Verpackungsmaterial und Verwendung desselben
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungs- material, (das mindestens drei Schichten umfasst, näm- lich eine äussere Grundmaterialschicht, beispielsweise Papier, eine innere, Sir das Heissverschweissen bestimmte Schicht und eine mitdere, zwischen diesen Schichten angeondnete Schicht, wobei mindestens die beiden letztgenannten Schichten aus thermoplastischem Material bestehen.
Hier sowie im folgenden werden die Bezeichnungen innerem und äussere gemäss der Stellung verwendet, die die betreffende Schicht einnimmt, wenn das Verpackungsmaterial in einer fertigen Packung verwendet wird. Der Ausdruck äussere bedeubet jedoch nicht, dass die Schicht am äussersten angeordnet ist, da die äussere Schicht auch mit einer oder mehreren weiteren Schichten auf ihrer Aussenseite versehen sein kann.
Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, dass die mittlere Schicht aus einem Maberial mit einem guten AdhÏ sionsvermögen an der Grundmaterialschicht sowie an der inneren Schicht besteht und dass die innere Schicht aus einem nicht oxydierten und daher auch nicht pola risierten Kunststoffmaterial besteht, um das Schweissen unber einer Flüssigkeitsoberfläche zu erleichtern.
Es ist grundsätzlich beabsichtigt, Polyolefine, z. B.
Polyäthylen jodler Polypropylen, als Material für die mittlere und innere Schicht zu verwenden, es können aber auch andere Materialien, die f r das Heissverschweissen geeignet sind, verwendet werden, z. B. Poly vinylchlorid, Polyvinylidenohlond oder Copolymere, in denen diese und/oder die oben genannten Kunststoff- materialien eingeschlossen sind.
Um eine gute AdhÏsion zwischen der Grundmate- rialschicht und der mittleren Schicht zu erzielen, kann es zweckmässig sein, dass die letztere in einem gewissen Ausmass oxydiert ist. Dies kann verwirklicht werden, indem man die Aufbringung auf die Grundmaterial- schicht bei einer verhältnismässig hohen Temperatur und ohne zu schnelle Abkühlung ausführt. Das Ausmass der Oxydation hangt sowohl von der Temperatur als auch von der Zeit ab. Es hängt weiter von der Foliendicke beim Extrudieren derart ab, dass die Oxydation umso stÏrker ist, je dicker die aufgebnachte Folie ist.
Gewisse Polyolefine, z. B. Polypropylen, werden flüssiger, je länger die Oxydation fortschreitet, was die Adhäsion an die Grundmaterialschicht erleichtert.
Das Verpackungsmaterial ist dazu geeignet, zur Herstellung von Packungen zu dienen. Die erfindungsge- mässe Verwendung des Verpackungsmaterials ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Bahn desselben in die Schlauchform übelführt und die freien Längsränder unter Bildnw einer Läogsnaht miteinander vereinigt, worauf die einzelnen Packungen,, die beispielsweise kissenförmig, tetraederförmig oder parallelepipedisch sein können, durch Flachpressen und Heissverschweissen in Schweisszonen in Querrichtung bezüglich der Sohlauchachse hergestellt und durch Schnitte in diesen Zonen getrennt werden, nachdem sie mit Füllmaterial, z. B.
Milch oder eine andere Flüssigkeit, zwischen der Ausführung der Schweissungen in zwei aufeinanderfol jgendea Zonen jgefüllt worden sind. Gleichgültig, ob diese Schweissung oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche stattfindet, in welchem Falle die Flüssigkeit leicht auf die Verschwoissungsoberflächen spritzt, oder ob sie durch die Fl ssigkeit selbst stattfindet, wobei die Fl ssigkeit von der Verschweissungsstelle entfernt wird, es wird als Ergjebnis emne verbesserte Schweissung erhalten. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, dass die Flüssigkeitsmoleküle leichter von einer nicht oxydierten Oberfläche entfernt werden als von einer oxydierten Oberfläche. Eine Oberfläche der letzteren Art hat im Gegensatz zu der zuerst genannten eine solche Polarität, dass die Flüssigkeitsmoleküle an derselben haften.
Man bat bereits versucht, auf Materialien f r Pakkungen der oben genannten Art eine nicht oxydierte innere Oberfläche zu erzeugen. Jedoch war man ge zwungen, einen Kompromiss mit den Anforderungen zu schliessen, die auf der Tatsache beruhen, dass die Adhäsion zwischen der inneren Schicht und dem Grundmaterial ebenfalls befriedigend sein muss.
Andererseits kann die mittlere Schicht aufgebracht werden, ohne idass man dem am Ende erfolgenden Heissverschweissen irgendwelche Aufmerksamkeit schenken muss, d. h. man kann ein Material und eine Temperatur verwenden, die in bezug auf die Grundmaterialschicht geeignet ist.
Ferner kann durch die Erfindung der Vorteil erzielt werden, dass die mittlere Schicht und die innere Schicht in bezug aufeinander eingestellt werden können.
Beispielsweise kann die Dicke der mittleren Schicht so eingestellt werden, dass man bei der Bestimmung der Dicke der inneren Schicht praktisch nur zu erwägen braucht, was zweckmässig für den Zweck ist, die bestmögliche Oberfläche vom Standpunkt des Heissver- schweissens zu erhalten, d. h. die innere Schicht kann bei niedriger Temperatur und dünner Foliendicke ex trudiert werden, wodurch das Risiko der Oxydation dieser Schicht praktisch vollständig beseitigt wird.
Die Adhäsion zwischen den beiden innersten Schich Zen, d. h. der inneren Schicht und der mittleren Schicht, verursacht im allgemeinen keine Probleme. Die Materialien dieser beiden Schichten bestehen aus nahe verwandten thermoplastisohen Stoffen, die leicht miteinander kombiniert werden können. Die Ausgangsmateria- lien dieser beiden Schichten können überdies identisch sein, wobei die verschiedenen Eigenschaften dieser beiden Schichten nur durch die Wahl verschiedener Auf bringungstemperaturen, verschiedener Schichtdicken, verschiedener Abkühlungstemperaturen und/oder verschiedener Verarbeitungsatmosphären erzeugt werden.
Polypropylen wird normalerweise leichter oxydiert als Polyäthylen. Dies kann in solcher Weise ausgenützt werden, dass Polyäthylen für die innere Schicht und Polypropylen für die mittlere Schicht gewählt wird. Die Oxydation und dadurch auch das Adhäsionsvermögen der mittleren Schicht können weiter verbessert werden, indem man das Papier und/oder die mittlere Schicht einer hohen elektrischen Spannung aussetzt, wodurch Ozonmoleküle gebildet werden und an der Oberfläche des behandelten Materials haften.
Jedoch kann Polypropylen auch gegen Oxydation stabilisiert werden und dann weniger Oxydationsneigung besitzen als Polyäthylen, so dass dieses Material demgemäss für die innere Schicht verwendet werden kann.
In der beiliegenden Zeichnung ist schematisch und beispielsweise veranschaulicht, wie das erfindungsge- mässe Verpackungsmaterial hergestellt werden kann, indem man eine Kunststoffolie l, die als mittlere Schicht dient, aus einer Spritzdüse 2 auf eine Papierbahn 3 extrudiert, die als Grundmaterialschicht dient, und den erhaltenen Schichtstoff zwischen einem ersten Paar von Walzen 4, 4 kalandriert. Aus einer zweiten Spritzdüse 5 wird dann eine weitereKunststoffolieextrudiert, die mit 6 bezeichnet ist unddemgemässdieobengenannte innere Schicht bildet. Der erhaltene Dreischichten schichtstoff wird schliesslich zwischen einem zweiten Paar von Walzen 7, 7 kalandriert.
Die verschiedenen Walzenpaare 4, 4 und 7, 7 können auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden, die so eingestellt werden, wie es erwünscht ist, um die bestmögliche Adhä- sion zwischen der Grundmaterialschicht 3 und der mittleren Schicht 1 zu erhalten bzw. die gewünschten Eigenschaften der inneren oder Verschweissungssschicht 6 zu erhalten, d. h. das Walzenpaar 4, 4 wird auf einer ver hältnismässig hohen Temperatur gehalten, um ein langsames Abkühlen zu erzielen, während das Walzenpaar 7, 7 gut gekühlt gehalten wird, um ein schnelles Abkühlen zu erzielen.
Die Herstellung des Verpackungsmaterials ist of fensichtlich nicht nur auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. BeisDielsweise können bekannte Schichtstoffherstellungsmaschinen ausser der gezeigten verwendet werden, um das erfindungsgemässe Verpakkungsmaterial herzustellen. Ferner kann die Grundma- terialschicht 3 natürlich auch auf der Seite, die die äussere Seite der fertigen Packung bildet, mit Materialien überzogen sein, um das Aussehen und/oder die Funktion der Packung zu beeinflussen.
Weitere Vorteile können überdies erzielt werden, wenn für die verschiedenen Schichten Materialien gewählt werden, die solche Temperatur-Viskositäts-Kur- von haben, dass die Viskosität im Falle der Wärmezufuhr durch die äussere Schicht trotz der nach innen abnehmenden Temperatur bei einerinneren Schicht niedri- ger wird als bei der ausserhalb der ersteren liegenden Schicht, wodurch praktisch verhindert wird, dass Material von einer Schicht in die Schicht gepresst wird, die beim Heissverscbwoissen ausserhalb der ersteren liegt, was dann durch Schmelzen lediglich der inneren Schicht stattfinden kann.
Packaging material and use of the same
The present invention relates to a packaging material (comprising at least three layers, namely an outer base material layer, for example paper, an inner layer intended for hot welding, and a second layer bonded between these layers, with at least the last two layers mentioned consist of thermoplastic material.
Here and in the following, the terms inner and outer are used according to the position that the layer in question assumes when the packaging material is used in a finished pack. The expression outer does not mean, however, that the layer is arranged on the outermost, since the outer layer can also be provided with one or more further layers on its outside.
The main feature of the invention is that the middle layer consists of a material with good adhesion to the base material layer as well as to the inner layer and that the inner layer consists of a non-oxidized and therefore also non-polarized plastic material to prevent welding To facilitate liquid surface.
It is basically intended to use polyolefins, e.g. B.
Polyäthylen iodler Polypropylen, to be used as material for the middle and inner layer, but it can also be used other materials which are suitable for the hot welding, z. B. poly vinyl chloride, polyvinylidene chloride or copolymers in which these and / or the plastic materials mentioned above are included.
In order to achieve good adhesion between the base material layer and the middle layer, it can be useful for the latter to be oxidized to a certain extent. This can be achieved in that the application to the base material layer is carried out at a relatively high temperature and without cooling too quickly. The extent of the oxidation depends on both temperature and time. It also depends on the film thickness during extrusion in such a way that the thicker the applied film, the stronger the oxidation.
Certain polyolefins, e.g. B. polypropylene, the longer the oxidation proceeds, the more fluid, which facilitates the adhesion to the base material layer.
The packaging material is suitable for the production of packs. The use according to the invention of the packaging material is characterized in that a web of the same is made into the tubular shape and the free longitudinal edges are combined with one another to form a log seam, whereupon the individual packs, which can be, for example, pillow-shaped, tetrahedral or parallelepiped, are pressed flat and Hot welds are made in welding zones in the transverse direction with respect to the sole axis and separated by cuts in these zones after they are filled with filler material, e.g. B.
Milk or some other liquid has been filled in between the execution of the welds in two successive areas. Regardless of whether this weld takes place above the surface of the liquid, in which case the liquid easily splashes onto the weld surfaces, or whether it takes place through the liquid itself, with the liquid being removed from the weld, the result is an improved weld. This can be explained by the fact that the liquid molecules are more easily removed from a non-oxidized surface than from an oxidized surface. In contrast to the former, a surface of the latter type has such a polarity that the liquid molecules adhere to it.
Attempts have already been made to produce a non-oxidized inner surface on materials for packaging of the type mentioned above. However, one was forced to make a compromise with the requirements based on the fact that the adhesion between the inner layer and the base material must also be satisfactory.
On the other hand, the middle layer can be applied without having to pay any attention to the final heat-sealing, i.e. H. one can use a material and a temperature suitable with respect to the base material layer.
Furthermore, the invention can achieve the advantage that the middle layer and the inner layer can be adjusted with respect to one another.
For example, the thickness of the middle layer can be adjusted in such a way that when determining the thickness of the inner layer, one practically only needs to consider what is expedient for the purpose of obtaining the best possible surface from the point of view of hot welding, i. H. the inner layer can be extruded at a low temperature and with a thin film thickness, which practically completely eliminates the risk of oxidation of this layer.
The adhesion between the two innermost layers of Zen, i.e. H. the inner layer and the middle layer, generally cause no problem. The materials of these two layers consist of closely related thermoplastic materials that can easily be combined with one another. The starting materials of these two layers can moreover be identical, the different properties of these two layers being created only by choosing different application temperatures, different layer thicknesses, different cooling temperatures and / or different processing atmospheres.
Polypropylene is usually more easily oxidized than polyethylene. This can be exploited in such a way that polyethylene is chosen for the inner layer and polypropylene for the middle layer. The oxidation and thus also the adhesiveness of the middle layer can be further improved by exposing the paper and / or the middle layer to a high electrical voltage, whereby ozone molecules are formed and adhere to the surface of the treated material.
However, polypropylene can also be stabilized against oxidation and then have less tendency to oxidize than polyethylene, so that this material can accordingly be used for the inner layer.
The accompanying drawing shows schematically and for example how the packaging material according to the invention can be produced by extruding a plastic film 1, which serves as the middle layer, from a spray nozzle 2 onto a paper web 3, which serves as the base material layer, and the resulting Laminate calendered between a first pair of rollers 4, 4. A further plastic film is then extruded from a second spray nozzle 5, which is denoted by 6 and accordingly forms the above-mentioned inner layer. The three-layer laminate obtained is finally calendered between a second pair of rollers 7, 7.
The different roller pairs 4, 4 and 7, 7 can be kept at different temperatures, which are set as desired in order to obtain the best possible adhesion between the base material layer 3 and the middle layer 1 or the desired properties of the to obtain inner or weld layer 6, d. H. the pair of rollers 4, 4 is kept at a relatively high temperature ver in order to achieve slow cooling, while the pair of rollers 7, 7 is kept well cooled in order to achieve rapid cooling.
The production of the packaging material is obviously not limited to the method described above. For example, known laminate production machines other than those shown can be used to produce the packaging material according to the invention. Furthermore, the base material layer 3 can of course also be coated with materials on the side that forms the outer side of the finished pack in order to influence the appearance and / or the function of the pack.
Further advantages can also be achieved if materials are selected for the various layers that have such a temperature-viscosity course that the viscosity is lower in the case of heat input through the outer layer despite the inwardly decreasing temperature in an inner layer than with the layer lying outside the former, which practically prevents material from being pressed from a layer into the layer that lies outside the former during hot-welding, which can then only take place by melting the inner layer.