Die Erfindung betrifft ein Verpackungslaminat aus Papier und einem einseitig metallisierten Kunststofffilm mit verbesserter Sauerstoff- und Aromabarriere, wobei das Papier über eine Kaschiermittelschicht mit der die Metallisierung aufweisenden Seite des Kunststofffilms verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des vorgenannten Verpackungslaminats.

Verpackungslaminate aus Papier und einem Kunststofffilm sind bekannt. Das Papier bildet bei einer aus dem Laminat hergestellten Verpackung die gegebe- nenfalls bedruckte Aussenseite. Der die Innenseite bildende Kunststofffilm dient zur Siegelung gegen die Innenseite des gleichen oder eines unterschiedlichen Laminats. Als Kaschiermittel werden herkömmliche Kleber, beispielsweise auf Polyurethan- oder Acrylatbasis, verwendet. Zwischen dem Papier und dem Kunststofffilm ist üblicherweise zur Verminderung des Durchtritts von Sauerstoff und Aromastoffen durch das Laminat eine entsprechende Barriereschicht angeordnet. Zur Erzielung einer hohen Barrierewirkung ist die Anordnung einer Metallfolie, insbesondere einer Aluminiumfolie, bekannt. Eine herkömmliche kostengünstige Metallisierung, beispielsweise eine Metallisierung mit Aluminium, bietet nur einen begrenzten Schutz gegen den Durchtritt von Sauerstoff und Aromen. Für einen optimalen Schutz ist deshalb neben der Metallisierung zumindest eine weitere, mit zusätzlichen Kosten verbundene Barriereschicht, wie z. B. ein Film aus einem Ethylen-Vinylalkohol (EVOH) -Copolymer, erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verpackungs- laminat aus Papier und einem Kunststofffilm mit guter Sauerstoff- und Aromabarriere bereitzustellen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt bei einem Verpackungslaminat der eingangs genannten Art, dass die Kaschiermittelschicht wenigstens ein wasserbasiertes Silikat enthält.

Das Verpackungslaminat der eingangs genannten Art enthält somit bevorzugt eine Kaschiermittelschicht aus wasserbasierten Silikaten und mit den wasserbasierten Silikaten mischbare, die Sprödigkeit der resultierenden Kaschierschicht herabsetzende Zusätze.

Als Papier geeignet sind alle Papierqualitäten. Das Papier kann unbedruckt oder bedruckt sein.

Beispiele von zur Herstellung des erfindungsgemässen Verpackungslaminates geeigneten, wässrigen Silikatlösungen enthalten Natriumsilikat, Kaliumsilikat, Lithiumsilikat, Ammoniumsilikat oder Tetramethylammoniumsilikat allein oder als Mischung von wenigstens zwei der vorgenannten Silikate. Die Silikatlösungen können weitere, mit den eingesetzten Silikaten kompatible Verbindungen enthalten. Mit diesen weiteren Verbindungen soll vor allem der durch den Ein- satz der Silikate auftretenden Sprödigkeit der Kaschierschicht entgegenwirken. Ziel ist es, die Flexibilität der Kaschierschicht durch Zusätze von mit wasserbasierten Silikaten mischbaren Substanzen zu erhalten. Geeignete Zusätze sind Feuchthaltemittel, wie

Polyole, z.B. Mannitol oder Sorbitol,

Monosacharide, z. B. Glucose oder Fructose,

Disacharide, z. B. Sacharose oder Laktose,

Oligosacharide (3 bis 10 Monosacharide), z.B. Melezitose,

Polysacharide mehr als 10 Monosacharide), z. B. Amylose oder Cellulose, cyclische Oligosacharide, z.B. Cyclodextrin,

sowie alle vorstehend genannten, modifizierten Sacharide, z. B. Glucosamin, Fructose-1 ,6-bisphosphat oder Chitin,

Salze organischer Säuren, z.B. Magnesiumacetat oder Kaliumeitrat,

Salze anorganischer Säuren, z.B. Lithiumchlorid oder Ammoniumphosphat. Die Flexibilität der Kaschierschicht kann auch mit anderen, nicht notwendigerweise als Feuchthaltemittel bekannten Zusätzen erzielt werden, wie Dispersionen oder lösliche Harze von Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymeren, Poly- ethylenimin (PEI) oder Polyurethan (PU), oder Acryldispersionen.

Eine bevorzugte Metallisierung besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der einseitig mit der Metallisierung versehene Kunststofffilm kann ein beliebiger, bevorzugt gegen sich selbst siegelbarer Film sein. Bevorzugte Kunststofffilme sind Filme aus nicht, mono- oder biaxial gerecktem Polypropylen (PP, OPP), Filme aus teilkristallinem Polyethylenterephthalat (PETP), mono- oder biaxial gereckte Filme aus Polyamid (OPA) sowie Filme aus Polylactid (PLA), Cyclo-Olefin-Copolymeren (COC) und Cellophan.

Die erfindungsgemässe Verwendung wasserbasierter Silikate als Kaschiermittel führt neben einer ausgezeichneten Haftung sowohl am Papier als auch am metallisierten Kunststofffilm zu einer wesentlichen Verbesserung der Sauerstoff- und Aromabarriere des Laminats.

Bevorzugt weisen das Papier eine Dicke von 10 bis 150 pm und der Kunststofffilm eine Dicke von 1 bis 500 Mm auf. Das erfindungsgemässe Verpackungsmaterial eignet sich insbesondere zur Herstellung von gesiegelten Beuteln zur Verpackung von gegen Feuchte empfindlichen Lebensmitteln und technischen Produkten.

Die wasserbasierten Silikate erhöhen einerseits erheblich die Sauerstoffbarriereeigenschaften des Verpackungslaminats, erlauben andererseits aber auch eine adhäsionsstarke Verbindung zwischen einer Papierschicht und einem metallisierten Kunsstofffilm, weshalb sich die wasserbasierten Silikate sehr als Kaschiermedium in Kaschiermittelschichten von Verbunden enthaltend eine Papierlage und eine metallisierte Kunststoffolie eignen. In diesem Sinne dienen die wasserbasierten Silikate (Wasserglas) in der Kaschiermittelschicht von Verpackungslaminaten aus Papier und metallisierter Kunsstofffolie als eine Barriereklebstoff-Mittelschicht.

Die Wasserdampfbarriereeigenschaften eines Laminats aus einer Papierlage und einem metallisierten Kunststofffilm werden durch eine Kaschiermittelschicht aus Silikat nicht wesentlich beeinflusst. Wasserbarriere- und Aromabarriereeigenschaften weisen nur näherungsweise einen Zusammenhang auf.

Die Aromabarriereeigenschaften des erfindungsgemässen Laminats wurden folgendermassen getestet:

In Beutel aus einem erfindungsgemässen Verpackungslaminat und zum Vergleich auch mit anderen Papier/metallisierte Kunststofffolie-Laminaten ohne Silikatkaschierung wurde Nelkenöl (eine sehr geruchsintensive Flüssigkeit) gegeben und nach einigen Tagen einem Schnüffeltest unterzogen. Als Ergebis resultierte, dass Metallisierungen von Kunststofffolien die Migration von Aromakomponenten nur wenig behindern, dass Silikatkaschierungen die Aromabarrierewirkung aber um mehrere Tage verbessert.

Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird durch Verklebung oder Kaschierung der Papierlage mit der die Metallisierung aufweisenden Seite des Kunststofffilms durch Verwendung eines wasserbasierten Silikats, gegebenenfalls enthaltend Zusätze zur Verbesserung der Flexibilität der resultierenden Kaschiermittelschicht, bewerkstelligt.

Bei einem zur kontinuierlichen Herstellung des erfindungsgemässen Laminats geeigneten Verfahren wird eine Papierbahn von einer ersten Rolle abgewickelt, in einer Auftragseinrichtung mit dem Kaschiermittel beschichtet und einer Lami- niereinrichtung zugeführt. Gleichzeitig wird ein metallisierter Kunststofffilm von einer zweiten Rolle abgewickelt und direkt der Laminiereinrichtung zugeführt. Die Papierbahn und der metallisierte Kunststofffilm werden in der Laminiereinrichtung zu dem Laminat verbunden. Das aus der Laminiereinrichtung austretende Laminat durchläuft eine Trocknungseinrichtung und wird anschliessend auf eine dritte Rolle aufgewickelt. Die Beschichtung mit Kaschiermittel kann auch auf der metallisierten Seite des Kunststofffilms erfolgen. Die Auftragung des Kaschiermittels kann mit allen im Stand der Technik bekannten Verfahren, wie z. B. durch Bedrucken oder durch Aufsprühen, erfolgen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in

Fig. 1 den Schichtaufbau eines Verpackungslaminats;

Fig. 2 eine auf dem Verpackungslaminat von Fig. 1 aufbauende zweite

Ausführungsform;

Fig. 3 eine auf dem Verpackungslaminat von Fig. 1 aufbauende dritte

Ausführungsform;

Fig. 4 einen Verfahrensablauf zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten

Verpackungslaminates. Ein Verpackungslaminat 10 weist gemäss Fig. 1 ein Papier 12 und einen einseitig mit einer Metallisierung 16 beschichteten Kunststofffilm 14 auf. Das Papier 12 und der metallisierte Kunststofffilm 14 sind über eine zwischenliegende Kaschierschicht 18 zu dem Laminat 10 verbunden. Hierbei ist die Metallisierung 16 auf der gegen das Papier 12 kaschierten Seite des Kunststofffilms 14 ange- ordnet.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten, auf dem Verpackungslaminat von Fig. 1 auf- bauenden zweiten Ausführungsform ist ein weiterer Kunststofffilm 30 aus beispielsweise PETP mit einer Bedruckung 32 versehen und mittels einer Kleberschicht 34 mit dem Papier 12 verbunden. Bei einer in Fig. 3 dargestellten, auf dem Verpackungslaminat von Fig. 1 aufbauenden dritten Ausführungsform ist die Papierseite gemäss Fig. 2 ausgestaltet. Zusätzlich ist die metallisierte Kunststofffolie 14 mit einer weiteren, als Siegelschicht vorgesehenen Kunststoffschicht 36 belegt. Diese weitere Kunst- stoffschicht kann durch Extrusionsbeschichten oder Laminieren mit der Kunst- stoffschicht 14 verbunden sein.

Fig. 4 zeigt ein zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Verpackungslaminates 10 geeignetes, aus dem Stand der Technik bekanntes und nachfolgend beschriebenes Verfahren.

Das in Bahnform vorliegende Papier 12 wird von einer ersten Rolle 20 abgewickelt und in einer nachfolgenden Auftragstation 24 einseitig mit der Kaschierschicht 18 beschichtet. Gleichzeitig wird von einer zweiten Rolle 22 der in Bahnform vorliegende und vorgängig bereits einseitig metallisierte Kunststoff- film 14 abgewickelt und zusammen mit dem mit der Kaschierschicht 18 versehenen Papier 12 einer Laminierstation 26 zugeführt und miteinander verbunden. Die Metallisierung 16 bildet hierbei die gegen das Papier 12 kaschierte Seite des Kunststofffilms 14. Das in der Laminierstation 26 gebildete Verpackungslaminat 10 wird nachfolgend zum Trocknen der Kaschierschicht 18 durch eine Trocknungsstation 28 geführt und anschliessend auf eine dritte Rolle 30 gewickelt.

Tabelle 1 gibt OTR-Messwerte für verschiedene metallisierte Kunststofffolien, welche für das erfindungsgemässe Verpackungslaminat als Ausgangsmatetrial verwendet werden können, wie auch für verschiedene erfindungsgemässe Verpackungslaminate wieder. Zudem enthält die Tabelle als letzten Messwert (Referenzwert) den gemessenen OTR-Wert eines Laminats, welches anstelle eines wasserbasierten Silikats als Kaschiermittelschicht einen PUR-Kleber enthält. Die OTR-Werte bestimmen die Sauerstoffbarriere und bezeichnen die Sauerstofftransferrate (oxygen transfer rate), wobei diese Messwerte bei 23°C und einer relativen Feuchte von 75% gewonnen wurden. Die OTR-Werte sind in cm ³ /(m ² · 24 h · bar) angegeben.

Tabelle 1 zeigt klar, dass erfindungsgemässe Verpackungslaminate mit einer ein wasserbasiertes Silikat enthaltenden Kaschiermittelschicht gegenüber einerseits einem nur metallisierten Kunststofffilm, beziehungsweise gegenüber einem Verpackungslaminat aus Papier und einem einseitig metallisierten Kunststofffilm, welche über eine PUR-Klebemittelschicht miteinander verbunden sind, wesentlich tiefere OTR-Werte aufweisen und somit eine wesentlich verbesserte Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff zeigen. Die als Ausgangsmaterial verwendeten metallisierten Basisfilme (M-bPP und M- OPP) weisen eine mittlere OTR-Barriere auf, die mit der Silikatkaschierung zu einer Hochbarriere für Sauerstoff verbessert werden kann. Im Allgemeinen wird die OTR-Barriere durch die Silikatkaschierung umso stärker erhöht, je besser die metallisierte Oberfläche mit dem wasserbasierten Silikat benetzt wird.

Tabelle 1 : Sauerstoffbarriere (OTR, oxygen transfer rate) bei 23°C und 75% rH in cm ³ /(m ² · 24 h ^■ bar)

M-bPP mit Aluminium metallisierter geblasener Polypropylenfilm

M-OPP mit Aluminium metallisierter biaxial gereckter Polypropylenfilm

PEI Polyethylenimin (Produktname Aquatack® 1467, eine wasserbasierte, vollständig lösungsmittelfreie Primer Dispersion) Die Haftung eines Laminats enthaltend eine Papierlage wird üblicherweise mittels einem Faserriss beurteilt. Ein Faserriss bedeutet hierbei, dass die Papierlage in sich zu reissen beginnt. Falls die Haftung der Papierlage sehr gut ist, findet ein Faserriss statt, ansonsten, d.h. bei schlechterer Haftung, lösen sich die Laminatschichten ohne Faserriss in der Papierlage. In der Tabelle 1 ist jeweils gekennzeichnet, für welchen Laminataufbau ein Faserriss stattfindet. Die Haftung zwischen dem metallisierten Kunststofffilm 14 und dem Papier 12 ist bei den erfindungsgemässen Laminaten, welche mit einem wasserbasierten Silikat kaschiert werden, wie auch beim Vergleichsbeispiel mit einem PUR- Kleber ausgezeichnet, d.h. es findet jeweils ein Faserriss statt.