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Die
Erfindung bezieht sich auf eine einseitig kunststoffbeschichtete
Verpackung mit mindestens einer Verbindungsnaht, wobei die Kunststoffbeschichtung
zumindest im wesentlichen aus einem aus nachwachsenden Rohstoffen
hergestellten Kunststoff besteht.
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Eine
derartige kunststoffbeschichtete Verpackung ist mehr als wünschenswert.
Bislang bestand jedoch immer das Problem, daß diese Verpackungen nur schlecht
in sich verbunden werden konnten. Oftmals wurde im Bereich der Verbindungsstelle
auf die nicht beschichtete Seite nochmals eine Beschichtung aus
dem Kunststoff aufgebracht. Dies ist jedoch gerade im Bezug auf
die biologische Abbaubarkeit kontraproduktiv.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verpackung vorzuschlagen,
die nicht nur ökologisch
ist, sondern auch sehr gut verschlossen und verbunden werden kann.
Die Qualität
der Verbindung soll der von herkömmlichen
kunststoffbeschichteten Papieren und Kartonen nicht abweichen und
vergleichbare Festigkeiten und Dichtigkeiten aufweisen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß im
Bereich der Verbindungsnaht auf der unbeschichteten Seite der Verpackung
ein Primer vorgesehen ist.
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Hierdurch
wird eine gute Haltbarkeit der Verbindungsnaht sichergestellt.
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Erfindungsgemäß ist es
auch sehr vorteilhaft, wenn der aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte
Kunststoff ein Bio-Polymer, insbesondere PLA ist.
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Biopolymere
haben sich als sehr gut umweltverträglich erwiesen.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn ein Primer vorgesehen
ist, der eine gute Verbindung der Verbindungsnaht ermöglicht.
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Ein
solcher Primer kann beispielsweise ebenfalls auf einem Biopolymer
basieren. Denkbar sind aber auch artfremde Materialien.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung liegt auch vor, wenn der
Primer lösungsmittelbasierend
oder lösungsmittelfrei
ausgebildet ist.
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Durch
eine lösungsmittelbasierende
oder lösungsmittelfreie
Ausgestaltung des Primers kann eine besonders gute Verträglichkeit
und Abstimmung auf die anderen verwendeten Materialien hergestellt werden.
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Äußerst vorteilhaft
ist es erfindungsgemäß, wenn
der Primer aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und/oder biologisch
abbaubar ist.
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Damit
kann die vollständige
Verpackung aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder biologisch abbaubaren
Rohstoffen hergestellt werden.
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Sehr
vorteilhaft ist es gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch, wenn der Primer auf Stärke, Lignin,
Natur-Kautschuk, Kasein, Dextrin, Nitrozellulose, Zellulose, Zelluloseacetaten,
Knochenleim, Fischleim, Soja und/oder Gelatine deren Mischungen
und Abwandlungen basiert.
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Mit
diesen Primer wurden sehr gute Ergebnisse erzielt.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn der Primer auf einem
Biopolymer basiert.
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Dabei
hat es sich erfindungsgemäß als äußerst vorteilhaft
erwiesen, wenn der Primer auf einem aus Stärke gewonnen Polymer, thermoplastischer Stärke, Polymilchsäure (PLA),
nicht kristallinem PLA, kristallinem PLA, Polyhydroxyalkanoaten
(PHA), Polyhydroxybutyrat (PHB), biologisch abbaubaren Polyester
und/oder Copolyestern, aliphatischen Copolyestern, aromatischen
Copolyestern und/oder aliphatisch-aromatischen Copolyestern oder deren
Elends basiert.
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Durch
die Verwendung derartiger Primer kann eine vollständige biologische
Ausrichtung der fertigen Verpackung sichergestellt werden.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor,
wenn der Primer siegelbar, heißsiegelbar,
ultraschallsiegelbar und/oder lasersiegelbar ist.
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Damit
kann eine Verpackung geschaffen werden, die sehr sicher verschlossen
werden kann.
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Sehr
vorteilhaft ist es auch, wenn die kunststoffbeschichtete Seite des
Papier- oder Kartonsubstrates die Innenseite der Verpackung bildet.
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Dadurch
wird die Verpackung unempfindlich auch für flüssige oder fettige Füllgüter. Ein
Aufweichen oder Durchschlagen wird wirksam verhindert.
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Äußerst vorteilhaft
ist es auch, wenn die Verpackung ein Pappbecher ist, der im Wickelverfahren hergestellt
sein kann und einen Außenmantel
mit einer Längsnaht
und einen Boden aufweist.
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Derartige
Pappbecher stellen eine einmal zu benutzende Verpackung dar, die
direkt nach Gebrauch weggeworfen wird. Gerade bei solchen Verpackungen
ist es äußerst vorteilhaft,
daß diese
aus nachwachsenden und/oder biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt
sind.
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Es
hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Außenseite
der Verpackung mit einem Aufdruck versehen ist.
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Damit
können
auf einfache Art und Weise Hinweise oder auch Werbung auf dem Becher
angeordnet werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch besonders vorteilhaft,
wenn der Primer in einem Druckverfahren auf die nicht kunststoffbeschichtete
Seite des Substrates aufgebracht ist.
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Damit
ist der Primer leicht und zielgenau aufbringbar.
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Sehr
vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch,
wennn sich der Primerauftrag auf die Verbindungsnaht beschränkt bzw.
innerhalb der Verbindungsnaht und entfernt von deren innerem Rand liegt.
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Damit
wird einerseits der Primerauftrag so gering wie möglich gehalten
und zudem ein Kontakt des Füllgutes
mit dem Primer verhindert.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es auch, wenn der Primer an einer Randkante
des Substrates angeordnet ist.
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Dabei
ist es äußerst vorteilhaft,
wenn der Primer die Randkante des Substrates abdeckt.
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Damit
kann sichergestellt werden, daß auch die
Randkante des Substrates gegen das eindringen von Feuchtigkeit oder
Fett geschützt
ist.
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Sehr
vorteilhaft ist es auch, wenn der Primer als Lösung oder als Dispersion in
einem Lösungsmittel
oder in Wasser aufgedruckt ist.
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Damit
ist der Primer sehr leicht aufbringbar.
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Eine
weitere erfindungsgemäß sehr vorteilhafte
Ausgestaltung liegt auch vor, wenn der Primer funktionelle Gruppen
auf Basis von thermoplastischen Acrylen, Vinylacetat Etylenen (VAE),
Ethylen Vinyl Acetaten (EVA), Polyvinylacetaten (PVAc), Polyvinylalkoholen
(PVOH), Polyamiden (PA), Polyester (PES), Polyethylenterephtalat
(PET), Zellulose und/oder Mischungen oder Elends dieser Stoffe mit anderen
Stoffen aufweist.
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Damit
werden sehr gute Verträglichkeiten
sichergestellt.
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Es
hat sich auch als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Primerauftrag
ein Gewicht zwischen 1 und 10 g/m2, vorzugsweise
zwischen 2 und 6 g/m2 aufweist.
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Diese
Menge an Primer ist völlig
ausreichend, um eine sehr gute Haftung sicherzustellen.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung liegt auch vor, wenn der
Primer vollflächig
oder partiell auf die unbeschichtete Seite des Substrates aufgebracht
ist.
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Dadurch
wird der Primer dort angeordnet, wo er benötigt wird. Zudem kann der Primer
auch als Schutzbeschichtung für
das Substrat dienen.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch
vor, wenn der Primer mehrschichtig mit unterschiedlichen Inhaltsstoffen
aufgebracht ist.
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Damit
kann der Primer jeweils optimal auf das Substrat und auf die Kunststoffbeschichtung
abgestimmt werden.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn der Primer oder wenigstens
eine Primerlage Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff, Feuchtigkeit,
Wasserdampf, Flüssigkeiten
und/oder anderen Einflüssen
aufweist.
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Damit
können
neben den bereits erwähnten Bechern
auch Lager- und Transportverpackungen hergestellt werden, in denen
auch empfindliche Güter
verpackt werden können.
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Eine
sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt auch vor, wenn
die Kunststoffbeschichtung aufkaschiert, extrusionsbeschichtet oder
auflaminiert ist.
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Dadurch
ist die Kunststoffbeschichtung sehr einfach aber dennoch haltbar
auf das Substrat aufbringbar.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es, wenn die Kunststoffbeschichtung mehrlagig
ausgebildet ist.
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Damit
können
auch unterschiedliche Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften
kombiniert werden.
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Sehr
vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch,
wenn wenigstens ein Teil der Lagen der Kunststoffbeschichtung einen
Biopolymeranteil, insbesondere einen PLA-Anteil größer 50 Prozent
aufweist.
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Damit
ist auch die Kunststoffbeschichtung nicht nur aus nachwachsenden
Rohstoffen gebildet, sondern kann auch biologisch abbaubar sein.
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Es
hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kunststoffbeschichtung
ein Flächengewicht zwischen
10 und 40 g/m2, vorzugsweise zwischen 15 und
25 g/m2 aufweist.
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Mit
diesen Flächengewichten
wurden sehr haltbare, aber dennoch dünne Beschichtungen erzeugt.
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Eine
sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt auch vor, wenn
wenigstens ein Teil der Inhaltsstoffe der Kunststoffbeschichtung
biologisch abbaubar und/oder aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt
ist.
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Damit
ist eine sehr gute Umweltverträglichkeit
der Verpackung sichergestellt.
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Es
hat sich als äußerst vorteilhaft
erwiesen, wenn die Verbindungsnaht durch Siegeln, Heißsiegeln,
Kleben mit direkten oder indirekten Methoden gebildet ist.
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Hierdurch
ist auf einfache Art und Weise eine haltbare und dichte Verbindungsnaht
geschaffen worden.
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Eine äußerst vorteilhafte
Fortbildung der Erfindung liegt auch vor, wenn die Verpackung aus
Papier, Pappe, Moulded-Fiber, Vliesstoff, Gewebe oder dergleichen
hergestellt ist.
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Alle
diese Materialien sind aus nachwachsenden und biologisch abbaubaren
Ressourcen verfügbar
und stellen damit eine umweltverträgliche Basis für die Verpackung
dar.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
veranschaulicht.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Zuschnitt eines Mantels für
einen gewickelten Papier- bzw. Karton-Becher,
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2 einen
fertigen Kartonbecher,
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3 einen
Schnitt durch die Naht des Mantels, und
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4 eine
Detailansicht einer Naht des Mantels.
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Mit 1 ist
in 1 ein Zuschnitt bezeichnet, der den Mantel eines
Papierbechers bildet.
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Auf
seiner Außenseite
kann der Mantel 1 mit einem Aufdruck 3 versehen
sein, der Informationen über
den Inhalt, Werbung oder auch Designs oder dergleichen enthält.
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Der
Mantel 1 wird entlang seiner Länge gewickelt, so daß die Seitenkanten überlappen.
Diese werden miteinander dicht verbunden.
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Der
Mantel 1 kann aus Papier, Pappe oder Karton bestehen. Vorzugsweise
weist das verwendete Material ein Flächengewicht zwischen 170 und
350 g/m2 auf, wodurch dem Mantel eine ausreichende Stabilität verliehen
wird.
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Es
ist auch denkbar, daß der
den Becher bildenden Mantel 1 aus Moulded Fiber, Vliesstoff
oder dergleichen hergestellt ist.
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Der
Mantel 1 ist auf seiner Innenseite mit einer ein- oder
mehrschichtigen Kunststoffbeschichtung 7 ausgerüstet, die überwiegend
aus einem Bio-Polymer, insbesondere aus PLA besteht. Biopolymer-
bzw. PLA-Anteile von größer 50 Prozent
sind vorgesehen. Die Kunststoffbeschichtung kann dabei so ausgeführt sein,
daß zunächst ein
Haftvermittler auf das Substrat aufgebracht wurde und anschließend die
Kunststoffschicht aufgebracht wird. Es ist aber auch denkbar, daß eine als
Haftvermittler zwischen dem PLA und dem Papier bzw. Karton dienende
zweite Kunststoffschicht bereits mit dem PLA verbunden ist und diese
dann gemeinsam auf das Substrat aufkaschiert oder anderweitig aufgebracht
werden. Eine Extrusionsbeschichtung ist ebenso denkbar wie eine
Laminierung. Es ist auch denkbar, daß die mehreren Schichten im
Coextrusionsverfahren zusammengeführt werden.
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Die
Kunststoffbeschichtung 7 weist ein Flächengewicht zwischen 10 und
40 g/m2, vorzugsweise zwischen 15 und 25
g/m2 auf. Eine derart dünne Beschichtung ist ausreichend,
um die Aufnahme von Flüssigkeit
durch das Substrat zu verhindern. Zusätzlich werden die Kosten für die Beschichtung
gering gehalten. Es ist dabei auch denkbar, daß die Beschichtung auch Barriereeigenschaften
aufweist, die beispielsweise durch zusätzliche Schichten erzeugt werden
können,
die vorzugsweise zwischen der PLA Schicht und dem Substrat angeordnet
sind. Die Barriereschichten können
dabei Barrieren gegen bestimmte Flüssigkeiten, Fette oder auch
andere Inhaltsstoffe des in die Verpackung zu füllenden Inhaltes aufweisen.
Zusätzlich
ist es denkbar, daß die
Barriereschicht das Füllgut
gegen schädliche
Umwelteinflüsse,
zum Beispiel gegen die Einwirkung von Sauerstoff schützt.
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Zudem
sollte bei der Auswahl der Beschichtungsmaterialen auch berücksichtigt
werden, daß diese
zum Beispiel bei Kaffeebechern hitzebeständig sein müssen.
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Biopolymere,
Kunststoffe mit großem
Biopolymer-Anteil, insbesondere PLA oder Kunststoffe mit großem PLA
Anteil können
nicht durch herkömmliche Verbindungsmethoden,
wie heißsiegeln
mit einem Papier oder Karton verbunden werden. Daher wurde oftmals
zumindest im Bereich der Naht auch auf der eigentlich unbeschichteten
Seite des Mantels 1 eine weitere Beschichtung, insbesondere
eine PLA Beschichtung vorgesehen. Dies war jedoch mit erheblichen
Problemen verbunden. Insbesondere war die Positionierung dieser
Beschichtungen nur schwer kontrollierbar. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird
im Nahtbereich 5 ein Primer 6 aufgebracht, der zum
Beispiel im Flexodruck aufgedruckt sein kann. Andere Druckmethoden
sind denkbar. Hierzu kann der Primer 6 in wässriger
oder lösemittelhaltiger Form
aufgebracht werden.
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Dieser
Primer 6 haftet einerseits sehr gut am Papier bzw. am Karton
und andererseits kann er durch bekannte Verbindungsmethoden mit
der im wesentlichen aus PLA bestehenden Kunststoffbeschichtung 7 verbunden
werden.
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Der
Primer 6 kann aus nachwachsenden Rohstoffen, wie beispielsweise
Stärke,
Lignin, Natur-Kautschuk, Kasein, Dextrin, Nitrozellulose, Zellulose,
Zelluloseacetaten, Knochenleim, Fischleim, Soja, Gelatine und/oder
Mischungen und Abwandungen hergestellt sein. Es ist ebenso denkbar,
daß der
Primer 6 auf einem Biopolymer basiert. Der Primer kann funktionelle
Gruppen aus bzw. auf Basis von einem auf thermoplastischer Stärke, Polymilchsäure (PLA), nicht
kristallines PLA, kristallines PLA, Polyhydroxyalkanoaten (PHA),
Polyhydroxybutyrat (PHB), biologisch abbaubaren Polyester und/oder
Copolyestern, aliphatischen Copolyestern, aromatischen Copolyestern
und/oder aliphatisch-aromatischen Copolyestern oder deren Elends
hergestellt sein.
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Der
Primer ist siegelbar, heißsiegelbar,
ultraschallsiegelbar und/oder lasersiegelbar.
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Desweiteren
ist es denkbar, daß der
Primer 6 funktionelle Gruppen auf Basis von thermoplastischen
Acrylen, Vinylacetat Etylenen (VAE), Ethylen Vinyl Acetaten (EVA),
Polyvinylacetaten (PVAc), Polyvinylalkoholen (PV), Polyamiden (PA),
Polyester (PES), Polyethylenterephtalat (PET), Zellulose und/oder
Mischungen oder Elends dieser Stoffe mit anderen Stoffen enthältt.
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Mit
allen diesen Primer 6 wurden sehr gute Ergebnisse in Bezug
auf Festigkeit und Dichtheit der Verbindung erzielt. Zudem lassen
sich diese Primer 6 sehr gut aufbringen. Es ist denkbar,
daß diese
in einem weiteren Schritt des Aufbringens des Aufdruckes 3 aufgebracht
werden. Der Primer 6 stellt dabei eine weitere Farbe des
Druckes dar.
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Der
jeweils eingesetzte Primer 6 wird dabei einerseits nach
den Verbindungseigenschaften aber auch andererseits nach seiner
Hitzebeständigkeit ausgewählt, sofern
der Becher für
heiße
Füllgüter eingesetzt
werden soll.
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Der
Primer 6 wird mit einem Flächengewicht zwischen 1 und
10 g/m2, vorzugsweise zwischen 2 und 6 g/m2 aufgebracht.
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Der
Auftrag des Primers 6 beschränkt sich auf den benötigten Bereich,
der im Nahtbereich 5 liegt.
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Der
Anteil des Primers 6 am Gesamtmaterialgewicht ist derart
gering, daß dieser
nicht unbedingt biologisch abbaubar sein muss, obwohl dies wünschenswert
und angestrebt ist. Die oben genannten Primer 6 sind mehrheitlich
biologisch abbaubar und aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.
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Es
ist aber auch denkbar, daß der
Primer 6 mehrschichtig aufgebracht wird. So kann beispielsweise
zunächst
ein Primer aufgebracht werden, der besonders gut am Papier haftet
und anschließend
ein an dem ersten Primer sehr gut haftender Primer, der aber auch
eine gute Verbindung zum PLA ermöglicht.
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Es
ist auch denkbar, daß auch
mehrschichtig vorproduzierte Primer zum Beispiel mittels spezieller Drucktechniken,
auf den Mantel 1 aufgebracht werden.
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Der
Primer 6 kann wie in den Figuren dargestellt gegenüber den
Randkanten des Mantels 1 zurückgesetzt angeordnet sein.
So wird ein Kontakt zwischen Primer 6 und Füllgut vermieden.
Es ist aber auch denkbar, daß der
Primer 6 zumindest die innen liegende Randkante des Mantels 1 erreicht
oder diese auch umfasst, so daß die freiliegende
Schnittkante des Mantels 1, die sonst mit dem Füllgut in
Berührung
kommen würde,
geschützt
ist. Leckagen oder auch das simple Eindringen von Flüssigkeit
in das Papiersubstrat wird damit vermieden.
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Es
ist aber auch denkbar, daß der
Primer 6 nicht nur partiell auf der Außenseite des Mantels 1 angebracht
wird, sondern er kann auch vollflächig aufgetragen werden. Der
Primer 6 kann dann als Schutzschicht, als Barriereschicht
oder dergleichen dienen. Eine mehrschichtige Ausgestaltung ist denkbar,
wobei es auch denkbar ist, daß der
vollständige Aufbau
des Primers 6 nur im Nahtbereich vorgesehen wird.
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Die
Verbindung der Naht erfolgt wie bereits angedeutet mit bekannten
Verbindungsmethoden.
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Gerade
bei der Produktion von Papierbechern werden oftmals direkte oder
indirekte Heißsiegelmethoden
eingesetzt. Diese können
auch hier verwendet werden. So kann die Naht mit einer Flamme, Heißluft, oder
mit einer Laserschweißung
hergestellt werden. Es ist aber auch denkbar, daß die Verbindung mit einem
heißen
Stempel, Ultraschall, Hochfrequenzschweißung oder Induktionsschweißen verbunden
wird.
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Dabei
wird sowohl das PLA als auch der Primer 6 aufgeschmolzen
und beide miteinander fest verbunden.
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Insgesamt
wird mit der vorliegenden Erfindung eine Verpackung geschaffen,
die nahezu vollständig
oder auch vollständig
aus biologisch abbaubaren und/oder nachwachsenden Rohstoffen besteht.
Geringe Anteile an Primerbestandteilen, die nicht biologisch abbaubar
und/oder aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, waren vernachlässigbar.
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Eine
erfindungsgemäße Verpackung
ist damit ökologisch.