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Verfahren zur Herstellung dichter und heißsieegelfähiger Materialien
aus einem Fasermaterial Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wasserdampfdichter,
gasdichter, fettdichter, aromadichter und blasenlos heißsiegelfähiger Materialien
aus Papier, Pappe u. dgl.
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In der Technik und im Handel finden mehr und mehr zum Verpacken, Lagern
und zum Transport von Gütern Verpackungsmaterialien aus Papier, Pappe u. dgl. Anwendung,
da diese einerseits an sich billig sind und andererseits wegen ihres billigen Preises
den Rücktransport des gebrauchten Leergutes überflüssig machen, so daß die Transportkosten
hierfür gespart werden können. Während für zahlreiche Güter das Verpackungsmaterial
keinen besonderen Beanspruchungen standzuhalten braucht, finden aus den genannten
Gründen mehr und mehr Verpackungsmaterialien aus Fasermaterial, wie Papier, Pappe
u. dgl., auch für Nahrungsmittel und andere Güter, und zwar für solche von fester
wie auch von flüssiger Beschaffenheit, Anwendung, die es erforderlich machen, daß
das Verpackungsmaterial wasserdampfdicht, gasdicht, fettdicht, aromadicht und heißsiegelfähig
ist. Man hat schon auf verschiedene Weise versucht, die hierdurch gestellte Aufgabe
zu lösen, also Verpackungsmaterialien der genannten Art zu schaffen, die diese Eigenschaften
besitzen. Alle bisher bekannten Verfahren konnten jedoch nicht voll befriedigen.
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Für Zwecke, wo die Beanspruchungen des Materials, vor allem hinsichtlich
der Gasdichtheit und Aromadichtheit, nicht übermäßig groß sind, hatte man bisher
vor allem kunststoffbeschichtete Papiere verwendet. Extremen Anforderungen halten
diese je-
doch nicht ausreichend stand. Man hat daher auch schon mit Folien
aus Metall, vorzugsweise Aluminium, kaschierte Papiere für solche extremen Beanspruchungen
hergestellt. Diese besitzen vor allem den Nachteil, daß die Metallfolie eine geringe
Knickbeständigkeit aufweist. Man hat schon versucht, dieser Schwierigkeit Herr zu
werden, indem man Papier auf der einen Seite mit einer Metallfolie kaschiert hat,
wobei auf der anderen Seite eine Polyäthylenschicht aufgebracht wurde. Da Polyäthylen
sich in geschmolzener Form aufbringen läßt, wurden hierbei die Schwierigkeiten vermieden,
die beim Aufbringen von Dispersionen oder Lösungen entstehen, nämlich daß Teile
des Lösungs- oder Dispersionsmittels in das Papier eindringen können, zwischen der
Aluminiumfolie und der Kunststoffschicht eingeschlossen erden und hierdurch beim
Trocknen Blasenbildung, Schichtablösung und ähnliche Schwierigkeiten hervorrufen.
Polyäthylen hat nun aber den Nachteil, daß es nicht völlig fettdicht ist. Beim Verpacken
von Fetten oder fetthaltigen Stoffen findet daher eine Diffusion des Fettes durch
die Kunststoffschicht in das Papier statt, was Verluste bedingt und die Gefahr von
Geschmacksbeeinträchtigungen hervorruft. Auf der anderen Seite ist es auch bei der
Verpackung von Lebensmitteln oftmals unerwünscht, die Metallfolie auf der Innenseite
des Materials zu haben und sie mit den zu verpackenden Nahrungsmitteln in Berührung
zu bringen. Man hat bereits versucht, diese Schwierigkeit zu überwinden, indem man
auf das Fasermaterial, wie Papier, zunächst auf der einen Seite eine Kunststoffschicht
aufgebracht hat und sodann auf der anderen Seite eine Metallfolie mit einem thermoplastischen
Bindemittel aufkaschiert hat, dessen Erweichungspunkt unter dem der Kunststoffschicht
lag. Dieses Material erfüllte zwar die vorstehend genannten Anforderungen, hatte
aber den Nachteil, daß die Heißsiegelung Schwierigkeiten bereitete, da sich hierbei
an den Stellen der Siegelnaht die Aluminiumfolie durch Erweichung des Klebstoffes
wieder ablöste.
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Des weiteren war es bekannt, bei einem einseitig mit einer Aluminiumfolie
kaschierten Papier auf der Papierseite eine Heißklebelackierung in Form von einer
Kunstharzdispersion anzubringen und anschließend gegebenenfalls nach einer Zwischentrocknung
nochmals einen Lackaufstrich als Lösung in einem organischen Lösungsmittel aufzutragen.
Bezüglich Geschmeidigkeit und Knitterfestigkeit zeigen derartige Laminate keine
wesentlichen Verbesserungen gegenüber den weiter oben beschriebenen Produkten. Zudem
ist dieses Verfahren umständlich, da mindestens zwei Arbeitsgänge unter völlig verschiedenen
Beschichtungsbedingungen und in aller Regel auch auf wenigstens zwei verschiedenen
Vorrichtungen durchzuführen sind.
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Vorliegender Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden
Schwierigkeiten und Nachteile
einwandfrei zu überwinden und aus
Fasermaterial, wie Papier, Pappe u. dgl., Materialien herzustellen, die zuverlässig
wasserdampfdicht, gasdicht, fettdicht und aromadicht sind, einen porenfreien Kunststoff-Fihn
besitzen und sich zudem einwandfrei und blasenfrei heißsiegeln lassen.
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Als Lösung dieser Aufgabe wurde eine Mehrfachbeschichtung unter ganz
bestimmten Voraussetzungen gefunden.
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Gegenstand vorliegender Er-findung ist dabei ein Verfahren zur Herstellung
wasserdampfdichter, gasdichter, fettdichter, aromadichter und blasenlos heißsiegelfähiger
Materialien aus einem Fasermaterial, wie Papier, Pappe u. dgl., das auf der einen
Seite eine mittels Leim oder hitzebeständigem Klebstoff befestigte Folie aus Metall,
vorzugsweise Aluminium, und auf der anderen Seite eine durch Mehrfachbeschichtung
erhaltene porenfreie Kunststoffschicht trägt mit dem kennzeichnenden Merkmal
' daß für die ersten, vorzugsweise für die ersten zwei bis drei Striche wäßrige
Dispersionen in einer Konzentration von 10 bis 301/o, vorzugsweise 20%, und für
die weiteren, vorzugsweise mindestens zwei Striche wäßrige Dispersionen in einer
Konzentration von 30 bis 60% verwendet werden und jeder dieser Striche vor der Aufbringung
des nächsten getrocknet wird. Es zeigte sich überraschenderweise, daß auf diesem
Wege die gestellte, bisher trotz aller Bemühungen unbewältigte Aufgabe einwandfrei
gelöst werden kann. Das in der Dispersion enthaltene Wasser kann infolge der dünnen
Schicht jedes Aufstrichs während des Trocknens durch die Poren desselben nach außen
entweichen. Darüber hinaus ergab es sich unerwarteterweise, daß auch die geringen
Wassermengen, die durch dieselben Poren von dem nächsten Strich noch in das Papier
eindringen können, bei der Trocknung ohne Schwierigkeit entweichen, da offenbar
die Entfernung des Wassers durch die Poren bei der Trocknung weniger Schwierigkeiten
bereitet als die Wasseraufnahme des Papiers durch dieselben Poren hindurch.
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Für das Verfahren gemäß der Erfindung kommen praktisch alle dispersionsfähigen
Kunststoffe in Frage, die die gewünschten Eigenschaften aufweisen, die das fertige
Material besitzen soll, beispielsweise Polymere und Copolymere aus Vinyl- und Acrylsäureverbindungen,
wie Polyvinylehlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylsäureester.
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Auch die aufzubringende Metallfolie ist beliebig. Ihre Wahl richtet
sich neben ihren physikalischen Eigenschaften auch nach dem Aussehen. Sie kann auf
dem Grundmaterial mit Leim oder hitzebeständigem Klebstoff befestigt werden. Vor
der Aufbringung der Kunststoffschicht muß der Leim getrocknet werden.
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Die Anzahl der aufzubringenden Kunststoffschichten ist an sich beliebig.
Es muß nur darauf geachtet werden, daß nach dem Abtrocknen der Schichten tatsächlich
ein dichter überzug erreicht ist. Im allgemeinen benötigt man hierzu mindestens
drei bis vier Schichten. Vorzugsweise werden fünf Schichten angewendet. Damit eine
einwandfreie Trocknung gewährleistet wird und vor allem keine Blasenbildung in dem
Material stattfindet, müssen erfindungsgemäß für die ersten Striche stark verdünnte
Dispersionen verwendet werden, damit die einzelnen Schichten porös sind und bei
der Trocknung den Durchtritt des Wassers nach außen gestatten. Hierfür kommen Konzentrationen
der Dispersion von 10 bis 30%, vorzugsweise etwa 20 Oh, in Frage. Die ersten Striche
werden im allgemeinen zweckmäßig in einer solchen Stärke aufgebracht, daß sich ein
Strich von je
3 bis 7g/m2, vorzugsweise 3 bis 5g/m2, ergibt.
Ist der gesamte Aufstrich völlig dicht, so können die weiteren, vor allem der Egalisierung
und der Schaffung eines auch hohen Beanspruchungen standhaltenden Materials dienenden
Striche in konzentrierterer Form, vorzugsweise in einer Konzentration von
30 bis 6004, aufgebracht werden. Hinter jedem einzelnen Strich wird die Kunststoffschicht
getrocknet.
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Besonders zweckmäßig ist es, das Fasermaterial, beispielsweise eine
. Papierbahn, nach jeder Teilbeschichtung zu trocknen und es, ohne es zwischen
den einzelnen Teilbeschichtungen aufzurollen, noch heiß der nächsten Teilbeschichtung
zuzuführen. Hierdurch wird eine schnelle Ausbildung der einzelnen Teilschichten
ermöglicht, wodurch diese besonders gleichmäßig werden und schnell trocknen. Auf
diese Weise wird eine porenfreie Schicht mit einem minimalen Gesamtauftrag an Kunststoff
erzielt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung liefert erstmalig auf einfachem
Wege ein einwandfrei wasserdampfdichtes, gasdichtes, fettdichtes und aromadichtes
Material aus Fasermaterial, wie Papier, Pappe u. dgl., das auf der einen Seite eine
Metallfolie und auf der anderen Seite eine porenfreie Kunststoffschicht trägt. Die
so gewonnenen Produkte können einwandfrei und blasenfrei heiß versiegelt werden,
was für viele Zwecke erwünscht oder gar unerläßlich ist. Das so gewonnene Material
kann für vielseitige Zwecke eingesetzt werden, für die es bisher keine einwandfreien
Produkte aus ähnlichem preiswertem Material, also keine voll befriedigenden Papiere,
gab. Solche Güter sind beispielsweise Fette oder fettreiche Lebensmittel, Öle jeder
Art sowie aromatische Substanzen, wie Kölnisch Wasser u. dgl. m. In einem technischen
Zeitalter, wo man bestrebt ist, zur Vereinfachung der Lagerungs-, Transport- und
Verwendungsmöglichkeiten und zur Einsparung von Leergut-Rücktransport nach Möglichkeit
sogenannte Einwegpackungen zu verwenden, schafft die Erfindung somit einen wesentlichen
technischen Fortschritt.
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Ausführungsbeispiel 1
Ein Cellulosepapier von 40 bis
60 g/m2 wird zu-
nächst auf übliche Weise mit einer Aluminiumfolie
von etwa 10 g Dicke mit Hilfe eines wasserlöslichen Dextrinleimes kaschiert
und anschließend gut getrocknet. Darauf beschichtet man das Papier auf der anderen
Seite mit einer wässerigen Kunststoffdispersion von Polyvinylacetat, indem man mit
einer Auftragswalze die Dispersion aufträgt, den Auftrag mit einer Luftbürste egalisiert
und anschließend scharf trocknet. Die Dispersion ist auf etwa 20% Trockengehalt
eingestellt; es werden etwa 4 g/m2 Kunststoff (trocken gerechnet) aufgetragen. Anschließend
werden auf die gleiche Weise drei weitere Striche mit je etwa 4 9/m2 Kunststoff
aufgetragen und wieder scharf getrocknet. Nun werden in zwei weiteren Arbeitsgängen
weitere 10 bis 20 g/m2 Kunststoff aufgebracht. Dabei arbeitet man mit derselben
oder einer etwas härter eingestellten Kunststoffdispersion mit normalem Trockengehalt
von 40 bis 50%. Man erhält so eine poren- und blasenfreie Schicht, die gegenüber
Fett und Wasser und verschiedenen Chemikalien vorzügliehe
Dichtigkeit
besitzt und sich außerdem sehr leicht siegeln läßt, ohne daß die Aluminiumfolie
an der Siegelnaht Blasen bildet oder sich ablöst.
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Ausführungsbeispiel 2 Ein Cellulosepapier wird wie im Beispiel
1 mit einer Aluminiumfolie kaschiert. Es wird sodann auf der anderen Seite
in mehreren hintereinander angeordneten Auftragswerken, die mit Walzenauftrag und
Rakelegalisierung arbeiten, in der Weise beschichtet, daß in den ersten zwei Auftragswerken
Polyvinylidenchlorid-Mischpolymerisate in Form einer Dispersion von etwa 1511/o
Trockengehalt aufgetragen werden, und zwar je Streichwerk in einer Schichtstärke
von 2 bis 3 g/m:2. In einem dritten Auftragswerk werden mit einer Polyvinylidenchloriddispersion
von 45 % Trockengehalt etwa 5 g/m2 aufgebracht. In dem darauffolgenden vierten
Streichwerk trägt man dieselbe oder eine etwas härter eingestellte Polyvinylidenchloriddispersion
von 40 bis 50 % Trockengehalt mit Hilfe einer Walze auf und egalisiert anschließend
mit einer Luftbürste, und zwar so, daß eine Kunststoffschicht von 10 g/m2
aufgebracht wird. Nach jedem Auftragswerk durchläuft das Papier eine Trockenzone,
in der die Feuchtigkeit aus dem Material völlig entfernt wird. Das Papier läuft
jeweils noch heiß in das nächste Auftragswerk ein und wird dort mit dem nächsten
Strich versehen. Man erhält so ein Material, das bei einem Minimum an Gesamt-Kunststoffauftrag
vorzügliche Dichtigkeitseigenschaften besitzt und ohne Schwierigkeiten oder Blasenbildung
heißgesiegelt werden kann.
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Während in den vorstehenden Beispielen für die einzelnen Striche jeweils
der gleiche Kuststofftyp verwendet wurde, ist es in manchen Fällen zweckmäßig, die
Art des Kunststoffs zwischen den einzelnen Strichen zu variieren, um die Elastizität
und die Dichtigkeit der Gesamtschicht zu verbessern.