DE1270390B

DE1270390B - Process for the production of dense and heat-sealable materials from a fiber material

Info

Publication number: DE1270390B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Schoch; Dr Ulrich Stroele
Original assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Current assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Priority date: 1959-07-09
Filing date: 1959-07-09
Publication date: 1968-06-12

Description

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.Process for the production of dense and heat-sealable materials from a fiber material The invention relates to a method for producing water vapor-tight, gas-tight, grease-tight, aroma-tight and bubble-free heat-sealable materials made of paper, cardboard, etc.

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.In technology and in trade, there is more and more packaging and storage and for the transport of goods packaging materials made of paper, cardboard and similar applications, because on the one hand these are cheap in themselves and on the other hand because of their cheap price make the return of the used empties superfluous, so that the transport costs can be saved for this. While for numerous goods the packaging material does not need to withstand any special stresses from the above More and more packaging materials are made from fiber material such as paper, cardboard and the like, also for food and other goods, namely for those of solid as well as of liquid nature, application that require that the packaging material is water-vapor-tight, gas-tight, grease-tight, aroma-tight and heat-sealable is. Attempts have already been made in various ways to accomplish the task thus set to solve, so to create packaging materials of the type mentioned that have these properties own. However, all previously known methods could not be fully satisfactory.

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.For purposes where the stresses on the material, especially with regard to gas-tightness and aroma-tightness, are not excessively great, plastic-coated papers in particular have hitherto been used. However, these do not adequately withstand extreme requirements. Papers laminated with foils made of metal, preferably aluminum, have therefore already been produced for such extreme loads. Above all, these have the disadvantage that the metal foil has a low resistance to kinking. Attempts have been made to overcome this difficulty by laminating paper on one side with a metal foil, with a layer of polyethylene on the other. Since polyethylene can be applied in molten form, the difficulties that arise when applying dispersions or solutions, namely that parts of the solvent or dispersant can penetrate the paper, become trapped between the aluminum foil and the plastic layer and thereby during drying, were avoided Cause blistering, delamination and similar difficulties. However, polyethylene has the disadvantage that it is not completely grease-proof. When fats or substances containing fats are packaged, the fat diffuses through the plastic layer into the paper, which causes losses and the risk of impaired taste. On the other hand, it is also often undesirable in food packaging to have the metal foil on the inside of the material and to bring it into contact with the food to be packaged. Attempts have already been made to overcome this difficulty by first applying a plastic layer to one side of the fiber material, such as paper, and then laminating a metal foil with a thermoplastic binder with a softening point below that of the plastic layer on the other side . Although this material met the above-mentioned requirements, it had the disadvantage that the heat sealing caused difficulties, since the aluminum foil was detached again at the points of the sealing seam due to the softening of the adhesive.

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.It was also known to have an aluminum foil on one side laminated paper on the paper side a hot glue coating in the form of a Apply synthetic resin dispersion and then, if necessary, after intermediate drying to apply another paint coat as a solution in an organic solvent. With regard to flexibility and crease resistance, such laminates do not show any significant improvements over the products described above. In addition this procedure is cumbersome, as there are at least two operations under completely different ones Coating conditions and, as a rule, at least two different ones Devices are to be carried out.

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.The present invention was based on the object of the above Difficulties and disadvantages flawlessly overcome and off Fiber material, such as paper, cardboard and the like. To produce materials that are reliable are water-vapor-tight, gas-tight, grease-tight and aroma-tight, a pore-free plastic fihn and can also be heat-sealed properly and without bubbles.

Als Lösung dieser Aufgabe wurde eine Mehrfachbeschichtung unter ganz bestimmten Voraussetzungen gefunden.As a solution to this problem, a multiple coating under whole found certain conditions.

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.The subject of the present invention is a process for the production of water vapor-tight, gas-tight, grease-tight, aroma-tight and bubble-free heat-sealable materials from a fiber material such as paper, cardboard and the like, on one side a foil made of metal attached by means of glue or heat-resistant adhesive , preferably aluminum, and on the other side a obtained by multi-coating non-porous plastic layer contributes to the characterizing feature 'that for the first, preferably aqueous, for the first two to three strokes dispersions in a concentration of 10 to 301 / o, preferably 20%, and for the further, preferably at least two, coats of aqueous dispersions are used in a concentration of 30 to 60% and each of these coats is dried before the next one is applied. Surprisingly, it was found that in this way the problem posed, which had hitherto not been accomplished despite all efforts, can be solved without any problems. The water contained in the dispersion can escape to the outside through the pores of the same due to the thin layer of each spread during drying. In addition, it was found, unexpectedly, that even the small amounts of water that can still penetrate the paper through the same pores from the next coat escape during drying without difficulty, since the removal of the water through the pores during drying apparently presents fewer difficulties than the water absorption of the paper through the same pores.

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.Practically all dispersible ones come for the method according to the invention Plastics in question that have the desired properties that the finished Should have material, for example polymers and copolymers of vinyl and acrylic acid compounds, such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyacrylic acid ester.

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.The metal foil to be applied is also arbitrary. Your choice is directed not only by their physical properties but also by their appearance. You can on attached to the base material with glue or heat-resistant adhesive. before Before applying the plastic layer, the glue must be dried.

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.The number of plastic layers to be applied is basically arbitrary. Care only has to be taken to ensure that a dense coating is actually achieved after the layers have dried. In general, this requires at least three to four layers. Preferably five layers are used. In order to ensure perfect drying and, above all, no blistering takes place in the material, highly dilute dispersions must be used according to the invention for the first coats so that the individual layers are porous and allow the water to pass through during drying. For this purpose, concentrations of the dispersion of 10 to 30%, preferably about 20%, come into consideration. The first marks are generally applied advantageously in such a thickness that a line, each of 3 to 7g / m2, preferably 3 to 5 g / m2, is obtained. If the entire spread is completely dense, the other strokes, which are used primarily to level and create a material that can withstand high stresses, can be applied in a more concentrated form, preferably in a concentration of 30 to 6004. The plastic layer is dried behind every single line.

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.It is particularly useful, the fiber material, for example a . Paper web to dry after each partial coating and, without rolling it up between the individual partial coatings, to feed it to the next partial coating while it is still hot. This enables the individual sub-layers to be formed quickly, so that they become particularly uniform and dry quickly. In this way, a pore-free layer with a minimal total amount of plastic is achieved.

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.The method according to the invention provides for the first time in a simple manner Ways a perfectly water-vapor-tight, gas-tight, grease-tight and aroma-tight Material made of fiber material, such as paper, cardboard and the like. On one side one Metal foil and on the other side a non-porous plastic layer. the Products obtained in this way can be heat-sealed properly and without bubbles, which is desirable or even indispensable for many purposes. The material obtained in this way can be used for a variety of purposes, for which there was previously no flawless one Products made of similar inexpensive material, so no fully satisfactory papers, gave. Such goods are, for example, fats or high-fat foods, all oils Type and aromatic substances, such as cologne and the like in a technical Age where one strives to simplify storage, transportation and Possible uses and to save empties return transport if possible To use so-called disposable packs, the invention thus creates an essential one technical progress.

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.Embodiment 1 A cellulose paper of 40 to 60 g / m2 is initially in a conventional manner with an aluminum foil thickness of about 10 g by means of a water-soluble Dextrinleimes laminated and then thoroughly dried. The paper is then coated on the other side with an aqueous plastic dispersion of polyvinyl acetate by applying the dispersion with an application roller, leveling the application with an air brush and then drying it sharply. The dispersion is adjusted to a dry content of about 20%; about 4 g / m2 of plastic (calculated dry) are applied. Then, in the same way, three more strokes, each with about 4 9 / m2 plastic, are applied and dried again sharply. Now another 10 to 20 g / m2 of plastic are applied in two additional work steps. You work with the same or a slightly harder plastic dispersion with a normal dry content of 40 to 50%. The result is a pore-free and bubble-free layer which has excellent impermeability to fat and water and various chemicals and which can also be sealed very easily without the aluminum foil forming bubbles or peeling off at the sealing seam.

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.Embodiment 2 As in Example 1, cellulose paper is laminated with an aluminum foil. It is then coated on the other side in several application units arranged one behind the other, which work with roller application and squeegee leveling, in such a way that polyvinylidene chloride copolymers are applied in the form of a dispersion of about 1511 / o dry content in the first two application units, each Coating in a layer thickness of 2 to 3 g / m: 2. In a third application, a polyvinylidene chloride dispersion with a dry content of 45% is applied about 5 g / m2. In the fourth coating that follows, the same or a slightly harder polyvinylidene chloride dispersion with a dry content of 40 to 50 % is applied using a roller and then leveled with an air brush in such a way that a plastic layer of 10 g / m2 is applied. After each application, the paper passes through a drying zone in which the moisture is completely removed from the material. The paper runs into the next application unit while it is still hot and is provided there with the next line. The result is a material that has excellent sealing properties with a minimum of total plastic application and can be heat-sealed without difficulty or bubble formation.

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.While in the previous examples for the individual lines If the same type of plastic was used, it is useful in some cases to use the Type of plastic to vary between each stroke in order to maintain elasticity and to improve the tightness of the overall layer.

Claims

Claims: 1. Process for the production of water-vapor-tight, gas-tight, grease-tight, aroma-tight and bubble-free heat-sealable materials from a fiber material such as paper, cardboard and the like, which on one side has a metal foil, preferably aluminum, attached by means of glue or heat-resistant adhesive. and carries on the other hand, obtained by multi-coating non-porous plastic layer, d a d u rch, characterized in that for the first, preferably aqueous, for the first two to three strokes dispersions in a concentration of 10 to 30%, preferably 20%, and for the further, preferably at least two, coats of aqueous dispersions can be used in a concentration of 30 to 601 / o and each of these coats is dried before the next one is applied.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first lines are applied in a thickness of 3 to 7 g / m2, preferably 3 to 5 g / m2. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the fiber material dried after each partial coating is fed to the next partial coating without being rolled up in the meantime. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1039 353, 1 054 885; Packaging Rundschau (1955), no. 6, pp. 36 to 39; "Mowilith", Farbwerke Hoechst, 2nd edition, March 1949, p. 21.