DE102024122211A1 - Packaging material with vacuum-coated paper layer and mineral oil barrier - Google Patents
Packaging material with vacuum-coated paper layer and mineral oil barrierInfo
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Abstract
Eine Verpackungslagenanordnung (110) zur Herstellung eines Verpackungsbehälters umfasst:
- eine Papierlage (112) als Trägerlage,
- eine Sauerstoffbarrierelage (120), so dass eine Sauerstofftransferrate der Verpackungslagenanordnung (110) nicht mehr als 1,1 cm3/(m2·d·bar) gemäß DIN 53380-3 beträgt, gemessen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit,
- eine durch Vakuumabscheidung gebildete Metallisierungs-Barrierelagenanordnung (122), wobei die Verpackungslagenanordnung (110) zusätzlich eine Wasserdampfbarrierelage (118) derart aufweist, dass eine Wasserdampftransferrate der Verpackungslagenanordnung (110) nicht mehr als 1,1 g/(m2·d) gemäß DIN EN ISO 15106-3 beträgt, gemessen bei 38 °C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit, wobei die Sauerstoffbarrierelage (120) in der Lagenfolge (LF) zwischen der Wasserdampfbarrierelage (118) und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung (122) angeordnet ist.
Die Sauerstoffbarrierelage (120) ist aus wenigstens zwei Schichten (120a, 120b) gebildet ist, von welchen jede ein Polymer auf Basis von Vinylalkohol als Hauptbestandteil enthält.
A packaging layer arrangement (110) for the manufacture of a packaging container comprises:
- a paper layer (112) as a support layer,
- an oxygen barrier layer (120) such that the oxygen transfer rate of the packaging layer arrangement (110) is no more than 1.1 cm³ /( m² ·d·bar) according to DIN 53380-3, measured at 23 °C and 50% relative humidity,
- a metallization barrier layer arrangement (122) formed by vacuum deposition, wherein the packaging layer arrangement (110) additionally has a water vapor barrier layer (118) such that a water vapor transfer rate of the packaging layer arrangement (110) is no more than 1.1 g/(m 2 ·d) according to DIN EN ISO 15106-3, measured at 38 °C and 90 % relative humidity, wherein the oxygen barrier layer (120) is arranged in the layer sequence (LF) between the water vapor barrier layer (118) and the metallization barrier layer arrangement (122).
The oxygen barrier layer (120) is formed from at least two layers (120a, 120b), each of which contains a polymer based on vinyl alcohol as its main component.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungslagenanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Verpackungslagenanordnung mit sowohl einer vorbestimmten Mindest-Barrierewirkung gegenüber einer Migration von Sauerstoff als auch gegenüber einer Migration von Wasserdampf ist aus der
Die Verpackungslagenanordnung kann zu Beginn einer Herstellung einer Verpackung als Rollenware oder als wenigstens ein Bogen, insbesondere als Bogenstapel, zur Herstellung einer Verpackung vorliegen.The packaging layer arrangement can be in place at the beginning of the production of a package as roll material or as at least one sheet, in particular as a stack of sheets, for the production of a package.
Aus der
Die außenliegende Schicht auf der späteren Außenseite der mit der bekannten Verpackungslagenanordnung gebildeten Verpackung weist ein Auftragsgewicht im Bereich von 25 bis 45 g/m2 auf, die außenliegende Schicht auf der späteren Innenseite ein Auftragsgewicht im Bereich von 25 bis 35 g/m2.The outer layer on the future outside of the packaging formed with the known packaging layer arrangement has a coating weight in the range of 25 to 45 g/ m² , the outer layer on the future inside has a coating weight in the range of 25 to 35 g/ m² .
Zwischen diesen außenliegenden Schichten weist die bekannte Verpackungslagenanordnung eine Trägerlage aus Papier auf. An die Papierlage schließt sich eine Haftvermittlerlage an, beispielsweise wiederum aus PP oder PE mit einem Auftragsgewicht von 5 bis 20 g/m2. An die Haftvermittlerlage schließt sich eine zusätzliche Gas-Barrierelage aus beispielsweise EVOH oder PVOH an. An die zusätzliche Gas-Barrierelage schließt sich eine Aluminiumfolie als Haupt-Gas-Barrierelage an. Die zusätzliche Gas-Barrierelage ist vorgesehen, um eine barrieremindernde Auswirkung etwaiger Sprünge oder Risse in der Aluminiumfolie abzumildern.Between these outer layers, the known packaging layer arrangement includes a paper carrier layer. This paper layer is followed by an adhesive layer, for example, made of PP or PE with a coating weight of 5 to 20 g/ m² . This adhesive layer is followed by an additional gas barrier layer made of, for example, EVOH or PVOH. This additional gas barrier layer is followed by an aluminum foil layer, which serves as the main gas barrier layer. The additional gas barrier layer is designed to mitigate any barrier-reducing effect of cracks or breaks in the aluminum foil.
Nachteilig an dieser bekannten Verpackungslagenanordnung ist ihre schwierige Entsorgbarkeit nach ihrem Gebrauch. Sie weist zahlreiche unterschiedliche Materialien auf, die nicht einfach zu trennen sind. Außerdem ist der gewichtsbezogene Aluminiumanteil an der Verpackungslagenanordnung relativ hoch, was die Herstellung der Verpackungslagenanordnung energieintensiv und damit teuer macht.A disadvantage of this well-known packaging layer arrangement is its difficult disposal after use. It contains numerous different materials that are not easy to separate. Furthermore, the proportion of aluminum by weight in the packaging layer arrangement is relatively high, which makes its production energy-intensive and therefore expensive.
Aus der
Das aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst nachhaltige Verpackungslagenanordnung mit noch weiter verbesserten Barriereeigenschaften und vielseitiger Verwendbarkeit anzugeben.The object of the present invention is to provide a packaging layer arrangement that is as sustainable as possible, with further improved barrier properties and versatile usability.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch eine Verpackungslagenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The present invention solves this problem by means of a packaging layer arrangement with the features of claim 1.
Die Verpackungslagenanordnung ist erfindungsgemäß mit einer Mineralölbarriere ausgerüstet, indem sie eine aus wenigstens zwei Schichten gebildete Lage aufweist, von welchen jede als Hauptbestanteil ein Polymer auf Vinylalkohol-Basis aufweist. Das Polymer auf Vinylalkohol-Basis kann Polyvinylalkohol (PVOH), Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) oder Butenediol-Vinylalkohol-Copolymer (BVOH) umfassen oder sein.According to the invention, the packaging layer arrangement is equipped with a mineral oil barrier by comprising a layer formed from at least two layers, each of which has a vinyl alcohol-based polymer as its main component. The vinyl alcohol-based polymer can comprise or be polyvinyl alcohol (PVOH), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), or butenediol-vinyl alcohol copolymer (BVOH).
Da die ohnehin vorhandene Sauerstoffbarrierelage wirksam mit Vinylalkohol als Hauptbestandteil ausgebildet sein kann, kann die Verpackungslagenanordnung in besonders wirkungsvoller Weise und ohne zusätzliche Lage mit einer Mineralölbarriere ausgerüstet sein, indem die ohnehin vorhandene Sauerstoffbarrierelage aus wenigstens zwei Schichten gebildet ist, von welchen jede ein Polymer auf Vinylalkohol-Basis als Hauptbestandteil enthält. Bevorzugt besteht wenigstens Schicht eine aus einem Polymer auf Basis von Vinylalkohol. Von den genannten Polymeren auf Vinylalkohol-Basis ist PVOH bevorzugt.Since the existing oxygen barrier layer can be effectively designed with vinyl alcohol as its main component, the packaging layer arrangement can be equipped with a mineral oil barrier in a particularly effective manner and without an additional layer, by forming the existing oxygen barrier layer from at least two layers, each containing a polymer. The polymer contains a vinyl alcohol base as its main component. Preferably, at least one layer consists of a vinyl alcohol-based polymer. Of the vinyl alcohol-based polymers mentioned, PVOH is preferred.
Durch eine wenigstens zweischichtige Lage mit einem Polymer auf Basis eines Vinylalkohols als Hauptbestandteil, insbesondere PVOH-Lage, kann eine Mineralölbarriere erreicht werden mit einem Durchgang von weniger als 1 % in einem Prüfzeitraum von 12.2 Tagen bei einer Prüftemperatur von 60 °C gemäß SVI-Prüfrichtlinie 2015.01.A mineral oil barrier can be achieved by means of at least a two-layer coating with a polymer based on a vinyl alcohol as the main component, in particular a PVOH coating, with a penetration of less than 1% in a test period of 12.2 days at a test temperature of 60 °C according to SVI test guideline 2015.01.
Die Verpackungslagenanordnung kann zur Ausbildung einer Fettbarriere zusätzlich eine Decklage aufweisen, wobei die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung dann bevorzugt zwischen der Papierlage und der Decklage angeordnet ist, so dass die Decklage die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung vor Einflüssen abschirmen kann, die von außerhalb der Verpackungslagenanordnung über eine der beiden freiliegenden Oberfläche der Verpackungslagenanordnung auf die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung einwirken könnten. Dies ist in der Regel die an einer aus der Verpackungslagenanordnung gebildeten Verpackung dem verpackten Produkt als einer möglichen Fettquelle zugewandte freie Oberfläche.To form a grease barrier, the packaging layer arrangement can additionally include a cover layer, wherein the metallization barrier layer arrangement is then preferably arranged between the paper layer and the cover layer, so that the cover layer can shield the metallization barrier layer arrangement from influences that could act on the metallization barrier layer arrangement from outside the packaging layer arrangement via one of the two exposed surfaces of the packaging layer arrangement. This is generally the free surface of a package formed from the packaging layer arrangement that faces the packaged product as a potential source of grease.
Die Decklage, welche die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung abschirmt, ist bevorzugt überwiegend gebildet aus einem Polyolefin-Blend oder aus einem Copolymer auf Basis von Styrol und Acryl oder aus einem thermoplastischen Elastomer. Mit den genannten Materialien kann eine äußerst vorteilhafte Fettbarriere in der Verpackungslagenanordnung gebildet werden, welche eine Migration von Fett durch die Verpackungslagenanordnung wirksam reduziert oder gar weitgehend verhindert.The top layer, which shields the metallization barrier layer arrangement, is preferably predominantly composed of a polyolefin blend, a styrene-acrylic copolymer, or a thermoplastic elastomer. These materials enable the formation of a highly advantageous grease barrier within the packaging layer arrangement, effectively reducing or even largely preventing grease migration through the arrangement.
Versuche haben gezeigt, dass die Verpackungslagenanordnung mit der Decklage aus einem der genannten Materialien eine Fettbarriere mit dem höchstmöglichen KIT-Wert von 12 gemäß DIN ISO 16532-2 erreicht.Tests have shown that the packaging layer arrangement with the top layer made of one of the aforementioned materials achieves a grease barrier with the highest possible KIT value of 12 according to DIN ISO 16532-2.
„Überwiegend gebildet aus einem Material“ bedeutet dabei, dass der Gewichtsanteil des betreffenden Materials am Gewicht der gesamten Decklage der größte Gewichtsanteil aller Materialbestandteile ist. Bevorzugt ist der Gewichtsanteil des Materials am Gewicht der gesamten Decklage größer als 50 %, stärker bevorzugt größer als 75 %, um dafür zu sorgen, dass die Eigenschaften des genannten Materials die Eigenschaften der Decklage möglichst stark bestimmen. Besonders bevorzugt besteht die Decklage aus dem genannten Material."Predominantly composed of one material" means that the weight fraction of the material in question is the largest weight fraction of all material components in the entire top layer. Preferably, the weight fraction of the material in the entire top layer is greater than 50%, and more preferably greater than 75%, to ensure that the properties of the material in question determine the properties of the top layer as much as possible. Most preferably, the top layer consists of the material in question.
Die überwiegend oder bevorzugt vollständig aus einem der oben genannten Materialien gebildete Decklage ist außerdem heißsiegelfähig. Die heißsiegelfähige Decklage, welche zur Erzielung eines einfachen Herstellverfahrens der Verpackungslagenanordnung bevorzugt einlagig ist, aber auch aus zwei oder mehr Lagen gebildet sein kann, ist aufgrund der zu ihrer Bildung genannten Materialien sowohl durch Heißsiegelung als auch durch ein Kaltsiegelmedium mit einer kompatiblen Lage anderen Verpackungslagenanordnung oder mit einem Abschnitt einer kompatiblen Lage derselben Verpackungslagenanordnung verbindbar.The top layer, which is predominantly or preferably entirely composed of one of the aforementioned materials, is also heat-sealable. The heat-sealable top layer, which is preferably single-layered to facilitate a simple manufacturing process for the packaging layer arrangement, but can also consist of two or more layers, can be bonded to a compatible layer of another packaging layer arrangement or to a section of a compatible layer of the same packaging layer arrangement, either by heat sealing or by a cold sealing medium, due to the materials used in its formation.
Für eine sowohl die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mechanisch und chemisch ausreichend abschirmende als auch für eine im Falle einer Heiß- oder/und Kaltsiegelverbindung eine ausreichende Verbindungsfestigkeit bereitstellende als auch für eine eine sehr gute Fettbarriere mit dem oben genannten KIT-Wert von 12 bereitstellende Decklage reicht ein vorteilhaft geringes Auftragsgewicht der Decklage im getrockneten Zustand aus, welches im Bereich von 1 bis 9 g/m2, bevorzugt im Bereich von 2 bis 4 g/m2 liegt.For a top layer that provides sufficient mechanical and chemical shielding for the metallization barrier layer arrangement, as well as sufficient bond strength in the case of a hot and/or cold sealing connection, and as well as a very good grease barrier with the aforementioned KIT value of 12, an advantageously low coating weight of the top layer in the dried state is sufficient, which is in the range of 1 to 9 g/ m² , preferably in the range of 2 to 4 g/ m² .
Bevorzugt ist die Decklage nass als Dispersion auf eine Untergrundlage der Verpackungslagenanordnung aufgetragen. Sie liegt nach einem Trocknungsvorgang trocken vor. Weiter bevorzugt ist die Decklage zur Vermeidung einer unerwünscht hohen Lagenanzahl in der Verpackungslagenanordnung unmittelbar, also ohne Zwischenanordnung einer Haftvermittlerlage, auf die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung aufgetragen.Preferably, the top layer is applied wet as a dispersion onto a substrate of the packaging layer assembly. After a drying process, it is dry. Further preferably, to avoid an undesirably high number of layers in the packaging layer assembly, the top layer is applied directly onto the metallization barrier layer assembly, i.e., without an intermediate adhesion promoter layer.
Abweichend vom oben Gesagten kann die Decklage als heißsiegelfähige Decklage aus anderen als den oben genannten Materialien gebildet sein, beispielsweise aus einem Biopolymer, welches als Lösung oder Dispersion aufgetragen ist. Das Biopolymer kann ausgewählt sein aus PLA (Polymilchsäure), PBS (Polybutylensuccinat), PBAT (Polybutylenadipat-terephthalat), PBSA (Polybutylensuccinatadipat), PHA (Polyhydroxyalkanoat), PGA (Polyglykolsäure), PEF (Polyethylenfurandicarboxylat), PVOH, Bio-PET, Bio-PE und Bio-PP. Die genannten Biopolymere sind gemäß DIN 13432 biologisch abbaubar. Die in der vorliegenden Anmeldung genannten Weiterbildungen, die nicht unmittelbar die Decklage aus einem Polyolefin-Blend oder aus einem Copolymer auf Basis von Styrol und Acryl oder aus einem thermoplastischen Elastomer betreffen, gelten auch für eine Decklage aus einem vorstehend genannten Biopolymer.Contrary to the above, the top layer can be made of materials other than those mentioned above, such as a biopolymer applied as a solution or dispersion. The biopolymer can be selected from PLA (polylactic acid), PBS (polybutylene succinate), PBAT (polybutylene adipate terephthalate), PBSA (polybutylene succinate adipate), PHA (polyhydroxyalkanoate), PGA (polyglycolic acid), PEF (polyethylene furane dicarboxylate), PVOH, bio-PET, bio-PE, and bio-PP. The biopolymers mentioned are biodegradable according to DIN 13432. The further developments mentioned in this application, which do not directly relate to a top layer made of a polyolefin blend, a styrene-acrylic copolymer, or a thermoplastic elastomer, also apply to a top layer made of one of the aforementioned biopolymers.
Der Polyolefin-Blend umfasst bevorzugt LDPE und LLDPE oder besteht aus LDPE und LLDPE. Das Copolymer auf Basis von Styrol und umfasst bevorzugt Acryl Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder/und Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA) oder besteht aus Acrylnitril-Butadien-Styrol oder/und Acrylnitril-Styrol-Acrylat.The polyolefin blend preferably comprises LDPE and LLDPE or consists of LDPE and LLDPE. The styrene-based copolymer preferably comprises acrylonitrile butadiene styrene. (ABS) and/or acrylonitrile styrene acrylate (ASA) or consists of acrylonitrile butadiene styrene and/or acrylonitrile styrene acrylate.
Zur Bereitstellung von durch Kaltsiegelung gebildeten Verbindungsstellen kann die Verpackungslagenanordnung auf einer ihrer freiliegenden Oberflächen mit einem Auftrag aus Kaltsiegelmedium versehen sein. Ein Kaltsiegelmedium ist dabei ein ohne Erwärmung bei Raumtemperatur nur gegen sich selbst siegelnder Werkstoff.To provide bonding points formed by cold sealing, the packaging layer arrangement can be coated with a layer of cold-sealing medium on one of its exposed surfaces. A cold-sealing medium is a material that seals only against itself at room temperature without heating.
Bevorzugt bildet die Decklage als heißsiegelfähige Decklage selbst eine freiliegende Oberfläche der Verpackungslagenanordnung. Besonders bevorzugt ist die Decklage einem mit der Verpackungslagenanordnung verpackten Produkt zugewandt, also liegt dem verpackten Produkt näher als die Papierlage und bevorzugt auch näher als die Sauerstoffbarrierelage, die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung und die Wasserdampfbarrierelage. Die überwiegend oder bevorzugt vollständig aus einem Polyolefin-Blend oder aus einem Copolymer auf Basis von Styrol und Acryl oder aus einem thermoplastischen Elastomer gebildete Decklage weist einen vorteilhaft niedrigen Reibwert mit metallischen Werkstoffen auf und ist daher besonders gut maschinenlauffähig. Außerdem trägt die Decklage zur Erhöhung der Wasserdampfbarriereeigenschaften der Verpackungslagenanordnung bei.Preferably, the top layer, being heat-sealable, forms an exposed surface of the packaging layer assembly. Particularly preferably, the top layer faces the product packaged within the packaging layer assembly, meaning it is closer to the packaged product than the paper layer and preferably also closer than the oxygen barrier layer, the metallization barrier layer assembly, and the water vapor barrier layer. The top layer, which is predominantly or preferably entirely composed of a polyolefin blend, a styrene-acrylic copolymer, or a thermoplastic elastomer, exhibits an advantageously low coefficient of friction with metallic materials and is therefore particularly suitable for machine processing. Furthermore, the top layer contributes to enhancing the water vapor barrier properties of the packaging layer assembly.
Als heißsiegelfähige Lage mit freiliegender Oberfläche kann die Decklage eine Innenseite einer aus der Verpackungslagenanordnung gebildeten Verpackung bilden. Um mit dem Kaltsiegelmedium hinsichtlich einer dauerhaften Dichtigkeit kritische Stellen an einer aus der Verpackungslagenanordnung gebildeten Verpackung zur Erzielung einer gewünschten Dichtigkeit zu unterstützen, kann das Kaltsiegelmedium auf die Decklage aufgetragen sein. Solche kritischen Stellen können etwa begründet sein durch Verbindungsnähte mit Lagensprüngen, welche mechanisch stärker als andere Abschnitte einer Verpackung beansprucht sind und zur Bildung von sich allmählich öffnenden Zwickeln neigen. Derart kritische Stellen können über eine bloße Heißsiegelung hinaus durch Auftrag von Kaltsiegelmedium gegen ein unerwünschtes Öffnen gesichert sein. Dies ist weiter unten weiter ausgeführt.As a heat-sealable layer with an exposed surface, the top layer can form the inside of a package made up of multiple layers. To ensure a durable seal at critical points on a package made up of multiple layers, the cold-seal medium can be applied to the top layer. Such critical points might be caused, for example, by seams with layer breaks that are subject to greater mechanical stress than other sections of the package and tend to develop gaps that gradually open. Beyond simple heat sealing, these critical points can be further secured against unwanted opening by applying a cold-seal medium. This is explained in more detail below.
Das Kaltsiegelmedium umfasst gemäß einer bevorzugten Weiterbildung Naturkautschuk oder/und synthetischen Kautschuk oder besteht aus Naturkautschuk oder/und synthetischen Kautschuk. Besonders bevorzugt umfasst oder ist das Kaltsiegelmedium ein natürlicher oder/und synthetischer Latex. Ein solches Kaltsiegelmedium trägt am Ort seiner Anordnung zur lokalen Unterstützung der durch die Decklage gebildeten Fettbarriere bei.According to a preferred embodiment, the cold-seal medium comprises or consists of natural rubber and/or synthetic rubber. Particularly preferably, the cold-seal medium comprises or is a natural and/or synthetic latex. Such a cold-seal medium contributes, at its location, to the local support of the lipid barrier formed by the top layer.
Um nicht unnötig Material an Orten vorzusehen, wo es nicht gebraucht wird und um einen Kontakt des verpackten Produktes mit dem Kaltsiegelmedium möglichst zu vermeiden, ist das Kaltsiegelmedium bevorzugt musterartig nur auf einem Teil der freiliegenden Oberfläche aufgetragen, während ein anderer Teil derselben Oberfläche frei von dem Kaltsiegelmedium ist. Es soll grundsätzlich nicht ausgeschlossen sein, dass Kaltsiegelmedium alternativ oder zusätzlich auf der von der Decklage abgewandten freien Oberfläche der Verpackungslagenanordnung aufgetragen ist, wenngleich dies nicht bevorzugt ist.To avoid unnecessarily providing material in areas where it is not needed and to minimize contact between the packaged product and the cold-seal medium, the cold-seal medium is preferably applied in a patterned fashion only to a portion of the exposed surface, while another portion of the same surface remains free of the cold-seal medium. It is not generally excluded that the cold-seal medium is alternatively or additionally applied to the free surface of the packaging layer arrangement facing away from the top layer, although this is not preferred.
Bevorzugt liegt das Auftragsgewicht des Kaltsiegelmediums im getrockneten Zustand in einem Bereich von 1 bis 5 g/m2. Das Kaltsiegelmedium ist bevorzugt zur Herstellung einer peelfähigen Verbindung ausgebildet.Preferably, the application weight of the cold sealing medium in the dried state is in the range of 1 to 5 g/ m² . The cold sealing medium is preferably designed to produce a peelable bond.
Um die Kaltsiegelfähigkeit einer das Kaltsiegelmedium tragenden Oberfläche, insbesondere der eines der oben genannten Materialien umfassenden oder daraus bestehenden Decklage, zu erhöhen, kann die das Kaltsiegelmedium tragende Oberfläche corona-behandelt sein. Dadurch kann eine Kompatibilität der das Kaltsiegelmedium tragenden Oberfläche mit einem bevorzugt auf einem Kautschukmaterial basierenden oder aus einem Kautschukmaterial bestehenden Kaltsiegelmedium vorteilhaft erhöht werden. Bevorzugt ist dabei eine milde Corona-Behandung, mit einer Behandlungsleistung von nicht mehr als 3500 W.To increase the cold-sealability of a surface bearing the cold-seal medium, particularly the top layer comprising or consisting of one of the aforementioned materials, the surface bearing the cold-seal medium can be corona-treated. This can advantageously increase the compatibility of the surface bearing the cold-seal medium with a cold-seal medium preferably based on or consisting of a rubber material. A mild corona treatment with a treatment power of no more than 3500 W is preferred.
Die Papierlage als Trägerlage erlaubt eine hervorragende Rezyklierbarkeit. Durch Zerfaserung kann wenigstens der Faseranteil der Papierlage wiedergewonnen werden und kann erneut in eine Pulpe übergeführt und zu einem Fasermaterial verarbeitet werden. Sie ist daher besonders nachhaltig.The paper layer as a substrate allows for excellent recyclability. Through pulping, at least the fiber content of the paper layer can be recovered and processed back into pulp and fiber material. It is therefore particularly sustainable.
Mit dem Werkstoffbegriff „Papier“ ist dabei jeder unter die Papier-Definition der DIN 6730 fallende Werkstoff bezeichnet. Die Papierlage weist bevorzugt ein Flächengewicht in einem Bereich von 30 bis 100 g/m2 auf, um einerseits ausreichend Stabilität als Trägerlage der Verpackungslagenanordnung bereitzustellen und um andererseits ein zu hohes Gewicht der Verpackungslagenanordnung zu vermeiden.The term "paper" refers to any material that falls under the paper definition of DIN 6730. The paper layer preferably has a basis weight in the range of 30 to 100 g/ m² to provide sufficient stability as a base layer for the packaging layer arrangement and to avoid excessive weight of the packaging layer arrangement.
Als geeignetes Papier hat sich in Versuchen naturweißes transluzentes Pergaminpapier oder gestrichenes Papier mit sehr glatter und verdichteter Oberfläche erwiesen. Solches Papier verleiht der Verpackungslagenanordnung als Trägerlage ein solides Grundgerüst, welches die weiter genannten Schichten tragen kann.In tests, natural white translucent glassine paper or coated paper with a very smooth and dense surface proved suitable. Such paper provides the packaging layer arrangement with a solid base layer that can support the layers mentioned below.
Stärker bevorzugt ist die Papierlage aus einem Druckstrich-freien Papier mit einem Flächengewicht im Bereich von 50 g/m2 bis 90 g/m2, vorzugsweise im Bereich von 55 g/m2 bis 70 g/m2, und mit einer Dicke im Bereich von 45 µm bis 65 µm, vorzugsweise im Bereich von 50 µm bis 60 µm gebildet. Am stärksten bevorzugt ist die Papierlage aus einem Druckstrich-freien Papier mit einem Flächengewicht von 63 g/m2 mit einer Dicke von 53 µm gebildet.The paper layer is preferably made of a coating-free paper with a basis weight in the range of 50 g/ m² to 90 g/ m² , preferably in the range of 55 g/ m² to 70 g/ m² , and with a thickness in the range of 45 µm to 65 µm, preferably in the range of 50 µm to 60 µm. The paper layer is most preferably made of a coating-free paper with a basis weight of 63 g/ m² and a thickness of 53 µm.
Durch die Verwendung eines Druckstrich-freien Papiers weist dieses zunächst eine für eine Vakuumbedampfung bzw. Vakuumabscheidung nachteilige größere Rauhigkeit auf als gestrichenes Papier. Dafür enthält es die für Druckstriche typischen Materialien nicht. Das Papier kann einen für Papierrecycling vorteilhaften Mix aus längeren und kürzeren Fasern aufweisen. Sein Fasergehalt, bezogen auf eine Volumeneinheit, also seine Faserdichte, und damit seine Festigkeit kann höher sein als bei gestrichenem Papier.Due to the use of uncoated paper, it initially exhibits a greater roughness than coated paper, which is disadvantageous for vacuum vapor deposition or vacuum deposition. However, it does not contain the materials typical of coated paper. The paper can have a mix of longer and shorter fibers, which is advantageous for paper recycling. Its fiber content per unit volume, i.e., its fiber density, and thus its strength, can be higher than that of coated paper.
Um die für eine Vakuumabscheidung nachteilige Wirkung einer höheren Rauhigkeit der Papierlage abzumildern und so eine Abscheidung einer geschlossenen Metallisierungs-Barrierelage aus dem Vakuum zu erleichtern, kann die Papierlage auf ihrer zur Metallisierungs-Barrierelagenanordnung hinweisenden Seite einen Fillerauftrag auf einer Acetatbasis aufweisen. Bevorzugt umfasst oder ist das Fillermaterial auf Acetatbasis Polyvinylacetat. Ein Acetat-Fillerauftrag mit einem Auftragsgewicht in einem Bereich von 0,9 g/m2 bis 1,8 g/m2, insbesondere in einem Bereich von 1,0 g/m2 bis 1,5 g/m2, ist ausreichend.To mitigate the adverse effects of increased paper roughness on vacuum deposition and thus facilitate the deposition of a closed metallization barrier layer from a vacuum, the paper layer can have an acetate-based filler coating on its side facing the metallization barrier layer arrangement. Preferably, the acetate-based filler material comprises or is polyvinyl acetate. An acetate filler coating with a coating weight in the range of 0.9 g/ m² to 1.8 g/ m² , particularly in the range of 1.0 g/ m² to 1.5 g/ m² , is sufficient.
Die Papierlage kann auf ihrer von der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung wegweisenden Seite zur Verbesserung ihrer Bedruckbarkeit einen Fillerauftrag aus ionischer und nicht-ionischer Stärke aufweisen. Ein Fillerauftrag aus der genannten Stärke mit einem Auftragsgewicht in einem Bereich von 0,9 g/m2 bis 1,8 g/m2, insbesondere in einem Bereich von 1,0 g/m2 bis 1,5 g/m2, ist auch hier ausreichend.To improve printability, the paper layer can have a filler coating of ionic and non-ionic starch applied to the side facing away from the metallization barrier layer arrangement. A filler coating of the aforementioned starch with a coating weight in the range of 0.9 g/ m² to 1.8 g/ m² , and particularly in the range of 1.0 g/ m² to 1.5 g/ m² , is sufficient here as well.
Nachfolgend wird die übrige Struktur, auch eine gegebenenfalls in Teilen abweichende Struktur, der vorliegend diskutierten Verpackungslagenanordnung erläutert:
- Die Bildung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung durch Vakuumabscheidung gestattet die Ausbildung einer besonders dünnen Metallisierungs-Barrierelagenanordnung, wobei deren Dicke durch den Prozess der Vakuumabscheidung besonders genau einstellbar ist.
- The formation of the metallization barrier layer arrangement by vacuum deposition allows the formation of a particularly thin metallization barrier layer arrangement, the thickness of which can be adjusted particularly precisely by the vacuum deposition process.
Die Sauerstoffbarrierelage ergänzt funktionell die Gas-Barrierewirkung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung. Die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung bildet vor allem eine Barriere gegenüber Wasserdampf, sodass die zusätzliche Sauerstoffbarrierelage im Verbund mit der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung eine umfassende Barrierewirkung gegen eine Migration sowohl von Sauerstoff als auch von Wasserdampf durch die Verpackungslagenanordnung sorgt. Die Verpackungslagenanordnung ist somit zur Verpackung von sensiblen verderblichen Produkten geeignet.The oxygen barrier layer functionally complements the gas barrier effect of the metallization barrier layer arrangement. The metallization barrier layer arrangement primarily forms a barrier against water vapor, so the additional oxygen barrier layer, in combination with the metallization barrier layer arrangement, provides a comprehensive barrier against the migration of both oxygen and water vapor through the packaging layer arrangement. The packaging layer arrangement is therefore suitable for packaging sensitive, perishable products.
Eine bevorzugte unmittelbare Abscheidung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung auf die Sauerstoffbarrierelage verhindert, dass Sauerstoff unerwünschterweise die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung lokal überwindet, etwa an einer Fehlstelle der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung, und sich nach Migration durch die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung in einer Materiallage ausbreiten kann.A preferred direct deposition of the metallization barrier layer arrangement onto the oxygen barrier layer prevents oxygen from undesirably overcoming the metallization barrier layer arrangement locally, for example at a defect in the metallization barrier layer arrangement, and from spreading in a material layer after migration through the metallization barrier layer arrangement.
Die zusätzliche Ausbildung und Anordnung einer Wasserdampfbarrierelage erhöht zum einen die Barrierewirkung der ebenfalls vornehmlich als Wasserdampfbarriere wirkenden Metallisierungs-Barrierelagenanordnung weiter, was es ermöglicht die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung möglichst dünn auszubilden, ohne dadurch an Barrierewirkung an der Verpackungslagenanordnung insgesamt einzubüßen. Die Anordnung der Sauerstoffbarrierelage in der Lagenfolge zwischen der Wasserdampfbarrierelage und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung schützt die Sauerstoffbarrierelage, die abhängig von den zu ihrer Ausgestaltung verwendeten Werkstoffen feuchtigkeitssensitiv sein kann und bevorzugt sogar feuchtigkeitssensitiv ist. Die Anordnung der Sauerstoffbarrierelage zwischen der Wasserdampfbarrierelage und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung hält beiderseits Feuchtigkeit von der Sauerstoffbarrierelage fern, sodass die Sauerstoffbarrierelage stabil ist und bleibt und über lange Zeit ihre Wirkung entfalten kann.The additional formation and arrangement of a water vapor barrier layer further enhances the barrier effect of the metallization barrier layer arrangement, which also primarily acts as a water vapor barrier. This allows the metallization barrier layer arrangement to be made as thin as possible without compromising the overall barrier effect of the packaging layer arrangement. The placement of the oxygen barrier layer in the layer sequence between the water vapor barrier layer and the metallization barrier layer arrangement protects the oxygen barrier layer, which, depending on the materials used in its construction, can be moisture-sensitive and preferably is. The placement of the oxygen barrier layer between the water vapor barrier layer and the metallization barrier layer arrangement keeps moisture away from the oxygen barrier layer on both sides, ensuring that the oxygen barrier layer remains stable and can maintain its effectiveness over a long period.
Durch die Vakuumabscheidung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung kann wegen der dadurch möglichen dünnen und somit massearmen Ausbildung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung außerdem der Anteil an Nichtfaser-Fremdstoffen vorteilhaft gering gehalten werden, welcher beim Recycling der Verpackungslagenanordnung zusätzlich zu dem von der Papierlage stammenden Fasermaterial anfällt. Dies erleichtert wiederum das Recycling, da die Rückgewinnung des Fasermaterials der Papierlage möglichst wenig durch Nichtfaser-Fremdstoffe belastet und gestört wird.Vacuum deposition of the metallization barrier layer arrangement allows for a thin and therefore low-mass design of the metallization barrier layer arrangement, thus advantageously minimizing the proportion of non-fiber impurities that would otherwise be generated during recycling of the packaging layer arrangement in addition to the fiber material originating from the paper layer. This, in turn, facilitates recycling, as the recovery of the fiber material from the paper layer is minimally affected and disrupted by non-fiber impurities.
Wenngleich es grundsätzlich denkbar ist, dass sich die Papierlage zwischen der Sauerstoffbarrierelage und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung befindet, ist zur Erzielung einer möglichst dünnen Verpackungslagenanordnung mit einer stabilen, durchgängig und geschlossen ausgebildeten Metallisierungs-Barrierelagenanordnung die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung bevorzugt unmittelbar auf die Sauerstoffbarrierelage abgeschieden.Although it is theoretically conceivable that the paper layer is located between the oxygen barrier layer and the metallization barrier layer arrangement, to achieve the best possible result, it is necessary to In a thin packaging layer arrangement with a stable, continuous and closed metallization barrier layer arrangement, the metallization barrier layer arrangement is preferably deposited directly onto the oxygen barrier layer.
Die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung kann gemäß einer ersten Ausführungsform eine durch Vakuumabscheidung gebildete Metalllage aus einem metallischen Werkstoff aufweisen oder aus einer solchen bestehen. Bevorzugt ist der metallische Werkstoff metallisches Aluminium, das sich als Barrierewerkstoff in der Verpackungstechnik bewährt hat.According to a first embodiment, the metallization barrier layer arrangement can comprise or consist of a metal layer formed by vacuum deposition from a metallic material. The metallic material is preferably metallic aluminum, which has proven effective as a barrier material in packaging technology.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung eine durch Vakuumabscheidung gebildete Metalloxidlage aufweisen oder aus einer solchen bestehen. Besonders der Fall, dass die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung nur wenigstens eine Metalloxidlage, jedoch keine Metalllage aufweist, erhöht aus einem unerwarteten Grund die praktische Rezyklierbarkeit der Verpackungslagenanordnung: eine optisch aufgrund ihres Glanzes sofort erkennbare Metalllage führt beim Verbraucher häufig dazu, dass er die nicht mehr benötigte Verpackung nicht in den Papiermüll entsorgt, wo eine aus der vorliegend beschriebenen Verpackungslagenanordnung gebildete Verpackung nach Gebrauch zur Zuführung zu einem geeigneten Recycling-Verfahren für Papierwerkstoffe hingehört. Eine im Wesentlichen transparente Metalloxidlage ist für den Verbraucher optisch nicht oder schlechter erkennbar und lässt die Papierlage als die Trägerlage der Verpackungslagenanordnung erkennen. Als Folge nimmt der Verbraucher die Verpackung zu Recht als Papierverpackung wahr und entsorgt sie entsprechend, was wiederum ihr erfolgreiches Recycling sicherstellt.According to a second embodiment, the metallization barrier layer arrangement can have or consist of a metal oxide layer formed by vacuum deposition. In particular, the case where the metallization barrier layer arrangement has at least one metal oxide layer but no metal layer increases the practical recyclability of the packaging layer arrangement for an unexpected reason: a metal layer, immediately recognizable due to its luster, often leads consumers to dispose of unwanted packaging not in the paper recycling bin, where packaging formed from the packaging layer arrangement described here should be sent for a suitable paper recycling process after use. An essentially transparent metal oxide layer is not, or only less, visually recognizable to the consumer and allows the paper layer to be identified as the base layer of the packaging layer arrangement. As a result, the consumer correctly perceives the packaging as paper packaging and disposes of it accordingly, which in turn ensures its successful recycling.
Gemäß einer dritten möglichen Ausführungsform kann die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung sowohl eine durch Vakuumabscheidung gebildete Metalloxidlage als auch eine durch Vakuumabscheidung gebildete Metalllage aus einem metallischen Werkstoff aufweisen. Dann, wenn die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung sowohl eine Metalllage als auch eine Metalloxidlage aufweist, ist das Metalloxid zur Erleichterung der Herstellung der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung bevorzugt ein Oxid des Metalls der Metalllage. Bevorzugt ist die Metalloxidlage, unabhängig davon, ob sie die einzige Lage der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung oder gemeinsam mit einer Metalllage gebildet ist, eine Aluminiumoxidlage.According to a third possible embodiment, the metallization barrier layer arrangement can comprise both a metal oxide layer formed by vacuum deposition and a metal layer formed by vacuum deposition from a metallic material. When the metallization barrier layer arrangement comprises both a metal layer and a metal oxide layer, the metal oxide is preferably an oxide of the metal of the metal layer to facilitate the fabrication of the metallization barrier layer arrangement. Preferably, the metal oxide layer, regardless of whether it is the sole layer of the metallization barrier layer arrangement or formed together with a metal layer, is an aluminum oxide layer.
Wenngleich daran gedacht sein kann, die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mit genau einer Metalllage und genau einer Metalloxidlage auszubilden, so ist es zur Erzielung einer Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mit besonders hoher Barrierewirkung bei gleichzeitig möglichst geringer Dicke der Barrierelagenanordnung bevorzugt, dass die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung eine Metalllage zwischen zwei Metalloxidlagen aufweist oder aus einer Metalllage zwischen zwei Metalloxidlagen besteht.Although it may be possible to design the metallization barrier layer arrangement with exactly one metal layer and exactly one metal oxide layer, in order to achieve a metallization barrier layer arrangement with a particularly high barrier effect while simultaneously minimizing the thickness of the barrier layer arrangement, it is preferred that the metallization barrier layer arrangement has a metal layer between two metal oxide layers or consists of a metal layer between two metal oxide layers.
Der Begriff „Metallisierungs-Barrierelagenanordnung“ ist gemäß des obigen Ausführungen als metallbasierte Barrierelagenanordnung zu verstehen, welche auf einem Metall oder einer Metallverbindung, insbesondere einem Metalloxid, beruht.The term “metallization barrier layer arrangement” is to be understood, in accordance with the above explanations, as a metal-based barrier layer arrangement which is based on a metal or a metal compound, in particular a metal oxide.
Bevorzugt ist die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung zwischen 6 und 50 nm dick. Eine Metallisierungs-Barrierelagenanordnung im einstelligen Nanometer-Bereich oder im niedrigen zweistelligen Nanometer-Bereich kann durch eine reine Metalloxidlage erreicht werden. Bevorzugt weist die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung eine Dicke im Bereich von 30 bis 50 nm auf, wobei dann, wenn die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung eine Metalloxidlage aufweist, die Metalloxidlage bevorzugt eine Dicke von 2,5 bis 5 nm aufweist. Weist die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mehr als eine Metalloxidlage auf, weist vorzugsweise jede Metalloxidlage eine Dicke im Bereich von 2,5 bis 5 nm auf.Preferably, the metallization barrier layer arrangement is between 6 and 50 nm thick. A metallization barrier layer arrangement in the single-digit nanometer range or in the low double-digit nanometer range can be achieved with a single metal oxide layer. Preferably, the metallization barrier layer arrangement has a thickness in the range of 30 to 50 nm, wherein, if the metallization barrier layer arrangement includes a metal oxide layer, the metal oxide layer preferably has a thickness of 2.5 to 5 nm. If the metallization barrier layer arrangement includes more than one metal oxide layer, each metal oxide layer preferably has a thickness in the range of 2.5 to 5 nm.
In optischer Dichte ausgedrückt, weist die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung vorzugsweise einen Wert im Bereich von 2,0 bis 4,0, bevorzugt im Bereich von 2,2 bis 2,8, besonders bevorzugt von 2,5 auf. Diese Angaben gelten für eine Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mit einer metallischen Lage. Eine Metallisierungs-Barrierelagenanordnung mit nur einer Metalloxidlage oder mehreren Metalloxidlagen weist in der Regel eine optische Dichte von nicht mehr als 0,1 auf.Expressed in optical density, the metallization barrier layer arrangement preferably has a value in the range of 2.0 to 4.0, more preferably in the range of 2.2 to 2.8, and particularly preferably 2.5. These values apply to a metallization barrier layer arrangement with one metallic layer. A metallization barrier layer arrangement with only one metal oxide layer or several metal oxide layers generally has an optical density of no more than 0.1.
Wenngleich die Sauerstoffbarrierelage besonders stabil und dauerhaft aus Polyurethan oder auch aus Polyvinylidenchlorid gebildet sein kann, ist es im Hinblick auf die verbesserte Rezyklierbarkeit der Verpackungslagenanordnung bevorzugt, wenn die Sauerstoffbarrierelage wasserlöslich ist. Die wasserlösliche Sauerstoffbarrierelage kann durch Benetzung mit Wasser gelöst und so von der übrigen Verpackungslagenanordnung, insbesondere von der Papierlage entfernt werden. Vorteilhaft können mit dem Lösen der Sauerstoffbarrierelage die auf der der Papierlage abgewandten Seite der Sauerstoffbarrierelage gelegene wenigstens eine Lage, wie beispielsweise die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung ebenfalls von der Papierlage entfernt werden. Im Ergebnis kann so der nicht-faserhaltige Fremdmaterialanteil beim Recycling der Papierlage weiter reduziert werden.Although the oxygen barrier layer can be made of polyurethane or polyvinylidene chloride, which is particularly stable and durable, it is preferable for the improved recyclability of the packaging layer assembly if the oxygen barrier layer is water-soluble. The water-soluble oxygen barrier layer can be dissolved by wetting it with water and thus removed from the rest of the packaging layer assembly, especially the paper layer. Advantageously, dissolving the oxygen barrier layer also removes at least one layer located on the side of the oxygen barrier layer facing away from the paper layer, such as the metallization barrier layer. As a result, the proportion of non-fiber-containing foreign material during the recycling of the paper layer can be further reduced.
Polyurethan oder Polyvinylidenchlorid kann, bezogen auf das Gewicht, der Hauptbestandteil der Sauerstoffbarrierelage sein oder kann sogar, unter Vernachlässigung unvermeidlicher Verunreinigungen, der einzige Bestandteil der Sauerstoffbarrierelage sein. Die Sauerstoffbarrierelage kann, um wasserlöslich zu sein, bezogen auf das Gewicht, Vinylalkohol als Hauptbestandteil enthalten oder, unter Vernachlässigung unvermeidlicher Verunreinigungen, aus Vinylalkohol bestehen. Als Vinylalkohol kommen beispielsweise Polyvinylalkohol, Butenediol-Vinylalkohol-Copolymer und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer infrage. Aus den oben genannten Gründen einer Bildung einer vorteilhaften Mineralölbarriere ist die Sauerstoffbarrierlage vorzugsweise aus wenigstens zwei, zur Vermeidung unnötigen Materialverbrauchs besonders bevorzugt aus genau zwei Schichten gebildet.Polyurethane or polyvinylidene chloride can be the main component of the oxygen barrier layer by weight, or even, neglecting unavoidable impurities, the sole component. To be water-soluble, the oxygen barrier layer can contain vinyl alcohol as its main component by weight, or, neglecting unavoidable impurities, consist entirely of vinyl alcohol. Examples of suitable vinyl alcohols include polyvinyl alcohol, butenediol-vinyl alcohol copolymer, and ethylene-vinyl alcohol copolymer. For the aforementioned reasons of forming an advantageous mineral oil barrier, the oxygen barrier layer is preferably composed of at least two layers, and, to avoid unnecessary material consumption, particularly preferably of exactly two layers.
Die Sauerstoffbarrierewirkung in Gestalt der Sauerstofftransferrate der Verpackungslagenanordnung wird gemäß der DIN 53380-3 ermittelt, und zwar bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit. Die oben genannte Sauerstofftransferrate ist eine Mindestanforderung an die Sauerstoffbarrierelage und als solche eine Obergrenze. Bevorzugt weist die Verpackungslagenanordnung eine Sauerstofftransferrate von nicht mehr als 1,0, stärker bevorzugt von nicht mehr als 0,8 cm3/(m2·d·bar) auf, um eine Oxidation eines von der Verpackungslagenanordnung umgebenen Produkts möglichst lange zu verhindern oder hinauszuzögern.The oxygen barrier effect, expressed as the oxygen transfer rate of the packaging layer arrangement, is determined according to DIN 53380-3 at 23 °C and 50% relative humidity. The oxygen transfer rate mentioned above is a minimum requirement for the oxygen barrier layer and, as such, an upper limit. Preferably, the packaging layer arrangement has an oxygen transfer rate of no more than 1.0, and more preferably no more than 0.8 cm³ /( m² ·d·bar), in order to prevent or delay oxidation of a product surrounded by the packaging layer arrangement for as long as possible.
Zur weiteren Dickenreduzierung der Verpackungslagenanordnung ist die Sauerstoffbarrierelage bevorzugt als Primer-Beschichtung aufgetragen ist, vorzugsweise als Dispersion oder Lösung. Die Sauerstoffbarrierelage kann durch Extrusion aufgetragen sein oder kann aufgedruckt oder mit einer Walze aufgetragen sein. In jedem Fall wird die Sauerstoffbarrierelage bevorzugt nass aufgetragen und anschließend an den Auftrag getrocknet. Im bevorzugten Fall einer Sauerstoffbarrierelage aus wenigstens zwei Schichten mit jeweils einem Polymer auf Vinylalkoholbasis als einem Hauptbestandteil, insbesondere mit wenigstens zwei PVOH-Schichten, wird bevorzugt erst eine Schicht aufgetragen und auf diese anschließende eine weitere Schicht usw.To further reduce the thickness of the packaging layer arrangement, the oxygen barrier layer is preferably applied as a primer coating, preferably as a dispersion or solution. The oxygen barrier layer can be applied by extrusion, printing, or roller application. In any case, the oxygen barrier layer is preferably applied wet and then dried after application. In the preferred case of an oxygen barrier layer consisting of at least two layers, each with a vinyl alcohol-based polymer as a main component, particularly with at least two PVOH layers, preferably one layer is applied first, followed by another layer, and so on.
Die Sauerstoffbarrierelage weist bevorzugt ein im getrockneten, einsatzbereiten Zustand gemessenes Auftragsgewicht von 0,9 bis 5,5 g/m2 auf.The oxygen barrier layer preferably has a coating weight of 0.9 to 5.5 g/ m² when measured in the dried, ready-to-use state.
Die Wasserdampfbarrierelage kann ein Acrylcopolymer oder einen Polyester als Hauptbestandteil enthalten oder kann, unter Vernachlässigung unvermeidlicher Verunreinigungen, aus einem Acrylcopolymer oder einem Polyester bestehen.The water vapor barrier layer may contain an acrylic copolymer or a polyester as its main component, or may, neglecting unavoidable impurities, consist of an acrylic copolymer or a polyester.
Auch die Wasserdampfbarrierelage ist zu Erzielung einer möglichst dünnen Ausbildung als Primer-Beschichtung aufgetragen, vorzugsweise als Dispersion oder Lösung. Die Wasserdampfbarrierelage kann durch Extrusion aufgetragen sein oder kann aufgedruckt oder mit einer Walze aufgetragen sein. Die Wasserdampfbarrierelage wird bevorzugt nass aufgetragen und anschließend getrocknet.The water vapor barrier layer is also applied as a primer coating to achieve the thinnest possible structure, preferably as a dispersion or solution. The water vapor barrier layer can be applied by extrusion, printing, or roller application. It is preferably applied wet and then dried.
Die Wasserdampfbarrierelage weist bevorzugt mit ein im getrockneten, einsatzbereiten Zustand gemessenes Auftragsgewicht von 0,9 bis 3,3 g/m2 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Wasserdampfbarrierelage unmittelbar, also ohne Anordnung einer Zwischenschicht, auf die Papierlage aufgetragen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wasserdampfbarrierelage unter Zwischenanordnung der oben genannten Fillerlage auf Acetatbasis auf die Papierlage aufgetragen.The water vapor barrier layer preferably has a coating weight of 0.9 to 3.3 g/ m² when measured in the dried, ready-to-use state. According to one embodiment, the water vapor barrier layer is applied directly to the paper layer, i.e., without an intermediate layer. According to another embodiment, the water vapor barrier layer is applied to the paper layer with the aforementioned acetate-based filler layer as an intermediate layer.
Die Wasserdampfbarrierewirkung in Gestalt der Wasserdampftransferrate der Verpackungslagenanordnung wird gemäß der DIN EN ISO 15106-3 ermittelt, und zwar bei 38 °C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit. Die oben genannte Wasserdampftransferrate ist eine Mindestanforderung an die Wasserdampfbarrierelage und als solche eine Obergrenze der Wasserdampftransferrate. Bevorzugt weist die Verpackungslagenanordnung eine Wasserdampftransferrate von nicht mehr als 1,0, stärker bevorzugt von nicht mehr als 0,8 g/(m2·d) auf, um eine Befeuchtung eines von der Verpackungslagenanordnung umgebenen Produkts möglichst lange zu verhindern oder hinauszuzögern.The water vapor barrier effect, expressed as the water vapor transfer rate of the packaging layer arrangement, is determined according to DIN EN ISO 15106-3 at 38 °C and 90% relative humidity. The aforementioned water vapor transfer rate is a minimum requirement for the water vapor barrier layer and, as such, an upper limit for the water vapor transfer rate. Preferably, the packaging layer arrangement has a water vapor transfer rate of no more than 1.0 g/(m²·d), and more preferably no more than 0.8 g/( m² ·d), in order to prevent or delay the wetting of a product surrounded by the packaging layer arrangement for as long as possible.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Verpackungslagenanordnung können die Wasserdampfbarrierelage, die Sauerstoffbarrierelage und die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung auf derselben Seite der Papierlage angeordnet sein. In diesem Falle ist bevorzugt die Wasserdampfbarrierelage von den genannten Barrierelagen der Papierlage am nächsten gelegen angeordnet. Die Sauerstoffbarrierelage kann unmittelbar auf die Wasserdampfbarrierelage aufgetragen sein und die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung kann auf die Sauerstoffbarrierelage vakuumabgeschieden sein. So wird ein sehr kompakter Lagenaufbau erhalten, bei dem vor allem die Sauerstoffbarrierelage für Feuchtigkeit aus der umgebenden Atmosphäre nahezu unerreichbar ist.According to a first embodiment of the packaging layer arrangement, the water vapor barrier layer, the oxygen barrier layer, and the metallization barrier layer arrangement can be arranged on the same side of the paper layer. In this case, the water vapor barrier layer is preferably arranged closest to the paper layer among the aforementioned barrier layers. The oxygen barrier layer can be applied directly to the water vapor barrier layer, and the metallization barrier layer arrangement can be vacuum-deposited onto the oxygen barrier layer. This results in a very compact layer structure in which, in particular, the oxygen barrier layer is virtually inaccessible to moisture from the surrounding atmosphere.
Alternativ kann die Papierlage zwischen der Wasserdampfbarrierelage und der Sauerstoffbarrierelage angeordnet sein, was zu einer vorteilhaft geringen Anzahl an Lagen in der Verpackungslagenanordnung führen kann. Dies wird nachfolgend erläutert.Alternatively, the paper layer can be positioned between the water vapor barrier layer and the oxygen barrier layer, which can result in a beneficially small number of layers in the packaging arrangement. This is explained below.
Grundsätzlich kann die Verpackungslagenanordnung nur aus den oben genannten Lagen bestehen. Die Anordnung weiterer Lagen ist jedoch nicht ausgeschlossen.In principle, the packaging layer arrangement can only consist of the layers mentioned above. However, the arrangement of further layers is not excluded.
Ein weiterer Vorteil der Papierlage ist ihre einfache und gute Bedruckbarkeit. So kann durch Druckauftrag, insbesondere Mehrfarben-Druckauftrag, Produktinformation auf eine durch die Verpackungslagenanordnung gebildete Verpackung für den Verbraucher leicht wahrnehmbar aufgebracht sein.Another advantage of the paper layer is its easy and good printability. This allows product information to be easily displayed to the consumer on packaging formed by the layered packaging, especially through multi-color printing.
Die Verpackungslagenanordnung kann eine Schutzlage aufweisen. Bevorzugt ist diese Schutzlage eine außenliegende Materiallage, also eine Materiallage, welche mit einer Seite zur Umgebung hin freiliegt. Die Papierlage ist zwischen der Schutzlage und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung angeordnet. Die Schutzlage bildet bevorzugt eine vom verpackten Produkt wegweisende Oberfläche einer aus der Verpackungslagenanordnung gebildeten Verpackung.The packaging layer arrangement can include a protective layer. Preferably, this protective layer is an outer material layer, i.e., a material layer whose side is exposed to the environment. The paper layer is arranged between the protective layer and the metallization barrier layer arrangement. The protective layer preferably forms a surface of the packaging made up of the packaging layer arrangement that points away from the packaged product.
Dann, wenn die Papierlage bedruckt ist, ist die Schutzlage bevorzugt eine Schutzlackschicht, welche den Druckfarbenauftrag bedeckt und dadurch vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor mechanischem Abrieb schützt. In der oben genannten Ausführungsalternative, gemäß welcher die Papierlage zwischen der weiteren Materiallage und der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung angeordnet ist, kann zur Reduzierung der Anzahl an Lagen in der Verpackungslagenanordnung die Wasserdampfbarrierelage die nach außen freiliegende Schutzlage der Verpackungslagenanordnung bilden, welche insbesondere einen Druckfarbenauftrag bedeckt und schützt. Die Wasserdampfbarrierelage ist in diesem Fall die Schutzlage. Die Schutzlage kann ganz allgemein aus Nitrozellulose, Polyurethan, Polyester oder/und einem Acrylcopolymer gebildet sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Bevorzugt weist die Schutzlage ein im trockenen, einsatzbereiten Zustand gemessenes Auftragsgewicht im Bereich von 0,4 bis 2,2 g/m2 auf.When the paper layer is printed, the protective layer is preferably a protective varnish layer that covers the printed ink and thus protects it from external influences, especially mechanical abrasion. In the aforementioned embodiment, in which the paper layer is arranged between the further material layer and the metallization barrier layer arrangement, the water vapor barrier layer can form the exposed protective layer of the packaging layer arrangement, thus reducing the number of layers. This protective layer covers and protects the printed ink. In this case, the water vapor barrier layer is the protective layer. The protective layer can generally be made of nitrocellulose, polyurethane, polyester, and/or an acrylic copolymer, to name just a few examples. Preferably, the protective layer has a coating weight, measured in the dry, ready-to-use state, in the range of 0.4 to 2.2 g/ m² .
Alle Angaben eines Auftragsgewichts- oder Auftragsgewichtsbereichs in der vorliegenden Anmeldung betreffen einen Auftrag in einem trockenen betriebsbereiten Zustand, wie er nach 24 h Aufenthalt in einer Atmosphäre mit 0 % Luftfeuchtigkeit, 1013 hPa und 20 °C vorliegt.All specifications of a contract weight or contract weight range in the present application relate to a contract in a dry, ready-to-use condition, as it is after 24 hours of exposure to an atmosphere with 0% relative humidity, 1013 hPa and 20°C.
Die Verpackungslagenanordnung kann eine zweite Wasserdampfbarrierelage aufweisen, welche entsprechend der wie oben beschrieben ausgebildeten, dann ersten Wasserdampfbarrierelage ausgebildet und aufgetragen sein kann. Die zweite Wasserdampfbarrierelage ist bevorzugt auf der von der Papierlage abgewandten Seite der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung angeordnet. Aus Gründen einer möglichst effektiven, aber dünnen Wasserdampfbarriere kann die zweite Wasserdampfbarrierelage im Falle ihres Vorsehens bevorzugt unmittelbar auf die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung aufgetragen sein. Auf diese kann dann die Decklage aufgetragen sein, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung einer geeigneten Haftvermittlerlage.The packaging layer arrangement can include a second water vapor barrier layer, which can be designed and applied in accordance with the first water vapor barrier layer as described above. The second water vapor barrier layer is preferably arranged on the side of the metallization barrier layer arrangement facing away from the paper layer. For the sake of the most effective yet thin water vapor barrier possible, the second water vapor barrier layer, if included, can preferably be applied directly to the metallization barrier layer arrangement. The top layer can then be applied to this, optionally with an intermediate layer of suitable adhesion promoter.
Zur Erzielung einer möglichst dünnen aber wirksamen Verpackungslagenanordnung, kann diese nur die oben genannten Lagen aufweisen.To achieve the thinnest possible yet effective packaging layer arrangement, it can only consist of the layers mentioned above.
Für eine gute Rezyklierbarkeit ist ein masse- oder gewichtsmäßig besonders dominanter Anteil an Papiermaterial und ein bezogen auf diesen dominanten Anteil möglichst geringer Anteil an Fremdstoffen vorteilhaft. Aus diesem Grunde weist bevorzugt keine einzelne Lage der Verpackungslagenanordnung ein größeres Flächengewicht auf als die Papierlage. Für die besonders bevorzugte Ausführungsform einer wasserlöslichen Sauerstoffbarrierelage, gemäß welcher alle in Richtung von der Papierlage weg auf die Sauerstoffbarrierelage folgenden weiteren Lagen problemlos von der Verpackungslagenanordnung entfernt werden können, kann die Papierlage wenigstens in einem Teillagenverbund, welcher von einer der Papierlage näher als der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung gelegenen Außenseite der Verpackungslagenanordnung bis einschließlich zur Metallisierungs-Barrierelagenanordnung reicht, einen Anteil von wenigstens 95 Gew.-% an dem Gesamtgewicht des Teillagenverbunds aufweisen. Bevorzugt weist die Papierlage in der gesamten Verpackungslagenanordnung einen Anteil von wenigstens 95 Gew.-% am Gesamtgewicht der Verpackungslagenanordnung auf. Die Grenze von 95 Gew.-% bildet in vielen Rechtsverordnungen, betreffend ein Verpackungsrecycling, die Grenze, bis zu deren Unterschreiten eine aus mehreren Lagen gebildete Verpackungslagenanordnung als Monomaterial gilt und bei der Sekundärrohstoffverwertung wie ein Monomaterial behandelt werden darf. Die Verpackungslagenanordnung gilt dann als nur aus dem Material mit dem Gewichtsanteil von wenigstens 95 % bestehend und wird entsprechend einem für dieses Material angepassten Recyclingprozess zugeführt. Dieses Material ist vorliegend bevorzugt das Papier der Papierlage.For good recyclability, a particularly dominant proportion of paper material by mass or weight and a proportion of impurities that is as low as possible relative to this dominant proportion are advantageous. For this reason, preferably no single layer of the packaging layer assembly has a higher basis weight than the paper layer. In the particularly preferred embodiment of a water-soluble oxygen barrier layer, according to which all subsequent layers following the oxygen barrier layer in the direction away from the paper layer can be easily removed from the packaging layer assembly, the paper layer can have a proportion of at least 95 wt.% of the total weight of the partial layer assembly, at least in a partial layer assembly extending from an outer surface of the packaging layer assembly located closer to the paper layer than to the metallization barrier layer assembly, up to and including the metallization barrier layer assembly. Preferably, the paper layer has a proportion of at least 95 wt.% of the total weight of the packaging layer assembly in the entire packaging layer assembly. In many legal regulations concerning packaging recycling, the 95% weight limit defines the threshold below which a multi-layered packaging assembly is considered a single material and may be treated as such in secondary raw material recycling. The packaging assembly is then considered to consist solely of the material with a weight fraction of at least 95% and is processed according to a recycling procedure adapted for this material. In this case, this material is preferably the paper of the paper layer.
In unterschiedlichen Rechtsordnungen können unterschiedliche Grenzwerte für die Klassifizierung eines Verpackungsmaterials als Monomaterial gelten, wobei derzeit das 95 Gew.-%-Kriterium das strengste Kriterium ist und daher seine Erfüllung die Voraussetzung zur Klassifizierung als Monomaterial in den meisten oder sogar allen Rechtsordnungen erfüllt.Different legal systems may have different threshold values for classifying a packaging material as a mono-material, with the 95% wt. criterion currently being the strictest criterion and therefore fulfilling it is a prerequisite for classification as a mono-material in most or even all legal systems.
In der vorliegenden Anmeldung angegebenen Referenzen auf Normen und Vorschriften beziehen sich auf die Normen und Vorschriften in der am Anmeldetag geltenden Fassung.References to standards and regulations provided in this application refer to the standards and regulations in the version applicable on the filing date.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine aus der oben beschriebenen Verpackungslagenanordnung gebildete flexible Verpackung, insbesondere Lebensmittelverpackung. Die flexible Verpackung umfasst eine Verpackungswand und einen von der Verpackungswand umgebenen Verpackungsraum. Die Verpackungswand ist wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, aus einer Verpackungslagenanordnung gebildet, wie sie vorstehend beschrieben und weitergebildet ist.The present invention also relates to a flexible packaging, in particular food packaging, formed from the packaging layer arrangement described above. The flexible packaging comprises a packaging wall and a packaging space surrounded by the packaging wall. The packaging wall is formed at least partially, preferably predominantly, and particularly preferably completely, from a packaging layer arrangement as described and further developed above.
Die Verpackung weist wenigstens einen Siegelbereich auf, in welchem ein Abschnitt der Decklage der Verpackungslagenanordnung mit einem anderen Abschnitt der Decklage oder mit einem Abschnitt einer kompatiblen anderen Lage unter Bildung einer Heißsiegelverbindung durch Heißsiegeln verbunden ist.The packaging has at least one sealing area in which a section of the top layer of the packaging layer arrangement is joined to another section of the top layer or to a section of a compatible other layer by heat sealing to form a heat seal connection.
Die Anordnung des oben genannten Kaltsiegelmedienauftrags ist beispielsweise dann besonders hilfreich, wenn die Verpackung wenigstens einen Siegelbereich aufweist, welcher längs seines Verlaufs sprunghaft seine Dicke ändert oder/und einen Zwickel aufweist.The arrangement of the aforementioned cold sealing media application is particularly helpful, for example, if the packaging has at least one sealing area which changes its thickness abruptly along its course and/or has a gusset.
Im Bereich eines Dickensprungs, an welchem die Dicke des Siegelbereichs längs des Siegelbereichs in einer Richtung sprunghaft ansteigt, ist die Integrität der Fettbarrierewirkung der Verpackungslagenanordnung gefährdet, da die einander gegenüberliegenden miteinander zu siegelnden Bereiche der Verpackungslagenanordnung auf kurzem Weg die Dickenänderung überwinden müssen. Dabei besteht das Risiko, dass im Bereich der Dickenänderung ein Zwickelbereich der miteinander siegelnd zu verbindenden Verpackungswände tatsächlich unverbunden bleibt oder eine hergestellte Siegelung im Zwickelbereich nur kurzfristig Bestand hat und aufgrund mechanischer Spannungen im flexiblen Verpackungsmaterial der Verpackung lokal wieder gelöst wird. Um im Bereich der sprunghaften Dickenänderung eine durchgehende Siegelung der aufeinander zuweisenden und aneinander anliegenden Bereiche von flexiblem Verpackungsmaterial unter Aufrechterhaltung der durch die Decklage bereitgestellten Fettbarrierewirkung zu gewährleisten, ist bevorzugt ein Kaltsiegelmedium im Siegelbereich oder diesem unmittelbar benachbart angeordnet.In areas with a sudden change in thickness, where the thickness of the sealing area increases abruptly in one direction along the sealing area, the integrity of the grease barrier effect of the packaging layer arrangement is compromised. This is because the opposing areas of the packaging layer arrangement, which are to be sealed, must overcome the change in thickness over a short distance. There is a risk that, in the area of the thickness change, a gusset area of the packaging walls to be sealed will remain unconnected, or that a seal created in the gusset area will only last a short time and be locally broken again due to mechanical stresses in the flexible packaging material. To ensure a continuous seal of the opposing and adjacent areas of flexible packaging material in the area of the abrupt thickness change, while maintaining the grease barrier effect provided by the top layer, a cold sealing medium is preferably placed in or immediately adjacent to the sealing area.
Ein für eine Integrität einer Siegelverbindung kritischer Zwickelbereich kann auch dort entstehen, wo mehr als zwei zu siegelnde Oberflächen in einem Siegelbereich aufeinandertreffen. Meistens sind dann wenigstens zwei dieser mehr als zwei Oberflächen im Zwickelbereich gekrümmt.A critical gusset area, which is critical for the integrity of a seal, can also occur where more than two surfaces to be sealed meet in a single sealing area. In most cases, at least two of these more than two surfaces are curved in the gusset area.
Das Kaltsiegelmedium ist daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform am Verpackungslagenmaterial dort aufgetragen, wo an der aus dem Verpackungslagenmaterial gebildeten Verpackung ein Bereich einer sprunghaften Dickenänderung oder/und ein Zwickelbereich innerhalb des Siegelbereichs zu erwarten ist.According to a preferred embodiment, the cold sealing medium is therefore applied to the packaging layer material where an area of abrupt thickness change and/or a gusset area within the sealing area is to be expected on the packaging formed from the packaging layer material.
Ein besonders häufig auftretender Fall einer sprunghaften Dickenänderung in einem Siegelbereich einer Verpackung ist die Ausbildung eines Lagensprungs längs des Siegelbereichs, in welchem ein Abschnitt der Verpackungslagenanordnung auf sich selbst zurückgefaltet ist. Ein Lagensprung ist immer dann vorhanden, wenn längs des Siegelbereichs eine virtuelle Grenze existiert, auf deren einer Seite mehr Lagen an Verpackungslagenmaterial miteinander siegelnd verbunden sind als auf der anderen Seite der virtuellen Grenze. Ein Lagensprung tritt beispielsweise bei einer sogenannten an sich bekannten „W-Faltung“ zur Ausbildung eines Standbodens an einem flexiblen Verpackungsbeutel auf. Auf einer Seite der virtuellen Grenze des Siegelbereichs sind dabei vier Lagen vorhanden, von welchen die beiden äußersten Lagen mit ihren jeweiligen Nachbarlagen jeweils innen-gegen-innen miteinander siegelnd verbunden sind, während die beiden Nachbarlagen mit ihren Außenseiten aufeinander zuweisen und daher nicht miteinander gesiegelt sind. Eine derartige W-Faltung ermöglicht eine Spreizung der Verpackungsfaltung für eine Ausbildung eines Standbodens des gefalteten Verpackungsbeutels. Im Bereich des Lagensprungs unterstützt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Kaltsiegelmedium die Siegelverbindung des Siegelbereichs. Dementsprechend ist das Kaltsiegelmedium in dieser bevorzugten Ausführungsform lokal an jener Stelle der flexiblen Verpackungslagenanordnung aufgetragen, an welcher in einem Siegelbereich ein Lagensprung zu erwarten ist.A particularly common occurrence of a sudden change in thickness within a packaging seal area is the formation of a layer break along the seal area, where a section of the packaging layer arrangement is folded back on itself. A layer break always occurs when a virtual boundary exists along the seal area, on one side of which more layers of packaging material are sealed together than on the other side of the virtual boundary. A layer break occurs, for example, in a so-called "W-fold," a well-known type used to create a stand-up base on a flexible packaging bag. On one side of the virtual boundary of the seal area, there are four layers, of which the two outermost layers are sealed to their respective neighboring layers on the inside-to-inside side, while the two adjacent layers face each other on their outer sides and are therefore not sealed together. Such a W-fold allows the packaging fold to spread, forming a stand-up base for the folded packaging bag. In a preferred embodiment, a cold-sealing medium supports the sealing connection of the sealing area in the area of the layer transition. Accordingly, in this preferred embodiment, the cold-sealing medium is applied locally at that point in the flexible packaging layer arrangement where a layer transition is expected in a sealing area.
Ein weiterer potentiell zwickelbildender Bereich einer flexiblen Verpackung ist eine Quersiegelnaht einer VFFS-Verpackung (VFFS = „Vertical Form, Fill, and Seal“) sein. Eine VFFS-Verpackung wird während ihrer Bildung mit fortschreitender Längssiegelnaht zwischen einer unteren Quersiegelnaht und einer später entstehenden oberen Quersiegelnaht mit einem schüttfähigen Produkt gefüllt. Dort, wo die Längssiegelnaht und die Quersiegelnaht aufeinandertreffen, sind drei Abschnitte der Verpackungslagenanordnung miteinander zu verbinden, von welchen wenigstens zwei an der betreffenden Stelle gekrümmt sind. Dies ist nur ein weiteres Beispiel für eine mögliche Anwendung des Kaltsiegelmediums.Another potentially crease-forming area in flexible packaging is the transverse seal seam of a VFFS package (VFFS = "Vertical Form, Fill, and Seal"). A VFFS package is filled with a pourable product during its formation, with the longitudinal seal seam progressing between a lower transverse seal seam and a subsequently formed upper transverse seal seam. Where the longitudinal and transverse seal seams meet, three sections of the packaging layer arrangement must be joined, at least two of which are curved at that point. This is just one more example of a possible application of the cold-seal medium.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verpackungslagenanordnung, -
2 eine grobschematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verpackungslagenanordnung, -
3 eine grobschematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer mit der Verpackungslagenanordnung von1 oder2 gebildeten Verpackung, und -
4 eine grobschematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer mit der Verpackungslagenanordnung von1 oder2 gebildeten Verpackung.
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1 a rough schematic cross-sectional view of a first embodiment of a packaging layer arrangement according to the invention, -
2 a rough schematic cross-sectional view of a second embodiment of a packaging layer arrangement according to the invention, -
3 a rough schematic perspective view of a first embodiment of a packaging layer arrangement of1 or2 formed packaging, and -
4 a rough schematic perspective view of a second embodiment of a packaging layer arrangement of1 or2 formed packaging.
In
Zur Glättung der Oberflächen der Druckstrich-freien Papierlage 12 ist auf einer zur Außenseite 10a der Verpackungslagenanordnung 10 im Sinne einer Außenseite 10a einer aus der Verpackungslagenanordnung 10 gebildeten Verpackung 90 (siehe
In analoger Weise ist auf der von der Außenseite 10a der Verpackungslagenanordnung 10 wegweisenden Seite 12b der Papierlage 12 zu deren Glättung ein zweiter Fillerauftrag 17 aus Polyvinylacetat mit einem Auftragsgewicht von beispielsweise 1,3 g/m2 aufgetragen.Similarly, on the side 12b of the paper layer 12 facing away from the outside 10a of the packaging layer arrangement 10, a second filler coating 17 made of polyvinyl acetate with a coating weight of, for example, 1.3 g/ m² is applied to smooth it.
Die Darstellung der Verpackungslagenanordnung 10 in
Zur Außenseite 10a der Verpackungslagenanordnung 10 hin weist die Verpackungslagenanordnung 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Lage 14 mit einem unmittelbar auf die Papierlage 12 bzw. auf den Fillerauftrag 13 aufgedruckten Druckfarbenauftrag auf. Mit dem Druckfarbenauftrag der Lage 14 kann die Verpackungslagenanordnung 10 und damit die aus ihr gebildete Verpackung 90 oder 140 mit Produktinformationen über Herkunft oder/und Qualität oder/und Menge eines mit der Verpackungslagenanordnung 10 verpackten Produkts versehen werden.On the outer side 10a of the packaging layer arrangement 10, the packaging layer arrangement 10, in the illustrated embodiment, has a layer 14 with a printing ink layer printed directly onto the paper layer 12 or onto the filler layer 13. The printing ink layer 14 allows the packaging layer arrangement 10, and thus the packaging 90 or 140 formed from it, to be provided with product information about the origin and/or quality and/or quantity of a product packaged with the packaging layer arrangement 10.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Verpackungslagenanordnung 10 kann die Lage 14 mit dem Druckfarbenauftrag entfallen. In einer einfachen Ausgestaltung kann die Lage 14 mit dem Druckfarbenauftrag eine außenliegende, also zur Umgebung der Verpackungslagenanordnung 10 hin freiliegende Lage sein.In a particularly simple embodiment of the packaging layer arrangement 10, layer 14 with the printing ink application can be omitted. In a simple embodiment, layer 14 with the printing ink application can be an outer layer, i.e., exposed to the surroundings of the packaging layer arrangement 10.
In der Regel ist es jedoch gewünscht, den Druckfarbenauftrag dauerhaft möglichst in einer druckfrischen Qualität zu erhalten, da Verbraucher häufig aus dem optisch leicht wahrnehmbaren Eindruck der Verpackung auf die Qualität des damit verpackten Produkts schließen. Zum Schutz der Lage 14 mit dem Druckfarbenauftrag kann daher eine Schutzlage 16 über dem Druckfarbenauftrag angeordnet sein, welcher den Druckfarbenauftrag bedeckt. Die Schutzlage 16 kann einen Schutzlack umfassen, welcher bevorzugt nass aufgetragen wurde und anschließend getrocknet ist. However, it is generally desirable to maintain the printed ink application in as pristine quality as possible, since consumers often infer the quality of the packaged product from the easily perceptible visual impression of the packaging. To protect layer 14 with the printed ink application, a protective layer 16 can therefore be placed over it, covering the printed ink application. The protective layer 16 can include a protective varnish, which is preferably applied wet and then dried.
Nass aufgetragener Schutzlack bildet im getrockneten Zustand eine dünnere Lage 16 als eine alternativ aufkaschierte Schutzfolie aus demselben Material.When wet, a protective lacquer forms a thinner layer 16 when dry than an alternatively laminated protective film made of the same material.
Die optionale Schutzlage 16 aus Nitrozellulose, Polyurethan oder Polyester, um nur einige Materialbeispiele zu nennen, ist bevorzugt mit einem im einsatzbereiten getrockneten Zustand zu messenden Auftragsgewicht von 0,5 bis 2,0 g/m2 aufgetragen.The optional protective layer 16 made of nitrocellulose, polyurethane or polyester, to name just a few material examples, is preferably applied with a coating weight of 0.5 to 2.0 g/ m² , which can be measured in the ready-to-use dried state.
Auf der zu der der Außenseite 10a entgegengesetzten Innenseite 10b der Verpackungslagenanordnung 10 hinweisenden Seite der Papierlage 12 bzw. auf den Fillerauftrag 17 ist eine Wasserdampfbarrierelage 18 aufgetragen. Die Wasserdampfbarrierelage 18 kann beispielsweise aus einem Acrylcopolymer oder einem Polyester gebildet sein, beispielsweise mit einem Auftragsgewicht von 1 bis 3 g/m2, wiederum gemessen im einsatzbereiten getrockneten Zustand.A water vapor barrier layer 18 is applied to the side of the paper layer 12 facing the inner side 10b of the packaging layer arrangement 10, which is opposite the outer side 10a or the filler layer 17. The water vapor barrier layer 18 can, for example, be made of an acrylic copolymer or a polyester, for example with an application weight of 1 to 3 g/ m² , again measured in the ready-to-use, dried state.
Die Wasserdampfbarrierelage 18 ist bevorzugt nass aufgetragen und ist nach dem Auftrag getrocknet.The water vapor barrier layer 18 is preferably applied wet and is dried after application.
Auf die von der Papierlage 12 abgewandte Seite der Wasserdampfbarrierelage 18 ist eine Sauerstoffbarrierelage 20 nass aufgetragen, die nach ihrem Auftrag getrocknet ist. Die Sauerstoffbarrierelage 20, beispielsweise gebildet aus wasserlöslichem PVOH, weist im einsatzbereiten getrockneten Zustand ein Auftragsgewicht im Bereich von 2 bis 5 g/m2 auf.On the side of the water vapor barrier layer 18 facing away from the paper layer 12, there is a Oxygen barrier layer 20 is applied wet and then dried. The oxygen barrier layer 20, for example, formed from water-soluble PVOH, has a coating weight of 2 to 5 g/ m² in its ready-to-use, dried state.
Die Sauerstoffbarrierelage 20 kann grundsätzlich auch aus anderen Werkstoffen gebildet sein, wie etwa Polyurethan, BVOH oder EVOH. Sie ist bevorzugt gebildet aus wasserlöslichem PVOH, um die Sauerstoffbarrierelage 20 und alle ihr in Richtung von der Papierlage 12 weg folgenden Lagen einfach durch Auflösung der Sauerstoffbarrierelage 20 von der Papierlage 12 entfernen zu können.The oxygen barrier layer 20 can also be made of other materials, such as polyurethane, BVOH, or EVOH. It is preferably made of water-soluble PVOH so that the oxygen barrier layer 20 and all subsequent layers extending away from the paper layer 12 can be easily removed from the paper layer 12 by dissolving the oxygen barrier layer 20.
Außerdem kann mit PVOH eine besonders wirksame Mineralölbarriere bereitgestellt werden, wenn die PVOH-Lage wenigstens zwei gesondert aufgetragene Schichten aufweist, da dann die später aufgetragene Schicht 20b Störstellen, wie Risse oder Durchgänge in der zuerst aufgetragenen Schicht 20a verschließen kann. Zur Realisierung der vorteilhaften Mineralölbarriere ist die Sauerstoffbarrierelage 20 gebildet durch die einzelnen PVOH-Schichten 20a und 20b.Furthermore, a particularly effective mineral oil barrier can be provided with PVOH if the PVOH layer has at least two separately applied layers, since the subsequently applied layer 20b can then seal defects such as cracks or penetrations in the first applied layer 20a. To achieve the advantageous mineral oil barrier, the oxygen barrier layer 20 is formed by the individual PVOH layers 20a and 20b.
Auf die von der Papierlage 12 und der Wasserdampfbarrierelage 18 abgewandte Seite der Sauerstoffbarrierelage 20 ist durch Vakuumabscheidung („vacuum deposition“) eine Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 22 aufgetragen. Die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 22 weist eine optische Dichte von zwischen 2,0 und 4,0, bevorzugt von zwischen 2,2 und 2,8, besonders bevorzugt von 2,5 auf. Ihre Dicke beträgt im dargestellten Beispiel etwa 40 nm.A metallization barrier layer arrangement 22 is applied to the side of the oxygen barrier layer 20 facing away from the paper layer 12 and the water vapor barrier layer 18 by vacuum deposition. The metallization barrier layer arrangement 22 has an optical density of between 2.0 and 4.0, preferably between 2.2 and 2.8, and particularly preferably 2.5. Its thickness is approximately 40 nm in the illustrated example.
Mit der dargestellten Anordnung liegt die feuchtigkeitssensitive Sauerstoffbarrierelage 20 in Richtung einer zur Dickenrichtung der Verpackungslagenanordnung 10 parallelen Lagenfolge LF zwischen den als Wasserdampfbarriere wirkenden Lagen 18 und 22. Daher kann die Sauerstoffbarrierelage 20 beiderseits abgeschirmt von sie angreifender Feuchtigkeit über lange Zeit stabil bestehen und ihre Wirkung als Sauerstoffbarriere entfalten.With the arrangement shown, the moisture-sensitive oxygen barrier layer 20 lies in the direction of a layer sequence LF parallel to the thickness direction of the packaging layer arrangement 10 between the layers 18 and 22, which act as a water vapor barrier. Therefore, the oxygen barrier layer 20 can remain stable for a long time, shielded on both sides from attacking moisture, and exert its effect as an oxygen barrier.
In der in
Im Verbund weisen die Metalllage 22a und die sie beiderseits flankierenden Metalloxidlagen 22b und 22c bei der angezeigten geringen Dicke eine hervorragende Wasserdampfbarrierewirkung auf. Darüber hinaus schützen die beiden Metalloxidlagen 22b und 22c die zwischen ihnen gelegene Metalllage 22a vor einem oxidierenden Angriff der Umgebungsatmosphäre.The metal layer 22a and the metal oxide layers 22b and 22c flanking it on both sides exhibit excellent water vapor barrier properties at the indicated low thickness. Furthermore, the two metal oxide layers 22b and 22c protect the metal layer 22a located between them from oxidizing attack by the surrounding atmosphere.
Auf der von der Papierlage 12 wegweisenden Seite der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 22 ist, beispielsweise durch Extrusion, eine heißsiegelfähige Decklage 24 aufgetragen, welche dafür sorgt, dass die Verpackungslagenanordnung 10 zumindest auf ihrer Innenseite 10b siegelfähig, insbesondere heißsiegelfähig ist. Die Decklage 24 ist aus einem Blend aus LDPE und LLDPE oder aus einem Copolymer auf Grundlage von Styrol und Acryl, etwa aus ABS oder ASA, oder aus einem thermoplastischen Elastomer. Das Auftragsgewicht der Decklage 24, gemessen im einsatzbereiten getrockneten Zustand, liegt vorzugsweise zwischen 2 und 10 g/m2. Anstelle der vorstehend genannten Polymerarten kann einer der in der Beschreibungseinleitung genannten Werkstoffe als Decklage 24 ausgebildet sein. Bei Verwendung eines Bio-Polymers als Decklage beträgt deren Auftragsgewicht, gemessen im trockenen einsatzbereiten Zustand, 5,0 bis 30,0 g/m2.On the side of the metallization barrier layer arrangement 22 facing away from the paper layer 12, a heat-sealable top layer 24 is applied, for example by extrusion, which ensures that the packaging layer arrangement 10 is sealable, and in particular heat-sealable, at least on its inner side 10b. The top layer 24 is made of a blend of LDPE and LLDPE, or of a copolymer based on styrene and acrylic, such as ABS or ASA, or of a thermoplastic elastomer. The coating weight of the top layer 24, measured in the ready-to-use, dried state, is preferably between 2 and 10 g/ m² . Instead of the aforementioned polymer types, one of the materials mentioned in the introduction to the description can be used as the top layer 24. When a biopolymer is used as the top layer, its coating weight, measured in the dry, ready-to-use state, is 5.0 to 30.0 g/ m² .
Die Decklage 24 stellt eine Barrierewirkung der Verpackungslagenanordnung 10 gegen Migration von Fett bereit.The top layer 24 provides a barrier effect for the packaging layer arrangement 10 against the migration of grease.
Die Decklage 24 ist bevorzugt als Dispersion durch Walzenauftrag oder durch ein anderes Druckauftragsverfahren vollflächig aufgetragen, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung einer Haftvermittlerschicht.The top layer 24 is preferably applied as a dispersion by roller application or by another printing application method over the entire surface, optionally with an intermediate adhesion promoter layer.
Die Decklage 24 kann die eine vollständig freiliegende Oberfläche 24b ohne weiteren Auftrag aufweisen.The top layer 24 can have a completely exposed surface 24b without any further application.
Aus Gründen einer Veranschaulichung einer lediglich optionalen, aber vorteilhaften Weiterbildung der Verpackungslagenanordnung 10 ist auf der von der Papierlage 12 wegweisenden, ansonsten freiliegenden Oberfläche 24b der Decklage 24, welche dort, wo sie freiliegt, eine innere Oberfläche 10b der Verpackungslagenanordnung 10 bildet, ein Kaltsiegelmedienauftrag 26 in Gestalt von beispielhaft zwei voneinander unabhängigen und mit Abstand voneinander angeordneten Teilaufträgen 27 und 28 ausgebildet. Der Kaltsiegelmedienauftrag 26 ist nur grobschematisch angedeutet. Die von der Papierlage 12 wegweisenden Oberflächen 26b des Kaltsiegelmedienauftrags 26 bilden ebenfalls freiliegende innere Oberflächen 10b der Verpackungslagenanordnung 10.For the purpose of illustrating a merely optional but advantageous further development of the packaging layer arrangement 10, a cold-seal media application 26 is formed on the surface 24b of the cover layer 24, which points away from the paper layer 12 and is otherwise exposed. Where exposed, this surface forms an inner surface 10b of the packaging layer arrangement 10. The application consists, by way of example, of two independent sub-applications 27 and 28 spaced apart from each other. The cold-seal media application 26 is only shown schematically. The paper The 12 guiding surfaces 26b of the cold sealing media application 26 also form exposed inner surfaces 10b of the packaging layer arrangement 10.
Der Kaltsiegelmedienauftrag 26 ist, vorzugsweise drucktechnisch als Dispersion, nur lokal auf die Decklage 24 aufgetragen. Das Material des Kaltsiegelmedienauftrags 26 und das Material der Decklage 24 sind zueinander wenigstens kompatibel. Hierzu kann die Decklage auf ihrer Oberfläche 24b mild corona-behandelt sein, vorzugsweise mit einer Behandlungsleistung von nicht mehr als 3500 W. Dadurch wird bei bevorzugtem unmittelbarem Auftrag des Kaltsiegelmedienauftrags 26 auf der Decklage 24 ohne Zwischenanordnung einer Haftvermittlerlage eine gute und dauerhafte Verbindung zwischen dem Kaltsiegelmedienauftrag 26 und der Decklage 24 erzielt.The cold-seal media 26 is applied locally to the top layer 24, preferably as a dispersion using printing technology. The material of the cold-seal media 26 and the material of the top layer 24 are at least compatible with each other. For this purpose, the top layer can be mildly corona-treated on its surface 24b, preferably with a treatment power of no more than 3500 W. This ensures a good and durable bond between the cold-seal media 26 and the top layer 24 when the cold-seal media 26 is preferably applied directly to the top layer 24 without the intermediate placement of an adhesion promoter layer.
Der Kaltsiegelmedienauftrag 26, sofern vorhanden, belegt einen Kaltsiegelmedien-Flächenbereich 29 der Oberfläche 24b der Decklage 24, während ein weiterer, größerer Flächenbereich 31 der Oberfläche 24b der Decklage 24 weiterhin freiliegt.The application of the cold sealing media 26, if present, covers a cold sealing media area 29 of the surface 24b of the top layer 24, while another, larger area 31 of the surface 24b of the top layer 24 remains exposed.
Der Kaltsiegelmedienauftrag 26 kann Siegelverbindungen der Verpackungslagenanordnung 10 unterstützen.The cold sealing media application 26 can support sealing connections of the packaging layer arrangement 10.
In
In der zweiten Ausführungsform von
Optional kann die Verpackungslagenanordnung 110 - oder auch die Verpackungslagenanordnung 10 der ersten Ausführungsform - eine zweite Wasserdampfbarrierelage 125 aufweisen, welche bevorzugt unmittelbar auf die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 122 aufgetragen ist, um deren Barrierewirkung gegen Migration von Wasserdampf zu verstärken. Die zweite Wasserdampfbarrierelage 125, welche hinsichtlich der Art ihres Auftrags sowie ihres Materials und ihrer Auftragsstärke im Wesentlichen der Wasserdampfbarrierelage 118 entspricht, ist also dann, wenn sie vorgesehen ist, bevorzugt zwischen der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 122 und der Decklage 124 angeordnet.Optionally, the packaging layer arrangement 110 – or the packaging layer arrangement 10 of the first embodiment – can have a second water vapor barrier layer 125, which is preferably applied directly to the metallization barrier layer arrangement 122 in order to enhance its barrier effect against water vapor migration. The second water vapor barrier layer 125, which essentially corresponds to the water vapor barrier layer 118 with regard to the type of application, its material, and its thickness, is therefore, if provided, preferably arranged between the metallization barrier layer arrangement 122 and the top layer 124.
Wie in der ersten Ausführungsform kann auch die Decklage 124 abweichend von der Darstellung in
In beiden Ausführungsformen ist die Sauerstoffbarrierelage 20 bzw. 120 wasserlöslich ausgebildet. Durch die beiderseitige Abschirmung der Sauerstoffbarrierelage 20 bzw. 120 durch die Wasserdampfbarrierelage 18 bzw. 118 und die Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 22 bzw. 122 beeinträchtigt die Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit der Sauerstoffbarrierelage ihre Stabilität nicht. In einem Recycling-Prozess können die Lagen 18, 118, 22, 122 mit Barrierewirkung gegenüber Wasserdampf einem massiven Angriff von flüssigem Wasser nicht standhalten, sodass die Sauerstoffbarrierelage 20 bzw. 120 während eines Recyclings der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 aufgelöst werden kann. Dadurch können alle auf der von der Papierlage 12 bzw. 112 abgewandten Seite der Sauerstoffbarrierelage 20 bzw. 120 gelegenen Lagen einfach von der Papierlage 12 bzw. 112 entfernt und dem auf die Papierlage ausgerichteten Recycling-Prozess entzogen werden. Dies erhöht den Recyclingerfolg der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 erheblich.In both embodiments, the oxygen barrier layer 20 or 120 is water-soluble. Due to the shielding of the oxygen barrier layer 20 or 120 on both sides by the water vapor barrier layer 18 or 118 and the metallization barrier layer arrangement 22 or 122, the oxygen barrier layer's sensitivity to moisture does not impair its stability. In a recycling process, the water vapor barrier layers 18, 118, 22, and 122 cannot withstand a massive attack by liquid water, so the oxygen barrier layer 20 or 120 can dissolve during recycling of the packaging layer arrangement 10 or 110. This allows all layers located on the side of the oxygen barrier layer 20 or 120 facing away from paper layer 12 or 112 to be easily removed from the paper layer 12 or 112 and excluded from the recycling process focused on the paper layer. This significantly increases the recycling success of the packaging layer arrangement 10 or 110.
Bevorzugt ist der Anteil des Gewichts der Papierlage 12 bzw. 112 am Gesamtgewicht eines Teillagenverbunds 30 bzw. 130, welche von der Außenseite 10a bzw. 110a der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 bis zu einschließlich der Metallisierungs-Barrierelagenanordnung 20 bzw. 120 reicht, mindestens 95 %. Besonders bevorzugt beträgt der Anteil des Gewichts der Papierlage 12 bzw. 112 am Gesamtgewicht der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 mindestens 95 %. Dadurch kann der Teillagenverbund 30 bzw. 130 oder sogar die gesamte Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 als Monomaterial klassifiziert und recycelt werden.Preferably, the proportion of the weight of the paper layer 12 or 112 to the total weight of a partial layer assembly 30 or 130, extending from the outer surface 10a or 110a of the packaging layer arrangement 10 or 110 up to and including the metallization barrier layer arrangement 20 or 120, is at least 95%. Particularly preferably, the proportion of the weight of the paper layer 12 or 112 to the total weight of the packaging layer arrangement 10 or 110 is at least 95%. This allows the partial layer assembly 30 or 130, or even the entire packaging layer arrangement 10 or 110, to be classified and recycled as a single material.
In
Der in
Der rechteckige Rohling wurde an drei Faltachsen gefaltet, nämlich an den Faltachsen F1 und F3 jeweils mit einander gegenüberliegenden und aufeinander zu weisenden Innenseiten 10b bzw. 110b der verwendeten Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 und an der Faltachse F2 mit einander gegenüberliegenden und aufeinander zu weisenden Außenseiten 10a bzw. 110a der verwendeten Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110. Dadurch wird eine sogenannte „W-Faltung“ des Bodenbereichs 42 der Verpackung 40 erhalten.The rectangular blank was folded along three folding axes: on folding axes F1 and F3, the inner sides 10b and 110b of the packaging layer arrangement 10 and 110, respectively, were opposite and facing each other, and on folding axis F2, the outer sides 10a and 110a of the packaging layer arrangement 10 and 110, respectively, were opposite and facing each other. This results in a so-called "W-fold" of the bottom area 42 of the packaging 40.
Die parallelen Längsseiten der Verpackung 40 sind durch Siegelränder 44 bzw. 46 innen-gegen-innen gesiegelt. Hier wird die Decklage 24 bzw. 124 gegen sich selbst heißgesiegelt. Eine Quersiegelnaht 48 im Kopfbereich 50 der Verpackung 40 verschließt die Verpackung 40, sodass ein Verpackungsraum 52 im Inneren der Verpackung 40 vollständig von der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 eingeschlossen ist.The parallel longitudinal sides of the packaging 40 are sealed inwards by sealing edges 44 and 46, respectively. Here, the top layer 24 and 124 are heat-sealed against themselves. A transverse sealing seam 48 in the head region 50 of the packaging 40 closes the packaging 40, so that a packaging space 52 inside the packaging 40 is completely enclosed by the packaging layer arrangement 10 and 110, respectively.
Aufgrund der W-Faltung des Rohlings der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 kommt es an der Faltachse F2 zu einem Lagensprung und damit verbunden zu einem Dickensprung in den Siegelrändern 44 und 46: oberhalb der Faltachse F2, also ausgehend von der Faltachse F2 in Richtung zum Kopfbereich 50 hin, sind nur zwei Lagen aus dem Verpackungslagenmaterial 10 bzw. 110 miteinander gesiegelt, unterhalb der Faltachse F2, also ausgehend von der Faltachse F2 in Richtung zum Bodenbereich 42 hin, sind vier Lagen aus dem Verpackungsmaterial 10 bzw. 110 zwischen der vorderen Verpackungswand 40a und der entgegengesetzten, vom Betrachter der
An der Stelle der Faltachse F2 entsteht im Bereich des Dickensprungs ein Zwickelbereich 54 am Siegelrand 44 und ein weiterer Zwickelbereich 56 am Siegelrand 46. In diesen Zwickelbereichen 54 und 56 kann nur mit der dünn mit einem flächenbezogenen Auftragsgewicht im einstelligen Bereich in g/m2 aufgetragenen Decklage 24 bzw. 124, vorzugsweise im Bereich zwischen 2,0 und 4,0 g/m2, eine dauerhaft dichte Siegelung nur mit Schwierigkeiten zu erreichen sein.At the fold axis F2, a gusset area 54 is formed at the sealing edge 44 and another gusset area 56 at the sealing edge 46 in the area of the thickness change. In these gusset areas 54 and 56, a permanently tight seal can only be achieved with difficulty using the top layer 24 or 124, applied thinly with a surface-related application weight in the single-digit g/ m² range, preferably in the range between 2.0 and 4.0 g/ m² .
Um an dieser Problemstelle einer Siegelung dennoch eine dauerhaft dichte und beständige Siegelung zu erhalten, ist auf der Innenseite der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 ein Kaltsiegelmedienauftrag 26 lokal aufgetragen, welcher die Menge an siegelfähigem Material im Zwickelbereich 54 und 56 erhöht und so eine Füllung der Zwickelbereiche 54 und 56 mit siegelfähigem und fettbarrierefähigem Material ermöglicht. Der Kaltsiegelmedienauftrag 26 unterstützt die Siegelverbindung der Siegelränder 44 und 46. Da die Lage der Faltachse F2 an den aus der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 ausgeschnittenen Rohlingen oder Materialzuschnitten zur Herstellung der Verpackung 40 bereits aufgrund des vorhandenen Druckbildes auf der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 bekannt ist, kann der Kaltsiegelmedienauftrag 26 mit einer äußerst geringen zusätzlichen Menge an Kaltsiegelmedium auf der ansonsten freien Oberfläche 24b bzw. 124b der Verpackungslagenanordnung 10 bzw. 110 bereitgestellt werden.In order to obtain a permanently tight and durable seal at this problem area, a cold sealing media application 26 is locally applied to the inside of the packaging layer arrangement 10 or 110, which increases the amount of sealable material in the gusset area 54 and 56 and thus enables the gusset areas 54 and 56 to be filled with sealable and grease-barrier material. The cold sealing media application 26 supports the sealing connection of the sealing edges 44 and 46. Since the position of the folding axis F2 on the blanks or material blanks cut from the packaging layer arrangement 10 or 110 for the production of the packaging 40 is already known due to the existing printed image on the packaging layer arrangement 10 or 110, the cold sealing media application 26 can be provided with an extremely small additional amount of cold sealing medium on the otherwise free surface 24b or 124b of the packaging layer arrangement 10 or 110.
Eine zweite Ausführungsform einer Verpackung 140, welche mit der Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 hergestellt sein kann, ist in
Wie Fachleute wissen werden, sind VFFS-Verpackungen, wie die Verpackung 140, in Längsrichtung durch zwei parallele Quersiegelnähte 148 und 158 begrenzt, zwischen welchen sich auf der vom Betrachter der
Bei der Herstellung der Verpackung 140 läuft ein Quasi-Endlosband der Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 in vertikaler Richtung von oben nach unten ab, wobei die Seitenränder der Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 zur Bildung einer schlauchähnlichen Struktur mit einer geschlossen um einen späteren Verpackungsraum 152 umlaufenden Verpackungswand 140a umgelegt und mit ihren jeweiligen Innenseiten übereinandergelegt werden. Die aufeinander liegenden Seitenränder der Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 werden während der Bewegung in vertikaler Richtung durch gleitende oder rollende Siegelwerkzeuge zu der Finnen-Siegelnaht 160 verbunden.During the production of the packaging 140, a quasi-continuous belt of the packaging layer arrangement 10 or 110 runs vertically from top to bottom, with the side edges of the packaging The packaging layer arrangement 10 or 110 is folded over to form a tube-like structure with a packaging wall 140a that completely surrounds a subsequent packaging space 152, and their respective inner sides are placed on top of each other. The overlapping side edges of the packaging layer arrangement 10 or 110 are joined to form the fin seal 160 by sliding or rolling sealing tools during movement in the vertical direction.
Die Quersiegelnaht 148 im Kopfbereich 150 der Verpackung 140 ist der untere Teil einer größeren Quersiegelnaht zwischen dem Verpackungsraum 152 der Verpackung 140 und einer weiteren, in
Zunächst wird die untere Siegelnaht 158 einer Verpackung 140 gebildet. Während die Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 in vertikaler Richtung bewegt wird, wird die Finnen-Siegelnaht 160 und mit ihr der von der Verpackungslagenanordnung 10 oder 110 umschlossene Verpackungsraum 152 mit zunehmender Höhe über der Siegelnaht 158 gebildet. Während der Bildung des Verpackungsraums 152 wird dieser bereits gefüllt, bis dann am Ende die obere Quersiegelnaht 148 die Bildung der Verpackung 140 abschließt.First, the lower sealing seam 158 of a package 140 is formed. As the packaging layer arrangement 10 or 110 is moved vertically, the fin sealing seam 160 and, with it, the packaging space 152 enclosed by the packaging layer arrangement 10 or 110 are formed with increasing height above the sealing seam 158. During the formation of the packaging space 152, it is already filled until, finally, the upper transverse sealing seam 148 completes the formation of the package 140.
Für die Bildung der Quersiegelnähte kritische Zwickelbereiche 154 und 156 entstehen dabei dort, wo die Finnen-Siegelnaht 160 von der Quersiegelnaht 148 bzw. von der Quersiegelnaht 158 absteht. Wiederum sind zur Vermeidung von Undichtigkeiten der Siegelnaht in den Zwickelbereichen 154 und 156 lokal Kaltsiegelmedienaufträge 126 vorgesehen, welche in den Zwickelbereichen 154 und 156 für zusätzliches siegelfähiges Material sorgen, das die erzeugte Siegelverbindung unterstützt und zur Erhöhung der Fettbarriere in den Zwickelbereichen beiträgt.Critical gusset areas 154 and 156 for the formation of the transverse seal seams arise where the fin seal seam 160 protrudes from the transverse seal seam 148 and the transverse seal seam 158, respectively. To prevent leaks in the seal seam, local cold sealing media applications 126 are provided in the gusset areas 154 and 156. These applications supply additional sealable material to the gusset areas 154 and 156, supporting the resulting seal and increasing the grease barrier in the gusset areas.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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| In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 30.07.2024. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Klebstoff&oldid=247249632 [abgerufen am 07.01.2025] |
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