DE3882197T2

DE3882197T2 - Kartonbogen zum Gebrauch in Behältern für Lebensmittel und Laminaten.

Info

Publication number: DE3882197T2
Application number: DE88309869T
Authority: DE
Inventors: Terje Hansen; Knut Merdem
Original assignee: POLYCOAT A S DILLING
Current assignee: POLYCOAT A S DILLING
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2008-10-21
Also published as: NO166359C; FI92311B; ATE91251T1; NO166359B; EP0313356A3; JPH01139339A; FI92311C; EP0313356B1; US5057359A; MX171127B; DK165106B; DK583488D0; AU628023B2; JPH0741914B2; CA1331736C; NO874385D0; EP0313356A2; ZA887851B; DK165106C; NO874385L

Description

Die Erfindung betrifft einen Kartonzuschnitt, insbesondere zur Verwendung für Lebensmittelbehälter, wobei der Behälter aus einem mit Polyolefinen kaschierten Grundkörper aus Pappe besteht, sowie das Laminat selbst.
Behälter aus Karton oder Pappe werden zunehmend zur Lagerung und zum Verkauf von Lebensmitteln, z.B. Fruchtsäften, Konfitüre oder verschiedenen Arten von Fertiggerichten, verwendet. Es gilt allgemein für solche Produkte, daß dichte Verpackung wichtig ist und daß die Verpackung nicht nur gegen Auslaufen ihres Inhalts dicht sein, sondern auch eine Gassperre bilden sollte, so daß der Inhalt der Verpackung so gelagert wird, daß der Umgebungseinfluß so gering wie möglich ist.
Im Lauf der Zeit wurden sehr verschiedene Kartonverpackungen entwickelt, um die oben erwähnten Erfordernisse zu erfüllen. Die am weitesten verbreitete Methode, einen Pappebehälter gasdicht zu machen, besteht darin, daß man die Pappe mit einer Aluminiumschicht kaschiert; dies ist jedoch ein verhältnismäßig empfindliches und kompliziertes Verfahren, wenn man ein zufriedenstellendes Produkt erhalten will, und die Herstellungskosten werden dabei verhältnismäßig hoch sein. Ein weiterer Nachteil von aus aluminiumkaschierter Pappe hergestellten Behälters ist, daß Aluminium ein recht starrer und nicht sehr biegsamer Werkstoff ist, so daß sich beim Falten der Pappe leicht Risse bilden, welche ihrerseits zwangsläufig zu einem Gasdurchtritt führen.
Die Herstellung anderer Arten kaschierter Pappen wurde ebenfalls vorgeschlagen, um dieselbe Gassperreigenschaft zu erzielen, und dabei werden meistens Kombinationen mit Polyethylenschichten zur Bildung der Sperrschicht verwendet. Beispiele für solche kaschierten Pappen finden sich in DE-A-25 30 477 sowie in der europäischen Patentanmeldung 0138612. In der zuletzt erwähnten Veröffentlichung besteht auch die Absicht, eine Sperre gegen das Auslaufen von Öl und Fett aus dem Behälterinhalt vorzusehen. In NO-A- 139 293 wird ein Pappelaminat offenbart, wobei neben der Polyethylenschicht auf der Pappe sauerstoffdichte Schichten aus Vinylidenchloridpolymer verwendet werden. In der schwedischen Offenlegungsschrift Nr. 301 289 ist ein weiteres kaschiertes Kartonmaterial beschrieben. Dieses beruht auf einer dickeren Papier- oder Kartongrundschicht, die mittels eines thermoplastischen Kunststoffs mit einem dünneren kunststoffbeschichteten Papierbogen kaschiert ist. Das Material wird dann auf beiden Oberflächen mit Kunststoffschichten überzogen. In dieser schwedischen Veröffentlichung wird jedoch ein Material mit durchlöcherten Bereichen beschrieben, und Vorsichtsmaßnahmen, um es gasdicht zu machen, werden nicht beschrieben.
In der britischen Patentschrift Nr. 1 011 796 wird unter anderem ein fettdichte oder Pergamentpapiere enthaltendes Pappelaminat beschrieben, aber Laminate mit eingebauten Papieren dieser Art zur Verwendung in Kartonzuschnitten haben bisher wegen ihrer Bruchempfindlichkeit beim Biegen keine breite Anwendung gefunden.
Trotz den in den obigen Veröffentlichungen erwähnten Produkten ist die Verwendung von Aluminiumschichten immer noch die am weitesten verbreitete Methode zur Herstellung eines Pappebehälters, der bezüglich sowohl Gasdurchlässigkeit als auch Auslaufen von Fett oder Flüssigkeit dicht ist.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen zur Herstellung von Behältern bestimmten Kartonzuschnitt zur Verfügung zu stellen, der gegenüber den zuvor bekannten Behältern verbesserte Eigenschaften aufweisen soll, insbesondere eine Pappeverpackung mit einer mit der Pappe kaschierten Aluminiumschicht. Genauer ist es Aufgabe der Erfindung, eine Pappeverpackung zur Verfügung zu stellen, die gute Gasundurchlässigkeit aufweist, z.B. einen Gasdurchtritt von weniger als 300 cm³ Gas pro m² über einen Zeitraum von 24 Stunden bei 23ºC sicherstellt, wie mittels eines Gasdurchflußgeräts (Mocon-Oxtran) gemessen. Ein Wert im Bereich von 1 bis 10 cm³ pro m² pro 24 Stunden wäre vorzuziehen. Ferner soll ein Kartonzuschnitt zur Verfügung gestellt werden, der beim Gebrauch in Behältern nicht bruchempfindlich sein oder Rißerscheinungen, welche die gasdichte Schicht durchstechen könnten, zeigen soll.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Karton zur Verfügung zu stellen, der für Mikrowellen durchlässig ist, was bei aluminiumbeschichteter Pappe nicht zutrifft. Ferner soll ein Karton zur Verfügung gestellt werden, der in der Herstellung billiger als zuvor bekannte Kartons ist.
Ein erfindungsgemäßer Kartonzuschnitt besteht aus einem mit Polyolefin kaschierten Grundglied und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Grundglied aus Pappe mit einer faltbaren Gassperrschicht in Form einer Schicht aus fettdichtem Papier mit geringer Luftdurchlässigkeit und einer höheren Fettabstoßung als ungefähr 900 Sekunden nach TAPPI, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1600 Sekunden, versehen ist, daß dieses fettdichte Papier mit der Pappe mittels eines Polyolefinklebstoffs (wie Polyethylen oder Polypropylen) kaschiert ist, und daß das Laminat auf beiden Außenseiten mit äußeren Schichten aus Polyethylen oder ähnlichem flexiblem Polyolefin versehen ist, wodurch die Luftdurchlässigkeit der Gassperrschicht verringert und die Bruchfestigkeit der Gassperrschicht beim Falten erhöht ist.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 6 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kartonzuschnitts.
Unter "fettdicht" sind alle Arten fettabstoßenden, aus chemischem Zellstoff hergestellten Papiers zu verstehen, wobei die Fettabstoßung durch einen hohen Mahlgrad erreicht wird. Pergamentpapiere sind also mit eingeschlossen. Die Definition der Polyolefinklebstoffe soll allgemein Polymere aus ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und damit verwandte Polymere einschließen. Gegenwärtig sind Polyethylen sowie z.B. Polypropen von größtem Interesse. Kombinationen dieser Klebstoffe sind ebenfalls möglich. Getrennt zeigen Polyethylen und fettdichtes Papier eine verhältnismäßig geringe Gasdichtheit, aber es hat sich herausgestellt, daß die Kombination solcher Stoffe in einem Laminat sehr gute Gasundurchlässigkeit ergibt. Für die Erzielung eines erwünschten Grads an Gasundurchlässigkeit ist die Qualität des fettdichten Papiers, d.h. der Mahlgrad der Cellulosefasern im Papier, entscheidend. Dies gestattet eine Einstellung der Gasundurchlässigkeit des Kartonzuschnitts gemäß den Erfordernissen und Wünschen.
Das fettdichte Papier besitzt eine Eigensteifigkeit, welche es gestattet, dünnere Pappe als allgemein in einem Laminat aus Pappe und Aluminium verwendet zu benutzen. Es ist somit möglich, ein Laminat oder einen Kartonzuschnitt herzustellen, der kostengünstiger ist als ein herkömmliches Pappe/Aluminiumlaminat mit denselben Eigenschaften bezüglich Gasdichtigkeit und Starrheit. Es hat sich herausgestellt, daß die Kombination aus fettdichtem Papier und mittels Polyolefinklebstoffen kaschierter Pappe zu einem Kartonzuschnitt führt, welcher Biegen ohne Reißen einer der Schichten aushält. Man erhält somit einen Zuschnitt, bei dem die bei einer aluminiumbeschichteten Pappe auftretenden Probleme vermieden werden, wie auch die oben erwähnten Brüche, die in der Pappe auftreten können, wenn der Kartonzuschnitt gebogen oder zu einem Behälter gefaltet wird.
Wie oben erwähnt, hängt die Einstellung der Gasundurchlässigkeit vom Mahlgrad des fettdichten Papiers ab, und ein hoher Mahlgrad wird somit zu guter Gasundurchlässigkeit führen, während ein niedriger Mahlgrad zu schlechter Undurchlässigkeit führt. Zum Kaschieren mit der Pappe ist jedoch die Haftung ebenfalls äußerst wichtig, und dies muß bei der Auswahl der fettdichten Papierqualität in Betracht gezogen werden. Ein niedriger Mahlgrad der Fasern im Papier ergibt gute Haftung, führt aber andererseits zu schlechter Gasdichtigkeit, so daß eine Optimierung anzustreben ist.
Es sei auch erwähnt, daß fettdichtes Papier gute Sperreigenschaften gegen Fett aufweist und beispielsweise auch als Einlage in Kartons für Kekse und dergleichen verwendet wird. In diesem Zusammenhang soll das fettdichte Papier jedoch nicht als Sauerstoffsperre dienen, sondern es soll nur das Durchdringen von Fett verhindern.
Es sei ferner bemerkt, daß fettdichtes Papier spröde ist und beim Falten leicht reißen kann. In der kaschierten Form gemäß vorliegender Ausführungsform wurde jedoch kein solcher Nachteil beobachtet. Es hat sich im Gegenteil erwiesen, daß die Verwendung fettdichten Papiers dem fertigen Laminat bessere Steifigkeit und Festigkeit verleiht. Dies ist eine äußerst überraschende Auswirkung.
Die Erfindung ist weiter unten mit Bezug auf eine Ausführungsform näher beschrieben, und dabei wird auf einen schematischen Querschnitt Bezug genommen, welcher den Schichtaufbau in einem erfindungsgemäßen Kartonzuschnitt veranschaulicht.
Ein zur Verwendung in der Herstellung von Fruchtsaftbehältern bestimmter Kartonzuschnitt beruht auf einem Grundglied, das aus einer Pappe 1 mit einer einer Masse pro Flächeneinheit von 100 bis 500 g/m² entsprechenden Dicke aufgebaut ist, welche mittels einer Polyolefinschicht 3, die in dieser besonderen Ausführungsform in einer einer Masse pro Flächeneinheit von 8-50 g/m² entsprechenden Dicke ausgewählt ist, mit einem fettdichten Papier 2 mit einer einer Masse pro Flächeneinheit von 25-100 g/m² kaschiert ist. Besagtes Grundglied besteht aus diesen drei Schichten 1, 2 und 3 und ist auf der Oberfläche, welche die Außenfläche des Behälters bilden soll, mit einer Polyethylenschicht 4 mit einer einer Masse pro Flächeneinheit von 8-40 g/m² der Schicht entsprechenden Dicke beschichtet. Mit der Innenfläche ist eine Polyethylenschicht 5 einer 10-50 g/m² entsprechenden Dicke kaschiert. Den Polyethylenüberzügen kann ein Farbpigment zugesetzt sein. Der Grad der Färbung des Polyethylens hängt vom zu schützenden Produkt sowie dessen Lichtempfindlichkeit ab. Das fettdichte Papier wird aus Sulfatzellstoff hergestellt, besitzt eine geringe Luftdurchlässigkeit und enthält eine Fettsperre von mehr als 900 Sekunden nach TAPPI, z.B. 1600 Sekunden, welcher Wert unter anderem den Mahlgrad beschreibt. Für die zur Zeit beabsichtigten Anwendungen stellt dieser Wert einen sehr geeigneten Mittelwert dar.
Ein Kartonzuschnitt mit den oben erwähnten Durchschnittswerten wurde bei einer Versuchsproduktion von Behältern verwendet und zeigte sehr gute Ergebnisse, wobei der Behälter nach Faltungen keine Sprünge aufwies.
Zur besseren Veranschaulichung des durch die Erfindung erzielten Vorteils und somit der durch die spezielle Zusammensetzung des Laminats erzielten Vorteile wurden Vergleichsversuche mit zwei Laminatzuschnitten, einer aus einer Schicht ungebleichten, nichtsatinierten Kraftpapiers bestehenden Zuschnittprobe und einer aus einer Schicht erfindungsgemäßen fettdichten Papiers bestehenden Zuschnittprobe durchgeführt. Vor der Erfindung wäre das ungebleichte, nichtsatinierte Kraftpapier die normale Wahl für die Zusammensetzung eines Laminats gewesen.
Die folgenden schichten wurden in den kaschierten Proben verwendet. Die Dicke der jeweiligen Schicht ist durch die Masse pro Flächeneinheit angegeben. Der Begriff LDPE bedeutet Polyethylen niedriger Dichte. Probe Masse/Fläche (g/m²) Duplex-Pappe Ungebleichtes, nichtsatiniertes Kraftpapier Fettdichtes Papier
Zum Abdichten der rohen Kanten wurden die Proben in Aluminiumkästen mit 70 mm Durchmesser angebracht. Versuchsbedingungen: Raumtemperatur 23ºC. Trockener Sauerstoff gegen die Außenfläche; das Trägergas Stickstoff muß wegen der Fühler des Meßgeräts (Oxtran-Apparat) befeuchtet werden. Die folgenden Ergebnisse bezüglich des Gasdurchtritts wurden erhalten:

Probe 1

Versuch a) 842,8 cm³/m², 24 h, 1 atm.
Versuch b) 756,6 cm³/m², 24 h, 1 atm.

Probe 2

Versuch a) 1,7 cm³/m², 24 h, 1 atm.
Versuch b) 2,47 cm³/m², 24 h, 1 atm.
Die Meßwerte für Probe 2 sind sehr klein, und das Material läßt sich bezüglich Gasdichtigkeit mit mit Aluminiumfolie kaschiertem Karton vergleichen. In Flüssigkeitsbehältern verwendete Aluminiumfolien sind äußerst dünn (7-9 um) und weisen Nadellöcher auf, welche die Sauerstoffsperrwirkung beeinflussen. Diese Versuchsergebnisse zeigen deutlich, daß ein erfindungsgemäßer Kartonzuschnitt eine sehr wirksame Gassperre darstellt.
Um die Wirkung der Erfindung weiter zu veranschaulichen und dadurch die Erzielung einer unerwarteten synergistischen Wirkung zu demonstrieren, seien die obigen Ergebnisse mit dem Sperrbeitrag der einzelnen Schichten mit folgenden Werten verglichen:
Pappe: > 100.000 cm³/m² 24 h/l atm.
Fettdicht: > 100.000 cm³/m² 24 h/l atm.
LDPE: ca. 3.000 cm³/m² 24 h/l atm. (bei 50 g/m²)
Milchkarton, der aus Pappe und 14 bzw. 26 g/m² Polyethylen besteht, weist eine gemessene Durchgangsrate von 1.100 cm³/m² 24 h/1 atm. auf. Die zusätzliche synergistische Wirkung des fettdichten Papiers ist überwältigend.
Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Kartonzuschnitts ist somit sein Aufbau in Form eines aus einer Kombination von Pappe und fettdichtem Papier, das mittels Polyolefinklebstoff auf beiden Seiten kaschiert und überzogen ist, bestehenden Laminats. Zahlreiche Abänderungen sind innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich, sowohl bezüglich der Qualität der Pappe als auch der Qualität des fettdichten Papiers, und es ist gleichzeitig möglich, verschiedene Dicken für die verschiedenen Schichten zu verwenden, sowie gewünschtenfalls weitere Zusätze zu bestimmten Schichten hinzuzufügen, um den Kartonzuschnitt für spezielle Produkte besonders geeignet zu machen. Zwar wurde erwähnt, daß der Kartonzuschnitt insbesondere zur Verwendung in Lebensmittelbehältern bestimmt ist, aber es gibt natürlich zahlreiche weitere mögliche Anwendungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung. Wie oben erwähnt, wird der Kartonzuschnitt den Durchgang von Mikrowellenstrahlung nicht behindern, was weitreichende Möglichkeiten der Mikrowellenerhitzung sowohl für Lebensmittel als auch andere Stoffe eröffnet. Ein erfindungsgemäßer Kartonzuschnitt läßt sich somit zur Lagerung einer ganzen Reihe Produkte einsetzen, wobei seine wesentliche Stärke in den Gassperreigenschaften liegt, die sich in gewissem Grad mittels der Zusammensetzung der Werkstoffe im Zuschnitt sowie wegen der guten Formungsmöglichkeiten des Zuschnitts ohne das Auftreten von Sprüngen oder Rissen in der gasdichten Schicht variieren lassen. Der Kartonzuschnitt ist somit nützlich zur Lagerung einer Reihe von Produkten, die mit Polyethylen oder anderen Polyolefinen verträglich sind, aber in einer sauerstofffreien Atmosphäre gehalten werden müssen.

Claims

1. Kartonzuschnitt, insbesondere zur Verwendung für Lebensmittelbehälter, wobei dieser Kartonzuschnitt aus einem mit Polyolefin kaschierten Grundglied besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundglied aus Pappe mit einer faltbaren Gassperrschicht in Form einer Schicht aus fettdichtem Papier mit geringer Luftdurchlässigkeit und einer höheren Fettabstoßung als ungefähr 900 Sekunden nach TAPPI, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1600 Sekunden, versehen ist, daß dieses fettdichte Papier mit der Pappe mittels eines Polyolefinklebstoffs (wie Polyethylen oder Polypropylen) kaschiert ist und daß das Laminat auf beiden Außenseiten mit äußeren Schichten aus Polyethylen oder ähnlichem flexiblem Polyolefin versehen ist.

2. Kartonzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pappeschicht zu der Seite hin, welche die Außenseite des fertigen Behälters bilden soll, angeordnet ist.

3. Kartonzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der äußeren Polyolefinschichten Farbstoffpigmente zugesetzt sind.

4. Kartonzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Polyolefinschichten eine Dicke in einem einer Masse pro Flächeneinheit von ungefähr 8-50 g/m² entsprechenden Bereich aufweisen und daß die Schichten innerhalb ein und desselben Laminats verschiedene Dicken besitzen können.

5. Kartonzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein fettdichtes Papier verwendet, welches eine einer Masse pro Flächeneinheit von ungefähr 25-100 g/m² entsprechende Dicke aufweist.

6. Kartonzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pappematerial eine Masse pro Flächeneinheit von ungefähr 100-500 g/m² aufweist.

7. Laminat aus einem Grundglied und Polyolefin zur Verwendung für Lebensmittelbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundglied aus Pappe mit einer faltbaren Gassperrschicht in Form einer Schicht aus fettdichtem Papier mit geringer Luftdurchlässigkeit und einer höheren Fettabstoßung als ungefähr 900 Sekunden nach TAPPI, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1600 Sekunden, versehen ist, daß dieses fettdichte Papier mit der Pappe mittels eines Polyolefinklebstoffs (wie Polyethylen oder Polypropylen) kaschiert ist und daß das Laminat aus beiden Außenseiten mit äußeren Schichten aus Polyethylen oder ähnlichem flexiblem Polyolefin versehen ist, sowie gegebenenfalls weiterhin wie in einem der Ansprüche 2 bis 6 gekennzeichnet.