DE69317116T2

DE69317116T2 - Mehrschichtwerkstoff auf Basis von Karton oder Papier

Info

Publication number: DE69317116T2
Application number: DE69317116T
Authority: DE
Inventors: Luigi I-00196 Rome Bonifaci
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-12-17
Also published as: US5725918A; WO1995016558A1; AU1436095A; EP0658420B1; DE69317116D1; EP0658420A1; CA2176694C; MXPA94009744A; JPH10504768A; ES2112977T3; CA2176694A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifit Mehrschichtmaterialien zur Umformung in Verpackungsbehälter mit Klebstoffen des Stands der Technik, welche in angemessener Weise feuchtigkeitsempfindliche Verbindungen schützen und die Wanderung von fettigen Verbindungen durch die Wand verhindern. Dieses Material ist besonders geeignet zur Herstellung von Behältern für Wäschetrocknungs- und Haushaltsreinigungszusmmensetzungen.

Hintergrund der Erfindung

Eine große Vielzahl von Verpackungsmaterialien des Einmaleinsatztyps sind bekannt, die sogenannten Wegwertkartons. Viele dieser Verpackungsmaterialien liegen in Form von unterschiedlichen Materialien umfassende Mehrschichten vor, damit das Verbundmaterial eine gewünschte Kombination von Eigenschaften vorsehen kann, welche ansonsten nicht durch eine Einzelschicht einer einzelnen Zusammensetzung verfügbar wäre.
Zum Verpacken von Kartons umfassen bekannte Mehrschichten im allgemeinen mindestens eine Versteitungsschicht, wie Karton, welche auch in zuverlässiger Weise darin vorliegende Rißaufreißmarkierungen (scores) und Faltungen beibehält. Die anderen Schichten können in variabler Weise entsprechend der Funktion des Schutzes, der für das enthaltene Material erforderlich ist, gewählt werden. Insbesondere für trockene Wäschewaschverbindungen, welche manchmal feuchtigkeitsempflndliche Zusammensetzungen sind, bestehen die Wegwerfkarton aus einem Mehrschichtmaterial, das im allgemeinen eine auf Karton oder Papier aufbeschichtete Muminiumfolie umfaßt.
Die Wegwertkartons, die eine Schicht aus Aluminiumfolie aufweisen, besitzen extreme Sperreigenschaften. Gleichwohl gerät dieser Typ von Mehrschichten aufgrund Umweitgesichtspunkten mehr und mehr in die Kontroverse.
Folglich lag in der Verpackungstechnologie sei langem der Bedarf danach vor, in der Lage zu sein, ein aluminiumfreies Verpackungsmaterial zu entwickeln, bei dem Materialien verwendet werden, die starke Sperrcharakteristika bieten, jedoch größere Umweltvorteile dem Mehrschichtmaterial bieten.
Aus der CH-A5-610 570 ist bekannt, daß Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (abgekürzt als EVOH) oder Mischungen von EVOH mit anderen thermoplastischen Polymeren ein guten Sperrmaterial für Gase im allgemeinen, Sauerstoff im besonderen ist. Dieses Material wird direkt verwendet, um allgemein Flüssigkeiten oder Nahrungsmittel zu konservieren.
Verschiedene Mehrschichtmaterialien, die EVOH und Mischungen davon beinhalten, sind in der EP-A-245 921, Gibbsons et al., veröffentlicht am 19. November 1987; der EP-A-423 511, Löfgren et al., veröffentlicht am 24. April 1991; der WO-92/01558, Flom, Atle, veröffentlicht am 6. Februar 1992 beschrieben worden. Der aus diesen Mehrschichtmaterialien gebildete Behälter sieht mehrere Schichten vor, um einen unterschiedlichen Schutz des enthaltenen Materials zu erreichen, von einer Sauerstoffsperre bis hin zu einer Aromasperre, wobei immer mindestens eine aus Karton oder Papier hergestellte Versteifüngsschicht beinhaltet war. Das EVOH oder andere thermoplastische Polymere wurden immer als eine der äußersten Schichten laminiert.
Die EP-A-0010171 beschreibt ein Mehrschichtmaterial, das zwei äußere Papierschichten beinhaltet, wobei eine Schicht aus Polyvinylalkohol zwischen diesen Schichten liegt.
Die Mehrschichtmaterialien dieses Stands der Technik erfordern spezielle Zusammenbautechniken, wie das Heißsiegeln oder Heißschmelzen, für die Bildung zu Kartons. Bei diesem Vorgang müssen verschiedene Teile des Materials zusammengebaut werden. Wenn die Teile, welche miteinander verklebt bzw. verbunden werden müssen, aus EVOH oder Mischungen davon oder aus anderen thermoplastischen Polymeren bestehen, kann der Karton nicht einfach zusammengeklebt werden, sondern erfordert, wie vorstehend erwähnt, ausgeklügelte Zusammenbautechniken.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Mehrschichtmaterial bereitzustellen, welches die Bildung von Verpackungsbehältern für trockene Verbindungen, wie trockene Wäschewaschzusammensetzungen, ermöglicht, und zwar auf Maschinen, bei denen nur Klebstoffe als Haftstoffe verwendet werden, und die nichtsdestotrotz eine starke Barriere gegenüber der Feuchtigkeitspermeation liefern und die Migration von fettigen Verbindungen durch das Material verhindert, wobei eine EVOH-Schicht verwendet wird.
Es ist darüber hinaus ein unabhängiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, daß die Herstellung des Verpackungsbehälters aus dem Mehrschichtmaterial ermöglicht. Diese und andere Ziele werden in der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlicher werden.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Figur 1 zeigt schematisch die Querstruktur der bevorzugten Ausführungsform des Mehrschichtmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung: die Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH)-Schicht wird zuerst sandwichartig zwischen die zwei Verbindungsschichten gebracht und dann wiederum zwischen zwei Karton- oder Papierschichten sandwichartig gelegt.
Die Figuren 2 und 3 zeigen mögliche Modifikationen der entsprechenden Querstruktur des Mehrschichtmaterials. In der Figur 2 wird nur eine Verbindungsschicht verwendet, wohingegen in Figur 3 die EVOH-Schicht direkt zwischen zwei Karton- oder Papierschichten eingebracht ist.
Die Figur 4 zeigt schematisch die bevorzugte Ausführungsform des Verpackungsbehälters, der aus einem aus dem Mehrschichtmaterial bestehenden Rohstück hergestellt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ein Mehrschichtmaterial zur Herstellung von Verpackungen, die geeignet sind, um trockene Materialien zu enthalten, welches einen überlegenen Feuchtigkeitsschutz bietet und die Migration von fettigen Verbindungen durch eine Ethylen-Vinylalkohol Copolymer (EVOH)-Sperrschicht verhindert.
Das Mehrschichtmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet Klebstoffe des Stands der Technik zur Umformung in einen Verpackungsbehälter, und wird nicht, wie es üblicher ist, heißversiegelt, da die äußersten Schichten immer aus Karton oder Papier hergestellt sind.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Die Mehrschicht der vorliegenden Erfindung verwendet mindestens zwei unterschiedliche Materialien: Karton oder Papier und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH). Diese Materialien sind als Schichten in unterschiedlichen Dicken und unterschiedlichen Dichte verfügbar, die den Gewichtsanteil der unterschiedlichen Schichten bestimmen. Die unten in den Beispielen für verschiedene Materialien beschriebenen Bereiche betreffen einen Behälter einer trockenen Wäschewaschverbindung. Die Bereiche, die erwähnt werden, sind nichtsdestotrotz entsprechend unterschiedlichen Bedarfs, auf die eine im Fachbereich erfahrene Person stoßen kann, variabel, um spezifische Probleme zu lösen. Diese verschiedenen Schichten werden miteinander in variabler Reihenfolge, außer daß Karton oder Papier immer die äußersten Schichten sein sollten, wie es unten mit Hilfe der Zeichnung beschrieben ist, und verschiedenen Hafttechniken verbunden.
Die Dicken der Karton- und Papierschichten können frei von einer im Fachbereich erfahrenen Person, wie oben erwähnt, gewählt werden. Die Dicke des Kartons bestimmt die Steifigkeit des Materials und die Druckbeständigkeit des letztendlichen Kartons, wohingegen die Dicke des Papiers von der zu erreichenden Druck- oder Vordruckqualität abhängen kann. Für die folgenden Beispiele der vorliegenden Erfindung einer Mehrschicht sind Verhältnismengen vorzugsweise zwischen 75 % und 80 % für die Kartonschicht vom Gesamtgewicht der Mehrschicht und vorzugsweise 10 % bis 20 % für die Papierschicht für das Gesamtgewicht des Mehrschichtmaterials repräsentative Werte, jedoch überhaupt nicht einzigartig. Die Karton- oder Papierschicht kann darüber hinaus eine weiße Außenverkleidung zeigen, die ein Hochqualitätsdrucken ermöglicht.
Die Verbindungsschicht wird prinzipiell dazu verwendet, um Die Haftung der Ethylen- Vinylalkohol-Copolymer-Sperrschicht auf der Karton- oder Papierschicht zu stärken. Eine solche Schicht liefert ebenfalls einen Schutz der EVOH-Schicht gegenüber mechanischen oder Umweltschädigungen. Die Verbindungsschicht kann eine von verschiedenen Arten sein, z. B. Polyethylen, SURLYN , BYNEL (Dupont) oder PRIMACOR (Dow) oder eine Kombination von diesen. Um diese Aufgaben zu erfüllen, könnten sie in geeigneter Weise in verschiedenen Dicken und Dichten verwendet werden, wie durch eine im Fachbereich der Verpackung erfahrene Person gewählt.
Das EVOH-Material ist erforderlich, um die Muminiumfolie als Feuchtigkeitssperre zu ersetzen. Die Dicke und die Dichte dieser Schicht variiert in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Bedürflüssen einer im Fachbereich erfahrenen Person. Für die folgenden Beispiele der vorliegenden Erfindung einer Mehrschicht sollte die Dicke minimal 3 um betragen, und der Prozentanteil an Ethylen erfolgreich zwischen 20 und 50 %, bezogen auf das Gewicht des EVOH-Materials, variieren. Die Dichte des verwendeten EVOH-Materials liegt zwischen 1,1 bis 1,3 g/cm³.
Keiner der Dicken- oder Dichtebereiche, die bisher erwännt wurden, beschränken die vorliegende Erfindung einer Mehrschicht, weil sie leicht durch eine im Fachbereich erfahrene Person variiert werden können. Alle möglichen Beschichtungsverfahren, um die unterschiedlichen Schichten des Mehrschichtmaterials der vorliegenden Erfindung zu verbinden, sind allesamt bekannt und den Fachleuten im Fachbereich bekannt. Die vorliegende Erfindung ist mit jedwedem Beschichtungsverfahren, die die im Fachbereich erfahrene Person wählt, anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls bei jedwedem anderen nicht Heißversiegelungsverfahren anwendbar, das in der Lage ist, eine ausreichende enge Verknüpfüng der Schichten des Mehrschichtmaterials zu erreichen.
Die Herstellung dieser Mehrschicht wird auf Beschichtungsmaschinen durchgeführt. Der Karton wird abgewickelt, und die inneren Polymerschichten werden aufgetragen. Dann wird das Papier auf der Oberseite abgewickelt, und das gebildete Sandwich geht durch eine Reihe von Preß- und schließlich Kühlzylindern, damit das Haftungsphänomen auftritt.
Die EVOH-Schicht kann entweder extrudiert werden, d.h. in einem geschmolzenen Zustand (extrudiert) aufgetragen werden, oder laminiert werden, d. h. in festem Zustand (Folie) aufgetragen werden. In dem ersten Fall kann die Verwendung der Verbindungsschichten die Haftung stärken, wohingegen in dem zweiten Fall die Verwendung von Verbindungsschichten oder Haftstoffen notwendig ist.
Das Mehrschichtmaterial der vorliegenden Erfindung stellt eine Sperrwand für feuchtigkeitsempfindliche Verbindungen oder Produkte, die Olefine freisetzen, welche wahrscheinlich in die Pappe wandern können, dar. Feuchtigkeit kann einige Verbindungen chemisch abbauen oder ihre physikalischen Eigenschaften drastisch verändern, z. B. Pulver zu Klumpen agglomerieren. Die Migration von Fett kann die Verpackung verschmutzen und seine mechanische Beständigkeit beträchtlich verringern. Sie kann ebenfalls das Lageraussehen gefahrden. Das hierin beschriebene Material ist insbesondere geeignet zur Herstellung von Verpackungen für trockene Wäschewaschzusammensetzungen.
Da die äußersten Schichten des Materials Karton- oder Papierschichten sind, können nichtsdestotrotz die unterschiedlichen Teile des aus dem Material hergestellten Behälters eng miteinander mit Klebstoffen des Stands der Technik verbunden werden, z. B. mit vinylischen Klebstoffen. Die hohe kommerzielle Bedeutung der Erfindung liegt in der Tatsache, daß, da der Verpackungsbehälter zusammengeklebt wird, herkömmliche Kartonaufrichtungsmaschinen verwendet werden können, d. h. Maschinen zur Aufrichtung von Verpackungsbehältern, die nur aus Karton hergestellt sind.
Der Verpackungsbehälter der Erfindung wird aus einem Rohstück hergestellt, das aus dem Mehrschichtmaterial besteht, wie es schematisch in Figur 4 veranschaulicht ist. Dieses Rohstück (40) wird zu einem Verpackungsbehälter umgeformt, indem die entsprechenden Ränder (42) und (44) miteinander verklebt werden. Eines der äußersten Teile einer der Ränder (46) des Rohstückes wird auf den gegenüberliegenden Teil des anderen Randes (48) des Rohstücks geklebt.
Die Oberseite und der Boden des Behälters können verschlossen werden, indem das gleiche Prinzip des Verklebens der Innenseite einer Klappe auf dem externen Teil der gegenüberliegenden Klappe geklebt wird.
Der so gebildete Behälter, der aus der Mehrschicht besteht, ist geeignet, jedwedes trockene Material, welches gegenüber Feuchtigkeit empfindlich ist oder wahrscheinlich Fett freisetzt, zu enthalten. Insbesondere ist der Behälter dafür geeignet, trockene Verbindungen wie Natriumpercarbonat, Natriumperborat und Olefin zu enthalten. Solche Verbindungen liegen üblicherweise bei Wäsche- und Haushaltsreinigungs- und Bleichzusammensetzungen vor. Seine Verwendung könnte genauso gut für andere Produkte mit gleicher Empfindlichkeit, z. B.
Nahrungsmittelflocken, ins Auge gefaßt werden.

Beispiel 1

Die bevorzugte Version der vorliegenden Erfindung eines Mehrschichtmaterials wird in der Figur 1 durch die Querstruktur der Mehrschicht (10) veranschaulicht, die zu einem Einweg bzw. Wegwerfkarton umformbar ist. In diesem Fall wird die Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer schicht (EVOH) (15) zwischen zwei Verbindungsschichten (13) und (17) auf dem Karton/- Papier aufbeschichtet, bevorzugt extrudiert. Die Dicke der EVOH-Schicht muß mindestens 3 um betragen. Jedwede im Fachbereich des Verpackens erfahrene Person kann die Güte und Menge der Verbindungsschicht als Funktion der gewünschten Haflung und den wirtschaftlichen Beschränkungen wählen. Z. B. wird bei der bevorzugten Version der vorliegenden Erfindung eine Kombination aus Polyethylen und Bynel verwendet, wobei die Dicke jeder Schicht im Bereich von 5 bis 10 um liegt.
Die folgenden Karton-Papier-Kombinationen der äußersten Schichten (11) und (19) sind bei der vorliegenden Erfindung möglich:
a) (11) = Karton und (19) = Karton;
b) (11) = Karton und (19) = Papier;
c) (11) = Papier und (19) = Papier.
Alle diese möglichen Variationen der äußersten Schicht aus Karton oder Papier, die bei den Punkten a) bis c) erwähnt sind, sind bei allen anderen Beispielen anwendbar, die im nachfolgenden des Mehrschichtmaterials der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Diese äußersten Schichten aus Karton oder Papier der Mehrschicht der vorliegenden Erfindung sind austauschweise der äußere oder der innere Teil des umgeformten Behälters, und zwar in allen Beispielen.

Beispiel II

In der Figur 2 wird die EVOH-Sperrschicht (26) zusammen mit nur einer Verbindungsschicht (24) zwischen dem Papier und dem Karton (22), welche den äußeren oder inneren Teil des gebildeten Verpackungsbehälters darstellt, beschichtet, vorzugsweise extrudiert. Die Dicke der EVOH-Sperrschicht (26) muß mindestens 3 um betragen.

Beispiel III

Die letzte mögliche Reihenfolge des Mehrschichtmaterials der vorliegenden Erfindung wird in Figur 3 veranschaulicht. Die Mehrschicht (30) zeigt keine Verbindungsschicht, besteht jedoch nur aus einer EVOH-Sperrschicht (34), die direkt auf den zwei Karton- oder Papierschichten (32) und (36) aufbeschichtet, vorzugsweise extrudiert, worden sind.

Claims

1. Mehrschichtmaterial zur Umformung in einen Verpackungsbehälter, umfassend zwei Schichten aus Karton und/oder Papier und eine Sperrschicht, wobei die Sperrschicht eine Sperre gegenüber Permeation von Feuchtigkeit bietet, die Sperrschicht zwischen den zwei Schichten aus Karton und/oder Papier angebracht ist, und die zwei Schichten aus Karton und/oder Papier die äußersten Schichten des Mehrschichtmaterials sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht weiterhin eine Sperre gegen die Migration fettartiger Verbindungen bietet, und daß die Sperrschicht ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer umfaßt.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerschicht zwischen zwei Verbindungsschichten angebracht ist.

3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Ethylen-Vlnylalkohol-Copolymer zwischen den zwei Verbindungsschichten vorzugsweise etwa 20 % des Gesamtgewichts einer zusammengesetzten Schicht ausmacht, wobei die zusammengesetzte Schicht aus der Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerschicht und den zwei Verbindungsschichten zusammengesetzt ist.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrschichtmaterial eine an einer Verbindungsschicht angebrachte Ethylen-Vinylalkohol- Copolymerschlcht umfaßt, und daß die Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerschicht und die Verbindungsschicht zwischen zwei Schichten aus Karton und/oder Papier angebracht sind.

5. Material nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der zwei Karton- und/oder Papier-Schichten zwischen 80 und 99, vorzugsweise 93 % des Gesamtgewichts des laminierten Materials ausmacht.

6. Material nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der EVOH-Schicht mindestens 3 um beträgt, und die Dichte der EVOH-Schicht zwischen 1,1 und 1,3 g/cm³ beträgt.

7. Verpackungsbehälter, hergestellt aus einem Material gemäß mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Rohstück (40) hergestellt ist.

8. Verpackungsbehälter nach Anpruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Kleben der zwei Ränder (42) und (44) des Rohstücks in der Weise gebildet ist, daß eine der äußersten Schicht (46) des Rohstücks (40) mit der gegenüberliegenden äußersten Schicht (48) des Rohstücks (40) verklebt wird.

9. Verpackungsbehälter nach mindestens einem der Ansprücke 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er feuchtigkeitsempfindliche Verbindungen oder Verbindungen enthält, welche zur Freisetzung von Fett und Ölen neigen, wie Trockentextilien- und Haushalts-Behandlungszusammensetzungen.

10. Verpackungsbehälter nach mindestens einem der Ansprücke 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der empfindlichen Verbindung um Pulver auf Basis von Natriumperborat oder Natriumpercarbonat handelt, die mit einem Olefin besprüht sind.