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WO2023134835A1 - Coated paper with a semi-crystalline coating colour layer as packaging material - Google Patents

Coated paper with a semi-crystalline coating colour layer as packaging material Download PDF

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WO2023134835A1
WO2023134835A1 PCT/DE2023/200013 DE2023200013W WO2023134835A1 WO 2023134835 A1 WO2023134835 A1 WO 2023134835A1 DE 2023200013 W DE2023200013 W DE 2023200013W WO 2023134835 A1 WO2023134835 A1 WO 2023134835A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
coated paper
coating color
lignin
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2023/200013
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kerstin BARTELS
Simon Trosien
Markus BIESALSKI
Markus WILDBERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Darmstadt
Koehler Innovation and Technology GmbH
Original Assignee
Technische Universitaet Darmstadt
Koehler Innovation and Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Darmstadt, Koehler Innovation and Technology GmbH filed Critical Technische Universitaet Darmstadt
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Priority to CN202380028294.6A priority patent/CN118891414A/en
Priority to KR1020247027744A priority patent/KR20240140105A/en
Priority to JP2024543105A priority patent/JP2025504861A/en
Priority to US18/729,805 priority patent/US20250084590A1/en
Publication of WO2023134835A1 publication Critical patent/WO2023134835A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • D21H27/00Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/10Packing paper

Definitions

  • the invention relates to a coated paper with a high barrier performance for use as a packaging material for food.
  • Packaging accounts for a large proportion of global plastic waste pollution, which is why the search for alternatives made from biodegradable materials is being driven forward.
  • Packaging materials for food often consist of plastics, for example polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE) and polypropylene (PP), since these have good barrier properties, low weight and high mechanical stability.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • Paper-based packaging materials have many advantages over plastic materials, such as renewability, recyclability and compostability. However, their application is limited due to the often poor barrier properties and high sensitivity to moisture. In order to improve the barrier properties, the paper-based packaging material can be laminated with aluminum or petroleum-based polymers such as PE, EVOH and PVC derivatives. However, these coatings complicate waste sorting and therefore recycling, and reduce compostability. Therefore, the use of barrier layers based on naturally bio-based polymers or the replacement of the conventional metal or plastic-based layer is very desirable from an ecological point of view. Examples of natural polymers that have been tested for packaging applications are chitosan, hemicelluloses, microfibrillated cellulose and starch. However, many of the natural polymers are hydrophilic and the films made from these materials are often hygroscopic, resulting in a partial loss of their barrier properties at high humidity.
  • lignin has been used in papermaking.
  • WO 2021/191097 A1 describes a method for producing paper. This process includes a wet phase and a dry phase.
  • the wet phase involves making a fiber slurry with fibers in water, where the fibers are selected from the group of lignocellulose, hemicellulose and cellulose.
  • An additive comprising enzymatically oxidized lignin is added in the wet phase. This is intended to improve the moisture resistance of the paper, in particular the compressive strength in the presence of moisture.
  • a fatty acid such as stearic acid
  • lignin as a hydrophobic biopolymer, suggests itself for use as a barrier layer on paper, research is still poor.
  • a coating color layer based on lignin alone does not have sufficient barrier properties. For this reason, various attempts have been made in the prior art to improve the properties of lignin to such an extent that they remain sufficiently tight even in a humid environment, such as in food packaging.
  • the lignin esterified with the long-chain palmitic acid had better barrier properties against water vapor than the lignin esterified with lauric acid.
  • the best barrier performance was achieved with a layer of hardwood lignin esterified with palmitic acid.
  • DE 10 2017 108 577 A1 relates to coatings comprising at least one polymer and at least one crystallizable material and methods for their production.
  • the polymer should have a maximum viscosity of 10 12 mPa s at the melting point of the crystallizable material. In this way layers are obtained which are superhydrophobic and regenerable. However, these layers only have very low gas barrier properties.
  • the present invention is based, inter alia, on the surprising finding that the barrier effect of a coating color layer based on a natural polymer, for example lignin or lignin stearate, can be significantly increased by inducing semicrystallinity, ie both crystalline and amorphous areas. This is achieved by adding a crystallizable organic compound, for example stearic acid, to the coating color.
  • a coated paper according to the invention produced with this coating color layer has an adequate barrier effect for use in the food industry and is nevertheless biodegradable and recyclable.
  • the present invention relates to a coated paper, comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating color layer applied directly or indirectly to the base paper and having amorphous areas and crystalline areas:
  • amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers
  • the crystalline regions comprise one or more crystallizable organic compounds; and • wherein the permeability of the coated paper to at least one gas is reduced compared to the base paper.
  • the invention relates to a coating color for coating papers, containing at least one solvent, at least one crystallizable organic compound and at least one natural polymer and/or derivative of a natural polymer,
  • crystallizable organic compound is selected from fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids or their esters, amides or salts;
  • the natural polymer is selected from polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, lipids, polylactide (PLA ), polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA); and
  • solvent selected from water, tetrahydrofuran (THF), toluene, ethyl acetate, and alcohols.
  • the invention relates to a method for producing a coated paper with a base paper and a semi-crystalline coating color layer, comprising the steps: a) producing a coating color according to a second aspect by melt dispersion, high-pressure dispersion, or spray drying and subsequent mechanical dispersion of the components ; b) providing a base paper; c) application of the coating color to the base paper, and d) curing of the coating color with formation of the semi-crystalline coating color layer.
  • the invention relates to packaging for foodstuffs comprising the coated paper according to the first aspect.
  • Fig. 1 shows an elugram of Kraft lignin labeling the number average molar mass Mn and the weight average molar mass Mw.
  • Fig. 2 shows a 31 P-NMR spectrum of Kraft lignin.
  • Signal A internal standard
  • signal group B aliphatic and phenolic hydroxy groups
  • signal C carboxy group
  • Fig. 3 shows a 31 P-NMR spectrum of the lignin ester.
  • Signal A internal standard
  • signal group B hydroxy groups
  • signal group C carboxy groups.
  • FIG. 4 shows an IR spectrum of lignin stearate (bottom) in comparison with the educt Kraft lignin (top) and stearic acid (middle).
  • WD stands for "working distance” and refers to the distance between the objective of the scanning electron microscope and the sample being examined.
  • EHT stands for "high tension” and refers to the high voltage used to accelerate the electrons in the scanning electron microscope.
  • B) shows an enlargement of a 4 pL drop of water on the lignin stearate-stearic acid coating recorded with Dataphysics OCA35 including a tiltable stage under constant temperature and humidity (23 °C, 50 % relative humidity).
  • FIG. 9 shows a diagram of the roll-off angle of water droplets on the surface of a lignin stearate-stearic acid coating as a function of the droplet volume.
  • WVTR water vapor transmission rate
  • coating color refers to paints containing or consisting of binders, Additives and, if necessary, pigments or matrix pigments that are applied (“coated") to the paper surface with special coating devices for surface finishing or modification of a base paper. Papers made in this way are referred to as "coated papers”.
  • a “coated paper” is understood to mean a base paper which comprises one or more layers applied by coating, ie coating color layers. Possible layers of such a coated paper substrate are functional layers and structure-forming layers (such as leveling layers for smoothing the surface).
  • coating color is used as a generic term for all spreadable coating compositions, preparations and/or solutions in the paper industry for treating, modifying or finishing a paper surface.
  • Coating color layer means the coating color that has been applied to the base paper and has hardened.
  • Paper is a flat material consisting essentially of fibers of plant origin and formed by dewatering a fiber suspension on a wire. The resulting fiber fleece is compacted and dried.
  • the two-dimensional materials “cardboard” and “cardboard” produced in the same way are also subsumed under paper. Distinguishes between paper, board and paperboard only on the basis of basis weight, where paperboard has a grammage greater than 600 g/ m2 , paperboard has a grammage greater than 150 and less than or equal to 600 g/ m2 and paper has a grammage of less than or equal to 150 g/m 2 .
  • semicrystalline and “partially crystalline” generally refer to a solid and in particular a layer which contains both crystalline and amorphous areas (domains).
  • a semi-crystalline layer usually contains a large number of individual amorphous and crystalline areas.
  • crystallinity is synonymous with "degree of crystallinity” or “degree of crystallization” and describes that portion of a partially crystalline solid that is crystalline.
  • the most common methods for determining the degree of crystallization at Polymers are density measurement, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), IR spectroscopy or NMR spectroscopy. The measured value determined depends on the measurement method used. According to the invention, the crystallinity of the coating color is determined by means of XRD measurements.
  • natural polymer synonymous with “biogenic biopolymer” is a polymer that is synthesized in the cell of a living being.
  • the natural polymer is therefore also biodegradable.
  • the natural polymer is in particular a natural polymer within the meaning of Directive (EU) 2019/904 of the European Parliament and of the Council of June 5, 2019 on reducing the impact of certain plastic products on the environment (see Article 3 No.1 Exclusion in the definition of plastic).
  • derivatives of natural polymers is understood to mean polymers produced by the further processing of biopolymers. These are also referred to as chemically modified polymers. Examples of derivatives of natural polymers are lignin derivatives, e.g., lignin esters, cellulose derivatives and starch derivatives.
  • a “crystallizable organic compound” is to be understood as meaning those organic compounds which attach themselves to a crystallization nucleus in a regular, substance-specific form and can form a nucleus or crystal.
  • the “melting temperature” (T m ) is the temperature at which a substance melts, ie changes from the solid to the liquid state of aggregation.
  • the melting temperature for polymers and crystallizable materials can be determined using differential scanning calorimetry according to DIN EN ISO 11357-3: 2013. A heating or cooling rate of 10 K/min is preferably used.
  • the "glass transition temperature” is the temperature at which polymers or plastics (although only fully or partially amorphous polymers) change from the liquid or rubber-elastic, flexible state to the glassy or hard-elastic, brittle state, it is therefore also called “softening point". At this temperature, the polymer has a viscosity of 1012 mPas. For polymers that do not have a melting temperature, the glass transition temperature takes the place of the melting temperature.
  • the glass transition temperatures can be determined, for example, by means of dynamic differential thermal analysis (differential scanning calorimetry DSC) according to DIN EN ISO 11357-2: 2014.
  • the “contact angle” of a drop of liquid on a surface is understood to mean the angle that the line of intersection between the base of the drop and the surface forms with the horizontal. It is measured in degrees and depends on various factors such as the surface tension of the liquid and the properties of the surface.
  • roll-off angle is understood to mean the angle of inclination of a surface at which a drop rolls off it. It is usually used to characterize superhydrophobic surfaces with a very high contact angle, where the droplet is approximately spherical. With smaller contact angles, a drop can also move from the surface, but is usually first deformed and then slides over the surface. With a roll-off angle of 180°, the water drop does not roll off, but sticks to the coating color layer, even if the drop hangs down.
  • surfaces with contact angles of 145° or more with respect to water are referred to as “superhydrophobic”.
  • superhydrophobic surfaces are characterized by a roll-off angle of less than 10°.
  • the present invention relates to a coated paper, comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating color layer applied directly or indirectly to the base paper and having amorphous areas and crystalline areas: • wherein the amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers;
  • crystalline regions comprise one or more crystallizable organic compounds
  • the permeability for at least one gas with the same total applied amount is lower than the permeability of a coated paper with the same base paper and one coating color layer made of the natural polymer or its derivative and one coating color layer made of the crystallizable organic compound.
  • the permeability of the coated paper is reduced for at least one compared to the base paper.
  • This can be oxygen (O2), nitrogen (N2), carbon dioxide (CO2), methane (CH4), hydrogen (H2), water vapor or a mixture thereof, for example air.
  • O2 oxygen
  • N2 nitrogen
  • CO2 carbon dioxide
  • CH4 methane
  • H2 hydrogen
  • WVTR water vapor transmission rate
  • the barrier performance or permeability is directly dependent on the crystallinity in the system according to the invention.
  • this effect is based on the embedding of crystallites formed from the crystallizable component in an amorphous matrix of natural polymer.
  • the crystallites are impermeable to gases, especially polar molecules such as water in the vapor phase, due to the high packing density.
  • the gases In order to permeate through the thin, semi-crystalline coating color layer, the gases have to take a further route “around the crystallites”, which directly reduces the permeation coefficient and the semi-crystalline layer thus acts as a water vapor barrier.
  • This theory behind the effect is also supported by the computer-aided model described by Müller-Plathe for diffusion through semi-crystalline and filled polymers (see Müller-Plate habilitation thesis ETH Zurich 1993, page 67 ff.).
  • Pure layers of natural polymer eg lignin
  • Pure layers of crystallizable organic Connection Stearic acid layers which have open areas due to free volumes between the crystallite structures, through which gases can permeate.
  • the permeability, in particular the WVTR, can thus be adjusted for each system according to the invention by selecting the crystallinity. Below 10% crystallinity, a semi-crystalline system typically has little measurable impact on the WVTR of the coated paper compared to a comparable non-crystalline layer. According to one embodiment, the crystallinity of the semi-crystalline coating color layer is in the range from 10% to 90%. A crystallinity above 90% does not generally lead to any change in the barrier effect, but to various structural disadvantages, such as disrupting the integrity of the film. For example, the crystallinity can be 10%, 12%, 14%, 16%,
  • the crystallinity ranges from 10% to 40%. A slight reduction in gas permeability can still be achieved above 40%. In a particularly preferred embodiment, the crystallinity ranges from 15% to 25%.
  • the coating color that is used to form the semi-crystalline coating color layer preferably contains no crystalline elements, and the crystallizable organic compound is also preferably not present in the coating color in crystalline form.
  • the fatty acid molecules may also be present in crystalline form to a small extent. Especially when the fatty acid melts in the presence of water and then disperses and cools. This state is referred to herein as being essentially non-crystalline.
  • the crystallizable organic compound in the coating color is essentially in non-crystalline form. It is therefore not a coating color comprising crystalline fillers in amorphous binders.
  • Such a coating color layer is also referred to as a granular crystalline coating color layer to distinguish it from the semicrystalline coating color layer according to the invention.
  • the semi-crystallinity according to the invention is therefore not granular crystallinity.
  • the crystallinity preferably only occurs with the application of the coating color layer.
  • the form crystalline areas during application of the coating color to the base paper In a further embodiment, the crystalline areas form during the hardening of the coating color. According to one embodiment, the crystalline areas form both during the application of the coating color to the base paper and during the curing of the coating color.
  • a coated paper with a high barrier performance, in particular a very low WVTR, can be achieved with the coating color according to the invention.
  • the WVTR is not more than 40 g m- 2 d 1 for a coating color basis weight of 10 ⁇ 1 gm 2 .
  • the WVTR of the coated paper according to the invention can be, for example, 40 g be.
  • a WVTR of no more than 20 g nr 2 d- 1 , or even no more than 10 gm 2 d- 1 can be achieved.
  • the melting temperature T m of the at least one crystallizable organic compound is preferably lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the at least one derivative of a natural polymer.
  • Example 9 also in a system according to the invention with the derivative of a natural polymer, namely lignin stearate, and a fatty acid, the use of a fatty acid such as suberic acid with a melting temperature which is higher than the glass transition temperature of the lignin stearate leads to significantly poorer results Results in water vapor barrier performance than using a fatty acid such as stearic acid with a melting temperature lower than the glass transition temperature of the lignin stearate.
  • a fatty acid such as suberic acid with a melting temperature which is higher than the glass transition temperature of the lignin stearate
  • the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound should be at least 1°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.
  • the melting temperature Tm of the crystallizable organic compound may be 1°C, 2°C, 3°C, 4°C, 5°C, 7°C, 10°C, 12°C, 15°C, 17°C, 20°C, 22°C, 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, 75° C, or 80 °C lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.
  • the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 5°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 10°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 20°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.
  • the melting temperature T m of the at least one crystallizable organic compound is at least 30° C. lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.
  • the melting temperature of stearic acid is about 40°C below the glass transition temperature Tg of lignin stearate.
  • the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 50°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.
  • the surface of the coating color layer is not superhydrophobic.
  • the coating color layer therefore has a contact angle of no more than 150° with respect to water.
  • the contact angle can be, for example, 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, or 145°. Even with over 145°, surfaces are still considered superhydrophobic. Accordingly, the contact angle is preferably not more than 145°. According to one embodiment, the contact angle is no more than 130°. According to one embodiment, the contact angle is no more than 115°.
  • the coating color layer preferably has a roll-off angle of more than 10° with respect to a drop of water with a volume of 4 pL.
  • the roll-off angle can be, for example, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85 °, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170°, 175°, 180°.
  • the roll-off angle is more than 20°.
  • the roll-off angle is more than 40°.
  • the roll-off angle is more than 60°.
  • the proportion of the crystallizable organic compounds, based on the total mass of the coating color layer is in the range from 1 to 60% by weight. Below 1% by weight, no measurable crystallinity can be generated, but the entire coating color layer remains amorphous. If more than 60% crystallizable organic compound is used, the film becomes too inhomogeneous and holes can form, which limit the barrier performance.
  • the crystalline organic compound can be a proportion of 1% by weight, 2% by weight, 4% by weight, 5% by weight, 6% by weight, 8% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14 wt%, 16 wt%, 18 wt%, 20 wt%, 22 wt%, 24 wt%, 26 wt%, 28 wt%, 30 wt% -%, 32 wt%, 34 wt%, 36 wt%, 38 wt%, 40 wt%, 42 wt%, 44 wt%, 46 wt% , 48% by weight, 50% by weight, 52% by weight, 54% by weight, 56% by weight, 58% by weight, or 60% by weight in the coating color layer.
  • the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 3 to 50% by weight.
  • the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 5 to 40% by weight.
  • the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 25 to 35% by weight.
  • the crystallizable organic compounds are preferably at least partially chain hydrocarbons, which are preferably branched.
  • the addition of similar chains of such chain-like hydrocarbons allows crystal or crystallite formation.
  • crystallizable organic compounds that can be used according to the invention are fatty acids, fatty acid amides, fatty acid esters, salts of fatty acids, hydroxy fatty acids, hydroxy fatty acid amides, hydroxy fatty acid esters, salts of hydroxy fatty acids, or dicarboxylic acids and their dicarboxylic esters, dicarboxylic acid amides or salts of dicarboxylic acids.
  • dicarboxylic acids which can be used according to the invention are tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, icosanedioic acid or docosanedioic acid.
  • the crystallizable organic compound is preferably not starch.
  • the crystallizable organic compound is preferably not suberic acid, especially when the natural polymer is lignin or lignin stearate.
  • the fatty acid used as the crystallizable organic compound can be a saturated or unsaturated fatty acid having 12 to 40 carbon atoms. Examples of saturated fatty acids are lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, montanic acid, melissic acid, lacceric acid, geddic acid.
  • unsaturated fatty acids are myristoleic acid, palmitoleic acid, margaroleic acid, petroselinic acid, oleic acid (OA), elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, gondoic acid, cetolic acid, erucic acid, and nervonic acid.
  • unsaturated fatty acids are linoleic acid (LA), a-linolenic acid (ALA), y-linolenic acid (GLA), calendulic acid, punicic acid, alpha-eleostearic acid, beta-eleostearic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid (timnodonic acid, EPA), docosadienoic acid, docosatetraenoic acid (adrenic acid, ADA), docosapentaenoic acid, (clupa(no)donic acid), (DPA-3) docosahexaenoic acid (cervonic acid, clupanodonic acid, DHA) and tetracosahexaenoic acid (nisic acid).
  • LA linoleic acid
  • ALA a-linolenic acid
  • GLA y-linolenic acid
  • the fatty acid used as the organic compound to crystallize has 16 to 18 carbon atoms and 0 or 1 double bond.
  • the fatty acid is selected from margaric acid, stearic acid, palmitic acid, linoleic acid, ⁇ -linolenic acid, ⁇ -linolenic acid.
  • the crystallizable organic compound is stearic acid or its amide or salt.
  • Fatty acid salts according to the invention are chromium(III) chloride complexes with fatty acids, and aluminium, calcium, sodium, potassium and ammonium salts.
  • Preferred fatty acid salts are monovalent salts of sodium, potassium or ammonium ions.
  • the at least one crystallizable organic compound can be present in the coating color as a fatty acid mixture or wax.
  • suitable waxes include carnauba wax, candelilia wax, beeswax and Japan wax.
  • the fatty acid mixture is a mixture of stearic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid and/or linolenic acid.
  • fatty acid mixtures are a mixture of stearic acid, palmitic acid and oleic acid, a mixture of stearic, linoleic and linolenic acids, a mixture of stearic, palmitic and linoleic acids, a mixture of stearic, palmitic and linolenic acids, a mixture of stearic, oleic and linoleic acids, a mixture of stearic, oleic and linolenic acids, a mixture from stearic acid, linoleic acid and linolenic acid.
  • the proportion of the natural polymers or their derivatives can be in the range from 40 to 99% by weight. Only one polymer or its derivative can be used, but also mixtures of natural polymers, mixtures of derivatives of natural polymers or mixtures of natural derivatives and derivatives of natural polymers. Without wishing to be bound by theory, the natural polymers or their derivatives form the amorphous areas on the one hand and are involved in the formation of the crystalline areas on the other. It is assumed that the natural polymers form the amorphous matrix in which the crystalline areas are embedded. The proportion of the natural polymers depends on the proportion of the crystallizable organic compound(s) and the presence of other possible components.
  • the natural polymers or their derivatives can have a proportion of 40% by weight, 42% by weight, 44% by weight, 46% by weight, 48% by weight, 50% by weight, 52% by weight -%, 54 wt%, 56 wt%, 58 wt%, 60 wt%, 62 wt%, 64 wt%, 66 wt%, 68 wt% , 70 wt%, 72 wt%, 74 wt%, 76 wt%, 78 wt%, 80 wt%, 82 wt%, 84 wt%, 86 wt% -%, 88% by weight, 90% by weight, 92% by weight, 94% by weight, 96% by weight, 98% by weight, or 99% by weight.
  • the proportion of the natural polymers is in the range from 50 to 95% by weight. According to one embodiment, the proportion of the natural polymers is in the range from 60 to 90% by weight. According to one embodiment, the proportion of the natural polymers is in the range from 65 to 75% by weight.
  • Natural polymers that can be used according to the invention are, for example, hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, lipids, polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA).
  • hydrocarbons such as rubber or balata
  • proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch
  • lipids such as polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA).
  • Derivatives according to the invention are cellulose derivatives such as methyl cellulose (MC) and hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), starch derivatives such as methylated starch, ethylated starch; Hydroxyethyl starch, hydroxypropyl starch, carboxymethyl starch, starch formate, starch acetate, starch propionate, or starch butyrate, suberin derivatives, cutin derivatives, or lignin derivatives. It is believed that these natural polymers and their derivatives are capable of forming an amorphous matrix around a crystallizable organic compound.
  • the crystallizable organic compound is preferably not identical to the natural polymer or its derivative. Consequently, the crystalline and amorphous areas of the coating color layer according to the invention are not just different states of a substance.
  • the fatty acids are considered absolutely harmless for the human organism and are listed under the designation E 570 on the list of ingredients for food, so they are suitable for food ("dual-use substance").
  • E 570 on the list of ingredients for food, so they are suitable for food ("dual-use substance").
  • the natural polymer is suberin.
  • Suberin is a plant biopolymer that is embedded in cell walls. Suberinized cells are found both in the secondary closure tissue and in subterranean plant organs. Suberin is named after the cork oak tree (Quercus subet. Suberin can be divided into two different domains: a polyphenolic and a polyaliphatic domain. Dicarboxylic acids, hydroxy acids, long-chain fatty acids and hydroxycinnamic acids were found in the polyaliphatic fraction. Current research also provides evidence that Glycerol is also a very prominent monomer of the compound. The phenolic part shows a similarity to lignin. However, the proportion of monolignols is significantly lower than that of lignin.
  • the natural polymer is lignin.
  • Lignin is a high-molecular, aromatic substance that fills the spaces between the cell membranes in woody plants and turns them into wood. Lignin can be regarded as a higher-molecular (MR approx. 5000 to 10000) derivative of phenylpropane which, depending on the type of wood, is composed of structures which can be traced back to coumaryl alcohol, coniferyl alcohol or sinapyl alcohol.
  • the lignin of different types of wood or plants differs in the percentage of alcohol.
  • the components network with each other in a variety of ways (ether and CC bonds) and thus form a three-dimensional network.
  • the lignin of different wood and plant species also differs in the proportion of alcohols or the phenyl residues derived from them: softwood lignin contains predominantly coniferyl units (about 90%), which have a guaiacyl residue (3-methoxy -4-hydroxy-phenyl radical) and is therefore referred to as G-lignin.
  • Hardwood lignin contains varying proportions of guaiacyl residues and sinapyl elements containing a syringyl residue (3,5-methoxy-4-hydroxy-phenyl residue).
  • the syringyl content can be between 5 and 65 percent, the resulting lignins are called GS lignins.
  • the lignin of partially woody grasses and other monocots is characterized by a high proportion of about 15 to 35 percent cumaryl elements, which form the para-hydroxyphenylpropane, along with an equal amount of syringyl and a guaiacyl proportion of 50 to 70 percent that form HGS lignins
  • the lignin can be obtained from conifers, deciduous trees, grass plants or annual plants. According to one embodiment, the lignin is obtained from softwoods. According to a further embodiment, it is lignin made from deciduous trees.
  • the lignin is obtained from softwoods using the Kraft process. These methods are described in Nitz et al. summarized in 2001. According to one embodiment, the lignin is obtained from hardwoods using the Kraft process.
  • the derivative of a natural polymer is an ester of a natural polymer. Esters of natural polymers which are suitable according to the invention are cellulose esters, starch esters, cutin esters, suberin esters and lignin esters. According to one embodiment, it is an ester of lignin and one or more fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids.
  • the acid used for the esterification of the lignin preferably has a similar chain length and degree of branching as the acid used as the crystallizable organic compound.
  • the chain length of the two acids should not differ by more than 8 carbon atoms.
  • the chain length preferably differs by no more than 5 carbon atoms.
  • the difference in chain length is particularly preferably not more than 3 carbon atoms.
  • the number of double bonds, i.e. the degree of saturation should match between the acid used for the esterification of the lignin and the acid used as the crystallizable organic compound.
  • the coating color or the coating color layer contains an ester of a natural polymer, the fatty acid being identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound.
  • the selection of identical fatty acids offers the best conditions for the formation of the crystals in the semi-crystalline coating color layer.
  • the coating color or the coating color layer contains a lignin fatty acid ester, the fatty acid being identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound. Another advantage of using identical fatty acids is that the excess fatty acid that did not react during the esterification can be used. This saves one process step.
  • the crystallizable organic compound is stearic acid and the natural polymer derivative is lignin stearate.
  • the synthesis of the ester of the natural polymer can be carried out according to the principle of a Schotten-Baumann esterification (see example 2). Suitable reaction conditions are known to those skilled in the art and can be found in Example 2.
  • the lignin stearate can be obtained by reacting stearic acid chloride with Kraft lignin.
  • the lignin stearate used according to the invention to produce the coated paper can have an esterification number of at least 40%.
  • the esterification number can be, for example, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or 95%. According to the embodiment, the esterification number is at least 90%.
  • the lignin stearate preferably has a softening point Tg in the range from 70 to 140.degree. Above 140 °C, there might be problems in the technical application, since the processing (melt dispersion, drying and filming) would probably be problematic. Below about 70 °C, the matrix can still remain too soft after drying and, for example, when the paper webs are rolled up, the coating can “stick” and later detach when the webs are unwound.
  • the temperature can be 70°C, 75°C, 80°C, 85°C, 90°C, 95°C, 100°C, 105°C, 110°C, 120°C, 125°C, 130° C, 135 °C or 140 °C. Even more preferably, the lignin stearate has a softening point Tg in the range of 120 to 140°C.
  • the coating color layer can contain one or more other ingredients, for example a protective colloid or a filler.
  • Protective colloids are particularly suitable for keeping the particles stable in aqueous dispersion and thus enabling the paper to be coated homogeneously.
  • Suitable protective colloids are polyvinyl alcohol, polysorbates, PEG alkoxylates and sorbitan fatty acid esters (SPAN).
  • Suitable fillers are in particular pigments such as nanoclay. Nanoclay is used as an accelerator for crystallization.
  • Both the natural polymer used or its derivative and the crystallized organic compound can contain impurities that are caused by extraction or production.
  • impurities are, for example, non-esterified lignin polymers, but also polysaccharides such as celluloses and xylans. These impurities preferably make up only a very small part of the coating color and thus of the resulting coating color layer.
  • the proportion of impurities is in the Coating color layer based on the total mass of the coating color layer below 1% by weight.
  • the coating color does not contain any synthetic polymer that is petroleum-based and non-biodegradable.
  • Coated paper is biodegradable due to the materials present in the coating color layer.
  • Biodegradability refers to the ability of organic chemicals to be broken down biologically, i.e. by living beings or their enzymes. In the ideal case, this chemical metabolism proceeds completely up to mineralization, but it can also stop in the case of transformation products that are stable in degradation.
  • the guidelines for the testing of chemicals from the OECD, which are also used in the context of chemical approval, are generally recognised.
  • the tests of the OECD test series 301 (A-F) demonstrate rapid and complete biodegradation (ready biodegradability) under aerobic conditions. Different test methods are available for readily or poorly soluble as well as for volatile substances.
  • Biodegradable or “biodegradable” in the sense of the present invention refers to papers that have a biodegradability measured according to OECD 301 F of at least 40% or measured according to OECD 302 C (MITI-II test) of at least 20% and thus have a inherent or fundamental degradability. This corresponds to the limit value for the OECD 302 C according to "Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, Section 3, Part 1 , dated 23 March 2006". From a limit value of at least 60% measured according to OECD 301 F, microcapsule walls are also referred to as rapidly biodegradable.
  • the coated paper has ready biodegradability according to OECD 301.
  • the coated paper is recyclable. Paper recycling is the dissolving and processing of waste paper, used cardboard and cardboard in plants of the paper industry with the aim of producing new paper, cardboard and cardboard from it. To a small extent, waste paper pulp is first produced as pulp from the recovered paper, which is only later used for Production of new paper is used. Ink removal or deinking is the key process in paper recycling to remove ink from printed waste paper. The evaluation of the recyclability can be carried out with the INGEDE method 11, for example.
  • the coated paper according to the invention achieves a deinkability score of over 50 using the INGEDE method 11. The deinkability score is preferably over 70.
  • the coated paper can be approved for direct or indirect food contact.
  • it is suitable for approval in accordance with the guidelines of the European Food Safety Authority.
  • the base paper has a basis weight of less than 150 g rrr 2
  • the basis weight can be, for example, 150 g rrr 2 , 145 g rrr 2 , 140 gm 2 , 135 gm 2 , 130 gm 2 , 125 gm 2 , 120 gm 2 , 115 gm 2 , 110 gm 2 , 105 gm 2 , 100 gm 2 , 95 g nr 2 , 90 g nr 2 , 85 g nr 2 , 80 g m- 2 , 75 g nr 2 , 70 g nr 2 , 65 g m- 2 , 60 g nr 2 , 55 g nr 2 , 50 g nr 2 , 45 g nr 2 , 40 g m- 2 , 35 gm 2 or 30 gm 2 .
  • the basis weight is below 100 g
  • the coated paper can contain further layers in addition to the semi-crystalline coating color layer.
  • the coated paper contains a further layer selected from a coating color, an ink, a sealing medium and an adhesive.
  • the further layer can be arranged on the semi-crystalline coating color layer, between base paper and semi-crystalline coating color layer or on the side of the base paper opposite the semi-crystalline coating color layer.
  • the semi-crystalline coating color layer can therefore be applied directly to the base paper.
  • the semi-crystalline coating color layer is in direct contact with the base paper. Indirect application means that there are one or more layers between the coating color and the base paper.
  • Additional layers can, in particular, further reduce the permeability of the coated paper for at least one gas compared to the base paper or form barriers for liquids or viscous substances such as fats, oils, hydrocarbons.
  • a further layer can in particular: a) comprise at least one hydrophobic polymer, eg based on a polyacrylate, a styrene-Zbutadiene copolymer and/or a polyolefin b) comprise at least one hydrophilic polymer, eg based on a polyvinyl alcohol c) comprise at least one inorganic pigment , eg a platelet-shaped pigment, eg a layered silicate such as kaolin, d) comprise at least one inorganic pigment and a binder, e) comprise amorphous and crystalline areas, eg the coating color composition according to the invention, f) contain or consist of substances which are selected from the group lipophilic substances, paraffins, in particular hard paraffins, waxes, in particular microcrystalline waxes, waxes based on vegetable oils or fats, waxes based on animal oils or fats, vegetable waxes, animal waxes, low molecular weight polyolefins
  • substances according to point e) above for example to prevent or reduce the transfer of substances from underlying layers to a food, in particular a fatty food, h) comprise or consist of at least one metal, eg aluminum, gold, and/or a metal oxide, eg aluminum oxide, in particular be a metallized layer, i) be at least hot- or cold-sealable, j) at least comprise its adhesive, k) at least comprise or consist of a thermoplastic material, in particular as a heat-sealable material.
  • the base paper can be a base paper coated on one or both sides or an uncoated base paper.
  • coated base paper In the case of coated base paper, the surface is finished with a coating color containing a binder. Coating color is used as the material for the binder application, the main component of which can be starch, starch derivatives, chalk, kaolin, casein or plastic dispersion. This gives the base paper a more closed, smoother and more stable surface.
  • uncoated base paper can also be surface-treated and contain up to 5 g/m 2 of pigments.
  • the coated paper has a width-related breaking strength in the fiber direction in the range from 3.0 to 6.0 kN-rrr 1 .
  • the width-related breaking force in the fiber direction can be, for example, 3.0 kN-rrr 1 , 3.2 kN-rrr 1 , 3.4 kN-rrr 1 , 3.5 kN-rrr 1 , 3.6 kN-rrr 1 , 3.8 kN-rrr 1 , 4.0 kN-rrr 1 , 4.2 kN nr 1 , 4.4 kN nr 1 , 4.5 kN nr 1 , 4.6 kN nr 1 , 4.8 kN nr 1 , 5, 0 kN nr 1 , 5.2 kN-rrr 1 , 5.4 kN-rrr 1 , 5.5 k
  • the broad-based breaking strength in the fiber direction is in the range from 3.5 to 5.5 kN rrr 1 . According to one embodiment, the broad-based breaking strength in the fiber direction is in the range of 4.0 to 5.0 kN rrr 1 .
  • the induced semi-crystallinity according to the invention was achieved, for example, with a coating color containing a fatty acid as a crystallizable organic compound in combination with the derivative of a natural polymer, in particular lignin. Consequently, according to a second aspect, the invention relates to a coating color for coating papers, containing at least one solvent, at least one crystallizable organic compound and at least one natural polymer and/or derivative of a natural polymer.
  • the crystallizable organic compound is preferably selected from fatty acids, hydroxy acids or dicarboxylic acids or their esters, amides or salts. Furthermore, the crystallizable organic compound is present in the coating color in non-crystalline form. Since the coating color is the starting material for the formation of the coating color layer, the definitions of the crystallizable organic compound in the first aspect of the invention also apply here.
  • the natural polymer is selected in particular from hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, lipids, polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA).
  • hydrocarbons such as rubber or balata
  • proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch
  • lipids such as polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA).
  • PHA polylactide
  • PHB polyhydroxybutyrate
  • PHA polyhydroxyalcono
  • the coating color also contains at least one solvent.
  • Suitable solvents are water, tetrahydrofuran (THF), toluene, ethyl acetate, and alcohols such as ethanol or isopropanol.
  • the solvent is preferably water.
  • At least one fatty acid in the ester of the natural polymer, in particular in the lignin ester, is identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound.
  • the crystallizable organic compound is stearic acid and the natural polymer derivative is lignin stearate.
  • the proportion of natural polymers and/or their derivatives in the coating color differs from the proportion in the coating color layer.
  • the proportion of natural polymers and/or their Derivatives based on the total mass of the coating color in the range from 6 to 30% by weight.
  • the proportion can be, for example, 6% by weight, 8% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14% by weight, 16% by weight, 18% by weight, 20% by weight -%, 22%, 24%, 26%, 28%, or 30% by weight.
  • the proportion is in the range from 8 to 25% by weight.
  • the proportion is in the range from 15 to 25% by weight.
  • the proportion of the crystallizable organic compounds, based on the total mass of the coating color is in the range from 2 to 15% by weight.
  • the proportion can be, for example, 2% by weight, 4% by weight, 6% by weight, 8 10%, 12%, 13%, 14%, or 15% by weight.
  • the proportion is in the range from 4 to 12% by weight.
  • the proportion is in the range from 5 to 8% by weight.
  • the proportion of the solvent, based on the total mass of the coating color is in the range from 60 to 95% by weight.
  • the proportion can be, for example, 60% by weight, 62% by weight, 64% by weight, 66% by weight, 68% by weight, 70% by weight, 72% by weight, 74% by weight -%, 76 wt%, 78 wt%, 80 wt%, 82 wt%, 84 wt%, 86 wt%, 88 wt%, 90 wt% 92%, 94% or 95% by weight.
  • the proportion is in the range from 70 to 90% by weight. In one embodiment, the proportion ranges from 75 to 85% by weight.
  • the proportion of polymer is preferably in the range from 6.5% by weight to 7.5% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 2.5% to 3.5% by weight.
  • the proportion of polymer is preferably in the range from 9.8% by weight to 11.3% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 3.8% to 5.3% by weight.
  • the proportion of polymer is preferably in the range from 16.3% by weight to 18.8% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 6.3% to 8.8% by weight.
  • the proportion of polymer is preferably in range from 16.3% to 18.8% by weight and the proportion of crystallizable organic compound in the range from 6.3% to 8.8% by weight.
  • the proportion of polymer is preferably in the range from 26.0% by weight to 30.0% by weight and the proportion of crystallizable organics compound in the range of 10.0% to 14.0% by weight.
  • the invention relates to a method for producing a coated paper with a base paper and a semi-crystalline coating color layer, comprising the steps: a) producing a coating color according to a second aspect by melt dispersion, high-pressure dispersion, or spray drying and subsequent mechanical dispersion of the components ; b) providing a base paper; c) application of the coating color to the base paper, and d) curing of the coating color with formation of the semi-crystalline coating color layer.
  • the coating color is applied to the base paper, preferably by means of a curtain or doctor blade method.
  • the method according to the invention can be used to adjust the crystallinity of the semicrystalline coating color layer by the proportion of crystallizable organic compounds based on the total mass of the coating color.
  • the curing temperature, curing time and curing pressure have an impact on the crystallinity.
  • the curing temperature is in the range from 20 to 300°C.
  • the curing temperature is in the range from 120 to 140°C.
  • the curing time is in the range from 10 s to 15 minutes. According to one embodiment of the method, the curing time is in the range from 1 to 3 minutes.
  • the curing pressure is in the range from 0.2 bar to 3 bar. According to one embodiment of the method, the curing pressure is in the range from 0.9 bar to 1.1 bar.
  • the invention also relates to a coated paper produced by the method according to the second aspect.
  • the invention relates to packaging for foodstuffs comprising the coated paper according to the first aspect.
  • This may be, for example, packaging for dried food, food sold cold that requires further preparation, packaging containing food in single-serving portions for more than one person, or packaging containing food in single-serving portion sizes for more than one person unit is sold, act.
  • Stand-up pouch packaging, tubular pouch packaging or packaging paper can be used as packaging, for example.
  • the packaging is a tubular bag packaging.
  • Example 1 Characterization of the lignin
  • the main focus of the characterization of the lignin is the molar mass of the lignin and the number of hydroxyl groups.
  • Molar mass The molar mass is determined by means of GPC.
  • FIG. 1 shows an example of a Kraft lignin used.
  • the number of hydroxy groups can be determined by titration and by means of 31 P-NMR.
  • the OH number of Kraft lignin (KL) is determined according to DIN EN ISO 4629-1.
  • the phosphorylation of the lignin derivatives is carried out according to the instructions of Granata et al. carried out.
  • 25 mg of the dry lignin are first dissolved in 150 pL DMF.
  • 100 pL pyridine, 200 pL of a solution of the internal standard endo-N-hydroxy-5-norbomene-2,3-dicarboximide (25.0 mmol*L-1 in pyridine/CDCl3 1.6:1) and 50 pL of a solution of chromium(III) acetylacetonate (32.64 mmol/L, in pyridine/CDCl3 1.6:1) were added.
  • the amount of hydroxy groups can be calculated from the integrals of the signals.
  • a hydroxy group level of 6.18 mmol/g and a carboxy group level of 0.5 mmol/g are obtained.
  • the synthesis of the lignin stearate was carried out according to the principle of a Schotten-Baumann esterification of the stearic acid chloride with Kraft lignin.
  • reaction solution was then poured into 3 L of water and stirred for 2 hours.
  • the precipitate is filtered off (Po.2), washed with water and dried at 40° C. in a vacuum drying cabinet.
  • the solid was added to 1 L of ethanol and heated to boiling for 6 h. After cooling to room temperature, the mixture was centrifuged (4,700 rpm, 10 min). The supernatant was decanted off and the solid was again placed in 200 mL ethanol, stirred at 60° C. for about 1 h, allowed to cool to room temperature and centrifuged. This step was repeated about 2 to 3 times.
  • the solid is dried at 40° C. in a vacuum drying cabinet. To remove any insoluble residues, the solid is dissolved in a little THF, the solution is centrifuged, the decanted solution is spun off in a rotary evaporator and the product is obtained in this way.
  • the synthetic procedure was repeated with stearic acid amide from Croda, candelilla wax and carnauba in place of the stearic acid.
  • the most important factor characterizing the lignin ester is the degree of esterification. This was determined by means of 31 P NMR spectroscopy and by means of titration. 31 P NMR spectroscopy
  • the degree of esterification can be calculated from the mole fractions of the hydroxyl groups of the lignin ester (nLE) and the Kraft lignin (nKL) used.
  • the total amount of hydroxyl groups nKL (-OH and -COOH) in the Kraft lignin used is 6.68 mmol per gram of lignin (see example 1).
  • the amount of hydroxyl groups in the lignin ester can be determined analogously. The spectrum obtained is shown in FIG.
  • the amount of hydroxyl groups (-OH) is therefore: 1.10 mmol*g- 1
  • the softening point of the lignin ester is determined optically.
  • a small amount of powdered lignin esters is placed on a watch glass and placed in a convection oven. The oven temperature is increased in 10°C increments and the temperature at which the powder melts into a droplet is noted.
  • the softening point of lignin stearate is around 130°C
  • Figure 4 shows the IR spectrum of lignin stearate in comparison with kraft lignin and stearic acid.
  • Figure 5 shows the 1 H-NMR spectrum of lignin stearate.
  • the solids content of a coating color was between 10 and 25 percent by weight.
  • the preparation was repeated with stearic acid amide, carnauba wax and candelilla wax in place of stearic acid.
  • the solvent mixture was varied to ensure solubility and subsequent wettability on the paper to be coated.
  • the lignin stearate/carnauba wax and lignin stearate/candelilla wax coating colors were prepared in a 2:1 mixture of THF/EE.
  • the solids content of a coating color was between 10 and 25 percent by weight.
  • 3.75 g of spray-dried lignin stearate-stearic acid mixture (1:1) was dispersed in 15 mL of a solution of 1% SPAN-60 in water using an ultrathorax.
  • the preparation was repeated with stearic acid amide, carnauba wax and candelilla wax in place of stearic acid.
  • An RK K303 Multicoater (see Table 1) was used to coat the papers.
  • the base paper was placed on the waste paper in such a way that the standard K-bar to be clamped rests on the base paper.
  • the corresponding bar is clamped in the Multicoater.
  • a weight was placed on the paper behind the stick.
  • the desired spreading speed was set (from organic medium 10-20 m/min, from aqueous dispersion 3 m/min).
  • the coating color (approx.
  • the water vapor permeability is determined based on DIN 53122-1 as a gravimetric method. Round test specimens with a diameter of 6.3 cm are punched out of the papers to be examined. A desiccant (e.g. silica gel beads) is placed in a measuring vessel. A sealing ring is placed on the edge of the vessel, the test specimen is placed on the sealing ring with the side of the water vapor barrier facing the drying agent, another sealing ring and a metal ring are placed on the test specimen. The jar is sealed with a lid having a hole 5.7 cm in diameter. The diagram of such a measurement setup in cross section can be seen in the figure.
  • a desiccant e.g. silica gel beads
  • the measuring vessel prepared in this way is placed in a climatic chamber in which a temperature of 38 °C and relative humidity of >90% prevail. After conditioning in the chamber for around 16 hours, the measuring vessel is weighed. At intervals of 2-3 hours, new weighings are carried out until at least three measurement results are available. The measuring vessel is stored in the climatic chamber between the weighings.
  • the water vapor permeability in grams per square meter per day (g*nr 2 *d- 1 ) can be calculated from the mass gain. At least two test specimens are measured per barrier to be examined.
  • a WVTR of 17.1 ⁇ 1.0 g nfr 2 day- 1 can be achieved with a proportion of 30% by weight. If the proportion of stearic acid is further increased, the WVTR increases again and the barrier performance deteriorates.
  • Example 7 (Comparison) - Investigation of the surface structure and WVTR of a superhydrophobic layer not according to the invention according to DE 10 2017 108 577
  • a base paper was coated with a superhydrophobic layer according to example 1 from DE 10 2017 108 577.
  • the area weight of this application was 10 g/m 2 .
  • the polymer CSE3 is a fully substituted cellulose ester (DS:3) of stearic acid.
  • the substrate was heated to 120 °C in a drying cabinet for 5 minutes and then cooled under laboratory conditions (22 ⁇ 3 °C / 35% relative humidity, RH).
  • the melting temperature of AKD determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) was -60 °C, that of the polymer CSE3 at -55 °C.
  • the contact angle was determined with a Dataphysics OCA35 including a tiltable table under constant temperature and humidity (23°C, 50% relative humidity). The contact angle is calculated from the images using the SCA 4.5.2 Build 1052 software. No enlargement is given. The contact angle of a 4 ⁇ l drop of water was 159 ⁇ 3° (see FIG. 7B).
  • Example 3 a coating color based on a mixture of lignin stearate and stearic acid (7:3, i.e. 30% stearic acid content) was produced. For this purpose, 1 g of the mixture was weighed into a 5 mL vessel with a lid and dissolved in 3 mL of a mixture of THF and EA (1:2).
  • This coating color was applied to CCK-coated paper made from hardwood and softwood pulps with a total weight per unit area of 63 g/m 2 as described in Example 3 (application rate: 5 g/m 2 ). After coating, the paper was transferred to a cardboard backing, fixed at the corners to prevent it from curling up and dried in an oven at 130° C. for 10 minutes.
  • the glass transition temperature (T g ) of lignin stearate is around 130°C.
  • the melting point of stearic acid is 69 °C, well below the T g of lignin stearate. Consequently, the formation of a superhydrophobic layer was not to be expected.
  • the contact angle of a 4 ⁇ l drop of water was 103.2 ⁇ 1.4° (see FIG. 8B). As expected due to the low contact angle, the roll-off angle could not be easily determined.
  • the roll-off angle (RoA) of a 4 pL water droplet was not measurable because the device can only achieve a 70° tilt, and no roll-off was observed at this tilt. Therefore, different droplet volumes were applied and the roll-off angles were determined. The results are shown in the graph of FIG.
  • the theoretical roll-off angle of a 4 pL water droplet on the lignin stearate-stearic acid layer was calculated by fitting a curve (see Table 2).
  • the calculated roll-off angle of the 4 pL drop exceeds 180°. Thus, there is no unrolling.
  • coatings of either stearic acid or suberic acid as the crystallizable organic compound and lignin stearate as the natural polymer were prepared as described in Example 8. The proportion of fatty acids was varied. A mixture of THF and methanol (1:1) was used to produce the coating colors containing suberin.
  • Stearic acid has a melting temperature T m ⁇ 69 °C and thus well below the glass transition temperature of lignin stearate T g - 130 °C.
  • the melting temperature T m suberic acid has a T m ⁇ 140 °C above the glass transition temperature of lignin stearate.
  • the coating colors were prepared as described in Example 8, but with varying amounts of stearic acid or suberic acid.
  • the proportion of the fatty acid was 20%, 30%, 40%, 50% or 60% by weight.
  • Example 8 these coating colors were applied to a corresponding base paper. Upon completion, the WVTR of the coated papers was determined as described in Example 6. The result is shown in FIG.
  • suberic acid lignin stearate lines have significantly higher WVTR values with a minimum of about 200 gm 2 d- 1 at a 30% by weight content of suberic acid.
  • the values of the coatings with stearic acid were significantly lower with a minimum of 24 gm 2 d- 1 , also with a proportion of 30% by weight.

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Abstract

The application relates to a coated paper comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating colour layer which is applied indirectly or directly to the base paper and has amorphous regions and crystalline regions, wherein the amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers; wherein the crystalline regions comprise one or more crystallisable organic compounds; and wherein the permeability of at least one gas through the coated paper is reduced in comparison to the base paper. The application also relates to the coating colour used to produce the coated paper, to the production method and to a packaging for foodstuffs.

Description

GESTRICHENE PAPIERE MIT EINER SEMIKRISTALLINEN STREICHFARBENSCHICHT ALS VERPACKUNGSMATERIAL COATED PAPER WITH A SEMICRYSTALLINE COATING LAYER AS PACKAGING MATERIAL

GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein gestrichenes Papier mit einer hohen Barriereleistung zum Einsatz als Verpackungsmaterial für Lebensmittel. The invention relates to a coated paper with a high barrier performance for use as a packaging material for food.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Verpackungen machen einen großen Anteil der weltweiten Plastikmüllverschmutzung aus, weshalb die Suche nach Alternativen aus bioabbaubaren Materialien vorangetrieben wird. Packaging accounts for a large proportion of global plastic waste pollution, which is why the search for alternatives made from biodegradable materials is being driven forward.

Besonders das Verpacken von Lebensmitteln stellt eine Herausforderung dar, weil hier gute Barriereleistungen gegen Sauerstoff, Wasserdampf und Mikroorganismen benötigt werden. Verpackungsmaterialien für Lebensmittel bestehen häufig aus zum Beispiel Kunststoffen, beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), da diese neben guten Barriereeigenschaften auch ein geringes Gewicht und hohe mechanische Stabilität aufweisen. The packaging of food is a particular challenge because it requires good barrier properties against oxygen, water vapor and microorganisms. Packaging materials for food often consist of plastics, for example polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE) and polypropylene (PP), since these have good barrier properties, low weight and high mechanical stability.

Verpackungsmaterialien auf Papierbasis haben viele Vorteile gegenüber den Kunststoffmaterialien, wie Erneuerbarkeit, Recyclingfähigkeit und Kompostierbarkeit. Ihre Anwendung ist jedoch aufgrund der oft schlechten Barriereeigenschaften und der hohen Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit eingeschränkt. Um die Barriereeigenschaften zu verbessern, kann das papierbasierte Verpackungsmaterial mit Aluminium oder erdölbasierten Polymeren auf Erdölbasis wie PE, EVOH und PVC-Derivaten laminiert werden. Diese Beschichtungen verkomplizieren jedoch die Abfallsortierung und damit das Recycling und reduzieren die Kompostierbarkeit. Deshalb ist der Einsatz von Barriereschichten basierend auf natürlich biobasierten Polymeren bzw. Ersatz der herkömmlichen Metall- oder Kunststoffbasierten Schicht aus ökologischer Sicht sehr wünschenswert. Beispiele für natürliche Polymere, die für Verpackungsanwendungen getestet wurden, sind Chitosan, Hemicellulosen, mikrofibrillierte Cellulose und Stärke. Viele der natürliche Polymere sind jedoch hydrophil, und die aus diesen Materialien hergestellten Folien sind oft hygroskopisch, was zu einem teilweisen Verlust ihrer Barriereeigenschaften bei hoher Luftfeuchtigkeit führt. Paper-based packaging materials have many advantages over plastic materials, such as renewability, recyclability and compostability. However, their application is limited due to the often poor barrier properties and high sensitivity to moisture. In order to improve the barrier properties, the paper-based packaging material can be laminated with aluminum or petroleum-based polymers such as PE, EVOH and PVC derivatives. However, these coatings complicate waste sorting and therefore recycling, and reduce compostability. Therefore, the use of barrier layers based on naturally bio-based polymers or the replacement of the conventional metal or plastic-based layer is very desirable from an ecological point of view. Examples of natural polymers that have been tested for packaging applications are chitosan, hemicelluloses, microfibrillated cellulose and starch. However, many of the natural polymers are hydrophilic and the films made from these materials are often hygroscopic, resulting in a partial loss of their barrier properties at high humidity.

In der Forst- und Agrarwirtschaft besteht ein großes Interesse an der Weiterverarbeitung von Neben- und Abfallprodukten wie beispielsweise Lignin. In forestry and agriculture there is great interest in the further processing of by-products and waste products such as lignin.

Beispielsweise wurde Lignin in Papierherstellung verwendet. So beschreibt die WO 2021/191097 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Papier. Dieses Verfahren umfasst eine Nassphase und eine Trockenphase. Die Nassphase umfasst das Herstellen einer Faseraufschlämmung mit Fasern in Wasser, wobei die Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe Lignocellulose, Hemicellulose und Cellulose. In der Nassphase wird ein Additiv zugesetzt, das enzymatisch oxidiertes Lignin umfasst. Dadurch soll eine Verbesserung der Feuchtigkeitsbeständigkeit des Papiers insbesondere der Druckfestigkeit bei Feuchtigkeit erreicht werden. Zudem wird vorgeschlagen, dem enzymatisch oxidierten Lignin eine Fettsäure, wie Stearinsäure hinzuzufügen. For example, lignin has been used in papermaking. For example, WO 2021/191097 A1 describes a method for producing paper. This process includes a wet phase and a dry phase. The wet phase involves making a fiber slurry with fibers in water, where the fibers are selected from the group of lignocellulose, hemicellulose and cellulose. An additive comprising enzymatically oxidized lignin is added in the wet phase. This is intended to improve the moisture resistance of the paper, in particular the compressive strength in the presence of moisture. In addition, it is proposed to add a fatty acid, such as stearic acid, to the enzymatically oxidized lignin.

Obwohl sich Lignin als hydrophobes Biopolymer zur Verwendung als Barriereschichten auf Papier anbietet, ist die Forschung bisher noch wenig fortgeschritten. Eine auf Lignin alleine basierende Streichfarbenschicht weist keine ausreichenden Barriereeigenschaften auf. Deshalb wurden dem Stand der Technik verschiedene Versuche unternommen, die Eigenschaften des Lignins soweit zu verbessern, dass sie auch in feuchter Umgebung wie bei Nahrungsmittelverpackungen ausreichend dichthalten. Although lignin, as a hydrophobic biopolymer, suggests itself for use as a barrier layer on paper, research is still poor. A coating color layer based on lignin alone does not have sufficient barrier properties. For this reason, various attempts have been made in the prior art to improve the properties of lignin to such an extent that they remain sufficiently tight even in a humid environment, such as in food packaging.

US 9,902,815 B2 sowie die von den selben Autoren herausgegebene wissenschaftlichen Veröffentlichung Hult et al. 2013 beschreiben Verfahren zur Veresterung von Lignin mit Fettsäuren insbesondere das Lignin mit einem Gemisch aus Tallöl Fettsäuren verestert. Hauptbestandteil dieses Gemischs sind ungesättigte Fettsäuren wie Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, die zu verschiedenen Veresterungsgraden mit dem Lignin umgesetzt wurden. Neben der Veresterung von Lignin und Tallöl, werden in Hult et al. ebenfalls Weichholz- und Hartholzlignin mit Palmitinsäure und Laurinsäure umgesetzt. So konnte gezeigt werden, dass das mit der längerkettigen Palmitinsäure veresterte Lignin bessere Barriereeigenschaften gegenüber Wasserdampf besaß, als das mit Laurinsäure veresterte Lignin. Die beste Barriereleistung konnte mit einer Schicht aus mit Palmitinsäure verestertem Hartholzlignin erreicht werden. US 9,902,815 B2 as well as the scientific publication Hult et al. 2013 describe processes for the esterification of lignin with fatty acids, in particular the lignin is esterified with a mixture of tall oil fatty acids. The main components of this mixture are unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid and linolenic acid, which have been reacted with the lignin to various degrees of esterification. Besides the esterification of lignin and tall oil, Hult et al. also reacted softwood and hardwood lignin with palmitic acid and lauric acid. It could be shown that the lignin esterified with the long-chain palmitic acid had better barrier properties against water vapor than the lignin esterified with lauric acid. The best barrier performance was achieved with a layer of hardwood lignin esterified with palmitic acid.

DE 10 2017 108 577 A1 betrifft Beschichtungen, umfassend wenigstens ein Polymer und wenigstens ein kristallisierbares Material sowie Verfahren zur deren Herstellung. Dabei soll das Polymer bei der Schmelztemperatur des kristallisierbaren Materials eine Viskosität von höchstens 1012 mPa s aufweisen. So werden Schichten erhalten, die superhydrophob und regenerierbar sind. Allerdings weisen diese Schichten nur sehr geringe Gasbarriereeigenschaften auf. DE 10 2017 108 577 A1 relates to coatings comprising at least one polymer and at least one crystallizable material and methods for their production. The polymer should have a maximum viscosity of 10 12 mPa s at the melting point of the crystallizable material. In this way layers are obtained which are superhydrophobic and regenerable. However, these layers only have very low gas barrier properties.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung beruht unter anderem auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Barrierewirkung einer auf einem natürlichen Polymer, beispielsweise Lignin oder Ligninstearat, basierenden Streichfarbenschicht durch Induzierung einer Semikristallinität, also sowohl kristallinen als auch amorphen Bereichen, signifikant erhöht werden kann. Dies gelingt durch eine der Streichfarbe zugegebenen kristallisierbare organische Verbindung, beispielsweise Stearinsäure. Ein mit dieser Streichfarbenschicht hergestelltes erfindungsgemäßes gestrichenes Papier weist eine ausreichende Barrierewirkung für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie auf und ist dennoch biologisch abbaubar und recyclebar. The present invention is based, inter alia, on the surprising finding that the barrier effect of a coating color layer based on a natural polymer, for example lignin or lignin stearate, can be significantly increased by inducing semicrystallinity, ie both crystalline and amorphous areas. This is achieved by adding a crystallizable organic compound, for example stearic acid, to the coating color. A coated paper according to the invention produced with this coating color layer has an adequate barrier effect for use in the food industry and is nevertheless biodegradable and recyclable.

Folglich betrifft die vorliegende Erfindung ein gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte semikristalline Streichfarbenschicht mit amorphen Bereichen und kristallinen Bereichen: Consequently, the present invention relates to a coated paper, comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating color layer applied directly or indirectly to the base paper and having amorphous areas and crystalline areas:

• wobei die amorphen Bereiche ein oder mehrere natürliche Polymere und/oder ein oder mehrere Derivate von natürlichen Polymeren enthalten • wherein the amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers

• wobei die kristallinen Bereiche eine oder mehrere kristallisierbare organische Verbindungen umfassen; und • wobei die Permeabilität des gestrichenen Papiers für wenigstens ein Gas im Vergleich zum Basispapier reduziert ist. • wherein the crystalline regions comprise one or more crystallizable organic compounds; and • wherein the permeability of the coated paper to at least one gas is reduced compared to the base paper.

Die erfindungsgemäße induzierte Semikristallinität wurde beispielhaft mit einer Streichfarbe enthaltend eine Fettsäure als kristallisierbare organische Verbindung in Kombination mit dem Derivat eines natürlichen Polymers, insbesondere Lignin, erreicht. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt eine Streichfarbe zur Beschichtung von Papieren, enthaltend wenigstens ein Lösungsmittel, wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung und wenigstens ein natürliches Polymer und/oder Derivat eines natürlichen Polymers, The induced semi-crystallinity according to the invention was achieved, for example, with a coating color containing a fatty acid as a crystallizable organic compound in combination with the derivative of a natural polymer, in particular lignin. Consequently, according to a second aspect, the invention relates to a coating color for coating papers, containing at least one solvent, at least one crystallizable organic compound and at least one natural polymer and/or derivative of a natural polymer,

• wobei die kristallisierbare organische Verbindung ausgewählt ist aus Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren oder Dicarbonsäuren oder deren Estern, Amiden oder Salzen; • wherein the crystallizable organic compound is selected from fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids or their esters, amides or salts;

• wobei das natürliche Polymer ausgewählt ist aus Polysacchariden wie Alginat, Agar-Agar, Cutin, Suberin, Lignin, Cellulose, Chitosan, und Stärke, Kohlenwasserstoffen wie Kautschuk oder Balata, Proteinen wie Kollagen, Keratin, Fibroin, Nukleinsäuren, Lipiden, Polylactid (PLA), Polyhydroxybutyrat (PHB), und Polyhydroxyalkonoat (PHA); und • wherein the natural polymer is selected from polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, lipids, polylactide (PLA ), polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA); and

• wobei das Lösungsmittel ausgewählt ist aus Wasser, Tetrahydrofuran (THF), Toluol, Ethylacetat, und Alkoholen. • wherein the solvent is selected from water, tetrahydrofuran (THF), toluene, ethyl acetate, and alcohols.

Die hier wesentliche Kristallinität der Streichfarbenschicht im gestrichenen Papier ist insbesondere abhängig dem verwendeten Verfahren zur Herstellung des gestrichenen Papiers. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers mit einem Basispapier und einer semikristallinen Streichfarbenschicht, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Streichfarbe nach einem dem zweiten Aspekt durch Schmelzdispergierung, Hochdruckdispergierung, oder Sprühtrocknung und anschließender mechanischer Dispergierung der Komponenten; b) Bereitstellen eines Basispapiers; c) Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, und d) Aushärtung der Streichfarbe unter Ausbildung der semikristallinen Streichfarbenschicht. Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verpackung für Lebensmittel umfassend das gestrichene Papier nach dem ersten Aspekt. The crystallinity of the coating color layer in the coated paper, which is essential here, depends in particular on the process used to produce the coated paper. Consequently, according to a third aspect, the invention relates to a method for producing a coated paper with a base paper and a semi-crystalline coating color layer, comprising the steps: a) producing a coating color according to a second aspect by melt dispersion, high-pressure dispersion, or spray drying and subsequent mechanical dispersion of the components ; b) providing a base paper; c) application of the coating color to the base paper, and d) curing of the coating color with formation of the semi-crystalline coating color layer. According to a fourth aspect, the invention relates to packaging for foodstuffs comprising the coated paper according to the first aspect.

FIGUREN CHARACTERS

Fig. 1 zeigt ein Elugramm von Kraft Lignin mit Kennzeichnung der zahlenmittleren Molmasse Mn und der Gewichtsmittleren Molmasse Mw. Fig. 1 shows an elugram of Kraft lignin labeling the number average molar mass Mn and the weight average molar mass Mw.

Fig. 2 zeigt ein 31P-NMR-Spektrum von Kraft-Lignin. Signal A: Interner Standard, Signalgruppe B: Aliphatische und Phenolische Hydroxygruppen, Signal C: Carboxygruppe Fig. 2 shows a 31 P-NMR spectrum of Kraft lignin. Signal A: internal standard, signal group B: aliphatic and phenolic hydroxy groups, signal C: carboxy group

Fig. 3 zeigt ein 31P-NMR-Spektrum des Ligninesters. Signal A: Interner Standard, Signalgruppe B: Hydroxygruppen, Signalgruppe C: Carboxygruppen. Fig. 3 shows a 31 P-NMR spectrum of the lignin ester. Signal A: internal standard, signal group B: hydroxy groups, signal group C: carboxy groups.

Fig. 4 zeigt ein IR-Spektrum von Ligninstearat (unten) im Vergleich mit dem Edukt Kraft-Lignin (oben) und Stearinsäure (Mitte). 4 shows an IR spectrum of lignin stearate (bottom) in comparison with the educt Kraft lignin (top) and stearic acid (middle).

Fig. 5 zeigt ein 1 H-NMR-Spektrum von Ligninstearat mit dem Lösemittel CDCI3. 5 shows a 1 H-NMR spectrum of lignin stearate with the solvent CDCl3.

Fig. 6 zeigt die Ergebnisse der Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeiten WVTR) der mit unterschiedlichen (erfindungsgemäßen) Streichfarben gestrichenen Papiere in Abhängigkeit des Anteils an kristallisierendem Wachs/ kristallisierender Fettsäure 6 shows the results of the determination of the water vapor transmission rates WVTR) of the papers coated with different coating colors (according to the invention) as a function of the proportion of crystallizing wax/crystallizing fatty acid

Fig. 7 zeigt in A) ein Rasterelektronenbild der Oberfläche der Ligninstearat- Stearinsäure-Beschichtung mit EHT = 10 kV, WD = 6,3 mm und einer Vergrößerung von 100.000 x. WD steht für "working distance" und bezieht sich auf die Distanz zwischen dem Objektiv des Rasterelektronenmikroskops und der Probe, die untersucht wird. EHT steht für "high tension" und bezieht sich auf die Hochspannung, die zur Beschleunigung der Elektronen im Rasterelektronenmikroskop verwendet wird. In B) ist eine Vergrößerung eines 4 pL Tropfen Wasser auf der Ligninstearat-Stearinsäure-Beschichtung dargestellt aufgenommen mit Dataphysics OCA35 inclusive kippbarem Tisch unter konstanter Temperatur und Luftfeuchte (23 °C, 50 % relative Luftfeuchte). Software: SCA 4.5.2 Build 1052. Der Kontaktwinkel beträgt 103°. 7 shows in A) a scanning electron image of the surface of the lignin stearate-stearic acid coating with EHT=10 kV, WD=6.3 mm and a magnification of 100,000×. WD stands for "working distance" and refers to the distance between the objective of the scanning electron microscope and the sample being examined. EHT stands for "high tension" and refers to the high voltage used to accelerate the electrons in the scanning electron microscope. B) shows an enlargement of a 4 pL drop of water on the lignin stearate-stearic acid coating recorded with Dataphysics OCA35 including a tiltable stage under constant temperature and humidity (23 °C, 50 % relative humidity). Software: SCA 4.5.2 Build 1052. The contact angle is 103°.

Fig. 8 zeigt in A) ein Rasterelektronenbild der Oberfläche der AKD-CSE3 Beschichtung mit EHT = 10 kV, WD = 6,44 mm und einer Vergrößerung von 100.000 x. In B) ist eine Vergrößerung eines 4 pL Tropfen Wasser auf der AKD-CSE3 -Beschichtung dargestellt aufgenommen mit Dataphysics OCA35 inclusive kippbarem Tisch unter konstanter Temperatur und Luftfeuchte (23 °C, 50 % relative Luftfeuchte). Software: SCA 4.5.2 Build 1052. Der Kontaktwinkel beträgt 159°± 3°. 8 shows in A) a scanning electron image of the surface of the AKD-CSE3 coating with EHT=10 kV, WD=6.44 mm and a magnification of 100,000×. B) shows an enlargement of a 4 pL drop of water on the AKD-CSE3 coating recorded with Dataphysics OCA35 including a tilting stage under constant temperature and humidity (23 °C, 50 % relative humidity). Software: SCA 4.5.2 Build 1052. The contact angle is 159°± 3°.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm des Abrollwinkels von Wassertropfen auf der Oberfläche einer Ligninstearat-Stearinsäure-Beschichtung in Abhängigkeit vom Tropfenvolumen. 9 shows a diagram of the roll-off angle of water droplets on the surface of a lignin stearate-stearic acid coating as a function of the droplet volume.

Fig. 10 zeigt ein Diagramm der Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) in Gramm pro Quadratmeter und Tag von gestrichenen Papieren mit unterschiedlichen Ligninstearat-Fettsäure-Strichen in Abhängigkeit des Fettsäureanteils. Die Fettsäuren sind Stearinsäure und Suberinsäure- Anteile. 10 shows a diagram of the water vapor transmission rate (WVTR) in grams per square meter and day of coated papers with different lignin stearate fatty acid coatings as a function of the fatty acid content. The fatty acids are stearic acid and suberic acid moieties.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Definitionen definitions

Der Begriff „Streichfarbe“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung und übereinstimmend mit dem allgemeinen Verständnis auf dem Gebiet der Papiertechnologie Anstrichmittel, enthaltend oder bestehend aus Bindemitteln, Additiven und gegebenenfalls Pigmenten bzw. Matrix-Pigmenten, die auf die Papieroberfläche mit speziellen Streichvorrichtungen zur Oberflächenveredelung oder -modifizierung eines Basispapiers aufgetragen („gestrichen“) werden. Auf diese Weise hergestellte Papiere werden als „gestrichene Papiere“ bezeichnet. In the context of the present invention and in accordance with the general understanding in the field of paper technology, the term "coating color" refers to paints containing or consisting of binders, Additives and, if necessary, pigments or matrix pigments that are applied ("coated") to the paper surface with special coating devices for surface finishing or modification of a base paper. Papers made in this way are referred to as "coated papers".

Unter einem „gestrichenen Papier“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Basispapier verstanden, welches ein oder mehrere, durch Streichen aufgebrachte Schichten, also Streichfarbenschichten, umfasst. Als Schichten eines solchen gestrichenen Papiersubstrats kommen Funktionsschichten und strukturbildende Schichten (etwa Ausgleichsschichten zur Glättung der Oberfläche) in Frage. In the context of the present invention, a “coated paper” is understood to mean a base paper which comprises one or more layers applied by coating, ie coating color layers. Possible layers of such a coated paper substrate are functional layers and structure-forming layers (such as leveling layers for smoothing the surface).

Der Begriff „Streichfarbe“ wird erfindungsgemäß als Oberbegriff für alle streichfähigen Beschichtungsmassen, Zubereitungen und/oder Lösungen in der Papierindustrie zur Behandlung, Modifizierung oder Veredelung einer Papieroberfläche verwendet. Unter „Streichfarbenschicht“ wird die auf das Basispapier aufgetragene und ausgehärtete Streichfarbe verstanden. According to the invention, the term “coating color” is used as a generic term for all spreadable coating compositions, preparations and/or solutions in the paper industry for treating, modifying or finishing a paper surface. “Coating color layer” means the coating color that has been applied to the base paper and has hardened.

„Papier“ ist ein flächiger Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern pflanzlicher Herkunft besteht und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet. Im Rahmen dieser Erfindung werden die auf Gleiche Art hergestellten flächiger Werkstoff „Karton“ und „Pappe“ ebenfalls unter Papier subsummiert. Es zwischen Papier, Karton und Pappe nur anhand des Flächengewichtes unterschieden, wobei Pappe ein Quadratmetergewicht von größer 600 g/m2 aufweist, Karton ein Quadratmetergewicht von größer 150 und kleiner gleich 600 g/m2 aufweist und Papier ein Quadratmetergewicht von kleiner oder gleich 150 g/m2 aufweist. "Paper" is a flat material consisting essentially of fibers of plant origin and formed by dewatering a fiber suspension on a wire. The resulting fiber fleece is compacted and dried. In the context of this invention, the two-dimensional materials “cardboard” and “cardboard” produced in the same way are also subsumed under paper. Distinguishes between paper, board and paperboard only on the basis of basis weight, where paperboard has a grammage greater than 600 g/ m2 , paperboard has a grammage greater than 150 and less than or equal to 600 g/ m2 and paper has a grammage of less than or equal to 150 g/m 2 .

Die synonymen Begriffe „semikristallin“ und „teilkristallin“ bezeichnen allgemein einen Feststoff und insbesondere eine Schicht, welche sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche (Domänen) enthält. Dabei enthält eine semikristalline Schicht in der Regel in eine Vielzahl an einzelnen amorphen und kristallinen Bereichen. The synonymous terms "semicrystalline" and "partially crystalline" generally refer to a solid and in particular a layer which contains both crystalline and amorphous areas (domains). A semi-crystalline layer usually contains a large number of individual amorphous and crystalline areas.

Der Begriff „Kristallinität“ ist synonym mit „Kristallinitätsgrad“ bzw. „Kristallisationsgrad“ und bezeichnet jenen Anteil eines teilkristallinen Feststoffes, der kristallin ist. Die gängigsten Methoden zur Bestimmung des Kristallisationsgrades bei Polymeren sind die Dichtemessung, dynamische Differenzkalorimetrie (differential scanning calorimetry, DSC), Röntgendiffraktometrie (X-ray diffraction, XRD), IR- Spektroskopie oder NMR-Spektroskopie. Der ermittelte Messwert hängt von der verwendeten Messmethode ab. Erfindungsgemäß wird die Kristallinität der Streichfarbe dieser mittels XRD Messungen bestimmt. The term "crystallinity" is synonymous with "degree of crystallinity" or "degree of crystallization" and describes that portion of a partially crystalline solid that is crystalline. The most common methods for determining the degree of crystallization at Polymers are density measurement, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), IR spectroscopy or NMR spectroscopy. The measured value determined depends on the measurement method used. According to the invention, the crystallinity of the coating color is determined by means of XRD measurements.

Der Begriff „natürliches Polymer“, synonym mit „biogenem Biopolymer“ ist ein Polymer, das in der Zelle eines Lebewesens synthetisiert wird. Das natürliche Polymer ist somit auch biologisch abbaubar. Das natürliche Polymer ist insbesondere eine natürliches Polymer im Sinne der Richtlinie (EU) 2019/904 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 5. Juni 2019 über die Verringerung der Auswirkungen bestimmter Kunststoffprodukte auf die Umwelt (siehe dort Artikel 3 Nr.1 Ausschluss in der Definition von Kunststoff). The term "natural polymer", synonymous with "biogenic biopolymer" is a polymer that is synthesized in the cell of a living being. The natural polymer is therefore also biodegradable. The natural polymer is in particular a natural polymer within the meaning of Directive (EU) 2019/904 of the European Parliament and of the Council of June 5, 2019 on reducing the impact of certain plastic products on the environment (see Article 3 No.1 Exclusion in the definition of plastic).

Unter dem Begriff „Derivate von natürlichen Polymeren“ werden erfindungsgemäß durch die Weiterverarbeitung von Biopolymeren entstandene Polymere verstanden Diese werden auch als chemisch modifizierte Polymere bezeichnet. Beispiele von Derivaten natürlicher Polymere sind Ligninderivate, z.B. Ligninester, Cellulosederivate und Stärkederivate. According to the invention, the term “derivatives of natural polymers” is understood to mean polymers produced by the further processing of biopolymers. These are also referred to as chemically modified polymers. Examples of derivatives of natural polymers are lignin derivatives, e.g., lignin esters, cellulose derivatives and starch derivatives.

Unter einer „kristallisierbaren organischen Verbindung“ sind erfindungsgemäß solche organischen Verbindungen zu verstehen, die sich in einer regelmäßigen stoffspezifischen Form an einen Kristallisationskeim anlagern und einen Keimling bzw. Kristall bilden können. According to the invention, a “crystallizable organic compound” is to be understood as meaning those organic compounds which attach themselves to a crystallization nucleus in a regular, substance-specific form and can form a nucleus or crystal.

Als „Schmelztemperatur“ (Tm) wird erfindungsgemäß die Temperatur verstanden, bei der ein Stoff schmilzt, das heißt vom festen in den flüssigen Aggregatzustand übergeht. Die Schmelztemperatur für Polymere und kristallisierbaren Materialien kann mittels dynamischer Differenzkalorimetrie nach DIN EN ISO 11357-3: 2013 bestimmt werden. Vorzugsweise wird dabei eine Heiz- bzw. Kühlrate von 10 K/min genutzt. According to the invention, the “melting temperature” (T m ) is the temperature at which a substance melts, ie changes from the solid to the liquid state of aggregation. The melting temperature for polymers and crystallizable materials can be determined using differential scanning calorimetry according to DIN EN ISO 11357-3: 2013. A heating or cooling rate of 10 K/min is preferably used.

Unter „Glasübergangstemperatur“ (TG) ist die Temperatur, bei der Polymere bzw. Kunststoffe (allerdings nur ganz oder teilweise amorphe Polymere) vom flüssigen oder gummielastischen, flexiblen Zustand in den glasigen oder hartelastischen, spröden Zustand übergehen, sie wird daher auch "Erweichungstemperatur" genannt. Bei dieser Temperatur weist das Polymer eine Viskosität von 1012 mPas auf. Bei Polymeren, die keine Schmelztemperatur haben, tritt die Glasübergangstemperatur an die Stelle der Schmelztemperatur. Die Glasübergangstemperaturen lassen sich beispielsweise mittels dynamischer Differenz-Thermoanalyse (differential scanning calorimetry DSC) nach DIN EN ISO 11357-2: 2014 bestimmen. The "glass transition temperature" (TG) is the temperature at which polymers or plastics (although only fully or partially amorphous polymers) change from the liquid or rubber-elastic, flexible state to the glassy or hard-elastic, brittle state, it is therefore also called "softening point". At this temperature, the polymer has a viscosity of 1012 mPas. For polymers that do not have a melting temperature, the glass transition temperature takes the place of the melting temperature. The glass transition temperatures can be determined, for example, by means of dynamic differential thermal analysis (differential scanning calorimetry DSC) according to DIN EN ISO 11357-2: 2014.

Unter „Kontaktwinkel“ eines Flüssigkeitstropfens auf einer Oberfläche wird erfindungsgemäß der Winkel verstanden, den die Schnittlinie zwischen der Tropfenbasis und der Oberfläche mit der Horizontalen bildet. Er wird in Grad gemessen und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Eigenschaften der Oberfläche. According to the invention, the “contact angle” of a drop of liquid on a surface is understood to mean the angle that the line of intersection between the base of the drop and the surface forms with the horizontal. It is measured in degrees and depends on various factors such as the surface tension of the liquid and the properties of the surface.

Unter „Abrollwinkel“ wird erfindungsgemäß der Neigungswinkel einer Oberfläche verstanden, bei dem ein Tropfen von ihr herunterrollt. Er dient in der Regel der Charakterisierung superhydrophober Oberflächen mit einem sehr hohen Kontaktwinkel, bei denen der Tropfen annähernd kugelförmig ist. Bei kleineren Kontaktwinkeln kann sich ein Tropfen zwar auch von der Oberfläche bewegen, wird aber in der Regel zunächst deformiert und gleitet dann über die Oberfläche. Bei einem Abrollwinkel von 180° rollt der Wassertropfen nicht ab, sondern haftet an der Streichfarbenschicht, selbst wenn der Tropfen nach unten hängt. According to the invention, “roll-off angle” is understood to mean the angle of inclination of a surface at which a drop rolls off it. It is usually used to characterize superhydrophobic surfaces with a very high contact angle, where the droplet is approximately spherical. With smaller contact angles, a drop can also move from the surface, but is usually first deformed and then slides over the surface. With a roll-off angle of 180°, the water drop does not roll off, but sticks to the coating color layer, even if the drop hangs down.

Als „superhydrophob“ werden erfindungsgemäß Oberflächen mit Kontaktwinkeln von 145° oder mehr gegenüber Wasser, vorzugsweise von 150° oder mehr gegenüber Wasser bezeichnet. Bei derartig hohen Kontaktwinkeln steht in der Regel nur etwa 2 bis 3 % der Wassertropfenoberfläche mit der superhydrophoben Oberfläche in Kontakt; diese besitzt also eine extrem geringe Benetzbarkeit. Zudem zeichnen sich superhydrophobe Oberflächen durch einen Abrollwinkel aus, der unter 10° liegt. According to the invention, surfaces with contact angles of 145° or more with respect to water, preferably of 150° or more with respect to water, are referred to as “superhydrophobic”. At such high contact angles, usually only about 2 to 3% of the water droplet surface is in contact with the superhydrophobic surface; this therefore has an extremely low wettability. In addition, superhydrophobic surfaces are characterized by a roll-off angle of less than 10°.

Gestrichenes Papier und Streichfarbe Coated paper and paint

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte semikristalline Streichfarbenschicht mit amorphen Bereichen und kristallinen Bereichen: • wobei die amorphen Bereiche ein oder mehrere natürliche Polymere und/oder ein oder mehrere Derivate von natürlichen Polymeren enthalten; The present invention relates to a coated paper, comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating color layer applied directly or indirectly to the base paper and having amorphous areas and crystalline areas: • wherein the amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers;

• wobei die kristallinen Bereiche eine oder mehrere kristallisierbare organische Verbindungen umfassen; und • wherein the crystalline regions comprise one or more crystallizable organic compounds; and

• wobei die Permeabilität des gestrichenen Papier für wenigstens ein Gas im Vergleich zum Basispapier reduziert ist. • wherein the permeability of the coated paper to at least one gas is reduced compared to the base paper.

Gemäß einer Ausführungsform des gestrichenen Papiers ist die Permeabilität für wenigstens ein Gas bei gleicher Gesamtauftragungsmenge niedriger ist als die Permeabilität eines gestrichenen Papiers mit demselben Basispapier und jeweils einer Streichfarbenschicht aus dem natürlichen Polymer oder dessen Derivat und einer Streichfarbenschicht aus der kristallisierbaren organischen Verbindung. According to one embodiment of the coated paper, the permeability for at least one gas with the same total applied amount is lower than the permeability of a coated paper with the same base paper and one coating color layer made of the natural polymer or its derivative and one coating color layer made of the crystallizable organic compound.

Mittels der Streichfarbenschicht wird die Permeabilität des gestrichenen Papiers für wenigstens ein im Vergleich zum Basispapier reduziert. Dabei kann es sich um Sauerstoff (O2), Stickstoff, (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Wasserstoff (H2), Wasserdampf oder gemischten davon beispielsweise Luft handeln. Insbesondere wird die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) reduziert. By means of the coating color layer, the permeability of the coated paper is reduced for at least one compared to the base paper. This can be oxygen (O2), nitrogen (N2), carbon dioxide (CO2), methane (CH4), hydrogen (H2), water vapor or a mixture thereof, for example air. In particular, the water vapor transmission rate (WVTR) is reduced.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Barriereleistung bzw. Permeabilität, insbesondere die WVTR, in dem erfindungsgemäßen System direkt abhängig von der Kristallinität ist. Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, basiert dieser Effekt auf der Einbettung von aus der kristallisierbaren Komponente gebildeten Kristalliten in eine amorphe Matrix aus natürlichem Polymer. Die Kristallite sind für Gase, besonders polare Moleküle, wie Wasser in der Dampfphase, aufgrund der hohen Packungsdichte undurchlässig. Zur Permeation über die dünne semikristalline Streichfarbenschicht müssen die Gase einen weiteren Weg „um die Kristallite herum“ nehmen, was unmittelbar den Permeationskoeffizient herabsetzt und die semikristalline Schicht so als Wasserdampfbarriere wirkt. Diese Theorie hinter dem Effekt wird auch von dem von Müller-Plathe beschriebenen Computergestützten Modell für die Diffusion durch semikristalline und gefüllte Polymere (siehe Müller- Plate Habilitationsschrift ETH Zürich 1993, Seite 67 ff.). The inventors have found that the barrier performance or permeability, in particular the WVTR, is directly dependent on the crystallinity in the system according to the invention. Without wishing to be bound by theory, this effect is based on the embedding of crystallites formed from the crystallizable component in an amorphous matrix of natural polymer. The crystallites are impermeable to gases, especially polar molecules such as water in the vapor phase, due to the high packing density. In order to permeate through the thin, semi-crystalline coating color layer, the gases have to take a further route “around the crystallites”, which directly reduces the permeation coefficient and the semi-crystalline layer thus acts as a water vapor barrier. This theory behind the effect is also supported by the computer-aided model described by Müller-Plathe for diffusion through semi-crystalline and filled polymers (see Müller-Plate habilitation thesis ETH Zurich 1993, page 67 ff.).

Reine Schichten aus natürlichem Polymer, z.B. Lignin, zeigen eine deutlich höhere Permeabilität, ebenso wie reine Schichten aus kristallisierbarer organischer Verbindung Stearinsäureschichten, welche durch freie Volumina zwischen den Kristallitstrukturen offene Bereiche besitzen, durch die Gase permeieren können. Pure layers of natural polymer, eg lignin, show a significantly higher permeability, as do pure layers of crystallizable organic Connection Stearic acid layers, which have open areas due to free volumes between the crystallite structures, through which gases can permeate.

Somit ist die Permeabilität, insbesondere die WVTR für jedes erfindungsgemäße System durch Wahl der Kristallinität einstellbar. Unterhalb einer Kristallinität von 10 % hat ein semikristallines System in der Regel einen kaum messbaren Einfluss auf die WVTR des gestrichenen Papiers im Vergleich zu einer vergleichbaren nicht kristallinen Schicht. Gemäß einer Ausführungsform liegt die Kristallinität der semikristallinen Streichfarbenschicht im Bereich von 10 % bis 90 %. Eine Kristallinität oberhalb von 90 % führt in der Regel zu keiner Veränderung der Barrierewirkung, dagegen aber zu verschiedenen strukturellen Nachteilen, wie die Störung der Integrität des Filmes. Die Kristallinität kann beispielsweise 10 %, 12 %, 14 %, 16 %,The permeability, in particular the WVTR, can thus be adjusted for each system according to the invention by selecting the crystallinity. Below 10% crystallinity, a semi-crystalline system typically has little measurable impact on the WVTR of the coated paper compared to a comparable non-crystalline layer. According to one embodiment, the crystallinity of the semi-crystalline coating color layer is in the range from 10% to 90%. A crystallinity above 90% does not generally lead to any change in the barrier effect, but to various structural disadvantages, such as disrupting the integrity of the film. For example, the crystallinity can be 10%, 12%, 14%, 16%,

18 %, 20 %, 22 %, 24 %, 26 %, 28 %, 30 %, 32 %, 34 %, 36 %, 38 %, 40 %, 42 %,18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28%, 30%, 32%, 34%, 36%, 38%, 40%, 42%,

44 %, 46 %, 48 %, 50 %, 52 %, 54 %, 56 %, 58 %, 60 %, 62 %, 64 %, 66 %, 68 %,44%, 46%, 48%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%,

70 %, 72 %, 74 %, 76 %, 78 %, 80 %, 82 %, 84 %, 86 %, 88 %, oder 90 % beantragen.Apply for 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, or 90%.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Kristallinität im Bereich von 10 % bis 40 %. Oberhalb von 40 % ist noch eine geringe Reduktion der Gaspermeabilität erreichbar. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die Kristallinität im Bereich von 15 % bis 25 %. In a preferred embodiment, the crystallinity ranges from 10% to 40%. A slight reduction in gas permeability can still be achieved above 40%. In a particularly preferred embodiment, the crystallinity ranges from 15% to 25%.

Die Streichfarbe, die zur Ausbildung der semikristallinen Streichfarbenschicht verwendet wird, enthält bevorzugt keine kristallinen Elemente, auch die kristallisierbare organische Verbindung liegt bevorzugt in der Streichfarbe nicht kristallin vor. Unter Umständen, beispielsweise in wässrigen Lösungsmitteln kann es sein, dass die Fettsäuremoleküle in geringem Umfang auch kristallin vorliegen. Insbesondere wenn die die Fettsäure in Gegenwart von Wasser schmilzt und dann dispergiert wird und abkühlt. Dieser Zustand wird vorliegend als im Wesentlichen nicht kristallin bezeichnet. Gemäß einer Ausführungsform liegt die kristallisierbare organische Verbindung in der Streichfarbe im Wesentlichen in nicht-kristalliner Form vor. Es handelt sich also nicht um eine Streichfarbe, umfassend kristalline Füllstoffe in amorphen Bindemitteln. Eine solche Streichfarbenschicht wird zur Unterscheidung von der erfindungsgemäßen semikristallinen Streichfarbenschicht auch als granular kristalline Streichfarbenschicht bezeichnet. Die erfindungsgemäße Semikristallinität ist also keine granuläre Kristallinität. Die Kristallinität entsteht bevorzugt erst mit Applikation der Streichfarbenschicht. Gemäß einer Ausführungsform bilden sich die kristallinen Bereiche während des Auftrags der Streichfarbe auf das Basispapier. In einer weiteren Ausführungsform bilden sich die kristallinen Bereiche bei der Aushärtung der Streichfarbe. Gemäß einer Ausführungsform bilden sich die kristallinen Bereiche sowohl während des Auftrags der Streichfarbe auf das Basispapier als auch bei der Aushärtung der Streichfarbe. The coating color that is used to form the semi-crystalline coating color layer preferably contains no crystalline elements, and the crystallizable organic compound is also preferably not present in the coating color in crystalline form. Under certain circumstances, for example in aqueous solvents, the fatty acid molecules may also be present in crystalline form to a small extent. Especially when the fatty acid melts in the presence of water and then disperses and cools. This state is referred to herein as being essentially non-crystalline. According to one embodiment, the crystallizable organic compound in the coating color is essentially in non-crystalline form. It is therefore not a coating color comprising crystalline fillers in amorphous binders. Such a coating color layer is also referred to as a granular crystalline coating color layer to distinguish it from the semicrystalline coating color layer according to the invention. The semi-crystallinity according to the invention is therefore not granular crystallinity. The crystallinity preferably only occurs with the application of the coating color layer. According to one embodiment, the form crystalline areas during application of the coating color to the base paper. In a further embodiment, the crystalline areas form during the hardening of the coating color. According to one embodiment, the crystalline areas form both during the application of the coating color to the base paper and during the curing of the coating color.

Mit der erfindungsgemäßen Streichfarbe kann ein gestrichenes Papier mit einer hohen Barriereleistung, insbesondere einer sehr geringen WVTR erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die WVTR bei einem Flächengewicht der Streichfarbe von 10 ± 1 g m 2 nicht mehr als 40 g m-2 d 1. A coated paper with a high barrier performance, in particular a very low WVTR, can be achieved with the coating color according to the invention. According to one embodiment, the WVTR is not more than 40 g m- 2 d 1 for a coating color basis weight of 10 ± 1 gm 2 .

Diese WVTR ist deutlich geringer als bei vergleichbaren Systemen des Stands der Technik. Zwar ist in Hult et al. 2013 ebenfalls eine WVTR von 40 g m 2 d-1 für eine Schicht mit Ligninpalmitinsäureester beschrieben. Diese wurde jedoch bei Normbedingungen, also bei 23 °C und 50 % Luftfeuchtigkeit gemessen. Erfindungsgemäß wird die WVTR dagegen gemessen bei 38 °C und über 90 % Luftfeuchtigkeit. Eine nicht kristalline Schicht aus Ligninpalmitinsäureester hätte unter den gewählten tropischen Bedingungen von 38 °C und über 90 % Luftfeuchtigkeit ein WVTR von über 200 g nr2 d-1. This WVTR is significantly lower than comparable prior art systems. Although Hult et al. 2013 also described a WVTR of 40 gm 2 d- 1 for a layer with lignin palmitic acid ester. However, this was measured under standard conditions, i.e. at 23 °C and 50 % humidity. According to the invention, on the other hand, the WVTR is measured at 38° C. and over 90% atmospheric humidity. A non-crystalline layer of lignin palmitic acid ester would have a WVTR of over 200 g nr 2 d- 1 under the chosen tropical conditions of 38 °C and over 90 % humidity.

Die WVTR des erfindungsgemäßen gestrichenen Papiers kann beispielsweise 40 g-

Figure imgf000014_0001
betragen. Durch Wahl geeigneter Bestandteile der Streichfarbe und Einstellung der Kristallinität kann eine WVTR von nicht mehr als 20 g nr2 d-1, oder sogar nicht mehr als 10 g m 2 d-1 erreicht werden. The WVTR of the coated paper according to the invention can be, for example, 40 g
Figure imgf000014_0001
be. By choosing suitable components of the coating color and adjusting the crystallinity, a WVTR of no more than 20 g nr 2 d- 1 , or even no more than 10 gm 2 d- 1 , can be achieved.

Vorzugsweise ist Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindungen niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des mindestens einen Derivats eines natürlichen Polymers. The melting temperature T m of the at least one crystallizable organic compound is preferably lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the at least one derivative of a natural polymer.

Dies ist wichtig, um die Ausbildung von nanostrukturierten Oberflächenstrukturen zu verhindern, die die Oberfläche superhydrophob, aber gasdurchlässig, insbesondere gegenüber Wasserdampf machen. Wie in Beispiel 7 gezeigt, haben aus dem Stand der Technik bekannte superhydrophobe Oberflächen aus einem Polymer und einer kristallisierbaren organischen Verbindung, bei der die Schmelztemperatur der kristallisierbaren organischen Verbindung über der Glasübergangstemperatur der Polymere liegt, nur eine geringe Wasserdampfbarriereleistung mit einer WVTR oberhalb von 400 g m-2 d 1. Entsprechend führt, wie Beispiel 9 zu entnehmen ist, auch in einem erfindungsgemäßen System mit dem Derivat eines natürlichen Polymers, nämlich Ligninstearat, und einer Fettsäure, die Verwendung einer Fettsäure wie Suberinsäure mit einer Schmelztemperatur, die höher ist als die Glasübergangstemperatur des Ligninstearats zu deutlich schlechteren Ergebnissen in der Wasserdampfbarriereleistung als die Verwendung einer Fettsäure wie Stearinsäure mit einer Schmelztemperatur, die niedriger ist als die Glasübergangstemperatur des Ligninstearats. This is important to prevent the formation of nanostructured surface structures that make the surface superhydrophobic but gas permeable, in particular to make water vapor. As shown in Example 7, prior art superhydrophobic surfaces made from a polymer and a crystallizable organic compound, in which the melting temperature of the crystallizable organic compound is above the glass transition temperature of the polymers, only have poor water vapor barrier performance with a WVTR above 400 g m - 2 d 1 . Correspondingly, as can be seen in Example 9, also in a system according to the invention with the derivative of a natural polymer, namely lignin stearate, and a fatty acid, the use of a fatty acid such as suberic acid with a melting temperature which is higher than the glass transition temperature of the lignin stearate leads to significantly poorer results Results in water vapor barrier performance than using a fatty acid such as stearic acid with a melting temperature lower than the glass transition temperature of the lignin stearate.

Folglich sollte die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung wenigstens 1 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers sein. Beispielsweise kann die Schmelztemperatur Tm der kristallisierbaren organischen Verbindung 1 °C, 2 °C, 3 °C, 4 °C, 5 °C, 7 °C, 10 °C, 12 °C, 15 °C, 17 °C, 20 °C, 22 °C, 25 °C, 30 °C, 35 °C, 40 °C, 45 °C, 50 °C, 55 °C, 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, oder 80 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers sein. Um sicher zu gehen, dass auch nicht teilweise eine superhydrophobe Oberfläche entsteht, sollte der Abstand mehr als 1 °C betragen. Gemäß einer Ausführungsform ist die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung mindestens 5 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers. Gemäß einer Ausführungsform ist die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung mindestens 10 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers. Gemäß einer Ausführungsform ist die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung mindestens 20 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers. Gemäß einer Ausführungsform ist die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung mindestens 30 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers. Die Schmelztemperatur von Stearinsäure liegt etwa 40 °C unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg von Ligninstearat. Gemäß einer Ausführungsform ist die Schmelztemperatur Tm der mindestens einen kristallisierbaren organischen Verbindung mindestens 50 °C niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats eines natürlichen Polymers. Consequently, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound should be at least 1°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. For example, the melting temperature Tm of the crystallizable organic compound may be 1°C, 2°C, 3°C, 4°C, 5°C, 7°C, 10°C, 12°C, 15°C, 17°C, 20°C, 22°C, 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, 75° C, or 80 °C lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. The distance should be more than 1 °C to ensure that a partially superhydrophobic surface is not formed. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 5°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 10°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 20°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. According to one In one embodiment, the melting temperature T m of the at least one crystallizable organic compound is at least 30° C. lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer. The melting temperature of stearic acid is about 40°C below the glass transition temperature Tg of lignin stearate. According to one embodiment, the melting temperature Tm of the at least one crystallizable organic compound is at least 50°C lower than the glass transition temperature Tg of the at least one natural polymer and/or the derivative of a natural polymer.

Dadurch ist die Oberfläche der Streichfarbenschicht nicht superhydrophob. Die Streichfarbenschicht weist also gegenüber Wasser einen Kontaktwickel von nicht mehr als 150° auf. Der Kontaktwinkel kann beispielsweise 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, oder 145° betragen. Auch mit über 145° werden Oberflächen noch als superhydrophob betrachtet. Folglich beträgt der Kontaktwinkel vorzugsweise nicht mehr als 145°. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Kontaktwinkel nicht mehr als 130°. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Kontaktwinkel nicht mehr als 115°. As a result, the surface of the coating color layer is not superhydrophobic. The coating color layer therefore has a contact angle of no more than 150° with respect to water. The contact angle can be, for example, 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, or 145°. Even with over 145°, surfaces are still considered superhydrophobic. Accordingly, the contact angle is preferably not more than 145°. According to one embodiment, the contact angle is no more than 130°. According to one embodiment, the contact angle is no more than 115°.

Ferner weist die Streichfarbenschicht gegenüber einem Wasserstropfen mit einem Volumen von 4 pL vorzugsweise einen Abrollwinkel von mehr als 10 ° auf. Der Abrollwinkel kann beispielsweise 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85°, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170°, 175°, 180° betragen. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Abrollwinkel mehr als 20°. Gemäß einer Ausführungsform beträgt Abrollwinkel mehr als 40°. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Abrollwinkel mehr als 60°. Furthermore, the coating color layer preferably has a roll-off angle of more than 10° with respect to a drop of water with a volume of 4 pL. The roll-off angle can be, for example, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85 °, 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170°, 175°, 180°. According to one embodiment, the roll-off angle is more than 20°. According to one embodiment, the roll-off angle is more than 40°. According to one embodiment, the roll-off angle is more than 60°.

Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindungen bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%. Unterhalb von 1 Gew.-% kann keine messbare Kristallinität erzeugt werden, sondern die gesamte Streichfarbenschicht bleibt amorph. Bei Verwendung von mehr als 60 % kristallisierbarer organische Verbindung wird der Film zu inhomogen und es können Löcher entstehen, welche die Barriereleistung einschränken. Beispielsweise kann die kristalline organische Verbindung einen Anteil von 1 Gew.-%, 2 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.-%, 8 Gew.-%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.-%, 20 Gew.-%, 22 Gew.-%, 24 Gew.- %, 26 Gew.-%, 28 Gew.-%, 30 Gew.-%, 32 Gew.-%, 34 Gew.-%, 36 Gew.-%, 38 Gew.-%, 40 Gew.-%, 42 Gew.-%, 44 Gew.-%, 46 Gew.-%, 48 Gew.-%, 50 Gew.-%, 52 Gew.-%, 54 Gew.-%, 56 Gew.-%, 58 Gew.-%, oder 60 Gew.-% in der Streichfarbenschicht ausmachen. Die Erfinder konnten experimentell zeigen, dass Barriereleistung nicht durchgehend mit Erhöhung der Kristallinität ebenfalls steigt. Vielmehr wird beispielsweise für die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure ein Minimum der WVTR einen Anteil von bei etwa 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht erhalten. Oberhalb von 50 Gew.-% ist in der Regel keine Erhöhung der Barriereleistung zu erwarten. Unterhalb von 3 Gew. % kann nur eine geringe Kristallinität erreicht werden, die die die Barriereleistung kaum beeinflusst. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der kristallinen organischen Verbindung im Bereich von 3 bis 50 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der kristallinen organischen Verbindung im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der kristallinen organischen Verbindung im Bereich von 25 bis 35 Gew.-% liegt. According to one embodiment, the proportion of the crystallizable organic compounds, based on the total mass of the coating color layer, is in the range from 1 to 60% by weight. Below 1% by weight, no measurable crystallinity can be generated, but the entire coating color layer remains amorphous. If more than 60% crystallizable organic compound is used, the film becomes too inhomogeneous and holes can form, which limit the barrier performance. For example, the crystalline organic compound can be a proportion of 1% by weight, 2% by weight, 4% by weight, 5% by weight, 6% by weight, 8% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14 wt%, 16 wt%, 18 wt%, 20 wt%, 22 wt%, 24 wt%, 26 wt%, 28 wt%, 30 wt% -%, 32 wt%, 34 wt%, 36 wt%, 38 wt%, 40 wt%, 42 wt%, 44 wt%, 46 wt% , 48% by weight, 50% by weight, 52% by weight, 54% by weight, 56% by weight, 58% by weight, or 60% by weight in the coating color layer. The inventors were able to show experimentally that barrier performance does not increase consistently with increasing crystallinity. Rather, for example for the crystallizable organic compound stearic acid, a minimum of the WVTR is obtained with a proportion of around 30% by weight, based on the total mass of the coating color layer. Generally, no increase in barrier performance is to be expected above 50% by weight. Below 3% by weight, only a low level of crystallinity can be achieved, which hardly affects the barrier performance. According to one embodiment, the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 3 to 50% by weight. According to one embodiment, the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 5 to 40% by weight. According to one embodiment, the proportion of the crystalline organic compound is in the range from 25 to 35% by weight.

Die kristallisierbaren organischen Verbindungen sind bevorzugt zumindest teilweise kettenförmige Kohlenwasserstoffe, die bevorzugt verzweigt sind. Die Anlagerung gleichartiger Ketten solch kettenförmiger Kohlenwasserstoffe erlaubt die Kristall bzw. Kristallitbildung. The crystallizable organic compounds are preferably at least partially chain hydrocarbons, which are preferably branched. The addition of similar chains of such chain-like hydrocarbons allows crystal or crystallite formation.

Erfindungsgemäß einsetzbare kristallisierbare organische Verbindungen sind beispielsweise Fettsäuren, Fettsäureamide, Fettsäureester, Salze von Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren, Hydroxyfettsäureamide, Hydroxyfettsäureester, Salze von Hydroxyfettsäuren, oder Dicarbonsäuren, sowie deren Dicarbonsäureestern, Dicarbonsäureamiden oder Salzen von Dicarbonsäuren. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Dicarbonsäuren sind Tetradecandisäure, Hexadecandisäure, Octadecandisäure, Icosandisäure, oder Docosandisäure. Es handelt sich bei der kristallisierbaren organischen Verbindung vorzugsweise nicht um Stärke. Die kristallisierbare organische Verbindung ist vorzugsweise keine Suberinsäure, insbesondere nicht wenn das natürliche Polymer Lignin oder Ligninstearat ist. Die als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzte Fettsäure kann eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäure mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen sein. Beispiele für gesättigte Fettsäuren sind Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Laccersäure, Geddinsäure. Beispiele für ungesättige Fettsäuren sind Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Margaroleinsäure, Petroselinsäure, Ölsäure (OA), Elaidinsäure, Vaccensäure, Gadoleinsäure, Gondosäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, und Nervonsäure. Beispiele für ungesättige Fettsäuren sind Linolsäure (LA), a-Linolensäure (ALA), y-Linolensäure (GLA), Calendulasäure, Punicinsäure, Alpha-Eleostearinsäure, Beta-Eleostearinsäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Eicosapentaensäure (Timnodonsäure, EPA), Docosadiensäure, Docosatetraensäure (Adrensäure, ADA), Docosapentaensäure, (Clupa(no)donsäure), (DPA-3) Docosahexaensäure (Cervonsäure, Clupanodonsäure, DHA) und Tetracosahexaensäure (Nisinsäure). Examples of crystallizable organic compounds that can be used according to the invention are fatty acids, fatty acid amides, fatty acid esters, salts of fatty acids, hydroxy fatty acids, hydroxy fatty acid amides, hydroxy fatty acid esters, salts of hydroxy fatty acids, or dicarboxylic acids and their dicarboxylic esters, dicarboxylic acid amides or salts of dicarboxylic acids. Examples of dicarboxylic acids which can be used according to the invention are tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, icosanedioic acid or docosanedioic acid. The crystallizable organic compound is preferably not starch. The crystallizable organic compound is preferably not suberic acid, especially when the natural polymer is lignin or lignin stearate. The fatty acid used as the crystallizable organic compound can be a saturated or unsaturated fatty acid having 12 to 40 carbon atoms. Examples of saturated fatty acids are lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, montanic acid, melissic acid, lacceric acid, geddic acid. Examples of unsaturated fatty acids are myristoleic acid, palmitoleic acid, margaroleic acid, petroselinic acid, oleic acid (OA), elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, gondoic acid, cetolic acid, erucic acid, and nervonic acid. Examples of unsaturated fatty acids are linoleic acid (LA), a-linolenic acid (ALA), y-linolenic acid (GLA), calendulic acid, punicic acid, alpha-eleostearic acid, beta-eleostearic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid (timnodonic acid, EPA), docosadienoic acid, docosatetraenoic acid (adrenic acid, ADA), docosapentaenoic acid, (clupa(no)donic acid), (DPA-3) docosahexaenoic acid (cervonic acid, clupanodonic acid, DHA) and tetracosahexaenoic acid (nisic acid).

Gemäß einer Ausführungsform weist die als kristallisieren der organische Verbindungen verwendete Fettsäuren 16 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 oder 1 Doppelbindung auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Fettsäure ausgewählt aus Margarinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Linolsäure, a-Linolensäure, y-Linolinsäure. Gemäß einer Ausführungsform ist die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure oder dessen Amid oder Salz. According to one embodiment, the fatty acid used as the organic compound to crystallize has 16 to 18 carbon atoms and 0 or 1 double bond. According to one embodiment, the fatty acid is selected from margaric acid, stearic acid, palmitic acid, linoleic acid, α-linolenic acid, γ-linolenic acid. According to one embodiment, the crystallizable organic compound is stearic acid or its amide or salt.

Erfindungsgemäße Fettsäuresalze sind Chrom(lll)chlorid-Komplexe mit Fettsäuren, sowie Aluminium-, Calcium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze. Bevorzugte Fettsäuresalze sind monovalente Salze aus Natrium-, Kalium- oder Ammonium- Ionen. Fatty acid salts according to the invention are chromium(III) chloride complexes with fatty acids, and aluminium, calcium, sodium, potassium and ammonium salts. Preferred fatty acid salts are monovalent salts of sodium, potassium or ammonium ions.

Die wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung kann als Fettsäuregemisch oder Wachs in der Streichfarbe vorliegen. Als Wachs kommen erfindungsgemäß unter anderem Carnaubawachs, Candeliliawachs, Bienenwachs, und Japanwachs in Frage. The at least one crystallizable organic compound can be present in the coating color as a fatty acid mixture or wax. According to the invention, suitable waxes include carnauba wax, candelilia wax, beeswax and Japan wax.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Fettsäuregemisch ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Linolsäure, und/oder Linolensäure. Weitere Beispiele für Fettsäuregemische sind ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Ölsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Linolsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Linolsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Ölsäure und Linolsäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Ölsäure und Linolensäure, ein Gemisch aus Stearinsäure, Linolsäure und Linolensäure. According to one embodiment, the fatty acid mixture is a mixture of stearic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid and/or linolenic acid. Further examples of fatty acid mixtures are a mixture of stearic acid, palmitic acid and oleic acid, a mixture of stearic, linoleic and linolenic acids, a mixture of stearic, palmitic and linoleic acids, a mixture of stearic, palmitic and linolenic acids, a mixture of stearic, oleic and linoleic acids, a mixture of stearic, oleic and linolenic acids, a mixture from stearic acid, linoleic acid and linolenic acid.

Erfindungsgemäß kann der Anteil der natürlichen Polymere oder deren Derivate bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 40 bis 99 Gew.-% liegen. Dabei kann nur ein Polymer oder dessen Derivat eingesetzt werden aber auch Mischungen von natürlichen Polymeren, Mischungen von Derivaten natürlicher Polymere oder Mischungen von natürlichen Regierungen und Derivaten von natürlichen Polymeren. Ohne an die Theorie gebundenen sein zu wollen, bilden die natürlichen Polymere oder deren Derivate zum einen die amorphen Bereiche und sind zum anderen in die Ausbildung der kristallinen Bereiche involviert. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die natürlichen Polymere die amorphe Matrix bilden in die die kristallinen Bereiche eingebettet sind. Der Anteil der natürlichen Polymere ist abhängig von dem Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung(en) und der Präsenz möglicher weiterer Bestandteile. Beispielsweise können die natürlichen Polymere oder deren Derivate einen Anteil von 40 Gew.-%, 42 Gew.-%, 44 Gew.-%, 46 Gew.-%, 48 Gew.-%, 50 Gew.-%, 52 Gew.-%, 54 Gew.-%, 56 Gew.-%, 58 Gew.-%, 60 Gew.-%, 62 Gew.-%, 64 Gew.-%, 66 Gew.-%, 68 Gew.-%, 70 Gew. %, 72 Gew.-%, 74 Gew.-%, 76 Gew.-%, 78 Gew.-%, 80 Gew.-%, 82 Gew. %, 84 Gew.-%, 86 Gew.-%, 88 Gew.-%, 90 Gew.-% 92 Gew.-%, 94 Gew.-%, 96 Gew.-%, 98 Gew.-%, oder 99 Gew.-% aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der natürlichen Polymere im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der natürlichen Polymere im Bereich von 60 bis 90 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der natürlichen Polymere im Bereich von 65 bis 75 Gew.-%. According to the invention, the proportion of the natural polymers or their derivatives, based on the total mass of the coating color layer, can be in the range from 40 to 99% by weight. Only one polymer or its derivative can be used, but also mixtures of natural polymers, mixtures of derivatives of natural polymers or mixtures of natural derivatives and derivatives of natural polymers. Without wishing to be bound by theory, the natural polymers or their derivatives form the amorphous areas on the one hand and are involved in the formation of the crystalline areas on the other. It is assumed that the natural polymers form the amorphous matrix in which the crystalline areas are embedded. The proportion of the natural polymers depends on the proportion of the crystallizable organic compound(s) and the presence of other possible components. For example, the natural polymers or their derivatives can have a proportion of 40% by weight, 42% by weight, 44% by weight, 46% by weight, 48% by weight, 50% by weight, 52% by weight -%, 54 wt%, 56 wt%, 58 wt%, 60 wt%, 62 wt%, 64 wt%, 66 wt%, 68 wt% , 70 wt%, 72 wt%, 74 wt%, 76 wt%, 78 wt%, 80 wt%, 82 wt%, 84 wt%, 86 wt% -%, 88% by weight, 90% by weight, 92% by weight, 94% by weight, 96% by weight, 98% by weight, or 99% by weight. According to one embodiment, the proportion of the natural polymers is in the range from 50 to 95% by weight. According to one embodiment, the proportion of the natural polymers is in the range from 60 to 90% by weight. According to one embodiment, the proportion of the natural polymers is in the range from 65 to 75% by weight.

Erfindungsgemäß einsetzbare natürliche Polymere sind beispielsweise Kohlenwasserstoffe wie Kautschuk oder Balata, Proteine, wie Kollagen, Keratin, Fibroin, Nukleinsäuren, Polysaccharide wie Alginat, Agar-Agar, Cutin, Suberin, Lignin, Cellulose, Chitosan, und Stärke, Lipide, Polylactid (PLA), Polyhydroxybutyrat (PHB), und Polyhydroxyalkonoat (PHA). Erfindungsgemäße Derivate sind Cellulosederivate, wie Methylcellulose (MC) und Hydroxypropylmethyl-Cellulose (HPMC), Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Stärkederivate wie methylierte Stärke, ethylierte Stärke; Hydroxyethylstärke, Hydroxypropylstärke, Carboxymethylstärke, Stärkeformiat, Stärkeacetat, Stärkepropionat, oder Stärkebutyrat, Suberinderivate, Cutinderivate, oder Ligninderivate. Es wird davon ausgegangen, dass diese natürlichen Polymere und deren Derivate dazu geeignet sind, eine amorphe Matrix um eine kristallisierbare organische Verbindung herum auszubilden. Die kristallisierbare organische Verbindung ist vorzugsweise nicht identisch mit dem natürlichen Polymer oder dessen Derivat. Es handelt sich folglich bei den kristallinen und amorphen Bereichen der erfindungsgemäßen Streichfarbenschicht nicht lediglich um verschiedene Zustandsformen einer Substanz. Natural polymers that can be used according to the invention are, for example, hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, lipids, polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA). Derivatives according to the invention are cellulose derivatives such as methyl cellulose (MC) and hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), starch derivatives such as methylated starch, ethylated starch; Hydroxyethyl starch, hydroxypropyl starch, carboxymethyl starch, starch formate, starch acetate, starch propionate, or starch butyrate, suberin derivatives, cutin derivatives, or lignin derivatives. It is believed that these natural polymers and their derivatives are capable of forming an amorphous matrix around a crystallizable organic compound. The crystallizable organic compound is preferably not identical to the natural polymer or its derivative. Consequently, the crystalline and amorphous areas of the coating color layer according to the invention are not just different states of a substance.

Die Fettsäuren gelten für den menschlichen Organismus als absolut unbedenklich und werden unter der Bezeichnung E 570 auf der Zutatenliste von Nahrungsmitteln geführt, sind also für Nahrungsmittel geeignet („Dual-Use-Substance“). Dies ist ein Vorteil für den Einsatz in Verpackungsmaterialen für Nahrungsmittel wie das erfindungsgemäße gestrichene Papier, da es aufgrund des (längeren) Kontakts gegebenenfalls zu einer Stoffübertragung von Verpackung zu Lebensmittel kommen kann. The fatty acids are considered absolutely harmless for the human organism and are listed under the designation E 570 on the list of ingredients for food, so they are suitable for food ("dual-use substance"). This is an advantage for use in packaging materials for foodstuffs, such as the coated paper according to the invention, since the (prolonged) contact may result in mass transfer from the packaging to the foodstuff.

Gemäß einer Ausführungsform ist das natürliche Polymer Suberin. Suberin ist ein pflanzliches Biopolymer, das in Zellwänden eingelagert ist. Suberinisierte Zellen finden sich sowohl im sekundären Abschlussgewebe als auch in unterirdischen Pflanzenorganen. Namengebend für Suberin ist die Korkeiche (Quercus subet . Das Suberin kann in zwei verschiedene Domänen gegliedert werden: eine polyphenolische und eine polyaliphatische Domäne. In der polyaliphatischen Fraktion wurden Dicarbonsäuren, Hydroxysäuren, langkettige Fettsäuren und Hydroxyzimtsäuren gefunden. Die gegenwärtige Forschung liefert zudem Hinweise, dass auch Glycerol ein sehr prominentes Monomer der Verbindung ist. Der phenolische Anteil zeigt eine Ähnlichkeit zum Lignin. Allerdings liegt bei ihm der Anteil an Monolignolen deutlich unter dem des Lignins. Aufgrund der Ester-Bindungen im Suberin scheint das Modell der chemischen Struktur des Suberin dem Modell der chemischen Struktur der Lignin-Fettsäure-Estern zu ähneln, was auf eine Übertragbarkeit der vorliegend gezeigten Ergebnisse auf Suberin schließen lässt. Gemäß einer Ausführungsform ist das natürliche Polymer Lignin. Lignin ist ein hochmolekularer, aromatischer Stoff der in verholzenden Pflanzen die Räume zwischen den Zellmembranen ausfüllt und zu Holz werden lässt. Lignin kann als höhermolekularer (MR ca. 5000 bis 10000) Abkömmling des Phenylpropans betrachtet werden, die je nach Holzart aus Strukturen zusammensetzt, welche auf Cumarylalkohol, Coniferylalkohol oder Sinapylalkohol zurückführen lässt. Das Lignin verschiedener Holz- bzw. Pflanzenarten (Gräser, Laub- oder Nadelbäume) unterscheidet sich durch den prozentualen Anteil der Alkohole. Die Bestandteile vernetzen sich in vielfältiger Form miteinander (Ether- und C-C-Bindungen) und bilden somit ein dreidimensionales Netzwerk. Neben der Variabilität jedes einzelnen Ligninmoleküls unterscheidet sich zudem das Lignin verschiedener Holz- bzw. Pflanzenarten durch die Anteile der Alkohole bzw. der davon abgeleiteten Phenylreste: Nadelholz-Lignin enthält überwiegend Coniferyl-Einheiten (etwa 90 %), die einen Guajacylrest (3-Methoxy-4-hydroxy-phenylrest) besitzen und daher als G- Lignin bezeichnet wird. Laubholzlignin enthält wechselnde Anteile von Guajacylresten und Sinapyl-Elemente, die einen Syringylrest (3,5-Methoxy-4-hydroxy-phenylrest) enthalten. Der Syringylanteil kann zwischen 5 und 65 Prozent betragen, die resultierenden Lignine werden als GS-Lignin bezeichnet. Das Lignin der teilweise verholzten Gräser und anderer Einkeimblättriger zeichnet sich durch einen hohen Anteil von etwa 15 bis 35 Prozent Cumaryl-Elementen aus, die das para-Hydroxy- Phenylpropan bilden und gemeinsam mit einem Syringylanteil in gleicher Höhe und einem Guajacylanteil von 50 bis 70 Prozent die HGS-Lignine bilden According to one embodiment, the natural polymer is suberin. Suberin is a plant biopolymer that is embedded in cell walls. Suberinized cells are found both in the secondary closure tissue and in subterranean plant organs. Suberin is named after the cork oak tree (Quercus subet. Suberin can be divided into two different domains: a polyphenolic and a polyaliphatic domain. Dicarboxylic acids, hydroxy acids, long-chain fatty acids and hydroxycinnamic acids were found in the polyaliphatic fraction. Current research also provides evidence that Glycerol is also a very prominent monomer of the compound. The phenolic part shows a similarity to lignin. However, the proportion of monolignols is significantly lower than that of lignin. Due to the ester bonds in suberin, the model of the chemical structure of suberin appears to the model to resemble the chemical structure of the lignin fatty acid esters, which suggests that the results shown here can be transferred to suberin. According to one embodiment, the natural polymer is lignin. Lignin is a high-molecular, aromatic substance that fills the spaces between the cell membranes in woody plants and turns them into wood. Lignin can be regarded as a higher-molecular (MR approx. 5000 to 10000) derivative of phenylpropane which, depending on the type of wood, is composed of structures which can be traced back to coumaryl alcohol, coniferyl alcohol or sinapyl alcohol. The lignin of different types of wood or plants (grasses, deciduous or coniferous trees) differs in the percentage of alcohol. The components network with each other in a variety of ways (ether and CC bonds) and thus form a three-dimensional network. In addition to the variability of each individual lignin molecule, the lignin of different wood and plant species also differs in the proportion of alcohols or the phenyl residues derived from them: softwood lignin contains predominantly coniferyl units (about 90%), which have a guaiacyl residue (3-methoxy -4-hydroxy-phenyl radical) and is therefore referred to as G-lignin. Hardwood lignin contains varying proportions of guaiacyl residues and sinapyl elements containing a syringyl residue (3,5-methoxy-4-hydroxy-phenyl residue). The syringyl content can be between 5 and 65 percent, the resulting lignins are called GS lignins. The lignin of partially woody grasses and other monocots is characterized by a high proportion of about 15 to 35 percent cumaryl elements, which form the para-hydroxyphenylpropane, along with an equal amount of syringyl and a guaiacyl proportion of 50 to 70 percent that form HGS lignins

Erfindungsgemäß kann das Lignin aus Nadelhölzern, Laubhölzern, Graspflanzen oder Einjahrespflanzen gewonnen sein. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um aus Nadelhölzern gewonnenes Lignin. Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich um aus Laubhölzern gewordenes Lignin. According to the invention, the lignin can be obtained from conifers, deciduous trees, grass plants or annual plants. According to one embodiment, the lignin is obtained from softwoods. According to a further embodiment, it is lignin made from deciduous trees.

Dem Fachmann sind verschiedene Verfahren zur Gewinnung von Lignin bekannt diese umfassen das Kraft-Verfahren, das Sulfit-Verfahren, das Soda-Antrachinon- Verfahren, das GRANIT-Verfahren, AlcellTM-Verfahren und Organocell-Verfahren. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um mittels dem Kraft-Verfahren aus Nadelhölzern gewonnenes Lignin. Diese Verfahren sind in Nitz et al. 2001 zusammengefasst. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um mittels dem Kraft-Verfahren aus Laubhölzern gewonnenes Lignin. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Derivat eines natürlichen Polymers um einen Ester eines natürlichen Polymers. Erfindungsgemäß geeignete Ester von natürlichen Polymeren sind Cellusoseester, Stärkeester, Cutinester, Suberinester und Ligninester. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um einen Ester von Lignin und ein oder mehreren Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren oder Dicarbonsäuren. Various processes for obtaining lignin are known to those skilled in the art and include the Kraft process, the sulfite process, the soda anthraquinone process, the GRANIT process, the Alcell process and the Organocell process. According to one embodiment, the lignin is obtained from softwoods using the Kraft process. These methods are described in Nitz et al. summarized in 2001. According to one embodiment, the lignin is obtained from hardwoods using the Kraft process. According to one embodiment, the derivative of a natural polymer is an ester of a natural polymer. Esters of natural polymers which are suitable according to the invention are cellulose esters, starch esters, cutin esters, suberin esters and lignin esters. According to one embodiment, it is an ester of lignin and one or more fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids.

Die für die Veresterung des Lignins verwendete Säure vorzugsweise eine ähnliche Kettenlänge und einen ähnlichen Grad der Verzweigung wie die als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzte Säure. Die Kettenlänge der beiden Säuren sollte um nicht mehr als 8 C-Atom abweichen. Bevorzugt weicht die Kettenlänge um nicht mehr als 5 C-Atome ab. Besonders bevorzugt liegt der Unterschied in der Kettenlänge bei nicht mehr als 3 C-Atomen. Zusätzlich sollte die Anzahl der Doppelbindungen also der Grad der Sättigung zwischen der für die Veresterung des Lignins und der als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzten Säure übereinstimmen. The acid used for the esterification of the lignin preferably has a similar chain length and degree of branching as the acid used as the crystallizable organic compound. The chain length of the two acids should not differ by more than 8 carbon atoms. The chain length preferably differs by no more than 5 carbon atoms. The difference in chain length is particularly preferably not more than 3 carbon atoms. In addition, the number of double bonds, i.e. the degree of saturation, should match between the acid used for the esterification of the lignin and the acid used as the crystallizable organic compound.

Gemäß einer Ausführungsform enthält die Streichfarbe bzw. die Streichfarbenschicht einen Ester eines natürlichen Polymers, wobei die Fettsäure identisch mit wenigstens einer als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzten Fettsäure ist. Die Auswahl identischer Fettsäuren bietet die besten Voraussetzungen für die Ausbildung der Kristalle in der semikristallinen Streichfarbenschicht. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Streichfarbe bzw. die Streichfarbenschicht einen Ligninfettsäureester, wobei die Fettsäure identisch mit wenigstens einer als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzten Fettsäure ist. Ein weiterer Vorteil der Verwendung identischer Fettsäuren ist es, dass die bei der Veresterung nicht reagierte überschüssige Fettsäure verwendet werden kann. Dadurch wird ein Verfahrensschritt gespart. Gemäß einer Ausführungsform ist die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure und das Derivat eines natürlichen Polymers Ligninstearat ist. According to one embodiment, the coating color or the coating color layer contains an ester of a natural polymer, the fatty acid being identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound. The selection of identical fatty acids offers the best conditions for the formation of the crystals in the semi-crystalline coating color layer. According to one embodiment, the coating color or the coating color layer contains a lignin fatty acid ester, the fatty acid being identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound. Another advantage of using identical fatty acids is that the excess fatty acid that did not react during the esterification can be used. This saves one process step. In one embodiment, the crystallizable organic compound is stearic acid and the natural polymer derivative is lignin stearate.

Die Synthese des Esters des natürlichen Polymers kann nach dem Prinzip einer Schotten-Baumann-Veresterung durchgeführt werden (siehe Beispiel 2). Geeignete Reaktionsbedingungen sind dem Fachmann bekannt und können Beispiel 2 entnommen werden. Beispielsweise kann das Ligninstearat durch Reaktion von Stearinsäurechlorid mit Kraft-Lignin erhalten. Das erfindungsgemäß zur Herstellung des gestrichenen Papiers verwendete Ligninstearat kann eine Veresterungszahl von wenigstens 40 % aufweisen. Die Veresterungszahl kann beispielsweise 40 %, 45 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %oder 95 % betragen. Gemäß Ausführungsform liegt die Veresterungszahl bei mindestens 90 %. The synthesis of the ester of the natural polymer can be carried out according to the principle of a Schotten-Baumann esterification (see example 2). Suitable reaction conditions are known to those skilled in the art and can be found in Example 2. For example, the lignin stearate can be obtained by reacting stearic acid chloride with Kraft lignin. The lignin stearate used according to the invention to produce the coated paper can have an esterification number of at least 40%. The esterification number can be, for example, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or 95%. According to the embodiment, the esterification number is at least 90%.

Ferner weist das Ligninstearat bevorzugt eine Erweichungstemperatur Tg im Bereich von 70 bis 140 °C auf. Oberhalb von 140 °C würde ggf. bei der technischen Anwendung zu Problemen kommen, da vermutlich die Verarbeitung (Schmelzdispergierung, Trocknung und Verfilmung) problematisch wäre. Unterhalb von etwa 70 °C kann die Matrix nach der Trocknung noch zu weich bleiben und es beispielsweise beim Aufrollen der Papierbahnen zum „Verkleben“ und späteren Ablösen der Beschichtung beim Abwickeln der Bahnen kommen. Die Temperatur kann beispielsweise 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C oder 140 °C betragen. Noch berovzugter, weist das Ligninstearat eine Erweichungstemperatur Tg im Bereich von 120 bis 140 °C auf. Furthermore, the lignin stearate preferably has a softening point Tg in the range from 70 to 140.degree. Above 140 °C, there might be problems in the technical application, since the processing (melt dispersion, drying and filming) would probably be problematic. Below about 70 °C, the matrix can still remain too soft after drying and, for example, when the paper webs are rolled up, the coating can “stick” and later detach when the webs are unwound. For example, the temperature can be 70°C, 75°C, 80°C, 85°C, 90°C, 95°C, 100°C, 105°C, 110°C, 120°C, 125°C, 130° C, 135 °C or 140 °C. Even more preferably, the lignin stearate has a softening point Tg in the range of 120 to 140°C.

Die Streichfarbenschicht kann je nach Einsatzgebiet und Anforderungen einen oder mehrere weitere Inhaltsstoffe enthalten, beispielsweise ein Schutzkolloid oder einen Füllstoff. Schutzkolloide sind insbesondere dafür geeignet, die Partikel in wässriger Dispersion stabil zu halten und so ein homogenes Streichen des Papiers zu ermöglichen. Geeignete Schutzkolloide sind Polyvinylalkohol, Polysorbate, PEG- Alkoxylate, und Sorbitanfettsäureester (SPAN). Geeignete Füllstoffe sind insbesondere Pigmente wie Nanoclay. Nanoclay wird als Beschleuniger für die Kristallisierung. Depending on the area of application and the requirements, the coating color layer can contain one or more other ingredients, for example a protective colloid or a filler. Protective colloids are particularly suitable for keeping the particles stable in aqueous dispersion and thus enabling the paper to be coated homogeneously. Suitable protective colloids are polyvinyl alcohol, polysorbates, PEG alkoxylates and sorbitan fatty acid esters (SPAN). Suitable fillers are in particular pigments such as nanoclay. Nanoclay is used as an accelerator for crystallization.

Sowohl das eingesetzte natürliche Polymer oder dessen Derivat als auch die kristallisierte organische Verbindung kann Verunreinigungen enthalten, die durch die Gewinnung bzw. Herstellung bedingt sind. Als Verunreinigungen kommen beispielsweise infrage nicht verestertes Lignin-Polymer aber auch Polysaccharide, wie Cellulosen und Xylane. Bevorzugt machen diese Verunreinigungen nur einen sehr geringen Teil der Streichfarbe und damit der entstehenden Streichfarbenschicht aus. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der Verunreinigungen in der Streichfarbenschicht bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht unterhalb von 1 Gew-%. Both the natural polymer used or its derivative and the crystallized organic compound can contain impurities that are caused by extraction or production. Possible impurities are, for example, non-esterified lignin polymers, but also polysaccharides such as celluloses and xylans. These impurities preferably make up only a very small part of the coating color and thus of the resulting coating color layer. According to one embodiment, the proportion of impurities is in the Coating color layer based on the total mass of the coating color layer below 1% by weight.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Streichfarbe bis auf unvermeidliche Verunreinigungen kein synthetisches Polymer auf, das erdölbasiert und nicht biologisch abbaubar ist. According to one embodiment, apart from unavoidable impurities, the coating color does not contain any synthetic polymer that is petroleum-based and non-biodegradable.

Aufgrund der in der Streichfarbenschicht vorhandenen Materialien ist das gestrichene Papier ist biologisch abbaubar. „Biologische Abbaubarkeit“ bezeichnet das Vermögen organischer Chemikalien, biologisch, also durch Lebewesen oder deren Enzyme zersetzt zu werden. Im Idealfall verläuft dieser chemische Metabolismus vollständig bis zur Mineralisierung, kann aber auch bei abbaustabilen Transformationsprodukten stehen bleiben. Allgemein anerkannt sind die Richtlinien zur Prüfung von Chemikalien der OECD, die auch im Rahmen der Chemikalienzulassung verwendet werden. Die Tests der OECD-Testserie 301 (A-F) weisen einen raschen und vollständigen biologischen Abbau (ready biodegradability) unter aeroben Bedingungen nach. Unterschiedliche Testmethoden stehen für gut oder schlecht lösliche sowie für flüchtige Substanzen zur Verfügung. Bioabbaubar“ oder „biologisch abbaubar“ im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Papiere bezeichnet, die eine Bioabbaubarkeit gemessen nach OECD 301 F von mindestens 40 % aufweisen oder gemessen nach OECD 302 C (MITI-Il-Test) von mindestens 20 % aufweisen und somit eine inhärente oder grundsätzliche Abbaubarkeit aufweisen. Dies entspricht dem Grenzwert für die OECD 302 C gemäß „Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, section 3, Part 1 , dated 23 March 2006“. Ab einem Grenzwert von mindestens 60 % gemessen nach OECD 301 F werden Mikrokapselwände vorliegend auch als rasch bioabbaubar bezeichnet. Coated paper is biodegradable due to the materials present in the coating color layer. "Biodegradability" refers to the ability of organic chemicals to be broken down biologically, i.e. by living beings or their enzymes. In the ideal case, this chemical metabolism proceeds completely up to mineralization, but it can also stop in the case of transformation products that are stable in degradation. The guidelines for the testing of chemicals from the OECD, which are also used in the context of chemical approval, are generally recognised. The tests of the OECD test series 301 (A-F) demonstrate rapid and complete biodegradation (ready biodegradability) under aerobic conditions. Different test methods are available for readily or poorly soluble as well as for volatile substances. Biodegradable" or "biodegradable" in the sense of the present invention refers to papers that have a biodegradability measured according to OECD 301 F of at least 40% or measured according to OECD 302 C (MITI-II test) of at least 20% and thus have a inherent or fundamental degradability. This corresponds to the limit value for the OECD 302 C according to "Revised Introduction to the OECD Guidelines for testing of Chemicals, Section 3, Part 1 , dated 23 March 2006". From a limit value of at least 60% measured according to OECD 301 F, microcapsule walls are also referred to as rapidly biodegradable.

Gemäß einer Ausführungsform weist das gestrichene Papier eine leichte biologische Abbaubarkeit gemäß OECD 301 auf. According to one embodiment, the coated paper has ready biodegradability according to OECD 301.

Darüber hinaus ist das gestrichene Papier recyclebar. Als Papierrecycling wird die Auflösung und Aufbereitung von Altpapier, gebrauchtem Karton und Pappe in Anlagen der Papierindustrie mit dem Ziel bezeichnet, daraus wieder neues Papier, Karton und Pappe herzustellen. In geringem Umfang wird dabei aus dem verwerteten Altpapier zunächst Altpapierstoff als Halbstoff hergestellt, der erst später zur Herstellung neuen Papiers eingesetzt wird. Die Druckfarbenentfernung oder auch Deinking (von englisch ink = „Druckfarbe“, „Tinte“) ist der Schlüsselprozess beim Papierrecycling zum Entfernen der Druckfarbe aus bedrucktem Altpapier. Die Bewertung der Recyclierbarkeit kann beispielsweise mit der INGEDE-Methode 11 vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße gestrichene Papier erreicht einen mit der INGEDE-Methode 11 einen deinkability score von über 50. Bevorzugt liegt der deinkability score bei über 70. In addition, the coated paper is recyclable. Paper recycling is the dissolving and processing of waste paper, used cardboard and cardboard in plants of the paper industry with the aim of producing new paper, cardboard and cardboard from it. To a small extent, waste paper pulp is first produced as pulp from the recovered paper, which is only later used for Production of new paper is used. Ink removal or deinking is the key process in paper recycling to remove ink from printed waste paper. The evaluation of the recyclability can be carried out with the INGEDE method 11, for example. The coated paper according to the invention achieves a deinkability score of over 50 using the INGEDE method 11. The deinkability score is preferably over 70.

Mit den erfindungsgemäß verwendeten Komponenten der streitbaren Schicht kann das gestrichene Papier für den direkten oder indirekten Lebensmittelkontakt zugelassen werden. Insbesondere ist es für eine Zulassung gemäß den Richtlinien der European Food Safety Authority geeignet. With the components of the contestable layer used according to the invention, the coated paper can be approved for direct or indirect food contact. In particular, it is suitable for approval in accordance with the guidelines of the European Food Safety Authority.

Als Basispapier für das gestrichene Papier kommen grundsätzlich alle Arten von Papier infrage, also sowohl Pappe als auch Karton oder normales Papier. Zur Verpackung von Lebensmitteln sind häufig Papiere mit geringen Flächengewicht gefragt, da diese flexibel und materialsparend sind. Gerade bei solchen Papieren führt die erfindungsgemäße Streichfarbenschicht zu einer starken Erhöhung der Barriereleistung. In principle, all types of paper can be used as the base paper for the coated paper, i.e. cardboard, cardboard or normal paper. Paper with a low grammage is often required for food packaging, as it is flexible and saves on material. It is precisely with such papers that the coating color layer according to the invention leads to a strong increase in the barrier performance.

Gemäß einer Ausführungsform hat das Basispapier ein Flächengewicht von weniger als 150 g rrr2 Das Flächengewicht kann beispielsweise 150 g rrr2, 145 g rrr2, 140 g m2, 135 g m 2, 130 g m 2, 125 g m 2, 120 g m 2, 115 g m 2, 110 g m 2, 105 g m 2, 100 g m 2, 95 g nr2, 90 g nr2, 85 g nr2, 80 g m-2, 75 g nr2, 70 g nr2, 65 g m-2, 60 g nr2, 55 g nr2, 50 g nr2, 45 g nr2, 40 g m-2, 35 g m 2 oder 30 g m 2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht unterhalb von 100 g m 2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht unterhalb von 80 g m 2. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Flächengewicht im Bereich von 50 bis 80 g m 2. According to one embodiment, the base paper has a basis weight of less than 150 g rrr 2 The basis weight can be, for example, 150 g rrr 2 , 145 g rrr 2 , 140 gm 2 , 135 gm 2 , 130 gm 2 , 125 gm 2 , 120 gm 2 , 115 gm 2 , 110 gm 2 , 105 gm 2 , 100 gm 2 , 95 g nr 2 , 90 g nr 2 , 85 g nr 2 , 80 g m- 2 , 75 g nr 2 , 70 g nr 2 , 65 g m- 2 , 60 g nr 2 , 55 g nr 2 , 50 g nr 2 , 45 g nr 2 , 40 g m- 2 , 35 gm 2 or 30 gm 2 . According to one embodiment, the basis weight is below 100 gm 2 . According to one embodiment, the basis weight is below 80 gm 2 . According to one embodiment, the basis weight is in the range of 50 to 80 gm 2 .

Das gestrichene Papier kann zusätzlich zu der semikristallinen Streichfarbenschicht weitere Schichten enthalten. Gemäß einer Ausführungsform enthält das gestrichene Papier eine weitere Schicht ausgewählt aus einer Streichfarbe, einer Tinte, einem Siegelmedium und einem Kleber. Die weitere Schicht kann auf der semikristallinen Streichfarbenschicht, zwischen Basispapier und semikristalliner Streichfarbenschicht oder auf der der semikristallinen Streichfarbenschicht gegenüberliegenden Seite des Basispapiers angeordnet sein. The coated paper can contain further layers in addition to the semi-crystalline coating color layer. According to one embodiment, the coated paper contains a further layer selected from a coating color, an ink, a sealing medium and an adhesive. The further layer can be arranged on the semi-crystalline coating color layer, between base paper and semi-crystalline coating color layer or on the side of the base paper opposite the semi-crystalline coating color layer.

Die semikristalline Streichfarbenschicht kann also unmittelbar auf dem Basispapier aufgebracht sein. In dem Fall ist die semikristalline Streichfarbenschicht im direkten Kontakt mit dem Basispapier. Eine mittelbare Aufbringung bedeutet, dass eine oder mehrere Schichten zwischen der Streichfarbe und dem Basispapier liegen. The semi-crystalline coating color layer can therefore be applied directly to the base paper. In this case, the semi-crystalline coating color layer is in direct contact with the base paper. Indirect application means that there are one or more layers between the coating color and the base paper.

Weitere Schichten können insbesondere die Permeabilität das gestrichene Papier für wenigstens ein Gas im Vergleich zum Basispapier weiter reduzieren oder Barrieren für Flüssigkeiten oder viskose Stoffe wie Fette, Öle, Kohlenwasserstoffe bilden. Additional layers can, in particular, further reduce the permeability of the coated paper for at least one gas compared to the base paper or form barriers for liquids or viscous substances such as fats, oils, hydrocarbons.

Eine weitere Schicht kann insbesondere: a) mindestens ein hydrophobes Polymer umfassen, z.B. auf Basis eines Polyacrylats, eines Styrol-ZButadien-Copolymers und/oder eines Polyolefins b) mindestens ein hydrophiles Polymer umfassen, z.B. Basis eines Polyvinylalkohols c) mindestens ein anorganisches Pigment umfassen, z.B. ein plättchenförmiges Pigment, z.B. ein Schichtsilikat wie Kaolin, d) mindestens ein anorganisches Pigment und ein Bindemittel umfassen, e) amorphe und kristalline Bereiche umfassen, z.B. die erfindungsgemäße Streichfarbenzusammensetzung, f) Stoffe enthalten oder daraus bestehen, die ausgewählt sind aus der Gruppe lipophile Stoffe, Paraffine, insbesondere Hartparaffine, Wachse, insbesondere mikrokristalline Wachse, Wachse auf Basis von pflanzlichen Ölen oder Fetten, Wachse auf Basis von tierischen Ölen oder Fetten, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, niedermolekulare Polyolefine, Polyterpene und deren Mischungen, g) den Übergang von Stoffen, insbesondere von hydrophoben Stoffen, verringern oder verhindern, z.B. von Stoffen gemäß vorstehendem Punkt e) um beispielsweise den Übergang von Stoffen aus darunterliegenden Schichten auf ein Lebensmittel, insbesondere ein fetthaltiges Lebensmittel, zu verhindern oder zu verringern, h) mindestens ein Metall, z.B. Aluminium, Gold, und/oder ein Metalloxid, z.B. Aluminiumoxid, umfassen oder daraus bestehen, insbesondere eine metallisierte Schicht sein, i) mindestens heiß- oder kaltsiegelbar sein, j) mindesten seinen Klebstoff umfassen, k) mindestens ein thermoplastisches Material, insbesondere als heißsiegelbares Material, umfassen oder daraus bestehen. A further layer can in particular: a) comprise at least one hydrophobic polymer, eg based on a polyacrylate, a styrene-Zbutadiene copolymer and/or a polyolefin b) comprise at least one hydrophilic polymer, eg based on a polyvinyl alcohol c) comprise at least one inorganic pigment , eg a platelet-shaped pigment, eg a layered silicate such as kaolin, d) comprise at least one inorganic pigment and a binder, e) comprise amorphous and crystalline areas, eg the coating color composition according to the invention, f) contain or consist of substances which are selected from the group lipophilic substances, paraffins, in particular hard paraffins, waxes, in particular microcrystalline waxes, waxes based on vegetable oils or fats, waxes based on animal oils or fats, vegetable waxes, animal waxes, low molecular weight polyolefins, polyterpenes and mixtures thereof, g) the transition reduce or prevent substances, in particular hydrophobic substances, e.g. substances according to point e) above, for example to prevent or reduce the transfer of substances from underlying layers to a food, in particular a fatty food, h) comprise or consist of at least one metal, eg aluminum, gold, and/or a metal oxide, eg aluminum oxide, in particular be a metallized layer, i) be at least hot- or cold-sealable, j) at least comprise its adhesive, k) at least comprise or consist of a thermoplastic material, in particular as a heat-sealable material.

Das Basispapier kann ein ein- oder beidseitig gestrichenes Basispapier oder ein ungestrichenes Basispapier sein. The base paper can be a base paper coated on one or both sides or an uncoated base paper.

Bei gestrichenem Basispapier ist die Oberfläche mit einer bindemittelhaltigen Streichfarbe veredelt. Als Material für den Bindemittelauftrag wird Streichfarbe verwendet, deren Hauptbestandteil Stärke, Stärkederivate, Kreide, Kaolin, Kasein oder Kunststoffdispersion sein kann. Das Basispapier bekommt dadurch eine geschlossenere, glattere und stabilere Oberfläche. In the case of coated base paper, the surface is finished with a coating color containing a binder. Coating color is used as the material for the binder application, the main component of which can be starch, starch derivatives, chalk, kaolin, casein or plastic dispersion. This gives the base paper a more closed, smoother and more stable surface.

Ungestrichenes Basispapier kann jedoch auch oberflächenbehandelt sein und bis zu 5 g/m2 Pigmente enthalten. However, uncoated base paper can also be surface-treated and contain up to 5 g/m 2 of pigments.

Für den Einsatz als Verpackung im Bereich der Nahrungsmittel benötigt das Papier eine gewisse Reißfestigkeit oder Bruchkraft. Gemäß einer Ausführungsform hat das gestrichene Papier eine breitenbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 3,0 bis 6,0 kN-rrr1. Die breitenbezogene Bruchkraft in Faserrichtung kann beispielsweise 3,0 kN-irr1, 3,2 kN-rrr1, 3,4 kN-rrr1, 3,5 kN-rrr1, 3,6 kN-rrr1, 3,8 kN-rrr1, 4,0 kN-rrr1, 4,2 kN nr1, 4,4 kN nr1, 4,5 kN nr1, 4,6 kN nr1, 4,8 kN nr1, 5,0 kN nr1, 5,2 kN-rrr1, 5,4 kN-rrr1, 5,5 kN nr1, 5,6 kN nr1, 5,8 kN nr1, 6,0 kN-rrr1. Gemäß einer Ausführungsform liegt die breitbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 3,5 bis 5,5 kN rrr1. Gemäß einer Ausführungsform liegt die breitbezogene Bruchkraft in Faserrichtung im Bereich von 4,0 bis 5,0 kN rrr1. For use as packaging in the food sector, the paper needs a certain tear strength or breaking strength. According to one embodiment, the coated paper has a width-related breaking strength in the fiber direction in the range from 3.0 to 6.0 kN-rrr 1 . The width-related breaking force in the fiber direction can be, for example, 3.0 kN-rrr 1 , 3.2 kN-rrr 1 , 3.4 kN-rrr 1 , 3.5 kN-rrr 1 , 3.6 kN-rrr 1 , 3.8 kN-rrr 1 , 4.0 kN-rrr 1 , 4.2 kN nr 1 , 4.4 kN nr 1 , 4.5 kN nr 1 , 4.6 kN nr 1 , 4.8 kN nr 1 , 5, 0 kN nr 1 , 5.2 kN-rrr 1 , 5.4 kN-rrr 1 , 5.5 kN nr 1 , 5.6 kN nr 1 , 5.8 kN nr 1 , 6.0 kN-rrr 1 . According to one embodiment, the broad-based breaking strength in the fiber direction is in the range from 3.5 to 5.5 kN rrr 1 . According to one embodiment, the broad-based breaking strength in the fiber direction is in the range of 4.0 to 5.0 kN rrr 1 .

Die erfindungsgemäße induzierte Semikristallinität wurde beispielhaft mit einer Streichfarbe enthaltend eine Fettsäure als kristallisierbare organische Verbindung in Kombination mit dem Derivat eines natürlichen Polymers, insbesondere Lignin, erreicht. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt eine Streichfarbe zur Beschichtung von Papieren, enthaltend wenigstens ein Lösungsmittel, wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung und wenigstens ein natürliches Polymer und/oder Derivat eines natürlichen Polymers. The induced semi-crystallinity according to the invention was achieved, for example, with a coating color containing a fatty acid as a crystallizable organic compound in combination with the derivative of a natural polymer, in particular lignin. Consequently, according to a second aspect, the invention relates to a coating color for coating papers, containing at least one solvent, at least one crystallizable organic compound and at least one natural polymer and/or derivative of a natural polymer.

Wie bezüglich der Streichfarbenschicht im gestrichenen Papier gemäß dem ersten Aspekt beschrieben, ist kristallisierbare organische Verbindung bevorzugt ausgewählt aus Fettsäuren, Hydroxysäuren oder Dicarbonsäuren oder deren Estern, Amiden oder Salzen. Ferner liegt die kristallisierbare organische Verbindung in der Streichfarbe in nicht kristalliner Form vor. Da es sich bei der Streichfarbe dem Ausgangsstoff für die Ausbildung der Streichfarbenschicht handelt gelten die Definitionen der kristallisierbaren organischen Verbindung im ersten Aspekt der Erfindung hier ebenfalls. As described with regard to the coating color layer in the coated paper according to the first aspect, the crystallizable organic compound is preferably selected from fatty acids, hydroxy acids or dicarboxylic acids or their esters, amides or salts. Furthermore, the crystallizable organic compound is present in the coating color in non-crystalline form. Since the coating color is the starting material for the formation of the coating color layer, the definitions of the crystallizable organic compound in the first aspect of the invention also apply here.

Das natürliche Polymer ist insbesondere ausgewählt aus Kohlenwasserstoffen wie Kautschuk oder Balata, Proteinen wie Kollagen, Keratin, Fibroin, Nukleinsäuren, Polysacchariden wie Alginat, Agar-Agar, Cutin, Suberin, Lignin, Cellulose, Chitosan, und Stärke, Lipiden, Polylactid (PLA), Polyhydroxybutyrat (PHB), und Polyhydroxyalkonoat (PHA). Auch für das natürliche Polymer oder das Derivat gelten die Definitionen des natürlichen Polymers oder des Derivats im ersten Aspekt der Erfindung hier ebenfalls. The natural polymer is selected in particular from hydrocarbons such as rubber or balata, proteins such as collagen, keratin, fibroin, nucleic acids, polysaccharides such as alginate, agar-agar, cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, lipids, polylactide (PLA) , polyhydroxybutyrate (PHB), and polyhydroxyalconoate (PHA). The definitions of the natural polymer or the derivative in the first aspect of the invention also apply here to the natural polymer or the derivative.

Im Unterschied zu der Streichfarbenschicht enthält die Streichfarbe jedoch zusätzlich mindestens ein Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind Wasser, Tetrahydrofuran (THF), Toluol, Ethylacetat, und Alkohole wie Ethanol oder Isopropanol. Bevorzugt ist das Lösungsmittel Wasser. In contrast to the coating color layer, however, the coating color also contains at least one solvent. Suitable solvents are water, tetrahydrofuran (THF), toluene, ethyl acetate, and alcohols such as ethanol or isopropanol. The solvent is preferably water.

Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens eine Fettsäure im Ester des natürlichen Polymers, insbesondere im Ligninester, identisch mit wenigstens einer als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzten Fettsäure. In einer Ausführungsform ist die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure und das Derivat eines natürlichen Polymers Ligninstearat. According to one embodiment, at least one fatty acid in the ester of the natural polymer, in particular in the lignin ester, is identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound. In one embodiment, the crystallizable organic compound is stearic acid and the natural polymer derivative is lignin stearate.

Aufgrund des Lösemittelanteils weicht der Anteil der natürlichen Polymere und/oder deren Derivate in der Streichfarbe vom Anteil in der Streichfarbenschicht ab. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der natürlichen Polymere und/oder deren Derivate bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe im Bereich von 6 bis 30 Gew.-%. Der Anteil kann beispielsweise bei 6 Gew.-%, 8 Gew.-%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 14 Gew.-%, 16 Gew.-%, 18 Gew.-%, 20 Gew.-%, 22 Gew.-%, 24 Gew.-%, 26 Gew.-%, 28 Gew.-%, oder 30 Gew.-%, liegen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 8 bis 25 Gew.-%. Gemäß weiteren Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 15 bis 25 Gew.-%. Due to the proportion of solvents, the proportion of natural polymers and/or their derivatives in the coating color differs from the proportion in the coating color layer. According to one embodiment, the proportion of natural polymers and/or their Derivatives based on the total mass of the coating color in the range from 6 to 30% by weight. The proportion can be, for example, 6% by weight, 8% by weight, 10% by weight, 12% by weight, 14% by weight, 16% by weight, 18% by weight, 20% by weight -%, 22%, 24%, 26%, 28%, or 30% by weight. According to one embodiment, the proportion is in the range from 8 to 25% by weight. According to a further embodiment, the proportion is in the range from 15 to 25% by weight.

Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindungen bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe im Bereich von 2 bis 15 Gew.-% Der Anteil kann beispielsweise bei 2 Gew.-%, 4 Gew.-%, 6 Gew.-%, 8 Gew.-%, 10 Gew.-%, 12 Gew.-%, 13 Gew.-%, 14 Gew.-%, oder 15 Gew.-% liegen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 4 bis 12 Gew.-%. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 5 bis 8 Gew.-%. According to one embodiment, the proportion of the crystallizable organic compounds, based on the total mass of the coating color, is in the range from 2 to 15% by weight. The proportion can be, for example, 2% by weight, 4% by weight, 6% by weight, 8 10%, 12%, 13%, 14%, or 15% by weight. According to one embodiment, the proportion is in the range from 4 to 12% by weight. According to one embodiment, the proportion is in the range from 5 to 8% by weight.

Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil des Lösungsmittels bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe im Bereich von 60 bis 95 Gew.-%. Der Anteil kann beispielsweise bei 60 Gew.-%, 62 Gew.-%, 64 Gew.-%, 66 Gew.-%, 68 Gew.-%, 70 Gew.-%, 72 Gew.-%, 74 Gew.-%, 76 Gew.-%, 78 Gew.-%, 80 Gew.-%, 82 Gew.-%, 84 Gew.-%, 86 Gew.-%, 88 Gew.-%, 90 Gew.-% 92 Gew.-%, 94 Gew.-% oder 95 Gew.-%. In einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 70 bis 90 Gew.-%. Bei einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich von 75 bis 85 Gew.-%. According to one embodiment, the proportion of the solvent, based on the total mass of the coating color, is in the range from 60 to 95% by weight. The proportion can be, for example, 60% by weight, 62% by weight, 64% by weight, 66% by weight, 68% by weight, 70% by weight, 72% by weight, 74% by weight -%, 76 wt%, 78 wt%, 80 wt%, 82 wt%, 84 wt%, 86 wt%, 88 wt%, 90 wt% 92%, 94% or 95% by weight. In one embodiment, the proportion is in the range from 70 to 90% by weight. In one embodiment, the proportion ranges from 75 to 85% by weight.

Bei einem Trockengehalt von 10 Gew.-%, also einem Lösungsmittelanteil von 90 Gew.-%, liegt der Anteil an Polymer vorzugsweise im Bereich von 6,5 Gew.-% bis 7,5 Gew.-% und der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung im Bereich von 2,5 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%. Bei einem Trockengehalt von 15 Gew.-%, also einem Lösungsmittelanteil von 85 Gew.-%, liegt der Anteil an Polymer vorzugsweise im Bereich von 9,8 Gew.-% bis 11 ,3 Gew.-% und der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung im Bereich von 3,8 Gew.-% bis 5,3 Gew.-%. Bei einem Trockengehalt von 25 Gew.-%, also einem Lösungsmittelanteil von 75 Gew.-%, liegt der Anteil an Polymer vorzugsweise im Bereich von 16,3 Gew.-% bis 18,8 Gew.-% und der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung im Bereich von 6,3 Gew.-% bis 8,8 Gew.-%. Bei einem Trockengehalt von 30 Gew.-%, also einem Lösungsmittelanteil von 70 Gew.-%, liegt der Anteil an Polymer vorzugsweise im Bereich von 16,3 Gew.-% bis 18,8 Gew.-% und der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung im Bereich von 6,3 Gew.-% bis 8,8 Gew.-%. Bei einem Trockengehalt von 40 Gew.-%, also einem Lösungsmittelanteil von 60 Gew.-%, liegt der Anteil an Polymer vorzugsweise im Bereich von 26,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.-% und der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindung im Bereich von 10,0 Gew.-% bis 14,0 Gew.-%. With a dry content of 10% by weight, ie a solvent content of 90% by weight, the proportion of polymer is preferably in the range from 6.5% by weight to 7.5% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 2.5% to 3.5% by weight. With a dry content of 15% by weight, ie a solvent content of 85% by weight, the proportion of polymer is preferably in the range from 9.8% by weight to 11.3% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 3.8% to 5.3% by weight. With a dry content of 25% by weight, ie a solvent content of 75% by weight, the proportion of polymer is preferably in the range from 16.3% by weight to 18.8% by weight and the proportion of crystallizable organics Compound in the range of 6.3% to 8.8% by weight. At a dry content of 30% by weight, ie a solvent content of 70% by weight, the proportion of polymer is preferably in range from 16.3% to 18.8% by weight and the proportion of crystallizable organic compound in the range from 6.3% to 8.8% by weight. With a dry content of 40% by weight, ie a solvent content of 60% by weight, the proportion of polymer is preferably in the range from 26.0% by weight to 30.0% by weight and the proportion of crystallizable organics compound in the range of 10.0% to 14.0% by weight.

Herstellungsverfahren production method

Die hier wesentliche Kristallinität der semikristallinen Streichfarbenschicht im gestrichenen Papier ist insbesondere abhängig dem verwendeten Verfahren zur Herstellung des gestrichenen Papiers. Folglich betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers mit einem Basispapier und einer semikristallinen Streichfarbenschicht, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Streichfarbe nach einem dem zweiten Aspekt durch Schmelzdispergierung, Hochdruckdispergierung, oder Sprühtrocknung und anschließender mechanischer Dispergierung der Komponenten; b) Bereitstellen eines Basispapiers; c) Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, und d) Aushärtung der Streichfarbe unter Ausbildung der semikristallinen Streichfarbenschicht. The essential here crystallinity of the semi-crystalline coating color layer in the coated paper is dependent in particular on the process used to produce the coated paper. Consequently, according to a third aspect, the invention relates to a method for producing a coated paper with a base paper and a semi-crystalline coating color layer, comprising the steps: a) producing a coating color according to a second aspect by melt dispersion, high-pressure dispersion, or spray drying and subsequent mechanical dispersion of the components ; b) providing a base paper; c) application of the coating color to the base paper, and d) curing of the coating color with formation of the semi-crystalline coating color layer.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, bevorzugt mittels Vorhang- oder Rakelverfahren. According to one embodiment, the coating color is applied to the base paper, preferably by means of a curtain or doctor blade method.

Wie bezüglich der Kristallinität der Streichfarbenschicht des erfindungsgemäßen gestrichenen Papiers gemäß dem ersten Aspekt ausgeführt, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kristallinität der semikristallinen Streichfarbenschicht durch den Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindungen bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe eingestellt werden. As stated in the first aspect with regard to the crystallinity of the coating color layer of the coated paper according to the invention, the method according to the invention can be used to adjust the crystallinity of the semicrystalline coating color layer by the proportion of crystallizable organic compounds based on the total mass of the coating color.

Darüber hinaus hat die Aushärtungstemperatur, Aushärtungszeit und der Aushärtungsdruck einen Einfluss auf die Kristallinität. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungstemperatur im Bereich von 20 bis 300 °C liegt. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungstemperatur im Bereich von 120 bis 140°C liegt. In addition, the curing temperature, curing time and curing pressure have an impact on the crystallinity. According to one embodiment of the method, the curing temperature is in the range from 20 to 300°C. According to one embodiment of the method, the curing temperature is in the range from 120 to 140°C.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungszeit im Bereich von 10 s bis 15 min. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Aushärtungszeit im Bereich von 1 bis 3 min. According to one embodiment of the method, the curing time is in the range from 10 s to 15 minutes. According to one embodiment of the method, the curing time is in the range from 1 to 3 minutes.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt der Aushärtungsdruck im Bereich von 0,2 bar bis 3 bar liegt. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt der Aushärtungsdruck im Bereich von 0,9 bar bis 1 ,1 bar liegt. According to one embodiment of the method, the curing pressure is in the range from 0.2 bar to 3 bar. According to one embodiment of the method, the curing pressure is in the range from 0.9 bar to 1.1 bar.

Da das gestrichene Papier über das beschriebene Verfahren hergestellt wird, betrifft die Erfindung ebenfalls ein gestrichenes Papier hergestellt durch das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt. Since the coated paper is produced via the method described, the invention also relates to a coated paper produced by the method according to the second aspect.

Verpackung Packaging

Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verpackung für Lebensmittel umfassend das gestrichene Papier nach dem ersten Aspekt. According to a fourth aspect, the invention relates to packaging for foodstuffs comprising the coated paper according to the first aspect.

Dabei kann es sich beispielsweise um eine Verpackung von getrockneten Lebensmitteln, kalt verkauften Lebensmitteln, die einer weiteren Zubereitung bedürfen, Verpackungen, die Lebensmittel in Portionsgrößen für mehr als eine Person enthalten, oder Verpackungen mit Lebensmitteln in Portionsgrößen für eine Person, bei denen mehr als eine Einheit verkauft wird, handeln. This may be, for example, packaging for dried food, food sold cold that requires further preparation, packaging containing food in single-serving portions for more than one person, or packaging containing food in single-serving portion sizes for more than one person unit is sold, act.

Als Verpackung kommen beispielsweise Standbeutelverpackung Schlauchbeutelverpackung oder Verpackungspapier in Frage. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Verpackung um eine Schlauchbeutelverpackung. BEISPIELE Stand-up pouch packaging, tubular pouch packaging or packaging paper can be used as packaging, for example. According to one embodiment, the packaging is a tubular bag packaging. EXAMPLES

Beispiel 1 - Charakterisierung des Lignins Hauptaugenmerk der Charakterisierung des Lignins liegt in der Molmasse des Lignins und der Hydroxygruppenanzahl. Example 1 - Characterization of the lignin The main focus of the characterization of the lignin is the molar mass of the lignin and the number of hydroxyl groups.

Molmasse Die Bestimmung der Molmasse erfolgt mittels GPC. Molar mass The molar mass is determined by means of GPC.

Geräteparameter - GPC 4 Device parameters - GPC 4

Fluss 1 mL/ min Flow 1mL/min

Temperatur RI Detektor 35°C Temperature RI detector 35°C

Injektionsvolumen Probe 100pL Injection volume sample 100pL

Injektionsvolumen interner 20pL Injection volume internal 20pL

Standard default

Injektionsvolumen Systemtest 20pL Injection volume system test 20pL

Injektionsvolumen Standards 20pL Injection volume standards 20pL

Vorsäule PSS MCX 5pm 8x50mm Guard column PSS MCX 5pm 8x50mm

Hauptsäule PSS MCX 1000 Ä und MCX 100000Ä 5pmMain column PSS MCX 1000Ä and MCX 100000Ä 5pm

8x300mm 8x300mm

Eluent/ Lösepuffer NaCI 0,1mol/L + NaOH 0,1 mol/L Eluent/ solvent buffer NaCl 0.1 mol/L + NaOH 0.1 mol/L

Interner Standard Ethylenglycol (1 pL in 1mL Eluent)Internal standard ethylene glycol (1 pL in 1mL eluent)

Systemtest/ Bodenzahl 2-3 pL Ethylenglcol in 1 mL Eluent Standards System test/plate count 2-3 pL ethylene glycol in 1 mL eluent standards

Poly(styrolsulfonsäure) Natriumsalz 1 mg in 1 mL Eluent Poly(styrenesulfonic acid) sodium salt 1 mg in 1 mL eluent

Einzelstandard von PSS Single standard from PSS

In Figur 1 ist ein Beispiel für ein verwendetes Kraft-Lignin dargestellt. FIG. 1 shows an example of a Kraft lignin used.

Zahlenmittlere Molmasse Mn: 1000 g*nr2*d-1 Gewichtsmittlere Molmasse Mw: 5000 g*nr2*d-1 Number average molar mass Mn: 1000 g*nr 2 *d- 1 Weight average molar mass Mw: 5000 g*nr 2 *d- 1

Hydroxygruppenanzahl hydroxy group number

Die Zahl der Hydroxygruppen kann mittels Titration und mittels 31 P-NMr bestimmt werden. The number of hydroxy groups can be determined by titration and by means of 31 P-NMR.

Titration: titration:

Die OH-Zahl des Kraft Lignins (KL) wird gemäß DIN EN ISO 4629-1 bestimmt. The OH number of Kraft lignin (KL) is determined according to DIN EN ISO 4629-1.

31 P-NMR-Spektroskopie 31 P NMR spectroscopy

Die Phosphorylierung der Ligninderivate wird nach der Vorschrift von Granata et al. durchgeführt. Hierfür werden zunächst 25 mg des trockenen Lignins in 150 pL DMF gelöst. Nach dem Lösen werden 100 pL Pyridin, 200 pL einer Lösung des internen Standards endo-N-Hydroxy-5-norbomene-2,3-dicarboximid (25,0 mmol*L-1 in Pyridin/CDCI3 1 ,6:1) und 50 pL einer Lösung von Chrom(lll)-acetylacetonat (32,64 mmol/L, in Pyridin/CDCI3 1 ,6:1) zugegeben. Durch die Lösung wird für wenige Minuten Argon gespült und im Anschluss unter Argon-Atmosphäre 150 pL des Phosphitylierungsreagenz 2-Chloro-4,4,5,5-tetramethyl-1 ,3,2-dioxophospholan (0,944 mmol) und 300pL CDCI3 zugegeben. Die so erhaltene Lösung wird in ein mit Argon gespültes NMR-Röhrchen überführt. The phosphorylation of the lignin derivatives is carried out according to the instructions of Granata et al. carried out. For this purpose, 25 mg of the dry lignin are first dissolved in 150 pL DMF. After dissolving, 100 pL pyridine, 200 pL of a solution of the internal standard endo-N-hydroxy-5-norbomene-2,3-dicarboximide (25.0 mmol*L-1 in pyridine/CDCl3 1.6:1) and 50 pL of a solution of chromium(III) acetylacetonate (32.64 mmol/L, in pyridine/CDCl3 1.6:1) were added. Argon is flushed through the solution for a few minutes and then 150 pL of the phosphitylation reagent 2-chloro-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxophospholane (0.944 mmol) and 300 pL CDCl 3 are added under an argon atmosphere. The solution thus obtained is transferred to an argon-purged NMR tube.

Aus den Integralen der Signale kann die Menge an Hydroxygruppen berechnet werden. Für das in Figur 2 gezeigte Kraft-Lignin wird eine Hydroxygruppenmenge von 6,18 mmol/g und eine Carboxygruppenmenge von 0,5 mmol/g erhalten. Beispiel 2 - Herstellung von veresterten Ligninen The amount of hydroxy groups can be calculated from the integrals of the signals. For the Kraft lignin shown in Figure 2, a hydroxy group level of 6.18 mmol/g and a carboxy group level of 0.5 mmol/g are obtained. Example 2 - Preparation of Esterified Lignins

Die Synthese des Ligninstearats wurde nach dem Prinzip einer Schotten-Baumann- Veresterung aus den Stearinsäurechlorid mit Kraft-Lignin durchgeführt. The synthesis of the lignin stearate was carried out according to the principle of a Schotten-Baumann esterification of the stearic acid chloride with Kraft lignin.

Dioxane, 80 °C

Figure imgf000034_0001
Dioxanes, 80°C
Figure imgf000034_0001

Lignin wurde in trockenem 1 ,4-Dioxan gelöst (50 g/L) (IX -Atmosphäre). Nach ca. einer Stunde wird das Stearinsäurechlorid (2,8 g pro 1 g Lignin) und Pyridin (0,25 g pro 1 g Lignin) zugegeben. Die Reaktion wurde für 6 h bei 80°C gerührt. Lignin was dissolved in dry 1,4-dioxane (50 g/L) (IX atmosphere). After about one hour, the stearic acid chloride (2.8 g per 1 g lignin) and pyridine (0.25 g per 1 g lignin) are added. The reaction was stirred at 80°C for 6 h.

Die Reaktionslösung wurde anschließend in 3 L Wasser gegeben und 2 h gerührt. Der Niederschlag wird abfiltriert (Po.2), mit Wasser gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 40°C getrocknet. The reaction solution was then poured into 3 L of water and stirred for 2 hours. The precipitate is filtered off (Po.2), washed with water and dried at 40° C. in a vacuum drying cabinet.

Der Feststoff wurde in 1 L Ethanol gegeben und für 6 h zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Gemisch zentrifugiert (4.700 rpm, 10 Min). Der Überstand wurde abdekantiert und der Feststoff erneut in 200 mL Ethanol gegeben, für ca. 1 h bei 60 °C gerührt, auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und zentrifugiert. Dieser Schritt wurde ca. 2- bis 3-mal wiederholt. The solid was added to 1 L of ethanol and heated to boiling for 6 h. After cooling to room temperature, the mixture was centrifuged (4,700 rpm, 10 min). The supernatant was decanted off and the solid was again placed in 200 mL ethanol, stirred at 60° C. for about 1 h, allowed to cool to room temperature and centrifuged. This step was repeated about 2 to 3 times.

Der Feststoff wird im Vakuumtrockenschrank bei 40°C getrocknet. Zum Entfernen möglicher unlöslicher Rückstände wird der Feststoff in wenig THF gelöst, die Lösung zentrifugiert, die abdekantierte Lösung im Rotationsverdampfer abrotiert und so das Produkt erhalten. The solid is dried at 40° C. in a vacuum drying cabinet. To remove any insoluble residues, the solid is dissolved in a little THF, the solution is centrifuged, the decanted solution is spun off in a rotary evaporator and the product is obtained in this way.

Das Synthese verfahren wurde mit Stearinsäureamid von Croda, Candelillawachs und Carnauba anstelle der Stearinsäure wiederholt.

Figure imgf000034_0002
The synthetic procedure was repeated with stearic acid amide from Croda, candelilla wax and carnauba in place of the stearic acid.
Figure imgf000034_0002

Der wichtigste Faktor zur Charakterisierung des Ligninesters ist der Veresterungsgrad. Dieser wurde mittels 31P-NMR-Spektroskopie und mittels Titration ermittelt werden. 31P-NMR-Spektroskopie The most important factor characterizing the lignin ester is the degree of esterification. This was determined by means of 31 P NMR spectroscopy and by means of titration. 31 P NMR spectroscopy

Der Veresterungsgrad kann aus den Stoffmengenanteilen der Hydroxygruppen des Ligninesters (nLE) und des eingesetzten Kraft-Lignins (nKL) berechnet werden. Die Gesamtstoffmenge an Hydroxygruppen nKL (-OH und -COOH) im eingesetzten Kraft-Lignin liegt bei 6,68 mmol pro Gramm Lignin (siehe Beispiel 1). Die Stoffmenge der Hydroxygruppen im Ligninester kann analog ermittelt werden. Das erhaltene Spektrum wird in Figur 3 gezeigt. The degree of esterification can be calculated from the mole fractions of the hydroxyl groups of the lignin ester (nLE) and the Kraft lignin (nKL) used. The total amount of hydroxyl groups nKL (-OH and -COOH) in the Kraft lignin used is 6.68 mmol per gram of lignin (see example 1). The amount of hydroxyl groups in the lignin ester can be determined analogously. The spectrum obtained is shown in FIG.

Die Stoffmenge an Hydroxygruppen (-OH) ist somit: 1 ,10 mmol*g-1 The amount of hydroxyl groups (-OH) is therefore: 1.10 mmol*g- 1

Die Stoffmenge an Carboxygruppen (-COOH): 0,09 mmol*g-1 The amount of substance of carboxyl groups (-COOH): 0.09 mmol*g- 1

Die Gesamtstoffmenge ULE an Hydroxygruppen (-OH und -COOH): 1 ,19 mmol*g-1 The total molar amount ULE of hydroxy groups (-OH and -COOH): 1.19 mmol*g- 1

Der Veresterungsgrad E ergibt sich wie folgt: nLE nKL 0,82 = 82%

Figure imgf000035_0001
The degree of esterification E is as follows: nLE nKL 0.82 = 82%
Figure imgf000035_0001

Titration nach DIN EN ISO 4629-1 :2016 Titration according to DIN EN ISO 4629-1:2016

Erweichungstemperatur softening temperature

Die Erweichungstemperatur des Ligninesters wird optisch bestimmt. Eine kleine Menge pulverförmiger Ligninester wird auf ein Uhrglas gelegt und in einen Umluftofen gestellt. Die Ofentemperatur wird in 10 °C Schritten erhöht und die Temperatur notiert, bei der das Pulver zu einem Tropfen zerfließt. The softening point of the lignin ester is determined optically. A small amount of powdered lignin esters is placed on a watch glass and placed in a convection oven. The oven temperature is increased in 10°C increments and the temperature at which the powder melts into a droplet is noted.

Die Erweichungstemperatur des Ligninstearats liegt um ca. 130°C The softening point of lignin stearate is around 130°C

IR-Spektroskopie IR spectroscopy

Figur 4 zeigt das IR-Spektrum von Ligninstearat im Vergleich mit Kraft-Lignin und Stearinsäure. Die erfolgreiche Umsetzung kann anhand des Signals bei 1750 cm 1, welches die C=O-Schwingung eines Esters darstellt, erkannt werden. Im Vergleich dazu befindet sich die C=O-Schwingung der Säure bei 1700 cm 1. 1 H-NMR-Spektroskopie Figure 4 shows the IR spectrum of lignin stearate in comparison with kraft lignin and stearic acid. The successful conversion can be recognized by the signal at 1750 cm 1 , which represents the C=O vibration of an ester. In comparison, the C=O vibration of the acid is at 1700 cm 1 . 1 H NMR spectroscopy

Figur 5 zeigt das 1 H-NMR-Spektrum von Ligninstearat. Figure 5 shows the 1 H-NMR spectrum of lignin stearate.

Beispiel 4 - Streichfarbenherstellung Example 4 - Coating Color Production

A) Streichfarbe auf Basis organischer Lösemittel A) Coating color based on organic solvents

Der Feststoffgehalt einer Streichfarbe betrug zwischen 10 und 25 Gewichtsprozent. The solids content of a coating color was between 10 and 25 percent by weight.

1 g eines Gemischs aus Ligninstearat und Stearinsäure (z.B. 7:3) wurde in ein 5 mL Gefäß mit Deckel eingewogen und in 3 mL eines Gemischs aus Tetrahydrofuran (THF) und Essigsäureethylester (EE) (1 :2) gelöst. 1 g of a mixture of lignin stearate and stearic acid (e.g. 7:3) was weighed into a 5 mL vessel with a lid and dissolved in 3 mL of a mixture of tetrahydrofuran (THF) and ethyl acetate (EA) (1:2).

Die Herstellung wurde mit Stearinsäureamid, Carnaubawachs und Candelillawachs anstelle von Stearinsäure wiederholt. Je nach verwendetem Wachs, wurde das Gemisch des Lösemittels variiert, um eine Löslichkeit und anschließende Benetzbarkeit auf dem zu bestreichenden Papier zu gewährleisten. Die Streichfarben aus Ligninstearat/Carnaubawachs und Ligninstearat/Candelillawachs wurden in einem Gemisch aus THF/EE im Verhältnis 2:1 hergestellt. The preparation was repeated with stearic acid amide, carnauba wax and candelilla wax in place of stearic acid. Depending on the wax used, the solvent mixture was varied to ensure solubility and subsequent wettability on the paper to be coated. The lignin stearate/carnauba wax and lignin stearate/candelilla wax coating colors were prepared in a 2:1 mixture of THF/EE.

B) Streichfarbe auf wässriger Basis mit sprühgetrocknetem Lignin B) Water-based coating color with spray-dried lignin

Der Feststoffgehalt einer Streichfarbe betrug zwischen 10 und 25 Gewichtsprozent. 3,75 g sprühgetrocknetes Ligninstearat-Stearinsäure-Gemisch (1 :1) wurden in 15 mL einer Lösung aus 1 % SPAN-60 in Wasser mit Hilfe eines Ultrathorax dispergiert.The solids content of a coating color was between 10 and 25 percent by weight. 3.75 g of spray-dried lignin stearate-stearic acid mixture (1:1) was dispersed in 15 mL of a solution of 1% SPAN-60 in water using an ultrathorax.

5 mL der Dispersion wurden in ein 25 mL Speedmixer-Becher gegeben. In den Deckel des Bechers wurde ein Loch gestanzt. Die Dispersion wurde im Speedmixer bei 800 rpm und einem Druck von 30 mbar für vier Minuten entgast. 5 mL of the dispersion was placed in a 25 mL speed mixer beaker. A hole was punched in the lid of the cup. The dispersion was degassed in a speed mixer at 800 rpm and a pressure of 30 mbar for four minutes.

Die Herstellung wurde mit Stearinsäureamid, Carnaubawachs und Candelillawachs anstelle von Stearinsäure wiederholt. The preparation was repeated with stearic acid amide, carnauba wax and candelilla wax in place of stearic acid.

Beispiel 5 - Herstellung von gestrichenen Papieren Example 5 - Production of coated papers

Zum Streichen der Papiere wurde ein RK K303 Multicoater (siehe Tabelle 1) verwendet. Das Basispapier wurde auf dem Makulaturpapier so platziert, dass der einzuspannende Standard K-Stab auf dem Basispapier aufliegt. Der entsprechende Stab wird in den Multicoater eingespannt. Hinter dem Stab wurde ein Gewicht auf dem Papier platziert. Die gewünschte Streichgeschwindigkeit wurde eingestellt (aus org. Medium 10 - 20 m/min, aus wässriger Dispersion 3 m/min). Die Streichfarbe (ca. An RK K303 Multicoater (see Table 1) was used to coat the papers. The base paper was placed on the waste paper in such a way that the standard K-bar to be clamped rests on the base paper. The corresponding bar is clamped in the Multicoater. A weight was placed on the paper behind the stick. The desired spreading speed was set (from organic medium 10-20 m/min, from aqueous dispersion 3 m/min). The coating color (approx.

3 - 5 mL) wurde mit einer Pipette vor dem Stab in der Breite des Papiers auf dem Papier aufgetragen und der Streichprozess gestartet. Der Stab fuhr dabei über das Papier und verteilte die Streichfarbe gleichmäßig auf diesem. Nach dem Streichen wurde das Papier auf einen Pappträger überführt, an den Ecken gegen einrollen fixiert und im Ofen bei 130 °C für 10 min getrocknet (org. Medium: verdampfen des Lösemittels an Raumluft, schmelzen des Strichs bei 130 °C ca. 3 min.) Tabelle 1

Figure imgf000037_0001
3 - 5 mL) was applied to the paper with a pipette in front of the rod in the width of the paper and the coating process was started. The rod drove over the paper and distributed the coating color evenly on it. After coating, the paper was transferred to a cardboard backing, fixed at the corners to prevent it from rolling up and dried in the oven at 130 °C for 10 minutes (organic medium: evaporation of the solvent in room air, the coating melted at 130 °C for approx. 3 minutes .) Table 1
Figure imgf000037_0001

Beispiel 6 - Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit der gestrichenen Papiere Example 6 - Determination of the water vapor permeability of the coated papers

Die Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit erfolgt in Anlehnung an DIN 53122-1 als gravimetrische Methode. Aus den zu untersuchenden Papieren werden runde Prüfkörper mit einem Durchmesser von 6,3 cm ausgestanzt. In ein Messgefäß wird ein Trockenmittel (bspw. Silicagelperlen) gegeben. Auf den Rand des Gefäßes wird ein Dichtring gelegt, auf den Dichtring der Prüfkörper mit der Seite der Wasserdampfbarriere zum Trockenmittel, auf den Prüfkörper ein erneuter Dichtring und ein Metallring gelegt. Das Gefäß wird mit einem Deckel mit einem Loch mit einem Durchschnitt von 5,7 cm verschlossen. Das Schema eines solchen Messaufbaus im Querschnitt kann der Abbildung entnommen werden. The water vapor permeability is determined based on DIN 53122-1 as a gravimetric method. Round test specimens with a diameter of 6.3 cm are punched out of the papers to be examined. A desiccant (e.g. silica gel beads) is placed in a measuring vessel. A sealing ring is placed on the edge of the vessel, the test specimen is placed on the sealing ring with the side of the water vapor barrier facing the drying agent, another sealing ring and a metal ring are placed on the test specimen. The jar is sealed with a lid having a hole 5.7 cm in diameter. The diagram of such a measurement setup in cross section can be seen in the figure.

Das so präparierte Messgefäß wird in eine Klimakammer gegeben, in der eine Temperatur von 38 °C und relative Luftfeuchte von >90% herrschen. Nach einer Konditionierung in der Kammer von ca. 16 h wird das Messgefäß gewogen. Im Abstand von 2-3 h werden erneute Wägungen vorgenommen, bis mindestens drei Messergebnisse vorliegen. Zwischen den Wägungen wird das Messgefäß in der Klimakammer gelagert. The measuring vessel prepared in this way is placed in a climatic chamber in which a temperature of 38 °C and relative humidity of >90% prevail. After conditioning in the chamber for around 16 hours, the measuring vessel is weighed. At intervals of 2-3 hours, new weighings are carried out until at least three measurement results are available. The measuring vessel is stored in the climatic chamber between the weighings.

Aus dem Massegewinn kann die Wasserdampfdurchlässigkeit in Gramm pro Quadratmeter pro Tag (g*nr2*d-1) berechnet werden. Es werden mindestens zwei Prüfkörper pro zu untersuchende Barriere vermessen. The water vapor permeability in grams per square meter per day (g*nr 2 *d- 1 ) can be calculated from the mass gain. At least two test specimens are measured per barrier to be examined.

Die Ergebnisse für die Beschichtungen mit a) Stearinsäure b) Candelilla c) Carnauba d) Stearinsäureamid sind in Figur 6 dargestellt. The results for the coatings with a) stearic acid b) candelilla c) carnauba d) stearic acid amide are shown in FIG.

Vergleich zur Messmethode von Hult et al. (gemessen: Strich aus wässriger Dispersion Trockengehalt 20% (sprühgetrocknetes Lignin) in 1 % SPAN-60 Lösung) Tropisch: 36,2 +- 20,0 g*nr2d-1 (zwei Messungen: 50,4 und 22,1 g*nr2d-1. Vermutlich wird der erste Wert durch Fehlstellen verursacht) Comparison to the measurement method of Hult et al. (measured: line from aqueous dispersion dry content 20% (spray-dried lignin) in 1% SPAN-60 solution) Tropical: 36.2 +- 20.0 g*nr 2 d- 1 (two measurements: 50.4 and 22.1 g*nr 2 d- 1. The first value is probably caused by defects)

Nach Hult: 2,0 +- 0,1 g*nr2d-1 (zwei Messungen: 2,0 und 1 ,9 g*nr2d-1). Das mit reinem Ligninstearat gestrichene Papier besitzt mit einer WVTR von 368,0 ± 10,6 g m-2 d-1 nahezu keine Barriereleistung gegen Wasserdampf. According to Hult: 2.0 +/- 0.1 g*nr 2 d- 1 (two measurements: 2.0 and 1.9 g*nr 2 d- 1 ). With a WVTR of 368.0 ± 10.6 g m- 2 d- 1 , the paper coated with pure lignin stearate has almost no barrier performance against water vapor.

Wird der Anteil an Stearinsäure erhöht, kann bei einem Anteil von 30 Gew.-% eine WVTR von 17,1 ± 1 ,0 g nfr2 day-1 erreicht werden. Bei weiterer Erhöhung des Anteils an Stearinsäure steigt die WVTR wieder an und die Barriereleistung verschlechtert sich. If the proportion of stearic acid is increased, a WVTR of 17.1±1.0 g nfr 2 day- 1 can be achieved with a proportion of 30% by weight. If the proportion of stearic acid is further increased, the WVTR increases again and the barrier performance deteriorates.

Durch die Verwendung des Komposits aus Ligninstearat und Stearinsäure mit einem Stearinsäureanteil von 30 Gew.-%, kann somit eine sehr gute Barriereleistung gegenüber Wasserdampf unter tropischen Bedingungen erreicht werden. By using the composite of lignin stearate and stearic acid with a stearic acid content of 30% by weight, a very good barrier performance against water vapor can be achieved under tropical conditions.

Auch mit den Wachsen b) Candelillawachs, Carnaubawachs und Stearinsäureamid wurden niedrige WVTR Werte erzielt. Bei Candelillawachs lag das Minimum ebenfalls bei einem Anteil von 30 Gew.-%. Bei Carnaubawachs und Stearinsäureamid lag das Minimum dagegen bei 50 Gew.-%. Low WVTR values were also achieved with the waxes b) candelilla wax, carnauba wax and stearic acid amide. In the case of candelilla wax, the minimum was also 30% by weight. In the case of carnauba wax and stearic acid amide, on the other hand, the minimum was 50% by weight.

Beispiel 7 (Vergleich) - Untersuchung der Oberflächenstruktur und WVTR einer nicht erfindunggemäßen superhydrophoben Schicht gemäß DE 10 2017 108 577 Example 7 (Comparison) - Investigation of the surface structure and WVTR of a superhydrophobic layer not according to the invention according to DE 10 2017 108 577

Zum Nachweis, dass sich erfindungsgemäßen Schichten von den superhydrophoben Schichten gemäß DE 10 2017 108 577 strukturell unterscheiden wurde ein Basispapier mit einer superhydrophoben Schicht gemäß in Beispiel 1 aus DE 10 2017 108 577 beschichtet. Als Basispapier wurde ein CCK beschichtetes Papier aus Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einem Gesamtflächengewicht von 63 g/m2 verwendet. Dieses wurde zunächst mit einer wässrigen Dispersion von Alkyl- Keten-Dimer (AKD) (Basoplast 2030 LC, BASF) des Polymers CSE3 bestrichen. Das Flächengewicht dieses Auftrages betrug 10 g/m2. Bei dem Polymer CSE3 handelt es sich um einen vollständig substituierten Celluloseester (DS:3) der Stearinsäure.To prove that layers according to the invention differ structurally from the superhydrophobic layers according to DE 10 2017 108 577, a base paper was coated with a superhydrophobic layer according to example 1 from DE 10 2017 108 577. A CCK-coated paper made from deciduous and softwood pulp with a total basis weight of 63 g/m 2 was used as the base paper. This was first coated with an aqueous dispersion of alkyl ketene dimer (AKD) (Basoplast 2030 LC, BASF) of the polymer CSE3. The area weight of this application was 10 g/m 2 . The polymer CSE3 is a fully substituted cellulose ester (DS:3) of stearic acid.

Nach vollständiger Trocknung wurde das Substrat im Trockenschrank für 5 Minuten auf 120 °C erhitzt und im Anschluss unter Laborbedingungen (22 ± 3 °C / 35% relative Raumfeuchte, RF) abgekühlt. Die mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) ermittelte Schmelztemperatur von AKD lag bei -60 °C, die des Polymers CSE3 bei -55 °C. After complete drying, the substrate was heated to 120 °C in a drying cabinet for 5 minutes and then cooled under laboratory conditions (22 ± 3 °C / 35% relative humidity, RH). The melting temperature of AKD determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) was -60 °C, that of the polymer CSE3 at -55 °C.

Nach vollständiger Abkühlung des beschichteten Papiers wurden bedingt durch eine Kristallisation des Wachses, nanostrukturierte, superhydrophobe Oberflächen erhalten was in der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme zu sehen ist (siehe Fig. 7 A). Der Kontaktwinkel wurde mit einem Dataphysics OCA35 incl. kippbarem Tisch unter konstanter Temperatur und Luftfeuchte (23°C, 50% rel. Luftfeuchte) bestimmt. Aus den Bildern wird unter Zuhilfenahme der Software SCA 4.5.2 Build 1052 der Kontaktwinkel berechnet. Eine Vergrößerung wird nicht gegeben. Der Kontaktwinkel eines 4 pl Wasser-Tropfens lag bei 159 ± 3° (siehe Fig. 7 B). After the coated paper had completely cooled, nanostructured, superhydrophobic surfaces were obtained as a result of crystallization of the wax, which can be seen in the scanning electron micrograph (see FIG. 7A). The contact angle was determined with a Dataphysics OCA35 including a tiltable table under constant temperature and humidity (23°C, 50% relative humidity). The contact angle is calculated from the images using the SCA 4.5.2 Build 1052 software. No enlargement is given. The contact angle of a 4 μl drop of water was 159±3° (see FIG. 7B).

Beispiel 8 - Untersuchung der Oberflächenstruktur und Hydrophobizität der erfindungsgemäßen Papiere Example 8 - Examination of the surface structure and hydrophobicity of the papers according to the invention

Es wurde gemäß Beispiel 3 eine Streichfarbe basierend auf einem Gemisch aus Ligninstearat und Stearinsäure (7:3, d.h. 30 % Stearinsäureanteil) hergestellt. Dazu wurde 1 g des Gemischs in ein 5 mL-Gefäß mit Deckel eingewogen und in 3 mL eines Gemischs aus THF und EE (1 :2) gelöst. According to Example 3, a coating color based on a mixture of lignin stearate and stearic acid (7:3, i.e. 30% stearic acid content) was produced. For this purpose, 1 g of the mixture was weighed into a 5 mL vessel with a lid and dissolved in 3 mL of a mixture of THF and EA (1:2).

Diese Streichfarbe wurde auf CCK beschichtetes Papier aus Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einem Gesamtflächengewicht von 63 g/m2 gestrichen wie in Beispiel 3 beschrieben (Strichauftrag: 5 g/m2). Nach dem Streichen wurde das Papier auf einen Pappträger überführt, an den Ecken gegen Einrollen fixiert und im Ofen bei 130 °C für 10 min getrocknet. This coating color was applied to CCK-coated paper made from hardwood and softwood pulps with a total weight per unit area of 63 g/m 2 as described in Example 3 (application rate: 5 g/m 2 ). After coating, the paper was transferred to a cardboard backing, fixed at the corners to prevent it from curling up and dried in an oven at 130° C. for 10 minutes.

Die Glasübergangstemperatur (Tg) von Ligninstearat liegt bei etwa 130°C. Der Schmelzpunkt von Stearinsäure bei 69 °C und damit deutlich unter der Tg des Ligninstearats. Folglich war mit keiner Ausbildung einer superhydrophoben Schicht zu rechnen. Dies wurde mit der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme der Ligninstearat-Stearinsäure-Schicht in Fig. 8 A bestätigt, die eine von der superhydrophoben Schicht deutlich abweichenden Oberflächenstruktur zeigt. Der Kontaktwinkel eines 4 pl Wasser-Tropfens lag bei 103,2 ± 1 ,4° (siehe Fig. 8 B). Wie aufgrund des niedrigen Kontaktwinkels zu erwarten konnte der Abrollwinkel nicht ohne weiteres bestimmt werden. Der Abrollwinkel (RoA) eines 4 pL Wassertropfens war nicht messbar, da das Gerät nur eine 70° Neigung erreichen kann, bei dieser Neigung noch kein Abrollen beobachtet wurde. Deshalb wurden verschiedene Tropfenvolumina aufgebracht und die Abrollwinkel bestimmt. Die Ergebnisse sind im Diagramm der Fig. 9 dargestellt. The glass transition temperature (T g ) of lignin stearate is around 130°C. The melting point of stearic acid is 69 °C, well below the T g of lignin stearate. Consequently, the formation of a superhydrophobic layer was not to be expected. This was confirmed with the scanning electron micrograph of the lignin stearate-stearic acid layer in FIG. 8A, which shows a surface structure that differs significantly from the superhydrophobic layer. The contact angle of a 4 μl drop of water was 103.2±1.4° (see FIG. 8B). As expected due to the low contact angle, the roll-off angle could not be easily determined. The roll-off angle (RoA) of a 4 pL water droplet was not measurable because the device can only achieve a 70° tilt, and no roll-off was observed at this tilt. Therefore, different droplet volumes were applied and the roll-off angles were determined. The results are shown in the graph of FIG.

Durch fitten einer Kurve wurde der theoretische Abrollwinkel eines 4 pL Wassertropfens auf der Ligninstearat-Stearinsäure-Schicht berechnet (siehe Tabelle 2). Der berechnete Abrollwinkel des 4 pL Tropfens übersteigt 180°. Somit kommt es zu keinem Abrollen. The theoretical roll-off angle of a 4 pL water droplet on the lignin stearate-stearic acid layer was calculated by fitting a curve (see Table 2). The calculated roll-off angle of the 4 pL drop exceeds 180°. Thus, there is no unrolling.

Tabelle 2: Parameter des Kurvenfittings gemäß Fig. 9

Figure imgf000041_0001
Table 2: Curve fitting parameters according to Fig. 9
Figure imgf000041_0001

Beispiel 9 - Vergleich der WVTR von erfindungsgemäß beschichteten Papieren Example 9 - Comparison of WVTR of papers coated according to the invention

Um den Einfluss des Verhältnisses der Schmelztemperatur der kristallisierbaren organischen Verbindungen auf die WVTR zu testen, wurden Beschichtungen aus entweder Stearinsäure oder Suberinsäure als kristallisierbare organische Verbindung und Ligninstearat als natürlichem Polymer, wie in Beispiel 8 beschrieben, hergestellt. Dabei wurde der Anteil der Fettsäuren variiert. Für die Herstellung der Suberin- enthaltenden Streichfarben wurde ein Gemisch aus THF und Methanol (1 :1) verwendet. To test the influence of the melting temperature ratio of the crystallizable organic compounds on the WVTR, coatings of either stearic acid or suberic acid as the crystallizable organic compound and lignin stearate as the natural polymer were prepared as described in Example 8. The proportion of fatty acids was varied. A mixture of THF and methanol (1:1) was used to produce the coating colors containing suberin.

Stearinsäure hat eine Schmelztemperatur Tm ~ 69 °C und damit deutlich unter der Glasübergangstemperatur von Ligninstearat Tg - 130 °C. Die Schmelztemperatur Tm von Suberinsäure liegt dagegen mit Tm ~ 140 °C über der Glasübergangstemperatur von Ligninstearat. Stearic acid has a melting temperature T m ~ 69 °C and thus well below the glass transition temperature of lignin stearate T g - 130 °C. The melting temperature T m suberic acid, on the other hand, has a T m ~ 140 °C above the glass transition temperature of lignin stearate.

Die Streichfarben wurden wie in Beispiel 8 beschrieben hergestellt allerdings mit variierenden Mengen an Stearinsäure oder Suberinsäure. Der Anteil der Fettsäure betrug 20 Gew.-%, 30 Gew.-%, 40 Gew.-%, 50 Gew.-% oder 60 Gew.-%. The coating colors were prepared as described in Example 8, but with varying amounts of stearic acid or suberic acid. The proportion of the fatty acid was 20%, 30%, 40%, 50% or 60% by weight.

Diese Streichfarben wurden gemäß Beispiel 8 auf ein entsprechendes Basispapier gestrichen. Nach Fertigstellung wurde die WVTR der gestrichenen Papiere wie in Beispiel 6 beschrieben bestimmt. Das Ergebnis ist in Fig. 10 dargestellt. According to Example 8, these coating colors were applied to a corresponding base paper. Upon completion, the WVTR of the coated papers was determined as described in Example 6. The result is shown in FIG.

Dem Diagramm ist zu entnehmen, dass die Suberinsäure-Ligninstearat-Striche deutlich höhere WVTR-Werte aufweisen mit einem Minimum von etwa 200 g m 2 d-1 bei einem Anteil 30 Gew.-% von Suberinsäure. Die Werte der Beschichtungen mit Stearinsäure lagen deutlich darunter mit einem Minimum von 24 g m 2 d-1 ebenfalls bei einem Anteil von 30 Gew.-%. From the diagram it can be seen that the suberic acid lignin stearate lines have significantly higher WVTR values with a minimum of about 200 gm 2 d- 1 at a 30% by weight content of suberic acid. The values of the coatings with stearic acid were significantly lower with a minimum of 24 gm 2 d- 1 , also with a proportion of 30% by weight.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. With regard to further advantageous configurations of the device according to the invention, to avoid repetition, reference is made to the general part of the description and to the appended claims.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken. Finally, it should be expressly pointed out that the above-described exemplary embodiments of the device according to the invention only serve to explain the claimed teaching, but do not restrict it to the exemplary embodiments.

Claims

A n s p r ü c h e Expectations 1. Gestrichenes Papier, umfassend ein Basispapier und wenigstens eine mittelbar oder unmittelbar auf dem Basispapier aufgebrachte semikristalline Streichfarbenschicht mit amorphen Bereichen und kristallinen Bereichen: 1. Coated paper, comprising a base paper and at least one semi-crystalline coating color layer applied directly or indirectly to the base paper and having amorphous areas and crystalline areas: • wobei die amorphen Bereiche ein oder mehrere natürliche Polymere und/oder ein oder mehrere Derivate von natürlichen Polymeren enthalten; • wherein the amorphous regions contain one or more natural polymers and/or one or more derivatives of natural polymers; • wobei die kristallinen Bereiche eine oder mehrere kristallisierbare organische Verbindungen umfassen; und • wherein the crystalline regions comprise one or more crystallizable organic compounds; and • wobei die Permeabilität des gestrichenen Papiers für wenigstens ein Gas im Vergleich zum Basispapier reduziert ist. • wherein the permeability of the coated paper to at least one gas is reduced compared to the base paper. 2. Gestrichenes Papier nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine kristallisierbare organische Verbindung eine Schmelztemperatur Tm aufweist, die niedriger als die Glasübergangstemperatur Tg des mindestens einen natürlichen Polymers und/oder des Derivats ist. 2. Coated paper according to claim 1, wherein the at least one crystallizable organic compound has a melting temperature T m which is lower than the glass transition temperature T g of the at least one natural polymer and/or the derivative. 3. Gestrichenes Papier nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Permeabilität wenigstens eines Gases niedriger ist als die Permeabilität eines gestrichenen Papiers mit demselben Basispapier und jeweils einer Streichfarbenschicht aus der dem natürlichen Polymer oder dessen Derivat und einer Streichfarbenschicht aus der kristallisierbaren organischen Verbindung. 3. Coated paper according to claim 1 or 2, wherein the permeability of at least one gas is lower than the permeability of a coated paper with the same base paper and each a coating color layer of the natural polymer or its derivative and a coating color layer of the crystallizable organic compound. 4. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei dass die Streichfarbenschicht gegenüber Wasser einen Kontaktwickel von nicht mehr als 150°, bevorzugt nicht mehr als 145°, besonders bevorzugt nicht mehr als 130°, insbesondere nicht mehr als 115° aufweist und/oder die Streichfarbenschicht gegenüber einem Wasserstropfen mit einem Volumen von 4 pL einen Abrollwinkel von mehr als 10 °, bevorzugt von mehr als 20°, besonders bevorzugt von mehr als 40°, insbesondere von mehr als 60° aufweist. 4. Coated paper according to one of the preceding claims, wherein the coating color layer has a contact angle with respect to water of not more than 150°, preferably not more than 145°, particularly preferably not more than 130°, in particular not more than 115° and/or the coating color layer has a roll-off angle of more than 10°, preferably more than 20°, particularly preferably more than 40°, in particular more than 60°, relative to a drop of water with a volume of 4 pL. 5. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kristallinität der semikristallinen Streichfarbenschicht im Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt im Bereich von 10 % bis 40 %, besonders bevorzugt im Bereich von 15 % bis 25 % liegt. 5. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein the crystallinity of the semi-crystalline coating color layer is in the range from 10% to 90%, preferably in the range from 10% to 40%, particularly preferably in the range from 15% to 25%. 6. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) von nicht mehr als 40 g nr2 d 1, bevorzugt nicht mehr als 20 g m-2 d 1 gemessen bei 38 °C und über 90 % Luftfeuchtigkeit und bei einem Flächengewicht der Streichfarbe von 10 ± 1 g m 2. 6. Coated paper according to any one of the preceding claims, with a water vapor permeability (WVTR) of not more than 40 g nr 2 d 1 , preferably not more than 20 g m- 2 d 1 measured at 38 ° C and over 90% humidity and at a surface weight of the coating color of 10 ± 1 gm 2 . 7. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindungen bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 35 Gew.-% liegt. 7. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein the proportion of the crystallizable organic compounds, based on the total mass of the coating color layer, is in the range from 1 to 60% by weight, preferably in the range from 5 to 50% by weight, particularly preferably in the range from 10 to 40% by weight, most preferably in the range from 25 to 35% by weight. 8. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anteil der natürlichen Polymere oder deren Derivate bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbenschicht im Bereich von 40 bis 99 Gew.-% bevorzugt im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 75 Gew.-% liegt. 8. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein the proportion of the natural polymers or derivatives thereof, based on the total mass of the coating color layer, is in the range from 40 to 99% by weight, preferably in the range from 50 to 95% by weight, particularly preferably in range from 60 to 90% by weight, very particularly preferably in the range from 65 to 75% by weight. 9. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung ausgewählt ist aus Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren oder Dicarbonsäuren oder deren Estern, Amiden oder Salzen. 9. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein at least one crystallizable organic compound is selected from fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids or their esters, amides or salts. 10. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fettsäuren bevorzugt gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen sind, besonders bevorzugt Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung, insbesondere ist die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure oder dessen Amid. 10. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein the fatty acids are preferably saturated or unsaturated fatty acids having 12 to 40 carbon atoms, particularly preferably fatty acids having 16 to 18 carbon atoms and 0 or 1 double bond, in particular the crystallizable organic compound is stearic acid or its amide. 11. Gestrichenes Papier nach Anspruch 10, wobei die wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung als Fettsäuregemisch oder Wachs in der Streichfarbe vorliegt, wobei das Wachs bevorzugt ausgewählt ist aus Carnaubawachs, Candelillawachs, Bienenwachs, und Japanwachs und das Fettsäuregemisch bevorzugt ein Gemisch aus Stearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Linolsäure und/oder Linolensäure ist. 11. Coated paper according to claim 10, wherein the at least one crystallizable organic compound is present as a fatty acid mixture or wax in the coating color, wherein the wax is preferably selected from carnauba wax, candelilla wax, beeswax and Japan wax and the fatty acid mixture is preferably a mixture of stearic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid and/or linolenic acid. 12. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die natürlichen Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Proteine, Peptide, Nukleinsäuren, Polysaccharide, Lipide, Polyhydroxyalkonoate (PHA), Cutin, Suberin, Lignin, Cellulose, Chitosan, und Stärke, besonders bevorzugt ist das natürliche Polymer ausgewählt aus Suberin und Lignin. 12. Coated paper according to one of the preceding claims, wherein the natural polymers are selected from the group consisting of proteins, peptides, nucleic acids, polysaccharides, lipids, polyhydroxyalkonoates (PHA), cutin, suberin, lignin, cellulose, chitosan, and starch, in particular preferably the natural polymer is selected from suberin and lignin. 13. Gestrichenes Papier nach Anspruch 12, wobei das Lignin aus Nadelhölzern, Laubhölzern, Graspflanzen oder Einjahrespflanzen gewonnen ist, bevorzugt aus Nadelhölzern oder Laubhölzern, und mit einem Verfahren ausgewählt aus Kraft- Verfahren, Sulfit-Verfahren, Soda-Antrachinon-Verfahren, GRAN IT-Verfahren, AlcellTM-Verfahren und Organocell-Verfahren, bevorzugt handelt es sich um mittels dem Kraft-Verfahren aus Nadelhölzern oder Laubhölzern gewonnenes Lignin. 13. Coated paper according to claim 12, wherein the lignin is obtained from conifers, deciduous trees, grass plants or annual plants, preferably from coniferous trees or deciduous trees, and with a process selected from Kraft process, sulfite process, soda-anthraquinone process, GRAN IT process, Alcell TM process and organocell process, it is preferably lignin obtained from softwoods or hardwoods by means of the kraft process. 14. Gestrichenes Papier nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Derivat eines natürlichen Polymers der Ester eines natürlichen Polymers ist, bevorzugt ein Ligninester, besonders bevorzugt ein Ester von Lignin und ein oder mehreren Fettsäuren, Hydroxyfettsäuren oder Dicarbonsäuren. 14. Coated paper according to claim 12 or 13, wherein the derivative of a natural polymer is the ester of a natural polymer, preferably a lignin ester, more preferably an ester of lignin and one or more fatty acids, hydroxy fatty acids or dicarboxylic acids. 15. Gestrichenes Papier nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei wenigstens eine Fettsäure im Ligninester identisch mit wenigstens einer als kristallisierbare organische Verbindung eingesetzten Fettsäure ist. 15. Coated paper according to any one of claims 10 to 14, wherein at least one fatty acid in the lignin ester is identical to at least one fatty acid used as a crystallizable organic compound. 16. Gestrichenes Papier nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die kristallisierbare organische Verbindung Stearinsäure und das Derivat eines natürlichen Polymers Ligninstearat ist. 16. Coated paper according to any one of claims 10 to 15, wherein the crystallizable organic compound is stearic acid and the derivative of a natural polymer is lignin stearate. 17. Gestrichenes Papier nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das gestrichene Papier mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: 17. Coated paper according to any one of the preceding claims, wherein the coated paper has at least one of the following features: • das gestrichene Papier ist biologisch abbaubar, insbesondere weist es eine leichte biologische Abbaubarkeit gemäß OECD 301 auf; • the coated paper is biodegradable, in particular it has easy biodegradability according to OECD 301; • das gestrichene Papier ist recyclebar; und • the coated paper is recyclable; and • das gestrichene Papier kann für den direkten oder indirekten Lebensmittelkontakt zugelassen werden, insbesondere gemäß den Richtlinien der European Food Safety Authority. • the coated paper can be approved for direct or indirect food contact, in particular according to the guidelines of the European Food Safety Authority. 18. Streichfarbe zur Beschichtung von Papieren, enthaltend wenigstens ein Lösungsmittel, wenigstens eine kristallisierbare organische Verbindung und wenigstens ein natürliches Polymer und/oder Derivat eines natürlichen Polymers; 18. Coating color for coating papers, containing at least one solvent, at least one crystallizable organic compound and at least one natural polymer and/or derivative of a natural polymer; • wobei die kristallisierbare organische Verbindung gemäß einem der Ansprüche Anspruch 9 bis 11 definiert ist; • wherein the crystallizable organic compound is as defined in any one of claims 9 to 11; • wobei das natürliche Polymer und das Derivat eines natürlichen Polymers gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15 definiert sind; und • wherein the natural polymer and the derivative of a natural polymer are defined according to any one of claims 12 to 15; and • wobei das Lösungsmittel ausgewählt ist aus Wasser, Tetrahydrofuran (THF), Toluol, Ethylacetat, und Alkoholen, bevorzugt ist das Lösungsmittel Wasser. • wherein the solvent is selected from water, tetrahydrofuran (THF), toluene, ethyl acetate, and alcohols, preferably the solvent is water. 19. Streichfarbe nach Anspruch 18, mit mindestens einem der folgenden Merkmale: 19. Coating color according to claim 18, having at least one of the following features: • die kristallisierbare organische Verbindung Form liegt nicht in kristalliner Form vor; • the crystallizable organic compound Form is not in crystalline form; • der Anteil der natürlichen Polymere und/oder deren Derivate bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe liegt im Bereich von 6 bis 30 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 8 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 15 Gew.-%; • the proportion of natural polymers and/or their derivatives based on the total mass of the coating color is in the range from 6 to 30% by weight, preferably in the range from 8 to 25% by weight, particularly preferably in the range from 10 to 15% by weight %; • der Anteil der kristallisierbaren organischen Verbindungen bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe liegt im Bereich von 2 bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 4 bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 8 Gew.-%, und the proportion of crystallizable organic compounds based on the total mass of the coating color is in the range from 2 to 15% by weight, preferably in the range from 4 to 12% by weight, particularly preferably in the range from 5 to 8% by weight, and • der Anteil des Lösungsmittels bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe liegt im Bereich von 60 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 70 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 75 bis 85 Gew.-%. • the proportion of the solvent, based on the total mass of the coating color, is in the range from 60 to 90% by weight, preferably in the range from 70 to 90% by weight, particularly preferably in the range from 75 to 85% by weight. 20. Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers mit einem Basispapier und einer semikristallinen Streichfarbenschicht, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Streichfarbe nach einem der Ansprüche 18 oder 19 durch Schmelzdispergierung, Hochdruckdispergierung, oder Sprühtrocknung und anschließender mechanischer Dispergierung der Komponenten; b) Bereitstellen eines Basispapiers; c) Auftrag der Streichfarbe auf das Basispapier, bevorzugt mittels Vorhangoder Rakelverfahren; und d) Aushärtung der Streichfarbe unter Ausbildung der semikristallinen Streichfarbenschicht. 20. A process for producing a coated paper with a base paper and a semi-crystalline coating color layer, comprising the steps of: a) producing a coating color according to one of claims 18 or 19 by melt dispersion, high-pressure dispersion, or spray drying and subsequent mechanical dispersion of the components; b) providing a base paper; c) application of the coating color to the base paper, preferably by means of a curtain or doctor blade method; and d) curing of the coating color with formation of the semi-crystalline coating color layer. 21. Gestrichenes Papier hergestellt durch das Verfahren gemäß Anspruch 20. 21. Coated paper made by the method of claim 20. 22. Verpackung für Lebensmittel umfassend das gestrichene Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder 21. 22. Packaging for foodstuffs comprising the coated paper according to any one of claims 1 to 17 or 21.
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