SE509662C2 - Förpackningslaminat belagt med en vattenolöslig chitosanförening samt sätt att tillverka förpackningslaminatet - Google Patents

Description

509 662 za att banans båda längsgående kanter bringas att överlappa varandra och värmeförseglas till varandra i en längsgående överlappsskarv. Tuben fylles med önskat fyllgods och avdelas till slutna, kuddformiga förpackningar genom upprepade tvärförseglingar av tuben tvärs tubens längdaxel under tubens fyllgodsnivå. Förpackningarna särskiljes från varandra genom snitt i de tvärgående förseglingszonerna och ges önskad geometrisk, vanligtvis parallellepipedisk, slutform genom en efterföljande formnings- och förseglingsoperation. Även om ett förpackningslaminat av det nämnda slaget med yttre skikt av termoplast i flera avseenden är välfungerande, har det icke desto mindre flera allvarliga nackdelar.

Termoplaster, t ex polyeten, utvinnes från olja som är en icke-förnybar råvarukälla och därför på sikt riskerar att uttömmas, samtidigt som det för närvarande är svårt och i många fall omöjligt att återvinna och återanvända termoplasten i förspillt förpackningslaminat och förbrukade förpackningar.

Termoplaster är vidare biologiskt svårnedbrytbara plaster och för att motverka tillväxten av det omdiskuterade s k "sopberget" är det oftast nödvändigt att förbränna det förbrukade förpackningsmaterialet med därav följande andra miljömässiga problem.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att anvisa ett förpackningslaminat av det inledningsvis beskrivna slaget utan de problem och nackdelar som vidlåder den kända tekniken.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom det i patentkravet 1 definierade förpackningslaminatet.

I enlighet med föreliggande uppfinning har det överraskande visat sig vara möjligt att framställa och för förpacknings- ändamål använda en film eller beläggning av en polysackarid- förening som, utan att vara bunden vid någon vetenskapligt verifierad teori, förmodas vara en kemisk produkt eller 3 V 509 662 kemiskt komplex av en första vattenlöslig polysackarid av katjonkaraktär och en andra vattenlöslig polysackarid av anjonkaraktär vilka genom kemisk bindning eller bindning av annat slag förenar sig med varandra till bildande av den vattenolösliga polysackaridföreningen. Lika överraskande har det visat sig att en dylik film eller beläggning har utmärkta täthetsegenskaper mot vätska och fukt, i synnerhet lág vattenångpermeabilitet, samtidigt som filmen respektive beläggningen har goda värmeförseglingsegenskaper och därför är lätt att värmeförsegla genom konventionell värmeförseglings- teknik.

Speciellt fördelaktigt är att säväl den första som den andra polysackariden är naturligt förekommande och lätta att utvinna ur biologiska råvarukällor som är förnyelsebara och därför inte riskerar att uttömmas.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen består den första, vattenlösliga polysackariden av chitosan som är rikligt förekommande i och lätt att utvinna från skal hos havsskaldjur, t ex krabbor. Chitosan är i sin naturliga miljö elektriskt neutral, men kan genom känd teknik (deacetylering) i alkalisk miljö ges karaktären av en polykatjon. Tekniken går ut på att ersätta ringbundna acetylgrupper (-6-CH3) med ammoniumgrupper (-NH3+) som förmodas vara de aktiva grupper till vilka den andra vattenlösliga polysackariden binder vid framställningen av den vattenolösliga polysackaridföreningen enligt uppfinningen.

Deacetyleringsgraden, dvs andelen ersatta acetylgrupper av det totala antalet acetylgrupper, hos den så aktiverade chitosanpolysackariden kan variera inom vida gränser, men bör vara över 10% för att ge tillräckligt många aktiva grupper tillgängliga för reaktion med den andra polysackariden.

Den andra, vattenlösliga polysackariden väljes enligt uppfinningen ur den grupp som består av agar, alginat, pektin, 509 662 4 karrageenan, stärkelse, modifierad stärkelse, cellulosa och derivat därav. Företrädesvis väljes agar.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer av förpacknings- laminatet har vidare givits de i underkraven 2-6 angivna kännetecknen.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att anvisa ett sätt att framställa förpackningslaminatet enligt uppfinningen.

Detta endamål uppnås genom de i de oberoende patentkraven och 9 definierade sätten.

Ytterligare praktiska och fördelaktiga utföringsformer av sättet enligt uppfinningen har vidare givits de i underkraven 8-9 respektive 10-13 angivna kännetecknen.

Uppfinningen kommer att beskrivas och förklaras närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar på vilka Figur l schematiskt visar ett tvärsnitt av ett förpackningslaminat enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, Figur 2 schematiskt belyser ett sätt att framställa ett förpackningslaminat enligt uppfinningen, och Figur 3 schematiskt belyser ett alternativt sätt att framställa ett förpackningslaminat enligt uppfinningen.

Det visade förpackningslaminatet enligt uppfinningen har i figur 1 givits den allmänna hänvisningsbeteckningen lO.

Förpackningslaminatet 10 innefattar ett styvt, men vikbart stomskikt ll av papper eller kartong som på sin ena sida har en till stomskiktet ll bunden yttre film eller beläggning 12 av en vattenolöslig polysackaridförening. I det visade utförings- exemplet är den yttre polysackaridfilmen eller -beläggningen 12 anordnad mot den sida av stomskiktet ll som är avsedd att vara vänd inåt i en av förpackningslaminatet lO framställd förpackningsbehållare för direktkontakt med förpacknings- behållarens fyllgods. Såsom visas i figur l har förpacknings- så 509 662 laminatet 10 företrädesvis även en yttre film eller beläggning 13 av en polysackaridförening på stomskiktets ll andra sida som sålunda är avsedd att bilda förpackningsbehållarens utsida.

Eftersom filmerna eller beläggningarna l2 och 13 båda består av en vattenolöslig polysackaridförening med goda täthetsegenskaper mot vätska såväl som vattenånga ger den ena yttre filmen eller beläggningen 12 förpackningslaminatets 10 inre stomskikt ll bra skydd mot inträngning av vätska och annan fuktighet från förpackningsbehàllarens fyllgods, samtidigt som den andra yttre filmen eller beläggningen 13 effektivt skyddar stomskiktet ll mot yttre fukt som kan förekomma i förpackningsbehàllarens omgivning.

Såsom tidigare nämnts består polysackaridföreningen i de yttre filmerna eller beläggningarna 12 och 13 av dels en första vattenlöslig polysackarid (A) och dels en andra vattenlöslig polysackarid (B) vilka tillsammans med varandra genom kemisk eller annan bindning mellan aktiva katjongrupper i den första polysackariden och aktiva anjongrupper i den andra polysackariden bildar den vattenolösliga, vätska- och vattenångtäta, värmeförseglingsbara polysackaridföreningen.

Den första, vattenlösliga polysackariden (A) består företrädesvis av chitosan som är en från exempelvis krabbor och liknande havsskaldjur utvunnen polysackarid och som genom känd deacetyleringsteknik givits karaktären av en polykatjon genom att några eller samtliga i chitosanpolysackariden ringbundna acetylgrupper ersatts med ammoniumgrupper. Chitosan- polysackaridens deacetyleringsgrad kan variera över ett brett intervall, men bör vara över 10% för att ge tillräckligt många aktiva katjongrupper för reaktion med motsvarande aktiva anjongrupper i den andra polysackariden (B).

Den andra vattenlösliga polysackariden (B) kan vara agar, alginat, pektin, karrageenan, stärkelse, modifierad stärkelse, 509 662 cellulosa och derivat därav, företrädesvis agar. Agar som lätt kan utvinnas ur exempelvis havsalger, finns kommersiellt tillgänglig och uppvisar för bindning till chitosan- polysackaridens katjongrupper tillgängliga anjongrupper i form av sulfongrupper (S03-).

I den föredragna utföringsformen av uppfinningen består således polysackaridföreningen i förpackningslaminatets 10 båda yttre filmer eller beläggningar 12 och 13 av en vattenolöslig polysackaridförening av chitosan och agar i vilken nämnda katjongrupper i chitosanpolysackariden är kemiskt eller på annat sättet bundna till nämnda anjongrupper i agarpolysackariden.

Tjockleken av förpackningslaminatets 10 yttre polysackarid- filmer eller -beläggningar 12 och 13 kan variera, men är företrädesvis 5-15 pm vardera som ger förpackningslaminatet 10 dess erforderliga täthetsegenskaper och värmeförseglings- egenskaper. Tjocklekar inom det nämnda området motsvarar ytvikter av 5-15 g/m2.

Förpackningslaminatet 10 i figur 1 kan enligt uppfinningen framställas antingen genom en beläggningsoperation som schematiskt visas i figur 2, eller genom en lamineringsoperation som schematiskt visas i figur 3.

Enligt figur 2 framställes förpackningslaminatet genom att man först bereder en vattenlösning av den första vattenlösliga polysackariden (A) och den andra vattenlösliga polysackariden (B) och därefter (vid 24) applicerar vattenlösningen på ena eller på båda sidor av en bana 21 av papper eller kartong som slutligen (vid 25) torkas för bortdrivning av vatten till bildande av vattenolösliga polysackaridbeläggningar 22 respektive 23.

I ett konkret utföringsexempel med användning av chitosan såsom första polysackarid (A) och agar såsom andra polysackarid (B) kan förfaras pà följande sätt. 4 vikt% chitosan löses i 7 509 662 kallt, surgjort (pH<6,5) vatten till bildande av en första vattenlösning, och 4 vikt% agar löses eller uppslammas i kallt vatten och kokas till bildande av en andra vattenlösning. De båda vattenlösningarna blandas med varandra i ett sådant blandningsförhàllande att den erhållna vattenlösningen innehåller l-80 vikt% chitosan, och blandningen värmes till 60-70°C. Den så värmda vattenlösningen appliceras i flytande form på banans ena eller båda sidor i ett sammanhängande, heltäckande skikt i en sådan mängd att de applicerade skikten efter bortdrivning av vattnet har en tjocklek av 5-l5 pm (motsvarande en ytvikt av 5-15 g/m2).

Enligt figur 3 framställes förpackningslaminatet enligt uppfinningen genom laminering av en bana 31 av papper eller kartong med två förtillverkade filmer (32 och 33) av den vattenolösliga polysackaridföreningen som företrädesvis består av en kemisk förening eller ett kemiskt komplex av chitosan och agar. Banan 31 sammanföres med de båda förtillverkade filmerna, samtidigt som varmt vatten 34 eller vattenånga införes mellan banan och respektive filmer, varigenom polysackaridfilmen aktiveras och under tryck varaktigt bindes till banan. De förtillverkade polysackaridfilmerna har i detta exempel en tjocklek av 5-15 pm vardera (motsvarande en ytvikt av -15 g/m2).

Såsom framgår av beskrivningen ovan åstadkommes på enkelt sätt och med enkla medel ett förpackningslaminat av det inledningsvis beskrivna slaget med utmärkta täthets- och förseglingsegenskaper, utan åtföljande problem och nackdelar av den typ som vidlàder den kända tekniken.

Förpackningslaminatet enligt uppfinningen är ett miljömässigt fördelaktigt och värdefullt material, eftersom det huvudsakligen består endast av naturligen förekommande material och således inte tillför naturen miljömässigt främmande material. 509 662 ¿ Även om uppfinningen beskrivits och förklarats med särskild hänvisning till specifika utföringsexempel och val av utgångs- material och dimensioner, är det uppenbart för fackmannen att modifikationer är möjliga utan att frångà uppfinningstanken.

Sådana modifikationer ligger således inom ramen för uppfinningen såsom definieras av efterföljande patentkrav. Exempelvis är detinom ramen för uppfinningen möjligt att komplettera det beskrivna förpackningslaminatet med ett eller flera ytterligare skikt av material av samma eller annat slag än de som nämnts och beskrivits.

Claims (12)

509 662 PATENTKRAV

1. l. Förpackningslarrtinat innefattande ett stomskikt av papper eller kartong (ll) och en på stomskiktets ena eller båda sidor anordnad ñlm eller beläggning av en chitosanfórening (l2,l3) med goda förseglingsegenskaper och låg vattenångpermeabilitet, kânnetecknat av, att nämnda chitosanfórening består av chítosan och en vattenlöslig polysackarid som tillsammans med chítosan bildar den vattenolösliga chítosanföreningen.

2. Förpackningslarninat enligt krav l, kânnetecknat av, att nämnda chítosan är åtminstone delvis deacetylerad.

3. Förpackningslarninat enligt krav 2, kännetecknat av, att nämnda chítosan har en deacetyleringsgrad av minst 10%.

4. Förpackningslarrtinat enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att den vattenlösliga polysackariden valts bland agar, alginat, pektin, karrageenan, stärkelse, cellulosa och derivat därav.

5. Förpackningslaniinat enligt något av föregående krav, kånnetecknat av, att filmen respektive beläggningen har en tjocklek av 5-l5um

6. Sätt att framställa ett förpackningslaminat (10) enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att ena eller båda sidor av en löpande pappers- eller kartongbana belägges med en vattenhaltig lösning innehållande chitosan och en vattenlöslig polysackarid, och att banan därefter torkas för bortdiivnin g av vatten till bildande av en vattenolöslig beläggning av nämnda chítosan och nämnda vattenlösliga polysackarid.

7. Sätt enligt krav 5, kännetecknat av, att nämnda chítosan utgöres av åtminstone delvis deacetylerad chítosan.

8. Sätt enligt krav 6 eller 7, kännetecknat av, att den vattenlösliga polysackariden väljes bland agar, al ginat, pektin, karrageenan, stärkelse, cellulosa och derivat därav.

9. Sätt att framställa ett förpackningslaminat enligt något av ldaven 1-4, kánnetecknat av, att en fór-tillverkad filrn av chítosan och en vattenlöslig polysackarid lamineras till ena eller båda sidor av en löpande pappers- eller kartongbana.

10. Sätt enligt krav 9, kännetecknat av, att nämnda chítosan utgöres av åtminstone delvis deacetylerad chítosan.

11. Sätt enligt krav 9 eller 10, kännetecknat av, att den vattenlösliga polysackariden väljes bland agar, al ginat, pektin, karrageenan, stärkelse, cellulosa och derivat därav.

12. Sätt enligt något av kraven 9-1 1, kännetecknat av, att pappers- eller kartongbanan och den fórtillverkade ñlmen lamineras till varandra medelst varmt vatten eller vattenånga som infóres mellan banan och filmen.