Metallisierte mehrschichtige Beschichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallisierten Verbundstoffes sowie einen metallisierten Verbundstoff.

[0002] Um einen Verlust von Aroma (Gasen) und Feuchtigkeit zu vermeiden, werden bestimmte waren, wie beispielsweise Zigaretten, Kaffee oder ähnliches üblicherweise in einem Verbundstoff verpackt, der Aluminium- und Kunststoffolien oder auch Papier umfaßt. Hierbei wirkt die Aluminiumfolie, die eine Wasserdampfdurchlässigkeit von ungefähr 0 g/m²·d aufweist, als Barriere für Gase und Feuchtigkeit.

[0003] Da eine derartige Aluminiumfolie relativ hohe Kosten verursacht, wird auch ersatzweise auf metallisiertes Papier zurückgegriffen. Derartiges metallisiertes Papier ist z.B. aus der US 3 463 659 bekannt. Dabei wird eine Metallschicht auf ein Grundmaterial, wie Papier, aufgedampft, wobei üblicherweise folgender Aufbau vorgesehen ist:

40-120 g/m²

gestrichenes Papier

0,5-2,5 g/m²

Grundierlack

200-500 Å

Metallisierung

0,5-2,5 g/m²

Decklack.

[0004] Die Wasserdampfdurchlässigkeit eines solchen Verbundstoffes liegt bei etwa 40-100 g/m²·d (gemessen nach DIN 53122), was jedoch für viele Anwendungen nicht ausreichend ist, da beispielsweise für Aromaverpackungen von Zigaretten und Kaffee eine Wasserdampfdurchlässigkeit von < 2 g/m²·d gefordert wird.

[0005] Um diese Anforderungen zu erfüllen, weisen andere bislang bekannten Lösungen ein Basispapier auf, das bereits in der Papierfabrik mehrschichtig mit Barrierebeschichtungen versehen worden ist. Derartige Barrierebeschichtungen umfassen beispielsweise Latexdispersionen mit Zusätzen von Pigmenten und Polymeren mit einem Flächengewicht von ca. 18-20 g/m². Auf dieses Basispapier sind dann eine oder mehrere weitere Barrierebeschichtungen sowie eine Grundierschicht, eine Metallisierungsschicht und ein Decklack aufgebracht, wodurch die erforderliche Wasserdampfdurchlässigkeit von < 2 g/m²·d gewährleistet sein soll.

[0006] Andere bekannte Lösungen erreichen die geforderte Dichtigkeit durch Lackierungen mit Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid mit einem Flächengewicht von 18-20 g/m². Derartige Lackierungen sind aber aus ökologischen Gründen äußerst bedenklich.

[0007] Durch die Vielzahl der Arbeitsgänge, den hohen Preis und die großen ökologischen Nachteile der Barrierebeschichtungen sind die mit Barrierebeschichtungen versehenen Verbundstoffe gegenüber den Verbundstoffen mit Aluminiumfolie sehr teuer.

[0008] Es ist daher das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), einen metallisierten Verbundstoff zu schaffen, der zum Verpacken von aroma- und feuchtigkeitshaltigen Produkten geeignet ist, wobei die Wasserdampfdurchlässigkeit des Verbundstoffes, d.h. dessen Sperrwirkung gegen Aroma-, Gas- und Feuchtigkeitsverlust gleich oder annähernd gleich einem aluminiumfolienhaltigen Verbundstoff ist. Dabei soll der erfindungsgemäße Verbundstoff einfach herstellbar und ökologisch wenig bedenklich sein.

[0009] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 3.

[0010] Erfindungsgemäß wird die geforderte niedrige Wasserdampfdurchlässigkeit von nahezu 0 g/m²·d dadurch erreicht, daß die an sich bekannten Beschichtungsvorgänge Grundierung und Metallisierung zweifach ausgeführt werden. Wie sich herausgestellt hat, wird durch Aufbringen einer zweiten Grundierung und einer zweiten Metallisierung auf die erste Grundierungsschicht eine hervorragende Sperrwirkung erzielt.

[0011] Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbundstoffes können in vorteilhafter Weise übliche, preiswerte gestrichene Papiere oder Papiere mit einer vergleichbaren Oberflächenbeschaffenheit verwendet werden, die nicht mit einer speziellen Barrierebeschichtung versehen sind. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Verbundstoff ökologisch unbedenklich und nicht kostenintensiv.

[0012] Aus der DE-OS 30 17 713 ist zwar ein Verfahren zur Beschichtung von Kunststoffolien mit Metallschichten bekannt, bei dem eine Haftschicht und eine Metallschicht nacheinander aufgebracht werden, wobei nach Aufbringen der Haftschicht zumindest eine Metallschicht aufgedampft wird. Jedoch werden die gegebenenfalls mehreren Metallschichten nicht nach zusätzlich vorgesehenen Grundier- oder Haftgrundaufträgen aufgebracht, sondern unmittelbar aufeinander. Zudem dient dieses bekannte Verfahren zum Herstellen von Leiterbahnen auf Kunststoffolien. Folglich soll die bekannte Metallschicht aus Stoffen hergestellt sein, die kein Eindiffundieren von fremdartigen Ionen in die Metallschicht hervorrufen.

[0013] Aus der DE-AS 12 25 939 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Lagen zusammengesetzten dünnen Schicht durch wiederholte Vakuumbedampfung bekannt. Hierbei liegt diesem bekannten Verfahren das Problem zugrunde, eine zusammengesetzte dünne Schicht zu schaffen, die gleichmäßig und porenfrei sein soll. Dieses bekannte Verfahren dient zur Herstellung von elektrisch isolierenden Kondensatorschichten, dient jedoch nicht zur Erstellung eines Verbundstoffes mit geringer Wasserdampfdurchlässigkeit.

[0014] Aus der DE 39 13 014 ist eine Beschichtung von Gegenständen mit zwei Metallschichten bekannt, die diesen Gegenständen ein dekoratives metallisches Aussehen verleiht. Die erste Metallschicht wird dabei direkt auf die Gegenstände aufgebracht. Getrennt durch einen Grundüberzug wird dann eine zweite Metallschicht aufgebracht und mit einer transparenten Deckschicht versehen, so daß die zweite Metallschicht sichtbar bleibt.

[0015] Schließlich ist aus der JP-52012311 ein Papier bekannt, das mit einer Aluminiummetallisierung versehen ist. Hierbei ist das Basispapier mit einem 15 µm dicken Polyethylenfilm beschichtet, der gewalzt wird. Durch eine Koronaentladung wird die Oberflächenenergie des Polyethylenfilms erhöht und anschließend wird der Film mit Aluminium metallisiert.

[0016] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

[0017] So kann das Basismaterial nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung Papier oder Kunststoffolie sein. Da aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus das Basismaterial keine besonderen Barrierebeschichtungen benötigt, kann übliches, preiswertes Papier oder übliche Kunststoffolie verwendet werden.

[0018] Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die im Anspruch 5 angegebenen Flächengewichte, bzw. Schichtdicken, vorgesehen sein. Durch einen derartigen Verbundstoff ergibt sich eine Wasserdampfdurchlässigkeit < 2 g/m²·d. Hierbei beträgt die Gesamtauftragsmenge von Grundierung und Deckschicht weniger als 5 g/m². Dies ist gegenüber der Gesamtauftragsmenge von 20-25 g/m² bei den herkömmlichen Lösungen ein bedeutender Vorteil, da das Material hierdurch einfacher zu recyclieren ist.

[0019] Aufgrund der äußerst geringen Wasserdampfdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Verbundstoffes läßt sich dieser zur Verpackung von aroma-, gas- oder feuchtigkeitshaltigen Produkten besonders gut einsetzen.

[0020] Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundstoffes rein beispielhaft anhand der beigefügten Figur beschrieben.

[0021] Die Figur Zeigt einen teilgeschnittenen Querschnitt durch einen Verbundstoff gemäß der Erfindung.

[0022] Der in der Figur dargestellte Verbundstoff besteht aus einem Basismaterial 10 in Form von herkömmlichem gestrichenen Papier mit einem Flächengewicht von 50 g/m². Auf das Basismaterial 10 ist eine erste Grundierung 12 in Form einer Beschichtung aus Grundierlack mit einem Flächengewicht von 1,8 g/m² aufgebracht.

[0023] Auf die erste Grundierung 12 ist eine erste Metallisierung 14 mit einer Schichtdicke von 300 Å aufgedampft. Auf diese erste Metallisierung 14 ist eine zweite Grundierung 16 aus einem Grundierlack mit einem Flächengewicht von 1,8 g/m² aufgebracht.

[0024] Auf die zweite Grundierung 16 ist wiederum eine zweite Metallisierung 18 mit einer Schichtdicke von 300 Å aufgedampft.

[0025] Schließlich ist auf der zweiten Metallisierung 18 eine Deckschicht 20 in Form von Decklack mit einem Flächengewicht von 1,0 g/m² aufgebracht. Die Wasserdampfdurchlässigkeit dieses Verbundstoffes ist < 2 g/m²·d. Das Material des Grundierlackes und das des Decklackes ist ein Nitrozelluloselack. Die Metallisierung besteht aus Aluminium.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines metallisierten Verbundstoffes zum Verpacken von Lebensmitteln und ähnlichem, welcher aus einem Basismaterial mit einer ersten Metallisierung und einer über eine Grundierungsschicht verbundenen und mit einer Deckschicht versehenen zweiten Metallisierung besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Basismaterial (10) aus Papier oder Kunststoffolie besteht und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) Aufbringen einer ersten Grundierungsschicht (12) auf das Basismaterial (10);

b) Aufbringen einer ersten Metallisierung (14) auf die erste Grundierungsschicht (12);

c) Aufbringen einer zweiten Grundierungsschicht (16) auf die erste Metallisierung (14);

d) Aufbringen einer zweiten Metallisierung (18) auf die zweite Grundierungsschicht (16); und

e) Aufbringen einer Deckschicht (20) auf die zweite Metallisierung (18).

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in den Verfahrensschritten a) bis e) im wesentlichen folgende Flächengewichte bzw. Schichtdicken aufgebracht werden:

a)

0,5-2,5 g/m²   erste Grundierung

b)

200-500 Å   erste Metallisierung

c)

0,5-2,5 g/m²   zweite Grundierung

d)

200-500 Å   zweite Metallisierung

e)

0,5-2,5 g/m²   Deckschicht.

3. Metallisierter Verbundstoff zum Verpacken von Lebensmitteln oder ähnlichem, welcher aus einem Basismaterial mit einer ersten Metallisierung und einer über eine Grundierungsschicht verbundenen und mit einer Deckschicht versehenen zweiten Metallisierung besteht,
dadurch geknnzeichet,
daß der Verbundstoff folgenden Aufbau umfaßt:

- ein Basismaterial (10) aus Papier oder Kunststoffolie;

- eine darauf aufgebrachte erste Grundierung (12);

- eine auf der ersten Grundierung (12) aufgebrachte erste Metallisierung (14);

- eine auf der ersten Metallisierung (14) aufgebrachte zweite Grundierung (16);

- eine auf der zweiten Grundierung (16) aufgebrachte zweite Metallisierung (18); und

- eine auf der zweiten Metallisierung (18) aufgebrachte Deckschicht (20).

4. Verbundstoff nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen folgenden Flächengewichte bzw. Schichtdicken vorgesehen sind:

40-120 g/m²   Basismaterial (10)

0,5-2,5 g/m²   erste Grundierung (12)

200-500 Å   erste Metallisierung (14)

0,5-2,5 g/m²   zweite Grundierung (16)

200-500 Å   zweite Metallisierung (18)

0,5-2,5 g/m²   Deckschicht (20).

5. Verbundstoff nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Basismaterial (10) aus herkömmlichem gestrichenen Papier besteht.

6. Verbundstoff nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Basismaterial (10) aus einem ungestrichenen Papier besteht, das durch Kalandrieren oder Lackieren eine Oberflächenglätte wie ein gestrichenes Papier aufweist.

7. Verbundstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Grundierung (12, 16) ein Grundierlack ist.

8. Verbundstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht (20) ein Decklack ist.

9. Verwendung eines Verbundstoffes nach einem der Ansprüche 3 bis 8 zur Verpackung von aroma-, gas- oder feuchtigkeitshaltigen Produkten.

Claims

1. Process for producing a metallised laminate for the packaging of foodstuffs and similar, which consists of a base material with a first metallising and a second metallising that is connected via a prime coat and provided with a cover coat,
characterised in that
the base material (10) consists of paper or plastic sheeting and the process includes the following steps:

a) application of a first primer coat (12) to the base material (10);

b) application of a first metallising (14) to the first primer coat (12);

c) application of a second primer coat (16) to the first metallising (14);

d) application of a second metallising (18) to the second primer coat (16); and

e) application of a cover coat (20) to the second metallising (18).

2. Process according to claim 1,
characterised in that
in process steps a) to e) essentially the following weights per unit area or layer thicknesses are applied:

a)

0.5 - 2.5 g/m²   first priming

b)

200 - 500 Å   first metallising

c)

0.5 - 2.5 g/m²   second priming

d)

200 - 500 Å   second metallising

e)

0.5 - 2.5 g/m²   cover coat.

3. Metallised laminate for the packaging of foodstuffs or similar, which consists of a base material with a first metallising and a second metallising that is connected via a primer coat and provided with a cover coat, characterised in that
the laminate has the following construction:

- a base material (10) of paper or plastic sheeting;

- a first primer (12) applied thereto;

- a first metallising (14) applied to the first primer (12);

- a second primer (16) applied to the first metallising (14);

- a second metallising (18) applied to the second primer (16); and

- a cover coat (20) applied to the second metallising (18).

4. Laminate according to claim 3,
characterised in that essentially the following weights per unit area or layer thicknesses are provided:

40 - 120 g/m²   base material (10)

0.5 - 2.5 g/m²   first priming (12)

200 - 500 Å   first metallising (14)

0.5 - 2.5 g/m²   second priming (16)

200 - 500 Å   second metallising (18)

0.5 - 2.5 g/m²   cover coat (20).

5. Laminate according to claim 3 or 4,
characterised in that
the base material (10) consists of conventional coated paper.

6. Laminate according to claim 3 or 4,
characterised in that
the base material (10) consists of an uncoated paper which has a surface smoothness like a coated paper due to calendering or lacquering.

7. Laminate according to one of claims 3 to 6,
characterised in that
the priming (12, 16) is a primer lacquer.

8. Laminate according to one of claims 3 to 7,
characterised in that
the cover coat (20) is a cover lacquer.

9. Use of a laminate according to one of claims 3 to 8 for the packaging of aroma-, gas- or moisture-containing products.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un matériau composite métallisé pour l'emballage de denrées alimentaires et analogue, qui est constitué d'un matériau de base avec une première métallisation et d'une deuxième métallisation liée à une couche de fond et munie d'une couche de protection,
caractérisé en ce que,
le matériau de base (10) est constitué de papier ou d'un film de matière plastique et en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :

a) dépôt d'une première couche de fond (12) sur le matériau de base (10);

b) dépôt d'une première métallisation (14) sur la première couche de fond (12);

c) dépôt d'une deuxième couche de fond (16) sur la première métallisation (14);

d) dépôt d'une deuxième métallisation (18) sur la deuxième couche de fond (16); et

e) dépôt d'une couche de protection (20) sur la deuxième métallisation (18).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que, l'on dépose dans les étapes de procédé a) à e) essentiellement les masses par unité de surface ou les épaisseurs de couches suivantes :

a)

0,5 - 2,5 g/m²   première couche de fond

b)

200 - 500 Å   première métallisation

c)

0,5 - 2,5 g/m²   deuxième couche de fond

d)

200 - 500 Å   deuxième métallisation

e)

0,5 - 2,5 g/m²   couche de protection.

3. Matériau composite métallisé pour l'emballage de denrées alimentaires ou analogue, qui est constitué d'un matériau de base avec une première métallisation et d'une deuxième métallisation fixée à une couche de fond et munie d'une couche de protection,
caractérisé en ce que,
le matériau composite comprend la construction suivante :

◇ un matériau de base (10) en papier ou en film de matière plastique;

◇ une première couche de fond (12) déposée dessus;

◇ une première métallisation (14) déposée sur la première couche de fond (12);

◇ une deuxième couche de fond (16) déposée sur la première métallisation (14);

◇ une deuxième métallisation (18) déposée sur la deuxième couche de fond (16); et

◇ une couche de protection (20) déposée sur la deuxième métallisation (18).

4. Matériau composite selon la revendication 3,
caractérisé en ce qu'il est muni essentiellement des masses par unité de surface ou des épaisseurs de couches suivantes :

40 - 120 g/m²   matériau de base (10)

0,5 - 2,5 g/m²   première couche de fond (12)

200 - 500 Å   première métallisation (14)

0,5 - 2,5 g/m²   deuxième couche de fond (16)

200 - 500 Å   deuxième métallisation (18)

0,5 - 2,5 g/m²   couche de protection (20).

5. Matériau composite selon la revendication 3 ou 4,
caractérisé en ce que le matériau de base (10) est constitué de papier couché traditionnel.

6. Matériau composite selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le matériau de base (10) est constitué d'un papier non couché, qui présente par calandrage ou laquage un état de surface lisse comme un papier couché.

7. Matériau composite selon lune des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la couche de fond (12, 16) est une peinture de fond.

8. Matériau composite selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la couche de protection (20) est un vernis de finition.

9. Utilisation d'un matériau composite selon l'une des revendications 3 à 8 pour l'emballage de produits contenant des arômes, des gaz ou de l'humidité.

Zeichnung