Verfahren zur Herstellung von wasserdampf- und fettdichtem, nassfestem Verpackungsmaterial Laie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung von wasserdampf- iun@d fettdichtem, nass festem Verpackungsmaterial mit vegetabilischem Per gamentpapier als Bestandteil.
Vegetabilisches Pergamentpapier wird seit Jahr zehnten weit verbreitet als Verpackungsmaterial für Zwecke verwendet, bei denen @es auf Fettdichtigkeit ankommt, beispielsweise für die Verpackung von Nahrungsfetten. Für letztgenannten Zweck eignet es sich besonders gut auf Grund einer Reihe vorzüglicher Eigenschaften. Es ist fettdicht, insbesondere auf Dauer, nassfest, völlig geruch- und geschmackfrei und physiologisch unbedenklich.
Eine besonders wichtige Eigenschaft fehlt jedoch dem vegetabilischen Pergamentpapier, um ,es zu einem idealen Verpackungsmaterial für wasserhaltige Nahrungsfette, wie Margarine, Butter und dergleichen zu machen, nämlich die Wasserdampfdichtigkeit. Für die Verpackung, z.
B. von Margarine und Butter spielt aber die Wasserdampfdichtigkeit insofern eine Rolle, als das unerwünschte Auskanten dieser Fette, @da eine Folge des Wasserverlustes an der Oberfläche ist, nur durch ein gut wasserdampfdichtes Verpackungsmaterial verhindert werden kann.
Man hat deshalb bereits verschiedene Verbund materialien als Einwickler verwendet, z. B. Alumi- niumfolie, die mit vegetabilischem Pergamentpapier kaschiert ist, ferner mit Kunststoffolie unter Ver wendung eines Bindemittels kaschiertes, mit Kunst stoffdispersionen gestrichenes oder auch mit extru- diertem Polyäthylen an der Aussenseite beschichtetes vegetabilisches Pergamentpapier. Bei diesen Ver- packurngsmaterialkombinationen treten aber Nach teile auf.
So ist es schwierig, aussenseitig mit Kunst stoffen kaschierte Pergamentpapiere zu bedrucken. Ferner können diese Materialien auf der Packma schine bei der Verarbeitung von der Rolle häufig Schwierigkeiten beim Schneiden bieten; es werden keine glatten Schnitte erzielt, da dies durch die mehr oder weniger zähe Kunststoffschicht, auf die die Schneidemesser zuerst treffen, verhindert wird.
Vor allem zeigen derartige Verbundmaterialien, dass sie auf der mit dem Kunststoff beschichteten Seite feuch tigkeitsunempfindlich sind, auf der anderen Perga mentseite dagegen auf die Luftfeuchtigkeit anspre chen, weshalb es zu Rollerscheinungen kommt, die sich beim Verarbeiten recht störend bemerkbar ma chen.
Verwendet man Aluminiumfolien als Kompo nente, dann macht sich beim Verpacken ihre Knick- empfindlichkeit störend bemerkbar, die beim Knicken und Falten entstehenden Poren und feinen Haarrisse verringern somit die Wasserdampfdichtigkeit nicht unerheblich.
Alle vorgenannten, mehr oder weniger wasser dampfdichten, unter Verwendung von vegetabili schem Pergamentpapier hergestellten Verpackungs stoffe weisen besonders aber bei Berührung mit fett- oder wasserhaltigen Füllgütern eine geringe Kaschierfestigkeit auf, d. h. nach kurzer Zeit lösen sich die Schichten voneinander. Vegetabilisches Per gamentpapier, auf welches -Polyäthylen aus der Schmelze z.
B. mittels eines Extruders aufgebracht ist, zeigt ebenfalls nur eine geringe Kaschierfestigkeit. Um ,diesen Mangel zu beseitigen, kann man lauf :dem Pergamentpapier sogenannte Verankerungsstriche an bringen. Dies bedeutete jedoch einen weiteren, das Endprodukt verteuernden Arbeitsgang. Ausserdem kann man das Verfahren des Aufbringens von bei spielsweise Polyäthylen aus der Schmelze auf Per gamentpapier nur auf verhältnismässig starke Per- gamentpapi-,re anwenden.
Es ist nämlich ein Mangel aller Verbundpackstoffe, welche von bereits fertig- pergamentierten Papieren ausgehen, dass das Qua dratmetergewicht der Pergamentpapierschicht ver hältnismässig hoch liegen muss, in :
der Praxis im Minimum etwa um 40 g/m2. Die Herstellung dünner Pergamentpapiere scheiterte bisher daran, dass die für die Pergamentierung auf der Pergament- maschine eingesetzten Pergamentrohpapierbahnen sich nicht störungsfrei über diese führen lassen, da sie in nassem Zustand leicht reissen und sich ausser dem über die Rollenführung und Quetschwalzen schlingen, was ebenfalls die kontinuierliche Durch führung :
der Pergamentierung auf der ,P@ergamentier- maschine verhindert bzw. stark erschwert.
Es ist bekannt, vegetabilisches Pergamentpapier mit einer Kunststoffolie zu kaschieren. Da sich aber die Kunststoffolie mit dem Pergamentpapier ein wandfrei nur mit Hilfe einer klebenden Zwischen- schicht verbinden lässt, ist das Aufbringen einer solchen vor der Kaschierung erforderlich.
Es ist auch bekannt, einsaitig :einen Kunststoff film auf saugfähigem Papier durch Aufbringen ,einer Kunststofflösung herzustellen, wobei diese in den Faserstoff eindringt, und dieses Material nach dem Verdampfen .des Lösungsmittels dann zu pergamen- tieren. Bei diesem Verfahren beisteht die Gefahr, und zwar in verstärktem Masse bei Verwendung dünner Papierbahnen, dass die Lösung durch das Papier hindurchtritt,
so dass keine gleichmässige Durchp,ergamentierung erfolgt und keine geschlossene Oberfläche auf der anderen Seite entsteht.
Ferner hat man vorgeschlagen, vegetabilisches Pergamentpapier mit einem Strich aus Kunststoff- dispersionen zu versehen. Bei ;diesem Verfahren und dem vorgenannten müssen jedoch in einem zusätzli- chen Arbeitsgang die Lösungs- bzw. Dispergiermittel durch eine Wärmebehandlung entfernt werden.
Es ist weiter bekannt, drei Papierlagen mitein ander zusammenzugautschen, wobei die beiden äusse ren Lagen aus ungeleimtem, die Zwischenlage aus geleimtem Papier bestehen. Bei der anschliessenden Pergamentierung werden also nur die aussenliegen- .de.n ungeleimten Papierschichten pergamentiert. Ein derartiges Mehrfachpapier ist zwar fettdicht, .aber auch ihm fehlt die Wasserdampfdichtigkeit.
Schliesslich ist es bekannt, ein mehrschichtiges Verpackungsmaterial aus zwei Bahnen bereits per- gamentierten Papiers, die z. B. mittels einer Kunst- stoffolle vereinigt werden, herzustellen. Für die Her stellung von z.
B. 100 laufenden Metern solchen Ver bundmaterials müssen zunächst zwei Bahnen je <B>100</B> m, im ganzen also 200 m, Bahn durch die Per- gamentiermaschine geführt und dann anschliessend mittels eines Kaschierprozesses mit der Kunstoff- folie vereinigt werden.
Es wurde nun gefunden, :dass man alle diese Mängel dadurch beheben kann, dass auf eine Bahn von dünnem vegetabilem Pergamentrohpapier eine Kunststoffschicht aufgebracht, letztere mittels einer Wärme- und Druckbehandlung in dem Papier ver ankert und darauf das Papier pergamenti-,rt wird.
In einer besonderen Ausführungsform .des erfindungs gemässen Verfahrens wird dieses so durchgeführt, dass nach der Aufbringung einer Kunststoffschicht auf einer Seit-, einer Bahn dünnen Pergamentroh- pap iers di-,se mit einer zweiten Bahn solchen Papiers beschichtet wird und diese Kombination dann der Wärme- und Druckbehandlung unterworfen wird. Die Applikation der Kunststoffschicht kann durch einfaches Aufbringen des Kunststoffes im erweichten oder geschmolzenen Zustand erfolgen, wobei kein tieferes Eindringen in das Papiersubstrat stattfindet.
Die Pergamentierung kann in an sich bekannter Weise auf einer normalen Pergamentiermaschine, z. B. mit Schwefelsäure, vorgenommen werd-,n.
Es hat sich herausgestellt, dass so hergestelltes Verbundmaterial mit der gleichen Geschwindigkeit pergamenti-,rt werden kann, wie normales Pergament rohpapier. Zur Pergamentierung von 100 laufenden Metern dieses Verbundmaterials bei Anwendung ödes erfindungsgemässen Verfahrens ist nur ein Zeitauf wand erforderlich, wie er für die Pergamentierung von 100 m Pergamentrohpapier aufzuwenden ist, also eine Zeitspanne,
die nur halb so gross ist wie die bei dem bekannten Verfahren der Herstellung des Verbundmaterials aus bereits pergamentierten Papierbahnen. Es bedarf demnach keiner weiteren Begründung für die Feststellung, dass das erfindungs gemässe Verfahren mit einem wesentlichen techni schen und wirtschaftlichen Fortschritt verbunden ist.
Weiter hat es sich unerwarteterweise herausge stellt, dass nach dem ierfindungsgemässen Verfahren auch sehr dünne Pergamentrohpapierbahnen, wie z. B. solche mit einem Gewicht von etwa 20 bis 30 g/m2 oder auch noch darunter, behandelt wer den können, was eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist.
Die Pergamentierung erfolgt dabei mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Pergamentierung von üblichen stärkeren Pergamentrohpapierbahnen. Zweckmässig wird darauf geachtet, dass die Kunst- stoffschicht durch das Pergarnentierungsmittel, bei spielsweise eine etwa 70 0 i.ge Schwefelsäure, nicht angegriffen wird.
Die übliche Auswaschung der Per- gamentiersäure sowie die anschliessende Neutralisa tion und Trocknung auf der Trockenpartie Ader Per- gamentiermaschine erfolgen ohne jede Schwierigkeit.
Als Kunststoff, welcher auf die Oberfläche einer dünnen Pergamentrohpapierbahn aufgebracht bzw. als verbindende :Schicht für zwei Pergamentrohpa- pierbahnen angewendet wird, wählt man solche Kunststoffe, welche in hohem Masse ;durch Wasser dampfdichtigkeit ausgezeichnet sind und auch in ihren übrigen Eigenschaften den Anforderungen entspre chen, ferner genügend Säurefestigkeit aufweisen, um bei der Pergamentierung, z. B. mit Schwefelsäure, wie sie allgemein üblich ist, keinen Schaden zu erleiden. Hierfür bieten sich u. a.
Polyäthylen, Polypro pylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Poly- amid, Polystyrol, Polycarbonat an. Als bevorzugten Kunststoff verwendet man Polyäthylen. Je nach Be darf wird man auch die Aromadichtigkeit ides aus zuwählenden Kunststoffes berücksichtigen.
Zur Anbringung der thermoplastischen überzüge oder Zwischenschichten eignet sich jedes Verfahren, welchüs auf dem Pergamentrohpapier einerseits einen genügend fest verankerten gleichmässi gen Film erzeugt, anderseits verhindert, (dass Kunststoffe auf die Rückseite dies Rohpapiers g:
aangn, was die gleichmässige Pergamentie- rung der nicht beschichteten Seite des Roh papiers beeinträchtigen würde, was insbesondere für die sehr dünnen Rohpapiere, welche vorzugsweise mit dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt werden, vermieden werden muss. Bevorzugte Ver fahren sind jene Verfahren, bei denen der Kunststoff- film ,aus der Schmelze gebildet wird, z.
B. durch das sog-,nannte Extrudierverfahnen. Dabei wird das Kunststoffgranulat in einer Schneckenpresse plasti- fiziert und das plastifizierte Material durch eine Düse, im allgemeinen durch eine Breitschlitzd!üse, herausgedrückt und der heisse Film mit dem Träger material, in diesem Falle das Pergamentrohpapier, im warmen Zustand unter Druck vereinigt, .so dass ein gleichmässiger Kunststoffilm auf der Papierober fläche gebildet wird.
Wenn es sich um die einseitige Beschichtung einer Pergamentrohpapierbahn handelt, ist es auch mög lich, den Kunststoff in Pulverform auf die Bahn gleichmässig aufzustreuen und in Bruchteilen von Sekunden unter Anwendung von Hitze und Druck mit dem Pergamnentrohpapier zu vereinigen, wobei auf der Oberfläche gleichzeitig ein gleichmässiger Kunst stoffilm erzeugt wird. Ein solches Verfahren ist in der Schweizer Patentschrift Nr. 314 724 beschrieben.
Man kann auch von Dispersionen oder Lösungen von Kunststoffen ausgehen, faber :diese Beschichtungs- möglichkeiten des Pergamentrohpapieres können nur angewendet werden, wenn dadurch hie zu pergamen- tierende Seite des Rohpapiers keine Kunststoffteile aufweist, wodurch die bei der Pergamentierung er zeugte Amyloidschicht in ihrer Homogenität gestört würde.
Die Möglichkeiten eines Durchdringens von Kunststoffteilchen durch die Rohpapierbahn kann man verringern oder gegebenenfalls ausschalten, wenn man hochviskose Kunststoffdispersionen verwendet und die Moleküldurchmesser der den Film bildenden Kunststoffe grösser sind als die Poren bzw. die Zwischenräume des Blattgefüges bzw. die Lumina der Zellulosefasern. Es werden jedoch jene Verfahren, bei denen der Kunststoffilm aus der Schmelze ge bildet wird, bevorzugt.
Alle diese erfindungsgemäss hergestellten neuen Verpackungsmaterialien zeichnen sich gegenüber den bekannten durch gute Kaschierfestigkeit bei Einwir kung von wasser- und/oder fetthaltigen Füllgütern, durch besonders gute Schmiegsamkeit, durch B,e4druk- kungsmöglichkeit nach jedem Druckverfahren, durch sehr gutes Planlegen und besonders auch durch gute Dimensionsbeständigkeit bei Einwirkung unterschied licher Luftfeuchtigkeit aus.
Besonders wird auch die Fettdichtigkeit verbessert, und zwar so weit, dass diese Verpackungsmaterialien Tals absolut fettdicht anzusehen sind.
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemässen Ver fahren auch bei der Beschichtung der Rohpapiere keine Lösungsmittel in einer Zwischenbehandlung verdampft zu werden brauchen und ferner :die Ver einigung von Rohpapier und Kunststoff ohne Zu hilfenahme einer klebenden Zwischenschicht erfolgt, bedeutet das Verfahren nicht nur einen bemerkens werten technischen,
sondern auch einen erheblichen wirtschaftlichen Fortschritt. <I>Beispiel 1</I> Eine Pergamentrohpapierbahn von etwa 24 g/m2 wird in bekannter Weise auf einer Extruderanlage mit einem Polyäthylenfilm von ungefähr 20,u ver bunden. Dieses Verbundmaterial wird anschliessend in üblicher Weise mit 70 % iger Schwefelsäure perga- mentiert, ausgewaschen und getrocknet.
Das durch die Kombination von Kunststoff mit Pergamentrohpapier hergestellte Material wird mit normaler Geschwindigkeit durch die Pergamentier- maschine geführt. Auch die übliche Auswaschung ,der Pergamentiersäure .sowie die anschliessende Neu tralisation und Trocknung auf der Trockenpartie der Maschine erfolgen ohne jede Schwierigkeiten.
In einer zweiten Ausführungsform wird das Poly äthylen in Pulverform auf die Pergamentrohpapier- bahn aufgestreut und in Bruchteilen von Sekunden unter Anwendung von Hitze und Druck mit dem Pergamentrohpapier vereinigt.
Erfindungsgemäss kann man z. B. ein Ver packungsmaterial erhalten, das aus einer Schicht von vegetabilischem Pergamentpapier ,sehr geringer Dicke, wie es bisher technisch noch nicht herstellbar war, und einer Kunststoffschicht besteht, das idie be kannten guten Eigenschaften des vegetabilischen Per gamentpapiers besitzt und darüberhinaus infolge der mit ihm verbundenen Kunststoffschicht noch durch Wasserdampfdichtigkeit ausgezeichnet ist.
Die Kunst stoffschicht verleiht ihm auch eine erhöhte Nass- festigkeit. Bei Verwendung von geeigneten thermo plastischen Kunststoffen lässt sich deren Siegelfähig keit zur Herstellung besonders dichter Packungen vorteilhaft ausnutzen. Dieses einseitig mit Kunst stoff beschichtete Material kann vorteilhaft auch als heisssiegelnde Kaschierschicht für das Verbinden mit weiteren Werkstoffbahnen verwandt werden, z.
B. mit Papier oder insbesondere Aluminiumfolien. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich. Dadurch, dass bei dem erfindungsgemässen Ver fahren keine Lösungsmittel in einer Zwischenbehand lung verdampft zu werden brauchen und ferner die Vereinigung von Papier und Kunststoff ohne Zu hilfenahme einer klebenden Zwischenschicht erfolgt,
bedeutet das Verfahren auch in dieser Hinsicht durch die hierdurch erzielte Vereinfachung und Zeiter sparnis einen bemerkenswerten technischen Fort- schritt.
Durch die Verwendung geeigneter Kunststoffe erhält man ein auch weitgehend aromadichtes Ver packungsmaterial.
<I>Beispiel 2</I> Zwüi Bahnen Pergamentrohpapier von je 24 g/m2 werden in bekannter Weise auf einer Extruderanlage mittels eines Polyäthylenfilms von ungefähr 20 ,u verbunden. Dieses Verbundmaterial wird anschlie ssend in üblicher Weise mit 70 % iger Schwefelsäure pergamentiert, ausgewaschen und getrocknet.
Das aus durch Kunststoff verbundenen Perga- mentrohpagi:erbahnen bestehende Material wird mit üblicher Geschwindigkeit durch die Pergamentier- maschine geführt. Auch die übliche Auswa schung der Pergamentiersäure sowie die anschlie ssende Neutralisation und Trocknung auf der Trok- kenpartie der Maschine erfolgen ohne jede Schwie rigkeiten.
Auf diese Weise erhält man ein Verpackungs material mit zwei oder mehreren, z. B. mit zwei aussenliegenden pergamentierten Faserstoffschichten sehr geringer Dicke, wie sie bisher technisch noch nicht herstellbar waren, das dennoch die bekannten guten Eigenschaften des vegetabilischen Pergament papiers besitzt und darüberhinaus infolge der Kunst stoffzwischenschicht noch durch Wasserdampfdich- tigkeit ausgezeichnet ist.
Durch die Kunststoffzwi- schenlage weist -.s auch eine erhöhte Nassfestigkeit auf. Das nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellte Verpackungsmaterial besitzt ferner den Vorteil, dass es schmiegsamer ist als das bekannte Verbundmaterial aus zwei fertigen Pergamentpapier bahnen, die mittels einer Kunststoffolie vereinigt sind.
Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, dass im Gegensatz zu dem bekannten Verbundmaterial die beiden aussenliegenden Bahnen praktisch nur an ihrer aussenliegenden Seite pergamentiert sind und daher nicht die Steifigkeit des üblichen Pergamentpapiers zeigen; trotzdem hat das Verbundmaterial nach dem erfindungsgemässen Verfahren die gleiche Fettdichtig keit.
PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von wasserdampf- und fettdichtem, nassfestem Verpackungsmaterial, das mindestens teilweise aus mit Kunststoff beschichtetem Pergamentpapier besteht, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Bahn von dünnem vegetabilem Perga- mentrohpapier eine Kunststoffschicht aufgebracht, letztere mittels einer Wärme- und Druckbehandlung in dem Papier verankert und darauf das Papier per- gamentiert wird. UNTERANSPRÜCHE 1.
Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Aufbringung einer Kunststoffschicht auf eine Seite einer Bahn dünnen Pergamentpapiers diese mit einer zweiten Bahn sol chen Papiers beschichtet wird und diese Kombina tion dann der Wärme- und Druckbehandlung unter worfen wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pergament rohpapier mit einem Gewicht von 20-30 g/m2 ver wendet wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunst stoffschicht aufextrudiert wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunst stoffschicht aus Polyäthylen besteht.