PL238425B1

PL238425B1 - Barrier coating composition, in particular for food wrapping paper, method of producing it, food wrapping paper and method of coating it with a barrier coating composition

Info

Publication number: PL238425B1
Application number: PL430652A
Authority: PL
Inventors: Bogdan Siciak; Piotr Stopyra
Original assignee: Yanko Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-08-23
Also published as: PL430652A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja na powlokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, składa się z 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia, 15,7% wag. lateksu, 12,2% wag. skrobi, 3,6% wag. γ-cyklodekstry, 2% wag. glicerolu oraz 2% wag. wody. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, który prowadzi się tak, że w urządzeniu zaopatrzonym w mieszadło umieszcza się 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia i dodaje się 15,7% wag. lateksu. Przy ciągłym mieszaniu z prędkością co najwyżej 40 obrotów/minutę mieszaninę podgrzewa się do temperatury 95°C przy ciśnieniu atmosferycznym uzyskując roztwór, który chłodzi się do temperatury 90°C. Przy ciągłym mieszaniu dodaje się 12,2% wag. skrobi i podczas jej kleikowania utrzymuje się mieszanie do czasu utworzenia roztworu koloidalnego. Po czasie co najmniej 5 minut po utworzeniu roztworu koloidalnego, kontynuując mieszanie dodaje się 3,6% wag. γ-cyklodekstryny, a następnie 2,0% wag. glicerolu i 2,0% wag. wody. Po upływie co najmniej 120 minut mieszaninę schładza się do temperatury powlekania papieru. Przedmiotem zgłoszenia jest też papier opakowaniowy do żywności co najmniej dwuwarstwowy, w którym na warstwie papierowej jest warstwa powłoki barierowej z wysuszonej kompozycji na powłokę barierową, a także sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową, który prowadzi się tak, że kompozycję na powłokę barierową podaje się na maszynę powlekającą wyposażoną w grzany mieszalnik oraz podgrzewane wałki powlekające, którymi nanosi się kompozycję na powłokę barierową na papier. Powleczony papier umieszcza się w tunelu suszącym i suszy się.The subject of the application is a composition for a barrier coating, in particular for food packaging paper, consisting of 64.5% by weight. 78% aqueous calcium carbonate suspension, 15.7% by weight. latex, 12.2% by weight starch, 3.6% wt. γ-cyclodexters, 2% wt. glycerol and 2% by weight water. The application also includes a method for preparing a composition for a barrier coating, especially for food packaging paper, which is carried out in such a way that 64.5% by weight of 78% of an aqueous suspension of calcium carbonate and 15.7% by weight are added. latex. With continuous stirring at a speed of at most 40 rpm, the mixture is heated to 95°C at atmospheric pressure to obtain a solution which is cooled to 90°C. With constant stirring, 12.2% by weight is added. starch and stirring is maintained during its gelatinization until a colloidal solution is formed. At least 5 minutes after the formation of the colloidal solution, 3.6% by weight is added while stirring. γ-cyclodextrins followed by 2.0 wt.%. glycerol and 2.0% by weight water. After at least 120 minutes, the mixture is cooled to the paper coating temperature. The subject of the application is also at least two-layer food packaging paper, in which on the paper layer there is a barrier coating layer of the dried barrier coating composition, as well as a method of coating food packaging paper with a barrier coating composition, which is carried out in such a way that the coating composition the barrier coating is fed to a coating machine equipped with a heated mixer and heated coating rollers, which apply the composition to the barrier coating on the paper. The coated paper is placed in a drying tunnel and dried.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, sposób jej wytwarzania, papier opakowaniowy do żywności oraz sposób jego powlekania kompozycją na powłokę barierową.The present invention relates to a composition for a barrier coating, in particular for a food wrapping paper, a method of producing the same, a food wrapping paper, and a method of coating it with a barrier coating composition.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 330799 A1 znany jest wielowarstwowy materiał do opakowań mający zastosowanie, zwłaszcza dla celów spożywczych. Ten znany materiał składa się z warstwy folii polipropylenowej, połączonej z warstwą folii aluminiowej i warstwą papieru, który może być nasączony parafiną. Poszczególne warstwy są połączone ze sobą warstwą substancji łączącej. Odmiana tego znanego materiału składa się natomiast z warstwy polipropylenu, która może być metalizowana, połączona z warstwą papieru, który może być nasączony parafiną, a warstwy połączone są ze sobą substancją łączącą.From the description of the application of the invention PL 330799 A1 a multi-layer packaging material is known which is used, in particular, for food purposes. This known material consists of a layer of polypropylene foil combined with a layer of aluminum foil and a layer of paper which may be impregnated with paraffin. The individual layers are connected to each other by a layer of a connecting substance. A variation of this known material, on the other hand, consists of a polypropylene layer, which can be metallized, connected to a layer of paper, which can be impregnated with paraffin, and the layers are joined together by a bonding substance.

Z opisu patentowego PL 220549 B1 znana jest kompozycja do powlekania celulozowego materiału opakowaniowego, sposób otrzymywania kompozycji do powlekania celulozowego materiału opakowaniowego, termoizolacyjny materiał opakowaniowy, zwłaszcza do produktów spożywczych oraz sposób otrzymywania termoizolacyjnego materiału opakowaniowego, zwłaszcza do produktów spożywczych. Ta znana kompozycja do powlekania celulozowego materiału opakowaniowego zawierająca materiały biodegradowalne takie jak skrobia, gliceryna jest mieszaniną dwukomponentową. Pierwszy komponent stanowi mieszanina skrobi, żelatyny i gliceryny lub mieszaniny żelatyny i sorbitolu, zaś drugi komponent stanowi mieszanina komponentów białkowych, poroforów i ewentualnie skrobi, przy czym ilość poszczególnych składników w komponentach jest taka, aby po rozpuszczeniu w wodzie obydwu komponentów otrzymać kompozycję o stężeniu skrobi w zakresie 10-17% wagowych, żelatyny w zakresie 10-12% wagowych, gliceryny lub mieszaniny gliceryny i sorbitolu w zakresie 5-11% wagowych, komponentów białkowych w zakresie 5-10% wagowych poroforów w zakresie 3-5,5%. Znany z opisu patentowego sposób otrzymywania tej znanej kompozycji polega na mieszaniu materiałów biodegradowalnych takich jak skrobia, gliceryna i poddawaniu ich obróbce termicznej. Żelatyna, gliceryna lub mieszanina gliceryny i sorbitolu są dyspergowane w wodzie poprzez zastosowanie mieszadła mechanicznego, po czym mieszanina podgrzewana jest do temperatury w zakresie 50-100°C do uzyskania jednorodnej konsystencji. Następnie mieszanina schładzana jest do temperatury w zakresie od 35 do 40°C przy ciągłym mieszaniu, a następnie dodawane są komponenty białkowe i porofory.From the patent specification PL 220549 B1 there is known a composition for coating cellulosic packaging material, a method for obtaining a composition for coating cellulose packaging material, a heat-insulating packaging material, especially for food products, and a method for obtaining heat-insulating packaging material, especially for food products. This known composition for coating cellulose packaging material containing biodegradable materials such as starch, glycerin is a two-component mixture. The first component is a mixture of starch, gelatin and glycerin or a mixture of gelatin and sorbitol, and the second component is a mixture of protein components, blowing agents and optionally starch, the amount of the individual components in the components is such that, after dissolving both components in water, a composition with a starch concentration is obtained. in the range of 10-17% by weight, gelatin in the range of 10-12% by weight, glycerin or a mixture of glycerin and sorbitol in the range of 5-11% by weight, protein components in the range of 5-10% by weight of blowing agents in the range of 3-5.5%. The method of obtaining this known composition known from the patent specification consists in mixing biodegradable materials such as starch, glycerin and subjecting them to thermal treatment. Gelatin, glycerin or a mixture of glycerin and sorbitol are dispersed in the water by the use of a mechanical stirrer, then the mixture is heated to a temperature in the range of 50-100 ° C until a homogeneous consistency is obtained. The mixture is then cooled to a temperature in the range of 35 to 40 ° C with continuous mixing, and then the protein components and blowing agents are added.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 391044 A1 znana jest powłoka biodegradowalna, zwłaszcza do wyrobów papierniczych i opakowań spożywczych, która zawiera przynajmniej 20-80% wagowych wody, 80-20% wagowych części stałych po odparowaniu wody, 50-99% wagowych modyfikowanego kopolimeru octanowo-akrylowego, 0-6% wagowych środków powierzchniowoczynnych, 0-6% wagowych koloidów ochronnych, 0-10% wagowych napełniaczy nieorganicznych i pigmentów.From the patent application PL 391044 A1 a biodegradable coating is known, especially for paper products and food packaging, which contains at least 20-80% by weight of water, 80-20% by weight of solids after evaporation of water, 50-99% by weight of a modified acetate-copolymer. acrylic, 0-6% by weight of surfactants, 0-6% by weight of protective colloids, 0-10% by weight of inorganic fillers and pigments.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 421479 A1 znany jest materiał na opakowanie biodegradowalne, który ma formę ciągłego pasma, które stanowi papier z co najmniej jednej strony powleczony biodegradowalnym polimerem, przy czym z co najmniej jednej strony zawiera warstwę nadruku z biodegradowalnej farby wodnej, której drukowalnym substratem jest skrobia.From the patent application PL 421479 A1, a material for biodegradable packaging is known, which has the form of a continuous strip, which is a paper coated on at least one side with a biodegradable polymer, at least on one side having a layer of printing made of biodegradable water-based ink, the printable substrate of which is there is starch.

Z opisu zgłoszeniowego CN 108797213 A znany jest papier opakowaniowy, który wytwarzany jest przez zmieszanie 100 części surowej pulpy, 7-10 części roślinnej żelatyny, 10-12 części żywicy mocznikowej, 10-12 części skrobi kukurydzianej, 0,01-0,05 części wodorotlenku sodu, 7-10 części polialkoholu winylowego, 7-8 części chlorku amonu i 10-15 części metylowanej żywicy metylomelaminowej. Ten znany papier opakowaniowy ma wysoką odporność na wilgoć.From the application description CN 108797213 A wrapping paper is known, which is produced by mixing 100 parts of raw pulp, 7-10 parts of vegetable gelatin, 10-12 parts of urea resin, 10-12 parts of corn starch, 0.01-0.05 parts sodium hydroxide, 7-10 parts polyvinyl alcohol, 7-8 parts ammonium chloride and 10-15 parts methylated methylmelamine resin. This known wrapping paper has a high resistance to moisture.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku CN 107476134 A znany jest papier opakowaniowy zawierający powłokę, która zawiera materiał do powlekania powierzchni, środkowy materiał powłokowy i dolny materiał powłokowy. Materiał powłoki górnej zawiera 8-10 części wagowych nanomagnezji i 60-80 części wagowych nanoemulsji styrenowo-akrylowej. Środkowy materiał powłokowy zawiera 8-10 części wagowych łuski ryżowej, 0,5-0,9 części wagowych kazeiny oraz 60-80 części wagowych wodnej emulsji poliuretanowej. Dolny materiał powłokowy zawiera 30-40 części wagowych zżelowanej zawiesiny skrobi, 10-15 części wagowych roztworu alkoholu poliwinylowego oraz 20-30 części wagowych związku ciężkiego węglanu wapnia. Ten znany papier opakowaniowy posiada względnie wysoką wytrzymałość.From patent application CN 107476134 A a packaging paper is known which comprises a coating which comprises a surface coating material, a middle coating material and a lower coating material. The top coating material contains 8-10 parts by weight of nanomagnesia and 60-80 parts by weight of styrene acrylic nanoemulsion. The middle coating material comprises 8-10 parts by weight of rice husk, 0.5-0.9 parts by weight of casein, and 60-80 parts by weight of an aqueous polyurethane emulsion. The bottom coating material comprises 30-40 parts by weight of the gelled starch slurry, 10-15 parts by weight of a polyvinyl alcohol solution, and 20-30 parts by weight of a heavy calcium carbonate compound. This known wrapping paper has a relatively high strength.

W opisie zgłoszeniowym wynalazku CN 105696403 A został ujawniony sposób wytwarzania papieru opakowaniowego skrobiowego, przeznaczonego do przechowywania żywności świeżej. TenIn the application of the invention CN 105696403 A a method of producing starch wrapping paper intended for storing fresh food is disclosed. This

PL 238 425 B1 znany papier opakowaniowy jest wytwarzany ze skrobi kukurydzianej poprzez jej żelowanie, przeprowadzanie obróbki ultradźwiękowej, dodawanie oleju roślinnego zawierającego butylohydrochinon, roztwarzanie, wytwarzanie papieru oraz suszenie. Otrzymany papier opakowaniowy ma działanie antyseptyczne i antybakteryjne oraz ma silne właściwości przeciwutleniające, dzięki czemu żywność może być stosunkowo łatwo przechowywana i transportowana, zaś sam papier opakowaniowy ma dużą stabilność termiczną i jest stosunkowo bezpieczny.Known wrapping paper is made from corn starch by gelatinization, ultrasonic treatment, addition of butyl hydroquinone-containing vegetable oil, pulping, papermaking and drying. The resulting wrapping paper has antiseptic and antibacterial properties and has strong antioxidant properties, so that food can be stored and transported relatively easily, and the wrapping paper itself has high thermal stability and is relatively safe.

Celem wynalazku było opracowanie kompozycji na powłokę barierową na papier mający kontakt z żywnością, która będzie wytworzona w warunkach przemysłowych z naturalnych, biodegradowalnych i kompostowalnych komponentów, a także papieru opakowaniowego do żywności oraz sposobu powlekania papieru.The object of the invention was to develop a food-contact barrier coating composition that would be manufactured under industrial conditions from natural, biodegradable and compostable components, as well as food wrapping paper and a paper coating process.

Kompozycja na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia, 15,7% wag. lateksu, 12,2% wag. skrobi, 3,6% wag. γ-cyklodekstry, 2% wag. glicerolu oraz 2% wag. wody.The composition for a barrier coating, in particular for food packaging paper, according to the invention is characterized in that it consists of 64.5 wt. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. % starch, 3.6 wt. % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

Korzystnie skrobia jest skrobią kukurydzianą albo ziemniaczaną, przy czym skrobia jest modyfikowana termicznie.Preferably, the starch is corn or potato starch, the starch being thermally modified.

Sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w urządzeniu zaopatrzonym w mieszadło umieszcza się 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia i dodaje się 15,7% wag. lateksu, a następnie przy ciągłym mieszaniu z prędkością co najwyżej 40 obrotów/minutę mieszaninę podgrzewa się do temperatury 95°C przy ciśnieniu atmosferycznym uzyskując roztwór, który chłodzi się do temperatury 90°C i przy ciągłym mieszaniu dodaje się 12,2% wag. skrobi i podczas kleikowania skrobi utrzymuje się mieszanie do czasu utworzenia roztworu koloidalnego, zaś kolejno po czasie co najmniej 5 minut po utworzeniu roztworu koloidalnego, kontynuując mieszanie dodaje się 3,6% wag. γ-cyklodekstryny, a następnie 2,0% wag. glicerolu i 2,0% wag. wody, a następnie po upływie co najmniej 120 minut mieszaninę schładza się do temperatury powlekania papieru.The method of producing a composition for a barrier coating, in particular for food wrapping paper, according to the invention is characterized in that 64.5 wt. 78% of an aqueous suspension of calcium carbonate and 15.7 wt.% Of % of latex, and then, with continuous stirring at a speed of not more than 40 rpm, the mixture is heated to 95 ° C at atmospheric pressure to obtain a solution which is cooled to 90 ° C and 12.2 wt.% is added with continued stirring. % of the starch and while the starch is pasted, stirring is maintained until the colloidal solution is formed, and then for at least 5 minutes after the colloidal solution has been formed, 3.6 wt.% is added with continued mixing. % of γ-cyclodextrin, then 2.0 wt. % glycerol and 2.0 wt. of water and then, after at least 120 minutes, the mixture is cooled to the coating temperature of the paper.

Korzystnie jako urządzenie zaopatrzone w mieszadło stosuje się mieszalnik z grzewczym płaszczem olejowym, zaś podczas podgrzewania mieszaniny do 95°C stosuje się prędkość mieszania 40 obrotów/minutę, a jako skrobię stosuje się skrobię modyfikowaną termicznie, przy czym jako skrobię stosuję się skrobię kukurydzianą albo skrobię ziemniaczaną, zaś uzyskaną mieszaninę schładza się do temperatury 50°C.Preferably, the device provided with the agitator is a mixer with a heating oil jacket, while the mixture is heated to 95 ° C, a mixing speed of 40 rpm is used, and the starch is thermally modified starch, corn starch or starch being used as starch. potato, and the resulting mixture was cooled to 50 ° C.

Papier opakowaniowy do żywności co najmniej dwuwarstwowy, zawierający warstwę papierową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na warstwie papierowej jest warstwa powłoki barierowej, która utworzona jest z wysuszonej kompozycji na powłokę barierową, złożonej przed wysuszeniem z 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia, 15,7% wag. lateksu, 12,2% wag. skrobi, 3,6% wag. γ-cyklodekstry, 2% wag. glicerolu oraz 2% wag. wody.The at least two-ply food wrapping paper containing a paper layer according to the invention is characterized in that on the paper layer there is a barrier coating layer which is formed from a dried barrier coating composition which is folded to 64.5 wt.% Prior to drying. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. % starch, 3.6 wt. % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

Korzystnie warstwa papierowa jest papierem z recyklingu albo tekturą, zaś ten papier zawiera warstwę hydrofobową, przy czym warstwa hydrofobowa jest na bazie wosków naturalnych albo na bazie dyspersji akrylowych albo na bazie dyspersji polietylenowych.Preferably, the paper layer is recycled paper or cardboard and the paper comprises a hydrophobic layer, the hydrophobic layer being based on natural waxes or based on acrylic dispersions or based on polyethylene dispersions.

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kompozycję na powłokę barierową podaje się na maszynę powlekającą wyposażoną w grzany mieszalnik oraz podgrzewane wałki powlekające, następnie wałkami powlekającymi nanosi się kompozycję na powłokę barierową na papier, po czym powleczony papier umieszcza się w tunelu suszącym i suszy się.The method of coating food wrapping paper with a composition on a barrier coating according to the invention is characterized in that the barrier coating composition is fed to a coating machine equipped with a heated mixer and heated coating rollers, then the composition is applied to the barrier coating on the paper with coating rollers, and then the coated paper is placed in a drying tunnel and dried.

Korzystnie jako wałki powlekające stosuje się wałki rotograwiurowe, zaś kompozycję na powłokę barierową na maszynę powlekającą podaje się poprzez pompę pneumatyczną membranową, przy czym kompozycję na powłokę barierową na papier nanosi się w temperaturze 50°C, a ponadto kompozycję na powłokę barierową nanosi się na powierzchnię papieru o wielkości 1 m² w ilości co najmniej 10 g kompozycji na powłokę barierową w przeliczeniu na jej masę suchą.Preferably, rotogravure rollers are used as coating rollers and the barrier coating composition is fed to the coating machine by a pneumatic diaphragm pump, the paper barrier coating composition is applied at 50 ° C, and the barrier coating composition is applied to the surface. of 1 m ^{2 of} paper in an amount of at least 10 g of composition per barrier coating, based on the dry weight.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli papier w tunelu suszącym suszy się w temperaturze co najmniej 100°C, przy czym papier w tunelu suszącym suszy się w temperaturze co najwyżej 120°C, a ponadto papier w tunelu suszącym suszy się przez co najmniej 5 sekund.Further advantages are obtained if the paper in the drying tunnel is dried at a temperature of at least 100 ° C, the paper in the drying tunnel is dried at a temperature of at most 120 ° C, and furthermore, the paper in the drying tunnel is dried for at least 5 seconds.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeśli po wysuszeniu na utworzoną na papierze powłokę barierową nanosi się substancję hydrofobową, korzystnie jako substancję hydrofobową stosuje się substancję na bazie wosków naturalnych albo na bazie dyspersji akrylowych albo na bazie dyspersji polietylenowych, przy czym substancję hydrofobową na powłokę barierową nanosi się na powierzchnię papieruFurther advantages are obtained if, after drying, a hydrophobic substance is applied to the barrier coating formed on the paper, preferably a substance based on natural waxes or based on acrylic dispersions or based on polyethylene dispersions is used as the hydrophobic substance, the hydrophobic substance being applied to the barrier coating. onto the surface of the paper

PL 238 425 B1 o wielkości 1 m² w ilości co najmniej 4,5 g substancji hydrofobowej w przeliczeniu na jej suchą masę, korzystnie w ilości co najwyżej 5 g substancji hydrofobowej w przeliczeniu na jej suchą masę.With a size of 1 m ² in an amount of at least 4.5 g of hydrophobic substance based on its dry weight, preferably in an amount of at most 5 g of hydrophobic substance based on its dry weight.

Powłoka z kompozycji na powłokę barierową według wynalazku jest uzyskana z naturalnych, biodegradowalnych i kompostowalnych komponentów. Może zostać ona nałożona na papier z recyklingu, na którym tworzy barierę dla szkodliwych substancji znajdujących się w tym papierze. W wyniku zastosowania warstwy z kompozycji na powłokę barierową uzyskuje się spadek migracji olejów mineralnych oraz Bisfenolu A z papieru do żywności. Dzięki jej nałożeniu papier może być stosowany do pakowania żywności, a ponadto powłoka pozwala wyeliminować folię, która obecnie jest stosowana w połączeniu z papierem. Sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową pozwala na jej wytworzenie w warunkach przemysłowych. Temperatura powlekania papieru opakowaniowego kompozycją na powłokę barierową wynosząca 50°C jest korzystana ponieważ kompozycja o temperaturze 23°C ma zbyt dużą lepkość, co uniemożliwia nałożenie jej na papier, zaś po obniżeniu lepkości przez rozcieńczenie wodą w stosowanych dotychczas znanych sposobach, spada zawartość masy suchej w roztworze nakładanym na papier, a zwiększa się ilość wody, którą trzeba odparować co wymaga zmniejszenia prędkości powlekania albo zwiększenia temperatury w tunelu suszącym. Dzięki zastosowaniu specjalnej pompy pneumatycznej membranowej podawanie kompozycji na maszynę powlekającą odbywa się w obiegu zamkniętym, a dzięki wykorzystaniu grzanego mieszalnika oraz podgrzewanych wałków powlekających możliwe jest utrzymanie stałej temperatury nakładanej kompozycji. Po wysuszeniu, w celu nadania lepszych właściwości hydrofobowych papieru, powleka się go preparatem hydrofobowym.The coating of the barrier coating composition according to the invention is obtained from natural, biodegradable and compostable components. It can be applied to recycled paper, where it creates a barrier to harmful substances contained in the paper. As a result of applying a layer from the composition to the barrier coating, a decrease in the migration of mineral oils and Bisphenol A from paper to food is achieved. Thanks to its application, the paper can be used in food packaging, and in addition, the coating eliminates the foil that is currently used in combination with paper. The method of preparing the composition for the barrier coating allows it to be produced in industrial conditions. The 50 ° C temperature for coating the packaging paper with the barrier coating composition is advantageous because the composition at 23 ° C has too high a viscosity that prevents it from being applied to the paper, and when the viscosity is lowered by dilution with water in the previously known methods, the dry matter content drops. in the solution applied to the paper, and the amount of water that needs to be evaporated is increased, requiring either a reduction in the coating speed or an increase in the temperature in the drying tunnel. Thanks to the use of a special pneumatic diaphragm pump, the composition is fed to the coating machine in a closed circuit, and thanks to the use of a heated mixer and heated coating rollers, it is possible to maintain a constant temperature of the applied composition. After drying, in order to impart better hydrophobic properties to the paper, it is coated with a hydrophobic preparation.

Kompozycja na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania składa się z 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia, 15,7% wag. lateksu, 12,2% wag. skrobi kukurydzianej, 3,6% wag. γ-cyklodekstry, 2% wag. glicerolu oraz 2% wag. wody.The composition for a barrier coating, in particular for food wrapping paper, according to the invention in a first embodiment comprises 64.5 wt. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. corn starch, 3.6 wt.% % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

Kompozycja na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, według wynalazku w drugim przykładzie wykonania, taka jak w przykładzie pierwszym, z tym, że skrobia jest skrobią ziemniaczaną.The composition for a barrier coating, especially for food wrapping paper, according to the invention in a second embodiment, such as in the first embodiment, except that the starch is potato starch.

Kompozycja na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności, według wynalazku w trzecim przykładzie wykonania, taka jak w przykładzie pierwszym, z tym, że skrobia jest skrobią modyfikowaną termicznie.The composition for a barrier coating, especially for food wrapping paper, according to the invention in a third embodiment, such as in the first embodiment, with the proviso that the starch is a thermally modified starch.

Sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania prowadzi się tak, że w urządzeniu zaopatrzonym w mieszadło umieszcza się 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia oraz dodaje się do niego 15,7% wag. lateksu. Mieszaninę podgrzewa się do temperatury 95°C przy ciśnieniu atmosferycznym oraz przy jednoczesnym jej mieszaniu z prędkością 40 obrotów/minutę. Wyższa prędkość mieszania powoduje osadzanie się mieszaniny na ścianach mieszalnika i jej przypalenie. Otrzymany roztwór chłodzi się, przy stałym mieszaniu, do temperatury 90°C. Następnie dodaje się 12,2% wag. skrobi kukurydzianej i utrzymuje się mieszanie podczas jej kleikowania. Po 30 minutach po utworzeniu roztworu koloidalnego dodaje się 3,6% wag. γ-cyklodekstryny, a następnie dodaje się mieszaninę 2% wag. wody z 2% wag. glicerolu i kontynuuje się mieszanie. Po 120 minutach mieszania rozpoczyna się schładzanie kompozycji do momentu osiągnięcia przez nią temperatury 50°C, w której jest ona gotowa do powlekania papieru.The method of producing a composition for a barrier coating, in particular for food packaging paper according to the invention in a first embodiment, is carried out so that 64.5 wt. 78% of an aqueous suspension of calcium carbonate, and 15.7% by weight of latex. The mixture is heated to 95 ° C under atmospheric pressure while stirring it at a speed of 40 rpm. Higher mixing speed causes the mixture to settle on the walls of the mixer and burn it. The resulting solution is cooled, with constant stirring, to a temperature of 90 ° C. Then 12.2 wt.% Is added. corn starch and kept stirring while it pastes. 30 minutes after the colloidal solution has formed, 3.6 wt. of γ-cyclodextrin, then a 2 wt.% mixture is added. % water with 2 wt. glycerol and stirring is continued. After 120 minutes of mixing, the composition is cooled down until it reaches a temperature of 50 ° C, at which point it is ready to coat the paper.

Sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności według wynalazku w drugim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszy, z tym, że stosuje się skrobię ziemniaczaną, a γ-cyklodekstryny dodaje się po 15 minutach od utworzenia roztworu koloidalnego.The method of making the composition for a barrier coating, especially for food wrapping paper according to the invention in a second embodiment as in the first example, except that potato starch is used and the γ-cyclodextrins are added 15 minutes after the colloidal solution has been formed.

Sposób wytwarzania kompozycji na powłokę barierową, zwłaszcza na papier opakowaniowy do żywności według wynalazku w trzecim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że do przygotowania kompozycji stosuje się mieszalnik z grzewczym płaszczem olejowym, a skrobię stosuje się modyfikowaną termicznie.The method of preparing the composition for a barrier coating, in particular for the food wrapping paper of the invention, in a third embodiment as in the first example, except that a mixer with a heating oil jacket is used to prepare the composition and a thermally modified starch is used.

Papier opakowaniowy do żywności według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania jest dwuwarstwowy, przy czym pierwszą warstwę stanowi papier, na którym jest warstwa powłoki barierowej, która utworzona jest z wysuszonej kompozycji na powłokę barierową, złożonej przed wysuszeniem z 64,5% wag. 78% wodnej zawiesiny węglanu wapnia, 15,7% wag. lateksu, 12,2% wag. kukurydzianej skrobi, 3,6% wag. γ-cyklodekstry, 2% wag. glicerolu oraz 2% wag. wody.The food packaging paper of the invention in a first embodiment is a two-ply, the first layer being paper, on which is a barrier coating layer that is formed from a dried barrier coating composition, folded to 64.5 wt.% Prior to drying. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. % corn starch, 3.6 wt. % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

PL 238 425 B1PL 238 425 B1

Papier opakowaniowy do żywności w drugim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że warstwę papierową stanowi papier z recyklingu.The food wrapping paper in the second embodiment is as in the first embodiment, except that the paper layer is recycled paper.

Papier opakowaniowy do żywności w trzecim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że warstwę papierową stanowi tektura.The food wrapping paper in the third embodiment is as in the first embodiment, except that the paper layer is cardboard.

Papier opakowaniowy do żywności w czwartym przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że jest trójwarstwowy, a trzecia warstwa jest hydrofobowa i jest na ona na bazie wosków naturalnych.The food wrapping paper in the fourth embodiment is as in the first example except that it is three-ply and the third layer is hydrophobic and is based on natural waxes.

Papier opakowaniowy do żywności w piątym przykładzie wykonania taki jak w przykładzie trzecim, z tym, że warstwa hydrofobowa jest na bazie dyspersji polietylenowych.The food wrapping paper in the fifth embodiment is as in the third embodiment, except that the hydrophobic layer is based on polyethylene dispersions.

Papier opakowaniowy do żywności w szóstym przykładzie wykonania taki jak w przykładzie trzecim, z tym, że warstwa hydrofobowa jest na bazie dyspersji akrylowych.The sixth embodiment food wrapping paper is as in the third embodiment, except that the hydrophobic layer is based on acrylic dispersions.

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową w pierwszym przykładzie wykonania prowadzi się tak, że kompozycję na powłokę barierową z urządzenia, w którym była otrzymywana, podaję się pompą pneumatyczną membranową na maszynę powlekającą wyposażoną w grzany mieszalnik i grzane wałki powlekające. Następnie, w temperaturze 50°C, wałkami powlekającymi na papier nanosi się warstwę kompozycji na powłokę barierową. Na 1 m² papieru nanosi się 10 g tej kompozycji w przeliczeniu na jej suchą masę. Papier z naniesioną powłoką barierową umieszcza się w tunelu suszącym i suszy się w czasie co najmniej 5 sekund w temperaturze od 100°C do 120°C.The method of coating food wrapping paper with the barrier coating composition in the first embodiment is carried out by feeding the barrier coating composition from the apparatus in which it was obtained by a pneumatic diaphragm pump to a coating machine equipped with a heated mixer and heated coating rollers. Then, at a temperature of 50 ° C, a layer of the composition is applied to the barrier coating with a coating roll on the paper. 10 g of this composition, based on its dry weight, are applied to 1 m ^{2 of paper.} The paper with the applied barrier coating is placed in the drying tunnel and dried for at least 5 seconds at a temperature of 100 ° C to 120 ° C.

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową w drugim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że wałki powlekające są wałkami rotograwiurowymi, zaś na 1 m² tektury nanosi się 10 g kompozycji na powłokę barierową w przeliczeniu na jej suchą masę.A method of coating paper packaging a food composition for the barrier layer in the second embodiment as in the first example, except that the roller coating are rollers rotograwiurowymi, and 1 m ² paperboard is applied to 10 grams of the composition on barrier coating based on the total weight thereof .

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową w trzecim przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że warstwy kompozycji na powłokę barierową nanosi się z obu stron papieru.A method of coating food wrapping paper with a composition over a barrier coating in a third embodiment as in the first example, except that layers of the composition over the barrier coating are applied to both sides of the paper.

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową w czwartym przykładzie wykonania taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że po wysuszeniu na utworzoną na papierze powłokę barierową nanosi się warstwę hydrofobową na bazie wosków naturalnych. Na 1 m² papieru nanosi się 4,5 g substancji hydrofobowej w przeliczeniu na jej suchą masę.A method of coating food wrapping paper with a composition over a barrier coating in a fourth embodiment as in the first example, except that a hydrophobic layer based on natural waxes is applied to the barrier coating formed on the paper after drying. 4.5 g of a hydrophobic substance, based on its dry weight, is applied to 1 m ^{2 of paper.}

Sposób powlekania papieru opakowaniowego do żywności kompozycją na powłokę barierową w piątym przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie trzecim, z tym, że po wysuszeniu na utworzone na papierze powłoki barierowe nanosi się warstwę hydrofobową na bazie dyspersji akrylowych. Na 1 m²papieru nanosi się 4,75 g substancji hydrofobowej w przeliczeniu na jej suchą masę.A method of coating food wrapping paper with the composition over a barrier coating in a fifth embodiment, such as in the third example, except that a hydrophobic layer based on acrylic dispersions is applied to the paper-formed barrier coatings after drying. 4.75 g of a hydrophobic substance, based on its dry weight, is applied to 1 m ^{2 of paper.}

Sposób powlekania papieru opakowaniowe do żywności kompozycja na powłokę barierową w szóstym przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie czwartym, z tym, że warstwę hydrofobową, która jest na bazie dyspersji polietylenowej. Na 1 m² papieru nanosi się 5 g substancji hydrofobowej w przeliczeniu na jej suchą masę.The method of coating food packaging paper with a composition for a barrier coating in a sixth embodiment, such as in the fourth example, except that the hydrophobic layer is based on a polyethylene dispersion. 5 g of a hydrophobic substance, based on its dry mass, is applied to 1 m ^{2 of paper.}

Claims

Patent claims

A composition for a barrier coating, in particular for food packaging paper, characterized in that the composition comprises 64.5 wt. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. % starch, 3.6 wt. % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

2. A composition according to claim 1 The composition of claim 1, wherein the starch is corn starch.

3. A composition according to p. The composition of claim 1, wherein the starch is potato starch.

4. A composition according to any one of the preceding claims according to any of the preceding claims, characterized in that the starch is thermally modified.

5. A method of producing a composition for a barrier coating, in particular for food wrapping paper as defined in claim 1. The method of claim 1, characterized in that 64.5 wt. 78% of an aqueous suspension of calcium carbonate and 15.7 wt.% Of % of latex, and then, with continuous stirring at a speed of not more than 40 rpm, the mixture is heated to 95 ° C at atmospheric pressure to obtain a solution which is cooled to 90 ° C and 12.2 wt.% is added with continued stirring.

After the starch is formed, 3.6 wt. % of γ-cyclodextrin, then 2.0 wt. % glycerol and 2.0 wt. of water and then, after at least 120 minutes, the mixture is cooled to the coating temperature of the paper.

6. The production method according to claim 1 The process as claimed in claim 5, characterized in that a mixer with a heating oil jacket is used as the device provided with the agitator.

7. The production method according to claim 1 A process according to claim 5 or 6, characterized in that a stirring speed of 40 rpm is used when the mixture is heated to 95 ° C.

8. A manufacturing method according to any one of the claims 1-7. A process according to any of the claims 5 to 7, characterized in that the starch is a thermally modified starch.

9. A manufacturing method according to any one of claims 1 to 9 5. The process of 5 to 8, characterized in that the starch is corn starch.

10. A manufacturing method according to any one of claims 1 to 10. 5. The process of 5 to 8, characterized in that the starch is potato starch.

11. A manufacturing method according to any one of claims 1 to 11. A process as claimed in any of the claims 5 to 10, characterized in that the obtained mixture is cooled to a temperature of 50 ° C.

12. Food packaging paper of at least two ply, comprising a paper layer, characterized in that on the paper layer there is a barrier coating layer which is from a dried composition to a barrier coating folded to 64.5 wt.% Before drying. 78% aqueous suspension of calcium carbonate, 15.7 wt.%. % latex, 12.2 wt. % starch, 3.6 wt. % of γ-cyclodexters, 2 wt. % glycerol and 2 wt. water.

13. The wrapping paper of claim 1; The process of claim 12, wherein the paper layer is recycled paper.

14. The wrapping paper of claim 1 The method of claim 12, characterized in that the paper layer is cardboard.

15. Packaging paper according to any one of the preceding claims. characterized in that it comprises a hydrophobic layer.

16. The wrapping paper of claim 1; The method of claim 15, characterized in that the hydrophobic layer is based on natural waxes.

17. The wrapping paper of claim 1 15. The process of claim 15, wherein the hydrophobic layer is based on acrylic dispersions.

18. The wrapping paper of claim 1 15. The process of claim 15, wherein the hydrophobic layer is based on polyethylene dispersions.

19. A method of coating food wrapping paper with a barrier coating composition as defined in Claim 1; The method of claim 1, wherein the barrier coating composition is fed to a coating machine equipped with a heated mixer and heated coating rollers, the coating rollers then apply the composition to the barrier coating on paper, and the coated paper is placed in a drying tunnel and dried.

20. The coating process according to claim 20 19. The process of claim 19, wherein the coating rollers are rotogravure rollers.

21. The coating process according to claim 1 A process as claimed in 19 or 20, characterized in that the barrier coating composition is fed to the coater via a pneumatic diaphragm pump.

22. The coating process according to any one of claims 22 to 22. The method of 19 to 21, characterized in that the composition for the paper barrier coating is applied at a temperature of 50 ° C.

23. The coating process according to any one of claims 1 to 23. 19. The process of claim 19 to 22, characterized in that the barrier coating composition is applied to a surface of 1 m ^{2 of} paper in an amount of at least 10 g of the composition per barrier coating, based on its dry weight.

24. The coating process of any one of claims 24 to 24. 19 to 23, characterized in that the paper in the drying tunnel is dried at a temperature of at least 100 ° C.

25. The coating process according to claim 25 The process of claim 24, characterized in that the paper in the drying tunnel is dried at a temperature of at most 120 ° C.

26. The coating process according to any one of claims 1 to 26. 19 to 25, characterized in that the paper in the drying tunnel is dried for at least 5 seconds.

27. The coating process according to any one of claims 27 to 27. 19. The process of claim 19 to 26, characterized in that a hydrophobic substance is applied to the barrier coating formed on the paper after drying.

PL 238 425 B1

The coating process according to claim 28 The process of claim 27, characterized in that a substance based on natural waxes is used as the hydrophobic substance.

29. The coating process according to claim 29 The process of claim 27, characterized in that a substance based on acrylic dispersions is used as the hydrophobic substance.

30. The coating process according to claim 1 The process of claim 27, wherein the hydrophobic substance is a substance based on polyethylene dispersions.

31. The coating process according to any one of claims 1 to 31. from 27 to 30, characterized in that the hydrophobic substance on the barrier coating applied to a paper surface size of 1 m ² in an amount of at least 4.5 g of the hydrophobic substance based on the total weight thereof.

32. The coating process according to claim 32. The method of claim 31, characterized in that the hydrophobic substance is applied to the surface of the paper with a size of 1 m ² in an amount of at most 5 g of the hydrophobic substance, based on its dry weight.