 20 Gew.-% auf 15 Gew.-% Pullulan eine Reduktion der Viskosität auf ca. 1250 mPas erreicht werden kann, und dass bei einem Feststoffanteil von weniger als 15 Gew.-% Pullulan in der zweiten Streichfarbe Viskositäten von deutlich unter 1000 mPas erreicht werden können.
Allerdings hat sich gezeigt, dass ein Feststoffanteil von weniger als 15 Gew.-% Pullulan in der zweiten Streichfarbe nicht vorteilhaft ist, da in diesem Fall ein signifikant höherer Energieaufwand zum Trocknen der zweiten Streichfarbe aufgebracht werden muss, welcher die großtechnische Anwendung einer solch niedrig konzentrierten Pullulan-Lösung wirtschaftlich ausschließt.
Zusammengefasst ermöglicht eine ausschließlich Pullulan umfassende zweite Streichfarbe zwar die Herstellung einer zweiten Streichfarbenschicht mit einer akzeptablen Barrierewirkung, jedoch schließt die hohe Viskosität entsprechender ausschließlich Pullulan umfassender zweiter Streichfarben die großtechnische Anwendung zur Herstellung von Verpackungsmaterialien aus, so dass die entsprechenden zweiten Streichfarben gemäß den Experimenten 5 bis 8 nicht erfindungsgemäß sind.
Experimente 9 bis 12 - Ausschließlich Pullulan umfassende zweite Streichfarbenschicht auf verschiedenen Trägersubstraten
Die gemäß den Experimenten 9 bis 12 verwendeten zweiten Streichfarben weisen jeweils einen Pullulan-Feststoffanteil von 16 Gew.-% (entspricht 100 Gew.-% Pullulan bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und eine Viskosität von 2000 mPas auf, so dass sich auch diese zweiten Streichfarben nicht für den großtechnischen Einsatz in einem Curtain Coating Verfahren eignen. Somit sind auch die gemäß den Experimenten 9 bis 12 untersuchten zweiten Streichfarben nicht erfindungsgemäß.
Gemäß dem Experiment 9, bzw. 10 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 5,3 g/m2, bzw. von 8,1 g/m2 auf eine auf Ton basierende erste Streichfarbenschicht (siehe Experiment 2, Abkürzung „Ton“) aufgetragen und getrocknet.
Gemäß dem Experiment 11 , bzw. 12 wurde die zweite Streichfarbe mit einem Auftragsgewicht von 7,1 g/m2, bzw. von 9,1 g/m2 auf eine auf Ton basierende doppelte erste Streichfarbenschicht (siehe Experiment 3, Abkürzung „Ton doppelt“) aufgetragen und getrocknet.
Gemäß den Experimenten 9 bis 12 wurden die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR), die Knickbeständigkeit und die Fettdichtigkeit der Verpackungsmaterialien untersucht und gemäß der nachfolgenden Tabelle 3 qualitativ bewertet.
Tabelle 3, Zweite Streichfarbenschicht umfassend ausschließlich Pullulan auf verschiedenen Trägersubstraten
Das in der Tabelle 3 gezeigte Experiment 9 verdeutlicht, dass ein Auftragsgewicht von 5,3 g/m2 für die entsprechende zweite Streichfarbenschicht zu gering ist, um ein Verpackungsmaterial mit einer wirksamen Barrieredichtigkeit zu erhalten. Aus den Experimenten 10, 11 , und 12 der Tabelle 3 kann abgeleitet werden, dass auch bei Flächengewichten der zweiten Streichfarbenschicht von etwas weniger als 10 g/m2 gute Sauerstoffbarriereeigenschaften und gute Fettdichtigkeiten der entsprechenden Verpackungsmaterialien erhalten werden können, wenn zwischen dem Trägersubstrat und der zweiten Streichfarbenschicht mindestens eine erste Streichfarbenschicht angeordnet ist.
Allerdings ist die Knickbeständigkeit bei den untersuchten Experimenten 10 und 12 der Tabelle 3 nachteilig (die Experimente 9 und 11 wurden nicht in Bezug auf Fettdichtigkeit und Knickbeständigkeit untersucht), so dass die Experimente 9 bis 12 nicht erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele umfassen.
Experimente 15 bis 33 - Viskosität einer zweiten Streichfarbe umfassend Pullulan und ein Polyol
Um den Einfluss der Zugabe eines Polyols zu einer Pullulan umfassenden zweiten Streichfarbe zu untersuchen, wurden die zweiten Streichfarben mit einem Gesamtfeststoffanteil von 16 Gew.-% hinsichtlich deren Viskositätseigenschaften untersucht, wobei hierbei unterschiedliche Gewichtsanteile von Polyolen und Pullulan zugegeben wurden.
Die Experimente 16 bis 20 und 22 bis 26 umfassen erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele.
Experiment 15 umfasst als Referenz kein Polyol bei 22°C, so dass ein Gesamtfeststoffanteil von 16 Gew.-% Pullulan (entspricht 100 Gew.-% Pullulan bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) vorliegt (nicht erfindungsgemäßes Experiment).
Experiment 16 umfasst 10 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe, so dass ein Feststoffanteil von 14,4 Gew.-% Pullulan und ein Feststoffanteil von 1 ,6 Gew.-% Sorbitol (entspricht 90 Gew.-% Pullulan und 10 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) in der Streichfarbe vor- liegt. Experiment 17 umfasst 20 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe, so dass ein Feststoffanteil von 12,8 Gew.-% Pullulan und ein Feststoffanteil von 3,2 Gew.-% Sorbitol (entspricht 80 Gew.-% Pullulan und 20 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) in der Streichfarbe vorliegt. Experiment 18 umfasst 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe, so dass ein Feststoffanteil von 11 ,2 Gew.-% Pullulan und ein Feststoffanteil von 4,8 Gew.-% Sorbitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) in der Streichfarbe vorliegt. Experiment 19 umfasst 40 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe, so dass ein Feststoffanteil von 9,6 Gew.-% Pullulan und ein Feststoffanteil von 6,4 Gew.-% Sorbitol (entspricht 60 Gew.-% Pullulan und 40 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) in der Streichfarbe vorliegt. Experiment 20 umfasst 50 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe, so dass ein Feststoffanteil von 8 Gew.- % Pullulan und ein Feststoffanteil von 8 Gew.-% Sorbitol (entspricht 50 Gew.-% Pullulan und 50 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) in der Streichfarbe vorliegt.
Experiment 21 umfasst als Referenz kein Polyol bei 30°C. Experiment 22 bzw. 23 bzw. 24 bzw. 25 bzw. 26 umfasst den Zusatz von 10 Gew.-% bzw. 20 Gew.-% bzw. 30 Gew.- % bzw. 40 Gew.-% bzw. 50 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse bei 30 °C, wobei sich die Feststoffanteile in der Streichfarbe analog zum Sorbitol bestimmen.
Wie aus der nachfolgenden Tabelle 4 hervorgeht, sinkt die Viskosität der 16 Gew.-% Pullulan umfassenden zweiten Streichfarbe mit zunehmenden Gewichtsanteil des jeweiligen Polyols signifikant ab, so dass durch die Zugabe von Polyol, insbesondere von Xylitol, bzw. Sorbitol, sich die entsprechende zweite Streichfarbe vorteilhaft im großtechnischen Auftrag einsetzen lässt, und zwar je nach eingestellter Viskosität entweder in einem Curtain Coating Verfahren bei einer Viskosität zwischen 200 und 400 mPas oder im Rahmen einer Rakelbeschichtung bei einer Viskosität von bis zu 2000 mPas.
Tabelle 4, Viskositäten einer zweiten Streichfarbe umfassend Pullulan und Polyol (bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe)
Nachfolgend wurde im Rahmen der weiteren erfindungsgemäßen Experimente 27 bis 33 untersucht, wie sich die Viskositäten der entsprechenden zweiten Streichfarben bei variierenden Gesamtfeststoffanteilen verändern, wobei hierbei in den Experimenten 27 bis 33 immer ein festes Gewichtsverhältnis von Pullulan zu Polyol von 70 zu 30 bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe verwendet wurde.
Im Experiment 27 wurde eine Lösung mit 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Sorbitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 22 °C untersucht. Im Experiment 28 wurde eine Lösung mit 12,6 Gew.-% Pullulan und 5,4 Gew.-% Sorbitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 22 °C untersucht. Im Experiment 29 wurde eine Lösung mit 14 Gew.- % Pullulan und 6 Gew.-% Sorbitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 22 °C untersucht.
Im Experiment 30 wurde eine Lösung mit 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Xylitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 30 °C untersucht. Im Experiment 31 wurde eine Lösung mit 12,6 Gew.-% Pullulan und 5,4 Gew.-% Xylitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 30 °C untersucht. Im Experiment 32 wurde eine Lösung mit 14 Gew.-% Pullulan und 6 Gew.-% Xylitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 30 °C untersucht. Im Experiment 33 wurde eine Lösung mit 15,4 Gew.-% Pullulan und 6,6 Gew.-% Xylitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) bei 30 °C untersucht.
Wie aus der nachfolgenden Tabelle 5 gemäß den Experimenten 27 bis 33 hervorgeht, kann bei der Zugabe eines Polyols ein höherer Gesamtfeststoffanteil in der jeweiligen zweiten Streichfarbe bei gleichzeitig akzeptabler Viskosität der jeweiligen zweiten Streichfarbe erreicht werden. Die Experimente 27 bis 33 zeigen somit erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele. Tabelle 5, Viskositäten einer zweiten Streichfarbe umfassend Pullulan und Polyol
Somit kann gezeigt werden, dass durch die Zugabe von einem Polyol, insbesondere von Xylitol, bzw. Sorbitol, die entsprechende Pullulan umfassende zweite Streichfarbe vorteilhaft im großtechnischen Auftrag eingesetzt werden kann, und zwar je nach eingestellter Viskosität entweder in einem Curtain Coating Verfahren bei einer Viskosität zwischen 200 und 400 mPas oder im Rahmen einer Rakelbeschichtung bei einer Viskosität von bis zu 2000 mPas.
Experimente 34 bis 39 - Knickbeständigkeit und Fettdichtigkeit einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und ein Polyol
Nachfolgend wurde im Rahmen der Experimente 34 bis 39 untersucht, wie sich die Zugabe von einem Polyol zu entsprechenden zweiten Streichfarben umfassend Pullulan auf die Knickbeständigkeit und Fettdichtigkeit der entsprechenden Verpackungsmaterialien auswirkt. Hierbei wurde die entsprechende zweite Streichfarbe auf ein Trägersubstrat mit zwei Ton umfassenden ersten Streichfarbenschichten (siehe Experiment 3, Abkürzung “Ton doppelt“) aufgetragen und getrocknet, um die zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
Die nachfolgenden Experimente 34 bis 54 wurden durchgängig mit einem Auftragsgewicht der zweiten Streichfarbe von 10 g/m2 (plus/minus 0,2 g/m2) durchgeführt. Dennoch werden auch vorteilhafte Ergebnisse mit einem niedrigen Auftragsgewicht von 8 g/m2, bzw. 6 g/m2 erreicht.
Gemäß dem Experiment 34 wurde eine 14,4 Gew.-% Pullulan und 1 ,6 Gew.-% Xylitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 90 Gew.-% Pullulan und 10 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht. Gemäß dem Experiment 35 wurde eine 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Xylitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht. Gemäß dem Experiment 36 wurde eine 9 Gew.-% Pullulan und 9 Gew.-% Xylitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 50 Gew.-% Pullulan und 50 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht.
Gemäß dem Experiment 37 wurde eine 14,4 Gew.-% Pullulan und 1 ,6 Gew.-% Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 90 Gew.-% Pullulan und 10 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht. Gemäß dem Experiment 38 wurde eine 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht. Gemäß dem Experiment 39 wurde eine 9 Gew.-% Pullulan und 9 Gew.-% Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe (entspricht 50 Gew.-% Pullulan und 50 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) untersucht.
Wie aus der nachfolgenden Tabelle 6 entnommen werden kann, wird bei der Verwendung von Xylitol (siehe Experimente 34, 35 und 36) durchweg eine gute Knickbeständigkeit der Verpackungsmaterialien erreicht, und wird bei der Verwendung von Xylitol und Sorbitol (siehe alle Experimente 34 bis 39) durchweg eine gute Fettdichtigkeit der Verpackungsmaterialien erreicht.
Somit umfassen die Experimente 34 bis 39 erfindungsgemäße Ausführungsformen. Tabelle 6, Knickbeständigkeit und Fettdichtigkeit einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und Polyol (bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe)
Experimente 40 bis 50 - Sieqelbarkeit einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und ein Polyol
Nachfolgend wurde im Rahmen der Experimente 40 bis 50 untersucht, wie sich die Zugabe von Polyol zu entsprechenden zweiten Streichfarben umfassend Pullulan auf die Siegelbarkeit der entsprechend erhaltenen Verpackungsmaterialien auswirkt, wobei auch im Rahmen der Experimente 40 bis 50 die jeweiligen zweiten Streichfarben einen Gesamtfeststoffanteil von 16 Gew.-% aufweisen, und lediglich das Verhältnis von Pullulan zu Polyol verändert wird. Hierbei wurde die entsprechende zweite Streichfarbe auf ein Basispapier mit zwei ersten Streichfarbenschichten gemäß dem Experiment 2 („Ton doppelt“) aufgetragen und getrocknet, um die entsprechende zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
Gemäß dem Experiment 40 wurde eine 16 Gew.-% Pullulan und kein Polyol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht. Gemäß dem Experiment 41 , bzw. 42 wurde eine 14,4 Gew.-% Pullulan und 1 ,6 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet (entspricht 90 Gew.-% Pullulan und 10 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht. Gemäß dem Experiment 43, bzw. 44 wurde eine 12,8 Gew.-% Pullulan und 3,2 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet (entspricht 80 Gew.-% Pullulan und 20 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht.
Gemäß dem Experiment 45, bzw. 46 wurde eine 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht. Gemäß dem Experiment 47, bzw. 48 wurde eine 9,6 Gew.-% Pullulan und 6,4 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet (entspricht 60 Gew.-% Pullulan und 40 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht. Gemäß dem Experiment 49, bzw. 50 wurde eine 8 Gew.-% Pullulan und 8 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol enthaltende zweite Streichfarbe verwendet (entspricht 50 Gew.-% Pullulan und 50 Gew.-% Xylitol, bzw. Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe) und die erhaltene zweite Streichfarbenschicht hinsichtlich der Siegelbarkeit untersucht.
Aus den nachfolgenden Experimenten 40 bis 50 gemäß der Tabelle 7 kann vorteilhaft entnommen werden, dass bei einem steigenden Anteil von Polyol in der zweiten Streichfarbenschicht die Siegelbarkeit zunimmt, so dass eine vorteilhafte und erfindungsgemäße Verwendung von Verpackungsmaterialien gewährleistet ist. Zudem zeigt der Vergleich von Xylitol mit Sorbitol, dass bei der Verwendung von Xylitol eine etwas bessere Siegelbarkeit erreicht wird. Somit umfassen die Experimente 40 bis 50 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele. Tabelle 7, Heißsiegelbarkeit einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und Polyol (bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe)
Experimente 51 bis 54 - Sauerstoffbarriereeiqenschaften einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und ein Polyol
Gemäß den weiteren Experimenten 51 , 52, 53 und 54 wurden die Sauerstoffbarriereeigenschaften einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und ein Polyol untersucht, wobei die jeweilige zweite Streichfarbe zur Herstellung der zweiten Streichfarbenschicht einen Gesamtfeststoffanteil von 16 Gew.-% aufweist.
Gemäß dem Experiment 51 umfasst die zweite Streichfarbe 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Sorbitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe). Gemäß dem Experiment 52 umfasst die zweite Streichfarbe 12,4 Gew.-% Pullulan und 3,6 Gew.-% Sorbitol (entspricht 80 Gew.-% Pullulan und 20 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe). Gemäß dem Experiment 53 umfasst die zweite Streichfarbe 9,6 Gew.-% Pullulan und 6,4 Gew.-% Sorbitol (entspricht 60 Gew.-% Pullulan und 40 Gew.-% Sorbitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe). Gemäß dem Experiment 54 umfasst die zweite Streichfarbe 11 ,2 Gew.-% Pullulan und 4,8 Gew.-% Xylitol (entspricht 70 Gew.-% Pullulan und 30 Gew.-% Xylitol bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe).
Aus den nachfolgenden Experimenten 51 , 52, 53 und 54 gemäß der Tabelle 8 kann vorteilhaft entnommen werden, dass bei einer Kombination von Polyol und Pullulan in der zweiten Streichfarbenschicht eine vorteilhafte Sauerstoffbarriere durch das entsprechende Verpackungsmaterial erreicht werden kann, so dass die Experimente 51 bis 54 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele darstellen.
Tabelle 8: Sauerstoffbarriereeigenschaften einer zweiten Streichfarbenschicht umfassend Pullulan und Polyol (bezogen auf die gesamte Trockenmasse der Streichfarbe)
Zusammenfassend kann durch die erfindungsgemäße Experimente gezeigt werden, dass durch die Zugabe mindestens eines Polyols, wie beispielsweise Sorbitol und/oder Xylitol, die Viskosität einer auf einem Polysaccharid, wie beispielsweise Pullulan, basierenden zweiten Streichfarbe derart vorteilhaft eingestellt werden kann, dass die entsprechende zweite Streichfarbe im großtechnischen Maßstab sowohl im Rahmen eines Cur- tain-Coating Verfahrens mit niedrigen Viskositätsanforderungen in einem Bereich von 200 bis 400 mPas als auch im Rahmen eines Rakelbeschichtungsverfahrens mit Viskositäten von bis zu 2000 mPas vorteilhaft auf ein Trägersubstrat aufgebracht werden kann, was durch eine ausschließlich Pullulan umfassende zweite Streichfarbe nicht erreicht werden kann.
Zudem stellt eine erfindungsgemäße zweite Streichfarbe umfassend mindestens ein Rheologiemittel, insbesondere Polyol, und mindestens ein Polysaccharid sicher, dass die nach dem Trocknen der zweiten Streichfarbe erhaltene zweite Streichfarbenschicht eine vorteilhaft geringe Sauerstoffdurchlässigkeit, eine vorteilhaft hohe Fettdichtigkeit und eine vorteilhaft hohe Knickbeständigkeit aufweist, wobei die zweite Streichfarbenschicht zudem siegelfähig ist, so dass eine umweltfreundliche Verpackung zum Verpacken unterschiedlichster Konsumgüter, Lebensmittel, bzw. Tabakwaren erhalten werden kann, welche aus natürlichen Materialien hergestellt ist, und vorteilhaft biologisch abbaubar und recycelbar ist. Ferner konnte gezeigt werden, dass durch die Verwendung zumindest einer ersten Streichfarbenschicht zwischen dem Trägersubstrat und der zweiten Streichfarbenschicht das Auftragsgewicht der zweiten Streichfarbenschicht vorteilhat reduziert werden kann, und trotzdem eine vorteilhafte Barrierewirkung der zweiten Streichfarbenschicht sicher- gestellt werden kann.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial, umfassend: ein Trägersubstrat, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist; mindestens eine erste Streichfarbenschicht, welche an der ersten Seite und/oder zweiten Seite des Trägersubstrats angeordnet ist, wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfasst, oder wobei die mindestens eine erste Streichfarbenschicht mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfasst; und mindestens eine zweite Streichfarbenschicht, welche mittelbar oder unmittelbar auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht aufgebracht ist, wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht 10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht umfasst, und wobei die mindestens eine zweite Streichfarbenschicht 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der mindestens einen zweiten Streichfarbenschicht umfasst.
2. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 , wobei das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein biologisch abbaubares umweltfreundliches Verpackungsmaterial ausgebildet ist.
3. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei das umweltfreundliche Verpackungsmaterial als ein recycelbares umweltfreundliches Verpackungsmaterial ausgebildet ist, wobei das recycelbare umweltfreundliche Verpackungsmaterial insbesondere die Norm PTS-RH 021 :2012- Kategorie II und/oder die Norm Aticelca UNI 11743 (Zertifizierungsstelle Aticelca) und/oder die Norm Aticelca MC 501 :2019 (Aticelca) erfüllt.
4. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägersubstrat Zellstoff umfasst, und wobei das Trägersubstrat insbesondere Cellulosefasern umfasst.
5. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägersubstrat ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend unbeschichtete Papiere, einseitig beschichtete Papiere, und zweiseitig beschichtete Papiere.
6. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine polymere Bindemittel mindestens ein natürliches Polymer umfasst, wobei das natürliche Polymer bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend mindestens ein Polysaccharid, weiter bevorzugt Pullulan, Chitosan, Stärke, Cellulose, Carboxymethylcellulose, und/oder Hydroxyethylcellulose, Proteine, weiter bevorzugt Casein, Butadien-Styrol, Styrol-Acrylat, Acrylsäureester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Mischungen davon, und wobei das natürliche Polymer am meisten bevorzugt ausschließlich Stärke umfasst.
7. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Polysaccharid mindestens ein natürliches Polysaccharid umfasst, wobei das mindestens eine natürliche Polysaccharid bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Hemicellulose, Cellulose, Stärke, Alginat, Chitosan, Pullulan, Dextran, Agarose und Mischungen davon, wobei das mindestens eine natürliche Polysaccharid weiter bevorzugt Pullulan, Chitosan und/oder Alginat umfasst, und wobei das mindestens eine natürliche Polysaccharid am meisten bevorzugt ausschließlich Pullulan umfasst.
8. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Rheologiemittel ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: a) Zuckeralkohole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Diglycerol, Triglycerol, Glucose, Fruktose, Maltose, Lactose, Mannose, Fruktose, Ribose, Xylose, D-Mannitol, Triacetin, und Mischungen davon; b) Polyole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Pentaerythritol, Dipentaerythri- tol, Erythritol, Xylitol, Glycerol, Mannitol, Maltitol, Lactitol, Sorbitol und Mischungen davon; c) Diole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Methyl-Pentandiol, 1,2-Propan- diol, 1,4-Butandiol, 2-Hydroxy-1,3-Propandiol, 3-Methyl-1,3-Butandiol, 3,3-Dimethyl- 1 ,2-Butandiol und Mischungen davon; d) Glkyole ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Polyethylenglykol 300, Polyethylenglykol 400, Polyethylenglykol 2000, alkoxyliertes Polyethylenglykol und Mischungen davon; e) Caprolactam, zyklisches Trimethylolpropan, Harzester, und Mischungen davon, f) Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, und/oder Fettsäureamide, insbesondere Erucamid, Stearinsäureamid und/oder Palmitinsäureamid, und Mischungen davon; wobei Mischungen der Untergruppen a) bis f) umfasst sind. wobei die Polyole bevorzugt Xylitol und/oder Sorbitol umfassen, wobei die Polyole am meisten bevorzugt ausschließlich Xylitol umfassen.
9. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das umweltfreundliche Verpackungsmaterial maximal 5 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 2,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt maximal 1 Gew.-%, zusätzlich noch weiter bevorzugt maximal 0,1 Gew.-% und am meisten bevorzugt maximal 0,01 Gew.-% Kunststoff enthält, wobei der Kunststoff als ein Polymer definiert ist, dem mög- licherweise Zusatzstoffe und andere Stoffe zugesetzt wurden und der als Hauptstrukturbestandteil von Endprodukten fungieren kann, ausgenommen natürliche Polymere, die nicht chemisch modifiziert wurden.
10. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das umweltfreundliche Verpackungsmaterial maximal 60 Gew.-%, bevorzugt maximal 50 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 40 Gew.-% und am meisten bevorzugt maximal 20 Gew.- % der ersten und zweiten Streichfarbenschicht bezogen auf das Gesamtgewicht des umweltfreundlichen Verpackungsmaterials aufweist.
11 . Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Streichfarbenschicht mindestens einen Hilfsstoff umfasst, wobei der mindestens eine Hilfsstoff bevorzugt ein natürliches Tensid, am meisten bevorzugt Saponine und/oder Phospholipide, umfasst.
12. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das umweltfreundliche Verpackungsmaterial eine Siegelfähigkeit nach der Norm DIN 55529 (2012) aufweist.
13. Umweltfreundliches Verpackungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Polysaccharid, bevorzugt Pullulan, in der zweiten Streichfarbenschicht kristallin oder teilkristallin vorliegt, um eine Barriereschicht bereitzustellen, welche eine besonders hohe Barrierewirkung gegenüber Fett, Sauerststoff und Aromastoffen bereitstellt.
14. Verfahren zum Herstellen eines umweltfreundlichen Verpackungsmaterials umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Trägersubstrats, welches eine erste Seite und eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist;
Aufträgen mindestens einer ersten Streichfarbe auf die erste und/oder zweite Seite des Trägersubstrats, wobei die erste Streichfarbe mindestens ein anorganisches Pigment und mindestens ein polymeres Bindemittel umfasst, oder wobei die erste Streichfarbe mindestens ein polymeres Bindemittel und kein anorganisches Pigment umfasst;
Trocknen der mindestens einen ersten Streichfarbe, um mindestens eine auf dem Trägersubstrat angeordnete erste Streichfarbenschicht zu erhalten,
Aufträgen mindestens einer zweiten Streichfarbe auf die mindestens eine erste Streichfarbenschicht, wobei die zweite Streichfarbe 10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe, 1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe, und mindestens eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser umfasst; und
Trocknen der mindestens einen zweiten Streichfarbe, um mindestens eine auf der mindestens einen ersten Streichfarbenschicht angeordnete zweite Streichfarbenschicht zu erhalten.
15. Zweite Streichfarbe zur mittelbaren oder unmittelbaren Beschichtung einer ersten Streichfarbenschicht, welche auf einem ersten Trägersubstrat aufgebracht ist, umfassend:
10 Gew.-% bis 95 Gew.-% mindestens eines Polysaccharids bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe;
1 Gew.-% bis 90 Gew.-% mindestens eines Rheologiemittels, insbesondere eines Polyols, bezogen auf die gesamte Trockenmasse der zweiten Streichfarbe; und mindestens eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser; wobei die zweite Streichfarbe eine Viskosität zwischen 50 mPas und 2000 mPas, bevorzugt zwischen 150 mPas und 1300 mPas, aufweist, und wobei die Viskosität der 5 Streichfarbe durch das Gewichtsverhältnis des mindestens einen Polysaccharids zu dem mindestens einen Rheologiemittel, insbesondere Polyol, eingestellt ist.
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