BE1021321B1

BE1021321B1 - BIODEGRADABLE PAPER COMPOSITE MATERIALS

Info

Publication number: BE1021321B1
Application number: BE2013/0361A
Authority: BE
Inventors: Paul Emmerick; Maura Roperto; Jost Orichel
Original assignee: Ar Metallizing N.V.
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2015-10-29
Also published as: NL2008872C2

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een biologisch afbreekbare meerlaagse laminaat voor flexibele verpakking, omvattende: (a) een kartonnen laag, en (b) een niet- geweven basismateriaal omvattende cellulosemateriaal, verder omvattende een metaallaag met een dikte in het bereik van 10 tot 250 nm, welke afgezet is op een eerste oppervlak, waarbij het niet-geweven basismateriaal gelamineerd is op een tweede, niet gemetalliseerd oppervlak van de kartonnen laag, waarbij de metalen laag is afgezet door gebruik te maken van een fysieke dampneerslagwerkwijze.The present invention relates to a biodegradable multi-layer laminate for flexible packaging, comprising: (a) a paperboard layer, and (b) a non-woven base material comprising cellulosic material, further comprising a metal layer having a thickness in the range of 10 to 250 nm, which is deposited on a first surface, the nonwoven base material being laminated to a second non-metallized surface of the paperboard layer, the metal layer being deposited using a physical vapor deposition method.

Description

BiOLQGiSCH AFBREEKBARE PAPIER COMPOSIET MATERIALENBiOLQGiSCH DEGRADABLE PAPER COMPOSITE MATERIALS

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een biologisch afbreekbare meeriaagse kartonnen composiet voor vouwkartonnen. De onderhavige uitvinding betreft verder een werkwijze voor de vervaardiging van dergelijke samengestelde materialen en verpakkingsbakken die de nieuwe composietmaterialen omvatten.The present invention relates to a biodegradable multi-layer cardboard composite for folding cartons. The present invention further relates to a method for the manufacture of such composite materials and packaging bins comprising the new composite materials.

Gelamineerde kartonmaterialen worden aiom gebruikt. Deze gewoonlijk meeriaagse composietmaterialen worden bereid door het lamineren van karton met aluminiumfolie, of met eventueel gemetalliseerde polymeermateriaien, zoals polyethyleen tereftalaat (PET) en dergelijke polyesters, of polyolefinen, waardoor het composietmateriaal van een hoogglanzend oppervlak voorzien kan worden, zoals bij voorbeeld beschreven in US Ά-3972467, GB-A-1218042 of US-A-3416411.Laminated cardboard materials are used everywhere. These usually multi-layer composite materials are prepared by laminating cardboard with aluminum foil, or with optionally metallized polymer materials, such as polyethylene terephthalate (PET) and such polyesters, or polyolefins, whereby the composite material can be provided with a high-gloss surface, as described for example in US 3972467, GB-A-1218042 or US-A-3416411.

Recente benaderingen om dergelijke biologisch afbreekbare materialen te vervaardigen maken gebruik van biologisch afbreekbare polymeren in plaats van PET, zoals bij voorbeeld het laminaat beschreven in US-A-6312823.Recent approaches to manufacturing such biodegradable materials use biodegradable polymers instead of PET, such as, for example, the laminate described in US-A-6312823.

Voor gemetalliseerde vouwbare verpakkingtoepassingen wordt meestal een kartonmateriaal gebruikt welke aangeduid wordt als vouwdozenkarton met witte achterkant, ook bekend als GD 1, GD 2, GC1 en GC2 volgens DIN 19303, welke doorgaans de volgende opbouw hebben: een karton met een gestreken witte toplaag, een grijze, gerecycleerde middenlaag en een witte of houthoudende ruglaag.For metallized folding packaging applications, usually a cardboard material is used which is referred to as white cardboard folding box cardboard, also known as GD 1, GD 2, GC1 and GC2 according to DIN 19303, which generally have the following structure: a cardboard with a coated white top layer, a gray, recycled middle layer and a white or wood-containing backing layer.

De meeriaagse opbouw bestaat uit een of meerder lagen van mechanische pulp tussen twee tagen van gebleekte houtcellulose, welke op de buitenste laag met kleipigmenten, bij voorkeur kaoliniet, bevattende lakiaag zijn gestreken. GC verwijst naar een kartonmateriaal van nieuwe vezels, terwijl GD gerecycleerde vezels omvat.The multi-layer structure consists of one or more layers of mechanical pulp between two days of bleached wood cellulose which are coated on the outer layer with clay pigments, preferably kaolinite, containing lakia layer. GC refers to a cardboard material of new fibers, while GD comprises recycled fibers.

Het karton met een gestreken witte toplaag is meestal een “off-machine cast coated" karton, welke gekaiandeerd is door een hoogglanzend verchroomde cilinder, wat het karton een zeer hoge glans en/of gekleurde afwerking kan geven. Gewoonlijk worden kartonmaterialen gebruikt, weike tenminste eenzijdig gestreken zijn met een kaoiiniet bevattende vernis, een gramgewicht hebben van 160-350 gram per vierkante meter (g/m2), en waarop een vacuüm gemetalliseerde PET folie van typisch 12 pm dikte door middel van een geschikt hechtmidde! gelamineerd is.The cardboard with a coated white top layer is usually an "off-machine cast coated" cardboard, which is corroded by a high-gloss chrome-plated cylinder, which can give the cardboard a very high gloss and / or colored finish. Usually cardboard materials are used, at least weike are coated on one side with a ceramic-containing varnish, have a grammage of 160-350 grams per square meter (g / m2), and on which a vacuum-metallized PET film of typically 12 µm thickness is laminated by means of a suitable adhesive.

De hoofdfunctie van het karton in deze composietmaterialen is in het voorzien van het composietmateriaal van de nodige mechanische eigenschappen, zoals stijfheid bij een bepaalde buigzaamheid, en de bedrukbaarheid, welke het gebruik van een tenminste eenzijdig gestreken karton van voldoende dikte vereist.The main function of the cardboard in these composite materials is to provide the composite material with the necessary mechanical properties, such as stiffness with a certain flexibility, and the printability, which requires the use of an at least one-side coated cardboard of sufficient thickness.

Een nadeel van dergelijke composietmaterialen uit gemetalliseerde polyester folie en karton berust ondanks hun veelvoudige gebruik erin, dat zij niet eenvoudig, of zelfs helemaal niet biologisch afbreekbaar zijn, terwijl zij vaak ook niet recycleerbaar zijn vanwege de uiteenlopende aard van de componenten. Verder is het gebruikte polyestermateriaal normaliter gebaseerd op petrochemische grondstoffen en daarom niet duurzaam op lange termijn. Een verder probleem berust erin dat het hierin gebruikte karton een voldoende dikte moet hebben omdat de mechanische sterkte van het materiaal grotendeels bepaald wordt door de stijfheid van het karton component, terwijl de polyester folie hoofdzakeiijk alleen de treksterkte verhoogd. Het PET oppervlak kan verder vanwege de inherent lage oppervlaktespanning problemen veroorzaken tijdens bedrukken ervan.A disadvantage of such composite materials from metallized polyester foil and cardboard, despite their multiple uses, is that they are not easily, or even not at all biodegradable, while they are often also not recyclable due to the different nature of the components. Furthermore, the polyester material used is normally based on petrochemical raw materials and is therefore not sustainable in the long term. A further problem resides in that the cardboard used herein must have a sufficient thickness because the mechanical strength of the material is largely determined by the rigidity of the cardboard component, while the polyester film substantially only increases the tensile strength. Furthermore, due to the inherently low surface tension, the PET surface can cause problems during printing.

Dienovereenkomstig blijft er de noodzaak van een composietmateriaal met een flexibele deklaag, dat bedrukbaar, volledig biologisch afbreekbaar, en volledig recycleerbaar is. U32001/0010845 beschrijft een materiaal omvattende een gemetalliseerd papier een gestreken cellulose materiaal. Een beschrijving van de metallisatie van het papier ontbreekt in deze publicatie, waardoor het voor de vakman niet duidelijk is op weike manier het papier gemetalliseerd is, bij voorbeeld door een iaminatie met een metaalfolie.Accordingly, there remains the need for a composite material with a flexible cover that is printable, fully biodegradable, and fully recyclable. U32001 / 0010845 describes a material comprising a metallized paper and a coated cellulose material. A description of the metallization of the paper is lacking in this publication, so that it is not clear to the person skilled in the art that the paper has been metallized, for example by lamination with a metal foil.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een biologisch afbreekbare meerlaagse laminaat voor flexibele verpakking, omvattende: (a) een kartonnen laag, en (b) een nlet-geweven basismateriaal omvattende cellulosemateriaai, verder omvattende een metaallaag met een dikte in het bereik van 10 tot 250 nm, weike afgezet is op een eerste oppervlak, waarbij het met-geweven basismateriaal gelamineerd is op de kartonnen laag op een tweede, niet gemetalliseerd oppervlak.The present invention relates to a biodegradable multi-layer laminate for flexible packaging comprising: (a) a cardboard layer, and (b) a non-woven base material comprising cellulose material, further comprising a metal layer with a thickness in the range of 10 to 250 nm, which has been deposited on a first surface, the non-woven base material being laminated on the cardboard layer on a second, non-metallized surface.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze ter bereiding van een meerlaagse kartonmateriaal voor vouwdoos verpakkingen, omvattende de stappen van: i) aanbrengen van een metaallaag door vacuüm dampdepositie op een niet-geweven substraat, en ii) het lamineren van een kartonnen substraat met het niet-geweven substraat op de niet-gemetailiseerde zijde, en de materialen en verpakkingen daaruit verkrijgbaar.The present invention further relates to a method for preparing a multi-layer cardboard material for folding box packaging, comprising the steps of: i) applying a metal layer by vacuum vapor deposition on a non-woven substrate, and ii) laminating a cardboard substrate with the non-woven substrate on the non-detailed side, and the materials and packages available therefrom.

De kartonnen laag volgens de uitvinding heeft bij voorkeur een dichtheid in het traject van 200-500 g/m2 volgens ISO EN536.The cardboard layer according to the invention preferably has a density in the range of 200-500 g / m2 according to ISO EN536.

Figuur 1 toont de laagopbouw van een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding. Hierin wordt een laminaat 1 bestaande uit een kartonnen laag 13, een tussenliggende bindingslaag 14, een papierlaag 12 en een metaallaag 11 getoond.Figure 1 shows the layer structure of a preferred embodiment of the present invention. Herein, a laminate 1 consisting of a cardboard layer 13, an intermediate binding layer 14, a paper layer 12 and a metal layer 11 is shown.

De onderhavige uitvinding voorziet in laminaten die niet aiieen biologisch afbreekbaar zijn, maar het tegelijkertijd ook mogelijk maken om het iaminaatgewicht te verminderen vanwege de grotere inherente stijfheid bij lagere laagdikte van het materiaal volgens de uitvinding. Het materiaal laat zich verder eenvoudig voorzien van een reliëfdruk, en toont een hoge krasvastheid door de hoge oppervlaktehardheid van de paplerlaag, en/of de aflaklaag. Bij voorbeeld kon een iaminaat volgens de uitvinding een meer dan 20% hogere stijfheid opwijzen dan een vergelijkbaar materiaal omvattende een kartonnen laag en een daarop gelamineerde gemetalliseerde PET filmlaag op. Verder zijn de materialen makkelijk recycleerbaar; zo zijn zij bij voorkeur tenminste tot 95%, 96%, 97%, 98%, 99% en meer dan 99% recycleerbaar, en minder dan 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4% van het materiaal niet puipbaar, en is de rest ook composteerbaar. in het materiaal wordt verder gebruik gemaakt van eenvoudig verkrijgbare en goedkope types van karton en / of papier, welke geen vergevorderde bleekproces vereist. Verder kan er bij voorkeur gebruik worden gemaakt van materiaal dat meer gerecycleerde vezels omvat, waardoor de ecologische voetafdruk van dergeiijke materialen verbeterd kan worden, zoals geïllustreerd wordt door het gebruik van dunne GK karton in plaats van dikkere en zwaardere GD of GC1/S of GC 2/S kartonmateriaien.The present invention provides laminates that are not only biodegradable, but at the same time make it possible to reduce the laminate weight due to the greater inherent stiffness at lower layer thickness of the material according to the invention. The material can furthermore easily be provided with a relief print, and shows a high scratch resistance due to the high surface hardness of the papler layer and / or the top coat. For example, a laminate according to the invention could indicate a stiffness more than 20% higher than a comparable material comprising a cardboard layer and a metallized PET film layer laminated thereon. Furthermore, the materials are easily recyclable; they are preferably at least up to 95%, 96%, 97%, 98%, 99% and more than 99% recyclable, and less than 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4% of the material is not pulpable, and the rest is also compostable. the material further uses readily available and inexpensive types of cardboard and / or paper, which does not require an advanced bleaching process. Furthermore, use may be made of material comprising more recycled fibers, whereby the ecological footprint of such materials can be improved, as illustrated by the use of thin GK cardboard instead of thicker and heavier GD or GC1 / S or GC 2 / S cardboard material.

Terwijl een GK grijs karton idealiter geschikt blijkt voor eenvoudige verpakkingsmaterialen, zo als bij voorbeeld vouwdozen voor cosmetische producten, laat het gebruik van een GC1/S toe zowel aan de gemetalliseerde kant, alsook aan de gestreken kant, mits deze naarde binnenkant van de verpakking wijst, bedrukking aan te brengen Een dergelijk dubbelzijdig bedrukt materiaal laat toe, bijkomende informatie te verstrekken, bij voorbeeld voor reciamedoeleinden of voor bijkomende informatie over het ingesioten product.While a GK gray cardboard is ideally suited for simple packaging materials, such as, for example, folding boxes for cosmetic products, the use of a GC1 / S allows both on the metallized side and on the ironed side, provided that it faces the inside of the package , printing Such a double-sided printed material makes it possible to provide additional information, for example for advertising purposes or for additional information about the enclosed product.

Het op een tweede, niet gemetalliseerd oppervlak gelamineerde veivormige substraat (b) is bij voorkeur een niet gestreken, eenzijdig of dubbelzijdig gestreken, veivormige, nlet-geweven cellulose omvattend materiaal, bij voorkeur GK, C1/S en C2/S type papier of karton. Het niet-geweven materiaal omvat bij voorkeur ceüulose, bij bijzondere voorkeur papier of karton.The vein-shaped substrate (b) laminated on a second non-metallized surface is preferably a non-ironed, non-ironed, vein-like, non-woven cellulose-containing material, preferably GK, C1 / S and C2 / S type paper or cardboard . The non-woven material preferably comprises cellulose, particularly preferably paper or cardboard.

Het niet-geweven velvormige substraat omvat bij voorkeur een laag papier of een ander op cellulose gebaseerd materiaal. De laag heeft bij voorkeur een gramgewicht van 20-134 g/m2, in het bijzonder 30 tot 130 g/m2, 40 tot 70 g/m2, 45-65 g/m2, en met de meeste voorkeur 50-55 g/m2.The non-woven sheet-shaped substrate preferably comprises a layer of paper or other cellulose-based material. The layer preferably has a grammage of 20-134 g / m2, in particular 30 to 130 g / m2, 40 to 70 g / m2, 45-65 g / m2, and most preferably 50-55 g / m2 .

Het papier of andere op cellulose gebaseerde materiaal kan ongebleekt of gebleekt zijn, en is bij voorkeur gestreken. Verder kan het een of meer lak of strijklagen omvatten, maar bij voorkeur is het slechts gestreken met een kaoiiniet (klei) omvattende laklaag welke vóór het metalliseren is opgebracht.The paper or other cellulose-based material can be unbleached or bleached, and is preferably ironed. It may furthermore comprise one or more lacquer or coating layers, but preferably it is only coated with a kaiinite (clay) lacquer layer which has been applied prior to metallization.

Typische gestreken papieren omvatten zogenaamde C/15 en C/2S papiertypes, die worden gebruikt om aan te geven aan welke kant van een bepaald document een laklaag worden aangebracht. C/1S staat voor eenzijdig gestreken, C/2S voor tweezijdig gestreken karton.Typical coated papers include so-called C / 15 and C / 2S paper types, which are used to indicate on which side of a particular document a lacquer layer is applied. C / 1S stands for one-sided coating, C / 2S for two-sided coated cardboard.

Het papiermateriaai is bij voorkeur goedgekeurd voor gebruik in verpakkingen voor voedingsstoffen en voedsel, door een instelling zo als bij voorbeeld de FDA. De voorzijde, dat wil zeggen de kant aan de buitenzijde van de verpakking kan bij voorkeur dooreen conventionele offset-, fiexo- ofdiepdrukwerkwijze bedrukt zijn.The paper stock is preferably approved for use in packaging for nutrients and food, by an institution such as the FDA, for example. The front side, that is to say the side on the outside of the package, can preferably be printed by a conventional offset, fiexo or deep printing method.

De metaallaag wordt bij voorkeur afgezet door een fysisch opdampproces op het niet-geweven basismateriaal voorafgaand aan het lamineren.The metal layer is preferably deposited by a physical deposition process on the non-woven base material prior to lamination.

De buikdichtheid van papier of karton of karton wordt in het algemeen aangegeven ais het gramgewicht, en kan in het algemeen berekend worden door het gramgewicht door de materiaaidikte te delen (ook bekend als basisgewicht en schuifmaat, respectievelijk). De laatstgenoemde termen worden meestal gebruikt In de pulp- en papierindustrie, en dienen om de massa van het product per opperviakïe-eenheid voor een type papier of karton aan te duiden. De term “bulkdichtheid" wordt daartegen niet gebruikt in de traditionele betekenis van de massa per volume-eenheid, terwijl de term "papier dichtheid " veeleer als een maat voor de oppervlaktedichtheid wordt gebruikt. in de puip- en papierindustrie is het verder gebruikelijk om een commercieel papiermachine zo int te stellen dat zij papier produceert van een bepaalde papierdichtheid. Papierdichtheid kan ook worden gebruikt om papier te onderscheiden van karton aangezien deze gewoonlijk een gramgewicht van meer dan 134 g/m2, terwijl papier een gramgewicht van 134 g/ma of iager heeft.The bulk density of paper or cardboard or cardboard is generally indicated as the gram weight, and can generally be calculated by dividing the gram weight by the material thickness (also known as basis weight and caliper, respectively). The latter terms are mostly used in the pulp and paper industry, and serve to indicate the mass of the product per unit area for a type of paper or cardboard. The term "bulk density" is not used in the traditional sense of mass per unit volume, while the term "paper density" is used rather as a measure of surface density. In the pulp and paper industry it is further customary to to set up a commercial paper machine to produce paper of a certain paper density, Paper density can also be used to distinguish paper from cardboard since it usually has a grammage of more than 134 g / m2, while paper has a grammage of 134 g / ma or less has.

Het karton volgens de onderhavige uitvinding heeft typisch een gramgewicht in het bereik van 200-500 g/m2, bij voorkeur in het gebied van 250-400 g/m2, zoals bepaald volgens ISO EN536 en uitgedrukt in gram per vierkante meter.The carton according to the present invention typically has a gram weight in the range of 200-500 g / m2, preferably in the range of 250-400 g / m2, as determined according to ISO EN536 and expressed in grams per square meter.

De dikte of dikte van het karton is bij voorkeur in het bereik van 200 tot 600 pm, met meer voorkeur in het bereik van 225-575 pm, zoals gemeten volgen© EN 20534 en uitgedrukt in micrometer. De kartonnen laag is bij voorkeur een ongebleekte, kostenefficiënte karton, zoals GK ("Graukarton" - grijs karton) ongebleekt karton.The thickness or thickness of the cardboard is preferably in the range of 200 to 600 µm, more preferably in the range of 225-575 µm, as measured according to © EN 20534 and expressed in micrometres. The cardboard layer is preferably an unbleached, cost-efficient cardboard such as GK ("Graukarton" - gray cardboard) unbleached cardboard.

Dergelijke materialen zijn bekend als GK ongevoerd grijs vel, of gekalanderd GK ongevoerd grijze vel. De totale dichtheid van het kartonnen materiaal volgens de uitvinding is bij voorkeur in het traject van 1,0 tot 4,0, zoais bepaald volgens EN 20534.Such materials are known as GK unlined gray sheet, or calendered GK unlined gray sheet. The total density of the cardboard material according to the invention is preferably in the range of 1.0 to 4.0, as determined according to EN 20534.

De keuze van laagcombinatles verleent flexibiliteit bij de vervaardiging van een gelamineerd materiaal volgens de uitvinding, in sommige gevailen kan het gewenst zijn de meer natuurlijke uitstraling van een bruinachtig gekleurd karton naar binnen te keren, waardoor ook een ongebleekt papier kan worden gekozen voor de tweede, buitenste papierlaag.The choice of layer combinations gives flexibility in the manufacture of a laminated material according to the invention, in some cases it may be desirable to reverse the more natural appearance of a brownish colored cardboard, whereby an unbleached paper can also be chosen for the second, outer layer of paper.

Het vacuüm gedeponeerde metaal hecht normaliter aan het oppervlak van het niet-geweven materiaal. De verkregen metaallaagdikte ligt typisch in een bereik van 40 tot 3000 Angstrom, en is bij voorkeur ten minste 50, bij bijzondere voorkeur ten minste 100 Angstrom, maar kan in het algemeen in het bereik van 10 tot 250 nm liggen.The vacuum deposited metal normally adheres to the surface of the non-woven material. The resulting metal layer thickness is typically in a range of 40 to 3000 Angstroms, and is preferably at least 50, particularly preferably at least 100 Angstroms, but may generally be in the range of 10 to 250 nm.

De metaallaag bevat bij voorkeur aluminium. Andere metalen of legeringen worden toegepast indien gewenst, met aluminium de meeste voorkeur.The metal layer preferably contains aluminum. Other metals or alloys are used if desired, with aluminum being the most preferred.

Het niet-geweven materiaal wordt typisch van een aflakiaag voorzien voorafgaand aan het bedrukken. Bij voorkeur wordt het materiaal voor het metalliseren van een laklaag voorzien, en de metaallaag vervolgens voorzien van een deklaklaag voor hei bedrukken.The non-woven material is typically provided with a topcoat prior to printing. The material for metallizing is preferably provided with a lacquer layer, and the metal layer is then provided with a coating layer for printing.

Het aflakken van het substraat wordt bij voorkeur uitgevoerd door middel van een of meer eventueel gegraveerde cilinders, zodat de juiste hoeveelheid van droogenergie en bevochtigen toegepast worden passend bij een substraat De machine kan coronabehandeling gebruiken om de oppervlakte energie van het substraat voorafgaand aan het aflakken te regelen.The coating of the substrate is preferably carried out by means of one or more optionally engraved cylinders, so that the correct amount of drying energy and wetting are applied to a substrate. The machine can use corona treatment to coat the surface energy of the substrate prior to the coating. arrange for.

De gegraveerde cilinder of cilinders zijn bij voorkeur ondergebracht in een gesloten kamer, bij voorkeur in overdruk, en bij voorkeur worden er rakels gebruikt voor het aanbrengen van een laklaag. Het aanbrengen kan worden uitgevoerd in een enkele, dubbele of meervoudige lagen, en is bij voorkeur in een enkele of dubbele laag.The engraved cylinder or cylinders are preferably housed in a closed chamber, preferably in excess pressure, and preferably squeegees are used for applying a lacquer layer. The application can be carried out in a single, double or multiple layers, and is preferably in a single or double layer.

De bovenbeschreven gelamineerde structuur mag verder een of meer bijkomende lagen omvatten, waarbij deze onafhankelijk van elkaar een verdere barrière laklaag, en een kleef of verbindingsdag kunnen omvatten.The laminate structure described above may further comprise one or more additional layers, which may independently comprise a further barrier lacquer layer, and an adhesive or bonding day.

Het niet-geweven velvormige substraat wordt bij voorkeur gelamineerd aan de kartoniaag, bij voorkeur door het gebruik van een tussenliggende verbinding- of hechtlaag.The non-woven sheet-shaped substrate is preferably laminated to the cardboard layer, preferably by the use of an intermediate bonding or adhesive layer.

De tussenliggende hechtlaag kan een hechtiaag of hechtcoating, ofwel oplosmiddeihoudend, watergedragen, zo als bij voorbeeld biologisch afbreekbare lijmmaterialen, bij voorbeeld op zetmeel gebaseerde lijmen omvatten, of oplosmiddelvrij.The intermediate adhesive layer may comprise an adhesive layer or adhesive coating, or solvent-containing, water-based, such as, for example, biodegradable adhesive materials, e.g. starch-based adhesives, or solvent-free.

Volgens een bijzonder voordelige en eenvoudige uitvoeringsvorm van het gelamineerde materiaal omvat de tussenliggende bindlngslaag een laag van een extrusie-gelamineerd thermoplastisch polymeer, bij voorkeur een thermisch smeitende polyoiefine co polymeer, bij voorbeeld een coëxtrudeerbare polyethyleen copolymeer, welke bij voorkeur ook biologisch afbreekbaar is.According to a particularly advantageous and simple embodiment of the laminated material, the intermediate bonding layer comprises a layer of an extrusion-laminated thermoplastic polymer, preferably a thermally melting polyoefine copolymer, for example a co-extrudable polyethylene copolymer, which is preferably also biodegradable.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze ter bereiding van een meerlaagse karton materiaal voor vouwdozen en buigzame verpakkingen, omvattende de stappen van: i) aanbrengen van een metaallaag door vacuüm depositie op een niet-geweven substraat en ii) het lamineren van een kartonnen substraat op de niet-gemetailiseerde zijde van het niet-geweven substraat. Bij voorkeur is het niet-geweven basismateriaal een ongestreken, of eenzijdig of dubbelzijdig gestreken velvormige niet-geweven celluiosemateriaal. Het kan verder vezelig materiaal zoals weefsel, papier of karton omvatten. De iaminatie mag ais spoel-tot-spoel proces (reei-to-reei), of spoel-tot-vel (ree!-to-sheet) proces worden uitgevoerd.The present invention further relates to a method for preparing a multi-layer cardboard material for folding boxes and flexible packages, comprising the steps of: i) applying a metal layer by vacuum deposition on a non-woven substrate and ii) laminating a cardboard substrate on the non-detailed side of the non-woven substrate. Preferably, the non-woven base material is an uncoated, or one-sided or double-sided, sheet-shaped non-woven cellulosic material. It may further comprise fibrous material such as fabric, paper or cardboard. The lamination may be carried out as a reel-to-reel process, or reel-to-sheet (reel-to-sheet) process.

Het bedrukte gemetalliseerde en optioneel bij voorkeur van een toplakiaag voorziene papier wordt bij voorkeur eerst bedrukt, en vervolgens aan het kartonmateriaal gelamineerd.The printed metalized and optionally preferably topcoated paper is preferably first printed, and then laminated to the cardboard material.

De niet-geweven laag wordt bij voorkeur onderworpen aan een werkwijze voor hoog vacuüm metaaldepositie voor het bekleden van de blootgestelde zijde met een dunne metalen oppervlakiaag. in deze werkwijze voor hoog vacuüm metalliseren wordt het metaal verdampt en zet zich af op het substraat. Aiuminium is bijzonder geschikt voor deze uitvinding, maar andere metalen zoals zilver, tin, zink, goud, platina, titanium, goud, lood, nikkei en tantaai, en legeringen daarvan, zoais chroom titanium kan ook bij voorkeur worden toegepast.The non-woven layer is preferably subjected to a high vacuum metal deposition method for coating the exposed side with a thin metal surface layer. in this high vacuum metallization process, the metal is evaporated and deposited on the substrate. Aiuminium is particularly suitable for this invention, but other metals such as silver, tin, zinc, gold, platinum, titanium, gold, lead, nickel and tantai, and alloys thereof, such as chromium titanium can also be used preferably.

De metaallaag kan een aantal functies naast het decoratief doel dienen, want er ontstaat een hooggianzend metalen oppervlak. Aanvragers hebben gevonden dat de combinatie volgens de uitvinding van een eerste laklaag, gevolgd dooreen metaallaag als een barrièrelaag kan dienen welke toeiaten dat een eenvoudig papiermateriaal MVTR en OTR waarden kan bereiken die eerder niet haalbaar leken voor gestreken papier materiaal.The metal layer can serve a number of functions in addition to the decorative purpose, because a highly-yawning metal surface is created. Applicants have found that the combination according to the invention of a first lacquer layer, followed by a metal layer, can serve as a barrier layer allowing a simple paper material to reach MVTR and OTR values that previously did not seem feasible for coated paper material.

Een bijkomende eigenschap van de metaaliaag omvat reflectie van straling, in het bijzonder hittestraiing. De producten volgens zijn derhalve in het bijzonder geschikt voor het vervaardigen van verpakkingen voor voedsel en dranken, bij voorbeeld voor gekoelde blikken of vlessen, of warm te houden voedsel, bij voorbeeld last food producten. Testen uitgevoerd door de uitvinders toonden aan dat papleriaminaat volgens de uitvinding de inhoud van blikken onder directe zoninstraiing tot 5eC kouder konden houden dan een vergelijkbaar, commercieel toegepast laminaat zonder metaaliaag; vergelijkbare resultaten waren ook voor het warm houden van voedsel, bij voorbeeld van een gebraden kip.An additional property of the metal layer comprises reflection of radiation, in particular heat radiation. The products according to the invention are therefore particularly suitable for the manufacture of food and beverage packaging, for example for refrigerated cans or bottles, or food that can be kept warm, for example last food products. Tests performed by the inventors showed that papleriaminate according to the invention could keep the contents of cans under direct solar irradiation up to 5 ° C colder than a comparable, commercially used laminate without metal layer; comparable results were also for keeping food warm, for example, for a roast chicken.

Derhalve heeft de onderhavige uitvinding ook betrekking op een verpakking voor dranken, cosmetica of levensmiddelen, omvattende een laminaat volgens de uitvinding, welke aan een of beide zijden bedrukt kan zijn. De uitvinding heeft verder betrekking op de gebruik van een laminaat verkrijgbaar volgens de uitvinding voor het bewaren van de temperatuur van een in het laminaat verpakt product.The present invention therefore also relates to a packaging for beverages, cosmetics or foodstuffs, comprising a laminate according to the invention, which can be printed on one or both sides. The invention further relates to the use of a laminate obtainable according to the invention for storing the temperature of a product packaged in the laminate.

Het metaal zet zich vast af op het oppervlak van de eerste laag. De verkregen metalen bekledlngsdikte ligt typisch in een bereik van 40-3000 Angstrom, bij voorkeur ten minste 50, liever ten minste 100 Angstrom, maar kan in het algemeen tussen 10 en 250 nm.The metal deposits on the surface of the first layer. The resulting metal coating thickness is typically in a range of 40-3000 Angstroms, preferably at least 50, more preferably at least 100 Angstroms, but can generally be between 10 and 250 nm.

De resulterende metaaibedekte substraten kunnen oxidatlegevoelig zijn, wat tot adhesieproblemen in de daaropvolgende behandelingen en toepassingen kan leiden, bijvoorbeeld bij bedrukken problemen kan veroorzaken. Bovendien Is het oppervlak gevoelig voor krassen of beschadigingen.The resulting metal-covered substrates can be oxidation sensitive, which can lead to adhesion problems in subsequent treatments and applications, for example, causing problems with printing. In addition, the surface is sensitive to scratches or damage.

Om het gemetalliseerde substraat verkregen in stap i) in een eenvoudig overdrukbaar substraat om te zetten, mag bij voorkeur een topiakiaag, veelai een blanke lak, worden aangebracht op het gemetalliseerde substraat in een optionele stap iii). Geschikte blanke lakken zijn bijvoorbeeld geopenbaard in US3, 677,792 en WO00/77300. Bij voorkeur kan het gemetalliseerde substraat ook worden onderworpen aan kalanderen om de giadheid te verhogen vóór, of na het aanbrengen van een basislak, of na de metallisatie stap. De bij voorkeur zeer bedrukbaar toplaklaag wordt aangebracht op het oppervlak van de metaallaag om haar bedrukbaarheid te verbeteren, en om mogelijke corrosie te verminderen. De toplaag kan een oplosmiddelhoudende laklaag, een laklaag op waterbasis of anderszins gebaseerde laklaag zijn. De deklaag wordt zodanig gekozen dat het bij voorkeur geen invloed op de metaallaag, de grondlaag of het substraat op significante wijze neemt, waardoor bijvoorbeeld delaminatie of corrosie van de metaallaag kunne worden vermeden.In order to convert the metallized substrate obtained in step i) into an easily overprintable substrate, a top coat, often a clear coat, may preferably be applied to the metallized substrate in an optional step iii). Suitable clear coats are disclosed, for example, in US3, 677,792 and WO00 / 77300. Preferably, the metallized substrate can also be subjected to calendering to increase the smoothness before, or after the application of a base coat, or after the metallization step. The preferably highly printable topcoat layer is applied to the surface of the metal layer to improve its printability, and to reduce possible corrosion. The top layer can be a solvent-based lacquer layer, a water-based lacquer layer or otherwise based lacquer layer. The cover layer is chosen such that it preferably does not significantly affect the metal layer, the primer layer or the substrate, whereby, for example, delamination or corrosion of the metal layer can be avoided.

Het aanbrengen van de iakiaag op een substraat wordt bij voorkeur uitgevoerd door middel van een of meer eventueel gegraveerde cilinder (s), zodat de juiste hoeveelheid droogenergie en bevochtiging kan worden toegepast bij de applicatie op het substraat. De machine mag ook een corona behandeling toedienen, om de oppervlaktespanning van het substraat voorafgaand aan bekleding regelen. De gegraveerde cilinder (s) zijn voorkeur ondergebracht in een gesloten kamer, bij voorkeur onder overdruk, en nij voorkeur wordt er gebruik gemaakt van rakels voor de applicatie De aanvraag kan worden uitgevoerd in een enkele, dubbele of meervoudige lagen, bij voorkeur in een enkele of dubbele laag.The application of the coating to a substrate is preferably carried out by means of one or more optionally engraved cylinder (s), so that the correct amount of drying energy and wetting can be applied in the application to the substrate. The machine may also administer a corona treatment to control the surface tension of the substrate prior to coating. The engraved cylinder (s) are preferably housed in a closed chamber, preferably under excess pressure, and preferably squeegees are used for the application. The application can be carried out in a single, double or multiple layers, preferably in a single or double layer.

De toplaag voorziet het substraat van gewenste fysieke kenmerken, die resulteren in een uiteindelijk veeivormig substraat met de gewenste eigenschappen van een goed uiterlijk, hoge glans, hoge metaaladhesie, bevredigende bedrukbaarheid, hoge stabiliteit tegen wrijven onder natte condities, een hoge droge en natte buigzaamheid, en andere factoren zoals lage natte uitzetting, stabiliteit tegen opkrullen, weerstand tegen corrosie, uitstekends inktvasthsid sn/of snelle afwasbaarheid/ontlijmen. Verder nog moet de toplaag bedrukbaar zijn, dat wil zeggen het toelaten van toepassing van drukinkten door elke geschikt drukproces zonder dat compatlblllteltsproblemen of gebreken optreden, zoals bewetbaarheidsproblemen. De bedrukbaarheid van de aftak is een belangrijke kwestie op het gebied van verpakking en etikettering In toepassingen zoals inktkleuren, foliedruk en thermisch transfer printen.The top layer provides the substrate with desired physical characteristics, which result in a final cattle-shaped substrate with the desired properties of good appearance, high gloss, high metal adhesion, satisfactory printability, high stability against rubbing under wet conditions, high dry and wet flexibility, and other factors such as low wet expansion, curl stability, corrosion resistance, excellent ink retention, or quick washability / glueing. Furthermore, the top layer must be printable, that is, allow the use of printing inks by any suitable printing process without the occurrence of compatibility problems or defects, such as legibility problems. The printability of the branch is an important issue when it comes to packaging and labeling In applications such as ink colors, foil printing and thermal transfer printing.

Klare lakken welke doorgaans op gemetalliseerde substraten worden toegepast zijn bekend voorde problematische bedrukbaarheid vanwege de inherente lage oppervlaktespanning, en de mogelijke aanwezigheid van wassen en siliconen additieven zoals vloetmiddelen en/of antischuimmiddeien in de formuleringen. Dienovereenkomstig wordt bij voorkeur een toplaag toegepast in de onderhavige werkwijze welke bedrukbaar is, dat wii zeggen welke een goede hechting aan inkten zonder oppervlaktedefecten bij druk en vervolgens uitharden op de toplaag geeft, en welke bij voorkeur zonder oppervlakdefecten is.Clear lacquers which are generally applied to metallized substrates are known for problematic printability due to the inherently low surface tension, and the possible presence of waxes and silicone additives such as flocculants and / or antifoam agents in the formulations. Accordingly, a top layer is preferably used in the present method which is printable, that is, which gives good adhesion to inks without surface defects at pressure and then curing on the top layer, and which is preferably without surface defects.

De toplaag heeft normaliter droog een dikte van tussen 10 pm en 0,5 pm, bij voorkeur minder dan dan 5 pm, nog liever minder dan 4 pm en bij meeste voorkeur minder dan 3 pm. De toplaag heeft bij voorkeur een droge dikte van ten minste 0,5 pm, meer bij voorkeur ten minste 0,6 pm en het meest bij voorkeur ten minste 0,7 pm. De deklaag wordt gewooniijk aangebracht op een vaststofgehafte van tussen 6 en 0,5 g/m, bij voorkeur tussen 3 en 0,6 g/m, bij bijzondere voorkeur tussen 2 en 0,85 g/m. Het proces omvat verder het bedrukken van het metaien laagje of het topcoat, hetzij na het lamineren of daarvóór; waarbij dit doorgaans wordt gebruikt om merk- en productnamen, evenals technische specificaties op de verpakking af te drukken.The top layer dry normally has a thickness of between 10 µm and 0.5 µm, preferably less than 5 µm, more preferably less than 4 µm and most preferably less than 3 µm. The top layer preferably has a dry thickness of at least 0.5 µm, more preferably at least 0.6 µm and most preferably at least 0.7 µm. The cover layer is usually applied to a solids content of between 6 and 0.5 g / m, preferably between 3 and 0.6 g / m, particularly preferably between 2 and 0.85 g / m. The process further comprises printing on the metal layer or the topcoat, either after lamination or before; whereby this is generally used to print brand and product names, as well as technical specifications, on the packaging.

De werkwijze omvat verder bij voorkeur snijden, In een reliëfvormen en/ of perforeren van de aldus verkregen veivormige structuur. De aldus verkregen uitgesneden stukken kunnen worden gevouwen om een of meer gevouwen verpakkingsdozen verkrijgen. De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op het gebruik van een substraat of verpakking volgens de uitvinding voor de bereiding van vouwdozen. De term “vouwdozen” verwijst hierin naar elke vorm van verpakkingen welke op te vouwen zijn uit een veivormige structuur, bijvoorbeeld rechthoekige dozen, zoa!s medicatie of lichaamsverzorgingsproducten en / of banderollen zoals voor voedsel en flaconverpakking.The method further preferably comprises cutting, embossing and / or perforating the thus-obtained vein-shaped structure. The cut pieces thus obtained can be folded to obtain one or more folded packaging boxes. The present invention also relates to the use of a substrate or package according to the invention for the preparation of folding boxes. The term "folding boxes" herein refers to any form of packaging that can be folded from a vein-shaped structure, for example rectangular boxes, such as medication or body care products and / or banderoles such as for food and vial packaging.

Deskundigen in de techniek zullen begrijpen dat de hierin beschreven uitvinding vatbaar is voor variaties en andere niet specifiek beschreven modificaties. Hetzai duidelijk zijn dat de uitvinding al dergelijke variaties en modificaties omvat. De uitvinding omvat ook aile stappen, kenmerken, samenstellingen en verbindingen waarnaar wordt verwezen of die in deze beschrijving, individueel of collectief, en elke en alle combinaties van elke twee of meer van genoemde stappen of kenmerken. De volgende voorbeelden dienen ter illustratie van de uitvinding:Those skilled in the art will appreciate that the invention described herein is susceptible to variations and other modifications not specifically described. It will be understood that the invention includes all such variations and modifications. The invention also encompasses all of the steps, characteristics, compositions and compounds referred to or those in this description, individually or collectively, and any and all combinations of any two or more of said steps or characteristics. The following examples illustrate the invention:

Voorbeeld 1 : vouwkarton voor cosmetioatubes Een laminaat werd geproduceerd uit 270 g/m2 GK karton en 53 g/m2 papier met aluminium gemetalliseerd, van een toplakiaag voorzien een bedrukt is, gelamineerd middeis een watergedragen acryllijm met een droogstofgehalte van 2 tot 3 gram/i.Example 1: folding cardboard for cosmetic tubes A laminate was produced from 270 g / m2 GK cardboard and 53 g / m2 paper metallized with aluminum, coated with a top layer, a laminated medium, and a water-based acrylic adhesive with a desiccant content of 2 to 3 grams / i .

Stijfheid: Het iaminaatmateriaal wees een 21 % hogere stijfheid op dan het standaard materiaal voor deze toepassing, namelijk een laminaat omvattende een GD board van 315 g/m2 met een gemetalliseerde PET film van 8 pm dikte en een dichtheid van 11 g/m2, en een oplosmiddelgebaseerde lijm.Stiffness: The laminate material indicated a 21% higher stiffness than the standard material for this application, namely a laminate comprising a GD board of 315 g / m2 with a metallized PET film of 8 µm thickness and a density of 11 g / m2, and a solvent-based adhesive.

Recvcleerbaarheid: dezelfde materialen werden onderworpen aan een test recycleerbaarheid. Het laminaat volgens de uitvinding resulteerde in een verontreiniging in de gerecycleerde pulp van minder dan 3%. Verder kon ook het verontreinigde materiaal zodanig worden behandeld, dat het voor gerecycleerde karton gebruikt kon worden.Recyclability: the same materials were subjected to a recyclability test. The laminate according to the invention resulted in a contamination in the recycled pulp of less than 3%. Furthermore, the contaminated material could also be treated in such a way that it could be used for recycled cardboard.

Daartegen resulteerde het standaard filmmateriaal een verontreiniging van 9% welke alleen verband of gestort kon worden door de aanwezigheid van aluminium en PET materiaal.In contrast, the standard film material resulted in a contamination of 9% which could only be related or dumped by the presence of aluminum and PET material.

De uitvinders hebben verder vastgesteld dat met een laminaat volgens de uitvinding niet alleen kosten van het materiaal kunnen worden verlaagd, maar ook dat de efficiëntie In productielijnen voor dergelijke laminaten kan worden verhoogd In vergelijking met gemetalliseerde PET laminaten doordat het ia mine ren sneller kan veriopen door betere spoelspanning, dat de uithardingstijd van de lijm kan worden verkort, wat tot een energie en tijdwinst kan lijden, en dat een vermindering van afval tijdens het proces kan worden bereikt.The inventors have further established that with a laminate according to the invention not only the cost of the material can be lowered, but also that the efficiency in production lines for such laminates can be increased. Compared to metallized PET laminates because the mineralization can proceed more rapidly by better coil tension, that the curing time of the glue can be shortened, which can lead to an energy and time saving, and that a reduction of waste can be achieved during the process.

Claims

Conclusions

A biodegradable multilayer laminate for flexible product packaging, comprising: (a) a cardboard layer, and (b) a non-woven layer of base material comprising ceiling material, and furthermore provided with a metal layer having a thickness located in the range of 10-250 nm and which is deposited on a first surface, wherein the non-woven layer of base material on the cardboard layer is laminated on a second, non-detailed surface, and wherein the metal layer is deposited by using a physical vapor deposition method.

The laminate according to claim 1, wherein the cardboard layer has a specific density that is in the range of 200-500 g / m2 in accordance with ISO EN536.

The laminate of claim 1 or claim 2, wherein the metal layer comprises aluminum and alloys thereof.

The laminate according to any of the preceding claims, wherein the metal layer was deposited on the non-woven base material by using a physical vapor deposition method prior to lamination and / or printing.

A laminate according to any one of the preceding claims, wherein the non-woven material is a one-side coated, sheet-shaped, non-woven ceiling material, or a two-sided, sheet-shaped, non-woven ceiling material.

A laminate according to claim 5, further comprising a printable topcoat layer on the metal layer.

Laminate according to one of the preceding claims, wherein the non-woven layer of base material has a specific density of 20-90 g / m2, preferably 45-80 g / m2.

A laminate according to any one of the preceding claims, wherein the metallized layer of base material is laminated to the cardboard layer by making use of an intermediate heat layer.

The laminate of claim 8, wherein the intermediate adhesive layer comprises a thermal adhesive or water-based adhesive.

A method for preparing a multi-layer cardboard material for a packaging folding box according to any one of claims 1-8, comprising the steps of: i. applying a metal layer to a non-woven sheet material by using a vacuum vapor deposition; and 11. laminating a cardboard substrate to the non-woven material on the non-metallized surface.

11. A method according to claim 10, wherein the non-woven material is a sheet-coated, non-woven cellulose material coated on one side. or is a two-sided, vein-shaped, non-woven cellulosic material.

The method of claim 11, wherein the non-woven material contains fibrous material such as fabric, paper, or cardboard.

The method of any one of claims 10-12, wherein the metal comprises aluminum, alloys, and / or combinations thereof.

The method of any one of claims 10-13, further comprising applying a topcoat layer to the metallized side of the non-woven material as obtained in step t).

The method of any one of claims 10-14, further comprising printing the topcoat layer of the sizing as obtained from step i, or the laminate obtained from step ii), and optionally, printing the bottom.

A method according to any one of claims 10-15, wherein the lamination in step ii) is carried out as a spit-to-spit process, or spit-to-spill process. A method according to any of claims 10-16, wherein the lamination in step ii) makes use of solvent-containing, solvent-free, or water-based glue.

The method of claim 17, wherein the laminated material comprises a layer of an extrusion-laminated thermoplastic polymer.

The method of claim 18, wherein the laminated material comprises a layer of a co-extrudable polyolefin.

20. Packaging for drinks, cosmetics or foodstuffs, comprising a laminate according to any one of claims 1-9.

Use of a laminate obtainable according to one of claims 1 to 19 for storing the temperature of a product packaged in the laminate.