SE503645C2

SE503645C2 - Paper or paperboard package having a thin polyethylene coating

Info

Publication number: SE503645C2
Application number: SE9302773A
Authority: SE
Inventors: Haakan Joeves; Johanna Loefroth; Bengt Nordin; Roland Nordin
Original assignee: Korsnaes Ab
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1996-07-22
Also published as: SE9302773D0; SE9302773L

Abstract

A biodegradable package of paper or paperboard on which is extruded a thin polyethylene coating of the order of 5 g/m2 of paper or paperboard substrate, said package comprising a bag for storing and transporting compostable domstic waste and for compositing together with said waste. Fibres of the paper or paperboard perforate the polythene coating in irregular fashion, creating 'pin holes' in the material.

Description

15 20 25 30 polyetenskikt (motsvarar ca 27 g/m2), att polyetenskiktet förblev intakt (sid 33, rad 4-8). Polyethylene layer (corresponding to about 27 g / m2), that the polyethylene layer remained intact (page 33, lines 4-8).

Den inerta, billiga plasten polyeten har således hittills ansetts vara omöjlig att kompostera t.o.m som en beläggning pà papper, p.g.a. dess långvariga stabilitet under omgivnings- betingelser. 1.. E..The inert, inexpensive plastic polyethylene has thus hitherto been considered impossible to compost even as a coating on paper, due to its long-term stability under ambient conditions. 1 .. E ..

Man har nu överraskande funnit att en förpackning av papper eller kartong med en tunn, extruderad polyetenbeläggning-är nedbrytbar i en kompost.It has now surprisingly been found that a package of paper or board with a thin, extruded polyethylene coating is degradable in a compost.

Hur tunn den extruderade polyetenbeläggningen måste vara för att nedbrytas i en kompost kan variera beroende på många faktorer, såsom framställningsättet, kompostens kvalitet etc. Polyeten- beläggningens tjocklek torde dock ligga under 25 pm för att förpackningen skall förväntas kunna nedbrytas i en kompost.How thin the extruded polyethylene coating must be to degrade in a compost can vary depending on many factors, such as the method of production, the quality of the compost, etc. However, the thickness of the polyethylene coating should be below 25 μm for the package to be expected to degrade in a compost.

Följaktligen avser föreliggande uppfinning en förpackning av papper eller kartong med en tunn, extruderad polyetenbelâggning, vilken polyetenbeläggning har en tjocklek av under 25 pm och vilken förpackning är nedbrytbar i en kompost.Accordingly, the present invention relates to a package of paper or board having a thin, extruded polyethylene coating, which polyethylene coating has a thickness of less than 25 microns and which package is degradable in a compost.

I en utföringsform av uppfinningen är polyetenbeläggningen perforerad av papperets eller kartongens fibrer. Perforeringen behöver inte vara omfattande och/eller regelbunden, utan s.k. “pin holes" här och var i materialet anses kunna utgöra perforeringen. 10 15 20 25 30 3 X 3 - sos 645 Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är mängden polyeten i beläggningen cirka 5 g/HF papper eller kartong.In one embodiment of the invention, the polyethylene coating is perforated by the fibers of the paper or board. The perforation does not have to be extensive and / or regular, but so-called "Pin holes" here and there in the material are considered to constitute the perforation. 10 15 20 25 30 3 X 3 - sos 645 According to another embodiment of the invention, the amount of polyethylene in the coating is about 5 g / HF paper or board.

Med uttrycket "nedbrytbar" avses att ett material kan nedbrytas, dvs att det kan undergå en irreversibel process som leder till en signifikant förändring av materialets kemiska och/eller fysikaliska struktur, vilket typiskt kännetecknas av förlust av egenskaper (t.ex. integritet, molekylvikt eller -struktur, mekanisk hållfasthet) och/eller fragmentering.The term "degradable" means that a material can be degraded, ie that it can undergo an irreversible process which leads to a significant change in the chemical and / or physical structure of the material, which is typically characterized by loss of properties (eg integrity, molecular weight or structure, mechanical strength) and / or fragmentation.

Förpackningens pappers- eller kartongdel kan i princip utgöras av vilken som helst typ av papper eller kartong, såsom_papper eller kartong som framställts från blekt, partiellt blekt eller oblekt pappersmassa eller returfiber.The paper or board portion of the package may in principle be any type of paper or board, such as paper or board made from bleached, partially bleached or unbleached pulp or recycled fiber.

Polyetenet skall vara i lämplig form för extrudering på papper.The polyethylene must be in a suitable form for extrusion on paper.

I utföringsexemplen är förpackningarna enligt uppfinningen påsar som är gjorda av papper med extruderad polyetenbeläggning, vilken beläggning pâförts enligt den s.k. “Capcote"-metoden.In the exemplary embodiments, the packages according to the invention are bags which are made of paper with extruded polyethylene coating, which coating has been applied according to the so-called The "Capcote" method.

Ett sätt att bli kvitt en förpackning enligt uppfinningen är att lägga förpackningen, med eller utan komposterbart innehåll, i en kompost.One way to get rid of a package according to the invention is to put the package, with or without compostable content, in a compost.

Förpackningen enligt uppfinningen kan ha vilken som helst primäranvändning. Den kan t.ex. vara en livs- eller tvättmedels- förpackning eller en avfallspåse. Därefter kan den eventuellt användas för lagring och transport av komposterbart avfall, t.ex. hushållsavfall. Förpackningen kan sedan läggas i en_ fungerande kompost, antingen med eller utan komposterbart innehåll, varpå en biologisk nedbrytning av papperet och en 10 15 20 25 30 503 645 " nedbrytning eller finfördelning av polyetenbeläggningen äger rum. Nedbrytningen av polyetenbeläggningen har konstaterats vid komposteringsförsök som gjorts av Smedlund Miljösystem AB, Stenungsund, Sverige, varvid man fann att efter avslutad kompostering i en roterande komposteringsanläggning inga spår av förpackningar enligt uppfinningen i form av påsar kunde påvisas vid visuell granskning, alltså ej heller några sammanhängande flagor av polyetenbeläggningen.The package according to the invention can have any primary use. It can e.g. be a food or detergent package or a waste bag. Thereafter, it can possibly be used for storage and transport of compostable waste, e.g. household waste. The package can then be placed in a working compost, either with or without compostable content, whereupon a biodegradation of the paper and a decomposition or atomization of the polyethylene coating takes place. The degradation of the polyethylene coating has been found in composting experiments made by Smedlund Miljösystem AB, Stenungsund, Sweden, whereby it was found that after completion of composting in a rotary composting plant, no traces of packaging according to the invention in the form of bags could be detected by visual inspection, ie no coherent flakes of the polyethylene coating.

Uppfinningen skall nu belysas med hjälp av komposteringsförsök där påsar används som exempel på förpackningar enligt uppfinningen. Påsarnas nedbrytbarhet under komposteringsï processen undersöktes. 1 . . V 1 . I 1 J 1 .The invention will now be elucidated by means of composting experiments where bags are used as examples of packages according to the invention. The degradability of the bags during the composting process was investigated. 1. . V 1. I 1 J 1.

Komposteringsförsöken utfördes i Smedlunds kompostlaboratorium.The composting experiments were carried out in Smedlund's compost laboratory.

Kompostlaboratoriet är delvis automatiserat och består av ett antal isolerade trummor på ca 130 liter. Storleken innebär att komposteringsförsöken bedrivs i verklig skala, vilket betyder att de resultat som erhålles bör motsvara de som fås vid förekommande källsortering med kompostering av den organiska fraktionen.The compost laboratory is partially automated and consists of a number of insulated drums of about 130 liters. The size means that the composting experiments are conducted on a real scale, which means that the results obtained should correspond to those obtained with existing source sorting with composting of the organic fraction.

Komposttrummorna är av dynamisk typ, vilket innebär att kompostmaterialet blandas och luftas genom att trummorna med jämna mellanrum sakta roterar. Trummorna är täta och luftning sker genom att luft sugs ut via ventiler med hjälp av en fläktanordning.The compost drums are of the dynamic type, which means that the compost material is mixed and aerated by the drums slowly rotating at regular intervals. The drums are tight and aeration takes place by sucking out air via valves by means of a fan device.

Allmänt kan kompostering tillämpas på fast och halvfast material som latrin, slam, gödsel jordbruksrester och organiskt hushålls- avfall. Kompostering sker under aeroba förhållanden och de 10 15 20 25 30 ~ 5 - sus 645 processer som äger rum liknar i mångt och mycket de processer som samverkar till den naturliga nedbrytningen av dött organiskt material i naturen.In general, composting can be applied to solid and semi-solid materials such as latrine, sludge, manure, agricultural residues and organic household waste. Composting takes place under aerobic conditions and the 10 15 20 25 30 ~ 5 - sus 645 processes that take place are in many ways similar to the processes that interact with the natural decomposition of dead organic material in nature.

De vid kompostering förekommande aeroba processerna är förenade med omsättning av en betydande mängd energi, av vilket över- skottet frigörs i form av värme, varför den växande mikrobiella aktiviteten i komposteringens inledningsskede avspeglas av snabbt stigande temperatur. Det är också temperaturen som är avgörande för successionen av mikroorganismer under komposte- ringsprocessens olika faser.The aerobic processes present during composting are associated with the conversion of a significant amount of energy, of which the excess is released in the form of heat, so that the growing microbial activity in the initial stage of composting is reflected by rapidly rising temperatures. It is also the temperature that is decisive for the succession of microorganisms during the different phases of the composting process.

Mesofila bakterier är de första som uppträder, dessa bryter tillsammans med mesofila svampar och actinomyceter ned_stora delar av de lättátkomliga, lágmolekylära delarna av avfallet.Mesophilic bacteria are the first to appear, these together with mesophilic fungi and actinomycetes break down large parts of the easily accessible, low molecular weight parts of the waste.

Därefter, med ökande temperatur, uppträder termofila mikro- organismer, vilka bryter ned alla delar av den organiska substansen.Then, with increasing temperature, thermophilic microorganisms appear, which decompose all parts of the organic substance.

I slutskedet, när temperaturen sjunker med avtagande mikrobiell aktivitet, börjar vissa typer av actinomyceter att dominera. Det är i den avslutande fasen som vissa svampar och actinomyceter bryter ned de mest svàrnedbrytbara fraktionerna av det organiska avfallet, t.ex. lignin och cellulosa.In the final stage, as the temperature drops with decreasing microbial activity, certain types of actinomycetes begin to dominate. It is in the final phase that certain fungi and actinomycetes degrade the most highly degradable fractions of the organic waste, e.g. lignin and cellulose.

En komposttrumma "startas upp" genom att kompostmaterial med en etablerad mikroorganismflora blandas med material som matavfall, trädgárdsavfall, halm, gödsel, papper osv. efter nâgra dagar har komposten kommit igång och produktionen som skall provkomposte- ras läggs då ned i en fungerande kompostmiljö där mikroorganism- floran har hunnit etablera sig.A compost bin is "started up" by mixing compost material with an established microorganism flora with materials such as food waste, garden waste, straw, manure, paper, etc. after a few days, the compost has started and the production to be sample composted is then placed in a functioning compost environment where the microorganism flora has had time to establish itself.

Under komposteringsförsöken kontrolleras komposten dagligen med avseende på temperatur, konsistens och lukt. Med jämna mellanrum 10 15 20 25 sus 645 bestäms kompostens torrsubstans genom torkning i l05°C och vägning av återstoden.During the composting experiments, the compost is checked daily for temperature, consistency and odor. At regular intervals, the dry matter of the compost is determined by drying at 105 ° C and weighing the residue.

Genom temperaturutveckling framgår hur den biologiska aktivi- teten varierar och sammantaget med övriga parametrar erhålles en bild av komposteringsprocessens fortskridande.Temperature development shows how the biological activity varies and together with other parameters, a picture is obtained of the progress of the composting process.

Den komposteringsprincip som tillämpas, där kompostmassan regelbundet blandas och luftas, innebär att man snabbt når en hög biologisk aktivitet och därmed termofila temperaturer.The composting principle that is applied, where the compost mass is regularly mixed and aerated, means that a high biological activity and thus thermophilic temperatures are reached quickly.

Stora delar av det organiska materialet bryts snabbt ned och materialet omvandlas till en form som ej längre ät attraktiv för olika former av skadedjur. Denna-inledande fas benämns för- kompostering.Large parts of the organic material decompose quickly and the material is transformed into a form that is no longer attractive to various forms of pests. This initial phase is called pre-composting.

Den nedbrytning som i dessa dynamiska komposter sker under relativt kort tidsrymd äger även rum i statiska komposter (ex vis traditionell trädgàrdskompost), dock tar nedbrytningen betydligt längre tid.The decomposition that takes place in these dynamic composts over a relatively short period of time also takes place in static composts (eg traditional garden compost), however, the decomposition takes much longer.

Gemensamt för alla typer av komposter är att det efter denna inledande förkompostering sker en övergång till vad som allmänt benämns efterkompostering/mognadsfas. Mognadsfasen kännetecknas av en lägre temperatur och att delvis andra organismgrupper dominerar i komposten. Under mognadsfasen tar en långsammare nedbrytning vid, där komplexa organiska föreningar bryts ned och slutligen bildar humus. Nitrifikationsreaktioner sker också under denna avslutande fas. 10 15 20 25 30 + V 7 - 503 645 Påsar i komposteringsförsök Papperskvalitet Ytvikt behandling Pålagd mängd (g/mz) (g/mz) FD 70 _ PE ca. 5 Semi-Clupak 70 _ PE ca. 5 Semi-Clupak 70 PE 6 Papperspåsarna fylls med matavfall upp till en nivå som mot- svarar vad som förväntas utgöra normal uppfyllning i hushållen.Common to all types of compost is that after this initial pre-composting there is a transition to what is generally called post-composting / maturation phase. The ripening phase is characterized by a lower temperature and that partly other groups of organisms dominate in the compost. During the maturation phase, a slower decomposition takes place, where complex organic compounds decompose and eventually form humus. Nitrification reactions also occur during this final phase. 10 15 20 25 30 + V 7 - 503 645 Bags in composting tests Paper quality Surface weight treatment Applied quantity (g / mz) (g / mz) FD 70 _ PE approx. 5 Semi-Clupak 70 _ PE ca. 5 Semi-Clupak 70 PE 6 The paper bags are filled with food waste up to a level that corresponds to what is expected to constitute normal filling in households.

Påsarna stängs därefter enligt förväntat användarvis och läggs i kompostbehållarna. De påsar som gått sönder under primär- användningen som komposteringpåse för hushållsavfall läggs i kompostbehållaren med samma mängd matavfall runt.The bags are then closed as expected and placed in the compost bins. The bags that have broken down during primary use as a composting bag for household waste are placed in the compost bin with the same amount of food waste around.

Komposteringsförsöken pågick under tiden 930321-930421 och fr o m 930305 fanns påsarna i komposttrummorna. Under den tid som papperspåsarna komposterats har komposten först genomgått en förkompostering bestående av ett antal termofila temperatur- cykler. Den termofila temperaturen har bibehållits under en tid genom att nytt organsikt material ilagts komposten. När sedan iläggning av nytt material upphört har temperaturen sjunkit och komposten har gått över i den avslutande mognadsfasen.The composting experiments took place during the period 930321-930421 and from 930305 the bags were in the compost drums. During the time that the paper bags were composted, the compost first underwent a pre-composting consisting of a number of thermophilic temperature cycles. The thermophilic temperature has been maintained for some time by adding new organic matter to the compost. When the loading of new material has ceased, the temperature has dropped and the compost has entered the final maturation phase.

Utöver matavfall har även strukturmaterial och koltillskott i form av halm och riven wellpapp tillförts komposten. Papper av annat slag har undvikits eftersom detta skulle kunna göra- identifieringen av papperspåsarna problematisk. 10 15 20 503 645 8 De problem som uppstått under komposteringsförsökens gång har inte varit av oväntad art och det har inte heller funnits skäl att direkt härleda svårigheterna till just närvaron aw_pappers- påsarna.In addition to food waste, structural material and carbon supplements in the form of straw and grated corrugated cardboard have also been added to the compost. Other types of paper have been avoided as this could make the identification of the paper bags problematic. 10 15 20 503 645 8 The problems that arose during the composting trials have not been of an unexpected nature, nor has there been any reason to directly trace the difficulties to the presence of the aw_paper bags.

Under den tid som påsarna komposterats har nedbrytningen av dessa följts okulärt i samband med daglig kontroll av komposte- ringsprocessens fortskridande.During the time that the bags were composted, their degradation was followed ocularly in connection with daily control of the progress of the composting process.

Resultat; 930421 tömdes komposttrummorna och innehållet genomsöktes efter rester av papperspásarna. Det var inte möjligt att finna några rester efter påsarna. Då nedbrytningen av det material som lagts i komposttrummorna gått relativt långt var detta väntat.Results; 930421 the compost bins were emptied and the contents searched for remnants of the paper bags. It was not possible to find any remains of the bags. As the decomposition of the material placed in the compost bins went relatively far, this was expected.

Ytterligare ett skäl kan vara att det system för sönderdelning av materialet som finns i trummorna är effektivt, men den faktiska orsaken till att det inte återfanns några rester från de polyetenbelagda papperspåsarna är inte känd. Det är rimligt att anta att polyetenbelâggningen finns kvar i den undersökta kompostmassan, trots att den inte är synlig för ögat. Det är dock uppenbart att den fragmenterats i så hög grad att den kan anses ha nedbrutits i komposten.Another reason may be that the system for disintegration of the material contained in the drums is effective, but the actual reason why no residues were found from the polyethylene coated paper bags is not known. It is reasonable to assume that the polyethylene coating remains in the compost mass examined, even though it is not visible to the eye. However, it is obvious that it has been fragmented to such an extent that it can be considered to have decomposed in the compost.

Claims

- ii - sus 645 BAIENIKBAI

Packaging of paper or board with a thin, extruded polyethylene coating, characterized in that the polyethylene coating has a thickness of less than 25 μm and that the packaging is degradable in a compost.

Packaging according to Claim 1, characterized in that the polyethylene coating is perforated by the fibers of the paper or board.

Packaging according to Claim 1 or 2, characterized in that the amount of polyethylene in the coating is approximately 5 g / m2 of paper or cardboard.

Packaging according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it is a packaging for storage and transport of compostable waste.