DE19519495A1 - Biodegradable thermoplastic materials for packaging cigarettes etc. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verpackungen mit vollständiger biolo gischer Abbaubarkeit vorzugsweise für Tabakwaren, insbeson dere für Zigaretten, die aber auch für andere zu verpacken dende Waren wie Nahrungs- und Genußmittel, Kosmetikartikel, Waschmittel, Papiertaschentücher, Toilettenartikel oder ähn liches verwendet werden können.The invention relates to packaging with complete biolo Degradability preferably for tobacco products, in particular others for cigarettes, but they can also be packed for others end goods such as food and beverages, cosmetics, Detergents, paper tissues, toiletries or the like Liches can be used.
Verpackungen für Zigaretten und andere Tabakwaren sind in vielfältiger Ausfertigung aus unterschiedlichsten Materialien, wie z. B. Pouchbeutel, Dosen und Kappenschach teln aus Aluminium, Blech, Pappe oder Kunststoff bekannt. Verbreiteteste Verpackung für Zigaretten ist die Kappen schachtel (Hinged-Lid-Packungen) nach DBP 34 14 214 (US- Patent 53 79 889). Bei dieser Packung wird der erforderliche Schutz des Füllgutes durch eine mehrlagige Kombination verschiedener Materialien erreicht. Sie besteht häufig aus einem Inneneinschlag aus kaschierter oder bedruckter Aluminiumfolie, einem meistens mit Kennzeichnungen bedruck ten Karton- oder Papiereinschlag und einer äußeren geschlos senen Umhüllung aus thermisch schweißbarer Folie z. B. aus Polypropylen (DE-OS 30 27 448, DE-OS 28 44 238). Andere Verpackungen für Zigaretten erreichen den erforderlichen Schutz des Füllgutes vor Deformation, Aroma- und Feuchtig keitsverlust durch die Kombination anderer Werkstoffe wie Blech und Papier nach EP 087 483.Packaging for cigarettes and other tobacco products is in diverse execution from different Materials such as B. pouch bags, cans and cap chess known from aluminum, sheet metal, cardboard or plastic. The most common packaging for cigarettes is the caps box (hinged lid packs) according to DBP 34 14 214 (US Patent 53 79 889). With this pack the necessary Protection of the filling material through a multi-layer combination different materials. It often consists of an inside wrap made of laminated or printed Aluminum foil, mostly printed with markings cardboard or paper wrapping and an outer closed Senen wrapping made of thermally weldable film z. B. from Polypropylene (DE-OS 30 27 448, DE-OS 28 44 238). Other Packaging for cigarettes achieve the required Protection of the contents against deformation, aroma and moisture loss due to the combination of other materials such as Sheet and paper according to EP 087 483.
Es sind aber auch Verpackungen beschrieben worden, die aus schließlich aus Folien aus thermoplastischem Kunststoff bestehen (DE-OS 42 26 640).However, packaging has also been described which consists of finally from foils made of thermoplastic exist (DE-OS 42 26 640).
Um die mechanischen Eigenschaften und die Gas- und Wasser dampfundurchlässigkeit der für die Zigarettenverpackung verwendeten Thermoplastfolien zu verbessern, werden biaxial streckorientierte gegebenenfalls metallisierte Kunststoff folien aus Polypropylen bzw. Polyalkylentherephthalat einge setzt (DE-OS 36 32 376, EP 454 003, EP 317 818). To the mechanical properties and the gas and water Vapor impermeability for cigarette packaging used to improve thermoplastic films are biaxial stretch-oriented, if necessary, metallized plastic foils made of polypropylene or polyalkylene terephthalate sets (DE-OS 36 32 376, EP 454 003, EP 317 818).
Die Nachteile aller dieser Lösungen sind, daß sie den Schutz des Füllgutes sowie die Wasserdampf- und Gasdichtigkeit nur ermöglichen, wenn Materialien ausgewählt werden, die mindestens aus einer Aluminiumfolie, Stanniol oder einer biaxial verstreckten Kunststoffolie bestehen. Die notwendigen Kennzeichnungen werden meistens auf eine in der Kombination verwendete Karton-, Blech- oder Papierumhüllung aufgedruckt. Diese kompliziert aufgebauten Verpackungen benötigen einen beträchtlichen Aufwand für ihre Herstellung sowie für das verwendete Verpackungsmaterial, um die Qualität der verpackten Waren zu erhalten und die Attraktivität der Verpackung zu gewährleisten.The disadvantages of all of these solutions are that they have protection of the filling material as well as the water vapor and gas tightness only allow when selecting materials that at least from an aluminum foil, tinfoil or one biaxially stretched plastic film. The Most of the time, necessary markings are placed on one in the Combination used cardboard, sheet metal or paper wrapping printed on. These complex packaging take a considerable amount of effort to manufacture as well as for the packaging material used to make the To get quality of the packaged goods and the To ensure the attractiveness of the packaging.
Nach dem Gebrauch gelangen die Verpackungen gewöhnlich in den Abfall und tragen auf diese Weise zu den bestehen den Umweltproblemen bei. Auf Deponien und in der freien Natur unter Witterungseinflüssen verrotten sie nur sehr langsam oder gar nicht. Für ihre Wiederaufarbeitung in den üblichen Recyclingprozessen muß zunächst eine Material trennung erfolgen. Diese ist i. a. nur unvollständig mög lich. Außerdem werden die Prozesse nachhaltig, z. B. durch Verunreinigung des Prozeßwassers gestört. Eine Wiederver wendung der Packungen scheidet aus lebensmittelrechtlichen Gründen aus.After use, the packaging usually comes in the waste and thus contribute to the existing ones the environmental problems. On landfills and in the free They only rot very badly under the influence of the weather slowly or not at all. For their reprocessing in The usual recycling processes must first have a material separation. This is i. a. only possible incompletely Lich. In addition, the processes are sustainable, e.g. B. by Contamination of the process water disturbed. A reuse Use of the packs differs from food law Reasons for.
Aufgabe der Erfindung ist es, Verpackungen für Waren unterschiedlicher Art, insbesondere für Tabakwaren zu entwickeln, die aus ein- oder mehrlagigen Folienschichten aus thermoplastischen Werkstoffen bestehen, die sich ohne hohen technischen Aufwand herstellen lassen, leicht sind, gute Barriereeigenschaften gegen Wasserdampf und Gase ohne zusätzliche Ausrüstung oder Nachbehandlung haben, bedruckbar sind, darüber hinaus aber vollständige biologische Abbaubar keit besitzen, einem technischen Recyclingverfahren zugeführt werden können und bei Verbringung in übliche Recyclingverfahren nicht stören werden. The object of the invention is packaging for goods different types, especially for tobacco products to develop that from single or multilayer film layers consist of thermoplastic materials that can be without have a high technical effort, are easy, good barrier properties against water vapor and gases without have additional equipment or after-treatment, printable are completely biodegradable possess a technical recycling process can be supplied and in shipment in usual Recycling processes will not interfere.
Erfindungsgemäß bestehen die Verpackungen aus thermoplasti schem Werkstoff aus Blends von Stärkeestern vorwiegend Stärkeacetat, mit einem Substitutionsgrad < 3, vorzugsweise von 1,8-2,6, aliphatischen Polycarbonaten und gegebenen falls Weichmachern sowie üblichen Zusätzen.According to the invention, the packaging consists of thermoplastic mainly made from starch starter blends Starch acetate, with a degree of substitution <3, preferably from 1.8-2.6, aliphatic polycarbonates and given if plasticizers and usual additives.
Die aliphatischen Polycarbonate sind Kohlensäureestergruppen enthaltende Polymere der FormelThe aliphatic polycarbonates are carbonic acid ester groups containing polymers of the formula
wobei R₁ und R₂ Wasserstoff oder geradkettige oder verzweigte C₁- bis C₄-Alkylgruppen sind und untereinander gleich oder unterschiedlich oder auch miteinander verbunden sein können und n = 250-10 000 vorzugsweise 200-5 000 ist. Besonders günstig ist der Einsatz des Polyethylens- und Polypropylencarbonats, bzw. eines Polyalkylencarbonatcopo lymers.where R₁ and R₂ are hydrogen or straight-chain or are branched C₁ to C₄ alkyl groups and with each other the same or different or connected to each other can be and n = 250-10,000, preferably 200-5,000 is. The use of polyethylene and Polypropylene carbonate, or a polyalkylene carbonate copo lymers.
Als Weichmacher kommen vorzugsweise biologisch verträgliche Verbindungen in Betracht: Polyethylenglykole, Mono- und Diester von Polyethylenglykolen mit C₁- bis C₁₀-Carbonsäu ren, wie beispielsweise Triethylenglycoldiacetat, Glycerin triacetat sowie Zitronensäuretrialkylester. Desweiteren sind Ester der Phthalsäure wie z. B. Dimethylphthalat, Diethylphthalat oder Dibutylphthalat einsetzbar. Das Verhältnis Stärkeacetatblend zu aliphatischen Polycarbona ten kann 5 : 95 bis 95 : 5 vorzugsweise 30 : 70 bis 70 : 30 betragen. Der Anteil Additive bzw. Weichmacher beträgt 0-30% vorzugsweise 5 bis 15%. Durch diese Zusätze werden die Barriereeigenschaften und die Festigkeit nicht beeinträchtigt. Biologically compatible plasticizers are preferred Compounds considered: polyethylene glycols, mono- and Diesters of polyethylene glycols with C₁ to C₁₀ carboxylic acid ren, such as triethylene glycol diacetate, glycerin triacetate and trialkyl citrate. Furthermore are esters of phthalic acid such as. B. dimethyl phthalate, Diethyl phthalate or dibutyl phthalate can be used. The Ratio of starch acetate blend to aliphatic polycarbonate can be 5:95 to 95: 5, preferably 30:70 to 70:30 be. The proportion of additives or plasticizers is 0-30% preferably 5 to 15%. Through these additions the barrier properties and strength are not impaired.
Für die thermoplastische Verarbeitung ist es besonders vor teilhaft, Stärkeacetat mit dem Substitutionsgrad < 3 mit Polyalkylenglykol unter Zusatz von Dicarbonsäuren und/oder Oxydicarbonsäuren und/oder Oxytricarbonsäuren vorzumischen, zu extrudieren und zu granulieren und dann das Granulat mit entsprechenden aliphatischen Polycarbonaten und Additiven zu verarbeiten.It is particularly useful for thermoplastic processing partial, starch acetate with the degree of substitution <3 with Polyalkylene glycol with the addition of dicarboxylic acids and / or To premix oxydicarboxylic acids and / or oxytricarboxylic acids, to extrude and granulate and then the granules with corresponding aliphatic polycarbonates and additives to process.
Zur Oberflächengestaltung für werbewirksame attraktive Be druckungen können den Folien auch geeignete Füllstoffe wie Kreide, Talkum, Anhydrit oder Kaolin beigemischt werden. Die bevorzugte Konzentration der Füllstoffe beträgt 1 bis 30 Ma%.For designing surfaces for attractive, attractive be Suitable fillers such as Chalk, talc, anhydrite or kaolin can be added. The preferred concentration of the fillers is 1 to 30%.
Durch die guten Barriereeigenschaften der Folien gegen Wasserdampf und Gase, insbesondere Luft ohne Nachbehandlung durch biaxiale Streckung oder Metallbedampfung können insbesondere vorteilhaft einlagige Verpackungen gestaltet werden. Diese können gewöhnliche Verkaufsverpackungen, Umverpackungen, Transportverpackungen oder auch Nachfüll packungen für ein System für wiederverwendbare Verkaufs verpackungen sein. Durch die einlagige Gestaltung der Ver packung wird hoher Aufwand an Kosten für die Herstellung und an Verpackungsmaterial gespart und dennoch der volle Schutz der Qualität des verpackten Gutes gewährleistet. Für Verpackungen, die besonderen mechanischen Beanspruchun gen genügen müssen, können aber auch mehrlagige Folienzu schnitte eingesetzt werden, die je nach ihrer Lage in Verbund unterschiedlich zusammengesetzt sein können. Die biologische Abbaubarkeit bzw. die Kompostierbarkeit der beanspruchten Folienverpackungen ist ausgezeichnet, so daß nach mehrwöchiger Lagerung unter Rottebedingungen diese vollständig abgebaut sind.Due to the good barrier properties of the films against Water vapor and gases, especially air without post-treatment through biaxial stretching or metal vapor deposition designed especially advantageous single-layer packaging will. These can be ordinary sales packaging, Outer packaging, transport packaging or refill packs for a system for reusable sales packaging. Due to the single-layer design of the Ver Packing will involve high manufacturing costs and saved on packaging material and still the full one Protection of the quality of the packaged goods guaranteed. For packaging with special mechanical stress have to suffice, but multilayer films can also be used cuts are used depending on their location in Composite can be composed differently. The biodegradability or the compostability of the claimed film packaging is excellent, so that after storage for several weeks under rotting conditions are completely degraded.
Bei der Anwendung bekannter Verfahren für das Recycling der Artikel treten keine Störungen auf.When using known methods for recycling the Articles do not interfere.
Einlagige Zigarettenverpackungen wurden aus verschiedenen Folienzuschnitten hergestellt, deren Werkstoffzusammen setzung in Tabelle 1 dargestellt ist.Single-ply cigarette packaging was made from different Foil cuts made, their material together is shown in Table 1.
Dryblends der Mischungsbestandteile zu den Beispielen 1 bis 3 aus Tabelle 1 wurden auf einem Extruder zu Granulat verarbeitet und anschließend zu Folien extrudiert oder geblasen. In Tabelle 2 sind die mechanischen Meßwerte und die Permeationseigenschaften der Folien angegeben.Dry blends of the mixture components for Examples 1 to 3 from Table 1 were granulated in an extruder processed and then extruded into foils or blown. Table 2 shows the mechanical measurements and the permeation properties of the films are given.
Folienzuschnitte aus Werkstoffzusammensetzungen gemäß den Beispielen 1 bis 3 sind gut verschweißbar. Die gemessenen Festigkeitseigenschaften der Folien dokumentieren, daß diese hervorragend für Tabakwaren insbesondere für Zigarettenver packungen geeignet sind und den Packungsinhalt vor Beschädi gungen beim Transport sowie bei der Lagerung und Handhabung schützen. Die gemessenen Permeationswerte sind ohne eine biaxiale Verstreckung der Folien erreicht worden. Zur Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit wurden leere Verpackungshüllen der oben genannten Zusammensetzungen unter Rottebedingungen in einer Industriekompostanlage deponiert. Der Zustand der Verpackungen wurde wöchentlich kontrolliert und festgestellt, nach welcher Zeit die Morphologie des Folienzuschnittes nicht mehr erkennbar war (Tabelle 3).Foil cuts from material compositions according to Examples 1 to 3 are easy to weld. The measured Strength properties of the films document that these excellent for tobacco products, especially for cigarette sales packs are suitable and the package contents from damage conditions during transport, storage and handling protect. The measured permeation values are without one biaxial stretching of the foils has been achieved. For Examination of biodegradability was empty Packaging casings of the above compositions under rotting conditions in an industrial composting plant deposited. The condition of the packaging was changed weekly checked and determined after what time the Morphology of the film cut was no longer recognizable (Table 3).
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |