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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung einer einseitig heissiegelfähigen Kunststoffolie zur Verwendung für Verschlussdeckel auf mit umlaufendem Rand versehenen Behältern, dadurch gekennzeichnet, dass man (a) eine Polyalkylenfolie mit einer Dicke von 50-200 Mikrometer und einer Schmelztemperatur von mindestens 1 350C einseitig mit einer Haftvermittlerschicht versieht, die eine Dicke von 0,1 bis 1 Mikrometer besitzt und mindestens teilweise aus Elastomer besteht, (b) auf die Haftvermittlerschicht eine Heissiegelschicht, die mindestens teilweise aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer besteht, in einer Dicke von 0,5 bis 10 Mikrometer aufträgt, und (c) die Folie vor, während oder nach Schritt (b) in flachliegendem Zustand einer Wärmebehandlung unterzieht, um die Folie praktisch flachliegefähig zu machen,
wobei die Polyalkylenfolie und die Beschichtungsdicken in den Schritten (a) und (b) so gewählt werden, dass die erhaltene heissiegelfähige Folie ein Flächengewicht von mindestens 80 g/m2 besitzt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyalkylenfolie eine solche aus Nieder druckpolyethylen verwendet wird
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine biaxial orientierte Polyalkylenfolie mit einem Kristallinitätsgrad von mindestens 50%, vorzugsweise 60-80W, verwendet wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blasschlauchfolie verwendet wird, insbesondere eine solche, die mit einem Aufblasverhältnis von 1:3 bis 1:6 hergestellt worden ist.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittlerschicht eine solche aus elastomerem Polyurethan oder aus vernetztem Ethylen/Vinylacetat-Polymer verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyalkylenfolie einen pigmentierenden Füllstoff, wie Titandioxid, z.B. in Anteilen von 10-20'Ho, bezogen auf das Gewicht der Polyalkylenfolie, enthält.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in flach- liegendem Zustand bei Temperaturen von 70-1 300C durchge fiihrt wird.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf ihrer nicht mit der Heissiegelschicht versehenen bzw. zu versehenden Seite mit einer Aufdruckschicht versehen wird.
9. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1, erhaltene heissiegelfähige Kunststoffolie mit annähernd gleichen Biegesteifigkeitswerten in Längs- und Querrichtung.
10. Verwendung einer nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1, hergestellten heissiegelfähigen Kunststofffolie zum Versiegeln von Behältern mit einer Siegeltemperatur von 70-80"C und einer Siegeldauer von 0,2 bis 0,4 sec.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einseitig heissiegelfähigen Kunststoffolie, die zur Verwendung als Verschlussdeckel auf mit umlaufendem Rand versehenen Behältern, insbesondere für Aufreiss-Einwegverpackungen, bestimmt ist und im folgenden kurz als Deckelfolie bezeichnet wird.
Bekanntlich werden für das Verschliessen von Aufreissverpackungen für flüssige, halbfeste oder feste Güter, wie Yoghourt, Marmelade, Käse, Desserts und andere Nahrungsmittel, aber auch für Verpackungen anderer Güter einschliesslich von technischen Artikeln Folien aus Aluminium verwendet, deren Metallschicht mit einer Heissiegelschicht versehen ist. Hierzu werden aus der mit Heissiegelmasse beschichteten Metallfolie entsprechende Deckelteile ausgeschnitten, auf den umlaufenden Rand des zu verschliessenden Behälters, z.B. einem spritzgegossenen oder tiefgezogenen Plastbehälter, gelegt und in einer Abpaclcrnaschine nach dem Einfüllen des Gutes dicht auf den Behälterrand aufgesiegelt.
Die Deckelteile sind mit einer vom verschlossenen Behälter abragenden Griffstelle oder Lasche versehen, mit welcher der Deckelteil von der Verpackung abgeschält werden kann.
Die bekannten Deckelfolien auf Metall- bzw. Aluminiumbasis haben verschiedene mechanische Nachteile:
Die Folien sind nicht ausreichend einreissfest; eine Aluminium-Deckelfolie mit 50 Mikrometer Dicke hat beispielsweise eine Durchreissfestigkeit (bestimmt nach Elmendorf) von 20 Zoll in Quer- und Längsrichtung was etwa in der gleichen Grössenordnung liegt, wie die Abschälfestigkeit der üblichen Heissiegelverbindung zwischen Deckel und Behälter. Deshalb kommt es relativ häufig vor, dass beim Versuch des Abschälens nicht die Siegelverbindung, sondern der Deckel aufgerissen bzw. keilförmig angerissen wird; die geringe Reissfestigkeit der Aluminiumfolie ist ferner der Grund dafür, dass die Deckel relativ leicht durchstossen werden können, z.B. beim Transport oder bei Stapelung.
Ausserdem ist die metallische Deckelfolie korrosionsanfällig, schlecht verbrennbar und kann durch ihre scharfen Kanten zu Schnittverletzungen führen.
Besonders nachteilig ist ferner, dass sich die mit metallischen Deckelfolien verschlossenen Plastbehälter nicht zur Haltbarmachung des darin abgefüllten Gutes mit modernen Strahlenverfahren (Konservierung durch Mikrowellenbehandlung) eignen.
Man hat daher bereits Versuche unternommen, heissiegelfähige Deckelfolien ohne Metallkomponente - insbeson- dere auf Basis von PVC - herzustellen. Solche Deckelfolien haben sich bisher aber nicht durchsetzen können, offenbar weil der Ersatz der üblichen Aluminiumschicht heissiegelfähiger Deckelfolien durch organische Polymerschichten mit fachmännischen Massnahmen nicht zum Ziel führt. Vielmehr bestand Grund zur Annahme, dass die besonderen Anforderungen an eine heissiegelfähige Deckelfolie die Verwendung einer metallischen Trägerschicht - etwa aus Gründen der Wärmebeständigkeit bzw. Wärmeleitfähigkeit notwendig macht.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass heissiegelfähige Deckelfolien ohne metallische Trägerschicht erhalten werden, wenn bezüglich der Auswahl der Komponenten und ihrer Behandlung bestimmte, weiter unten erläuterte Parameter eingehalten werden.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man (a) eine Polyalkylenfolie mit einer Dicke von 50-200 Mikrometer und einer Schmelztemperatur von mindestens 315"C einseitig mit einer Haftvermittlerschicht versieht, die eine Dicke von 0,1 bis 1 Mikrometer besitzt und mindestens teilweise aus Elastomer besteht, (b) auf die Haftvermittlerschicht eine Heissiegelschicht, die mindestens teilweise aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer besteht, in einer Dicke von 0,5 bis 10 Mikrometer aufträgt, und (c) die erhaltene Folie vor, während oder nach Schritt (b) in flachliegendem (bzw. flachlaufendem) Zustand einer Wärmebehandlung unterzieht, um die Folie praktisch flachliegefähig zu machen;
die Polyalkylenfolie (d. h. ihre Dicke sowie gegebenenfalls ihr durch Zusatz von vorzugsweise mineralischem Füllstoff veränderliches spezifisches Gewicht) und die Beschichtungsdicken, insbesondere in Schritt (b),
sind so zu wählen, dass die erhaltene heissiegelfähige Folie ein Flächengewicht von mindestens 80 g/m2, vorzugsweise ein solches von über 100 g/m2, aufweist.
Beispiele für geeignete Polyalkylenfolien sind solche aus Polyethylen, Polypropylen und Copolyethylenpropylen, sofern sie eine Schmelztemperatur von 1350C oder mehr besitzen. Polyalkylene mit relativ hoher Dichte werden bevorzugt. Biaxial orientierte bzw. teilorientierte Polyalkylenfolien, wie sie z.B. nach bekannten Blasschlauchverfahren oder nach anderen biaxial orientierenden Herstellungs- bzw.
Nachbehandlungsverfahren erhältlich sind, werden ebenfalls bevorzugt. Solche biaxial orientierten Polyakylenfolien zeigen in der Regel einen durch Röntgenstrahlbeugung feststellbaren Kristallinitätsgrad , vorzugsweise einen solchen von über 50%. Ein bevorzugtes spezielles Beispiel ist eine Folie aus Niederdruckpolyethylen mit einer Dichte von 0,950 bis 0,965 g/cm3 und einem Molekulargewicht (Gewichtsmittel) in der Grössenordnung von 100 000-200 000, vorzugsweise als Blasfolie mit einem Aufblasverhältnis von 1:3 bis 1:6 hergestellt. Hochdruckpolyethylene (relativ niedrige Dichte) sind in der Regel weniger günstig. Die Polyalkylenmasse der Folie kann mineralischen Füllstoff bzw.
Pigment, wie TiO2,z.B. in Anteilen von bis etwa 20 Gew.-%, enthalten.
Die Polyalkylenfolie - die Trägerfolie - wird dann auf einer Seite mit einer dünnen, d. h. 0,1 bis 1 Mikrometer dicken, Haftvermittlerschicht versehen, die ein Elastomer enthält, das vorzugsweise eine gewisse Vernetzung zeigt, z.B. aus Polyurethan. Wie an sich für Haftvermittler(primer) -schichten üblich, können hierfür entsprechende Vorpolymere oder polymerbildende Mehrkomponentenmischungen in Lösungs- oder Emulsionsform verwendet und nach dem Auftragen auf die Polyalkylenfolie zum Bewirken einer gewissen - d. h. noch zu einer elastischen Schicht führenden - Vernetzung erwärmt werden.
Anstelle von Polyurethanen sind auch andere Elastomere in dünner Schicht als Haftvermittler geeignet, z.B. Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, Acrylat, Acrylsäure oder dergleichen. Auftragsmengen von etwa 0,1 g Haftvermittler Polymer pro m2 der Polyalkylenfolie sind als Beispiel zu nennen. Geeignete Haftvermittlerzubereitungen mit den genannten Eigenschaften sind technisch unter verschiedenen Markennamen erhältlich.
Auf die mit der Haftvermittlerschicht versehene Seite der Polyalkylenfolie wird nun eine vorzugsweise gleichmässige und zusammenhängende, relativ dicke, d. h. 0,5 bis 10 Mikrometer starke, Heissiegelschicht auf Basis von Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat aufgetragen. Solche Copolymere, auch EVA-Polymere genannt, sind technisch unter verschiedenen Markenbezeichnungen, z.B. AC Copolymer 400 (Dow Chemical), Ultrathene > (U.S. Industrial Chemicals), Montothene (Monsanto Chemicals), Elvax (Du Pont de Nemours), usw., erhältlich und können zusätzlich Wachskomponenten in unterschiedlichen Anteilen zur Steuerung der Abschälfestigkeit der damit erhältlichen Heisssiegelverbindungen enthalten.
Das EVA-Polymer, gegebenenfalls in Mischung mit Wachsen, kann in an sich üblicher Weise als Emulsion oder als Schmelze auf die mit der Haftvermittlerschicht versehene Polyalkylenfolie aufgetragen und gegebenenfalls in der Wärme getrocknet werden. Auftragsstärken von 4-8 g Feststoffanteil pro m2 Beschichtungsfläche sind als Beispiel zu nennen.
Die Polyalkylenfolie kann auf der nicht mit der Heisssiegelschicht versehenen Seite in an sich üblicher Weise bedruckt werden, z.B. vor oder nach Auftragen der Haftvermittlerschicht.
Bis und mit der Bildung der Heissiegelschicht wird vorzugsweise kontinuierlich gearbeitet und das erhaltene bahnförmige Material kann zu Rollen geschnitten werden, die zur Verwendung in den bekannten Abpack- und Verschliessautomaten geeignet sind.
Die Flachliegefähigkeit der erfindungsgemäss hergestellten, einseitig heissiegelfähigen Kunststoffolie ist eine für die Verwendung zum Verschliessen von Aufreisspackungen wesentliche Eigenschaft, die durch Wärmebehandlung, z.B.
bei Temperaturen von 70-1300C, vor während oder nach dem Auftragen der Heissiegelschicht erzielt wird.
Diese Behandlung kann in Form einer gesonderten, beispielsweise abschliessenden Temperungsbehandlung oder im Zuge der Trocknung einer Beschichtung durchgeführt werden und dient dazu, die bei ein- oder beidseitig kaschierten Kunststoffolien normalerweise auftretende Aufrollneigung im wesentlichen zu beseitigen.
Die Flachliegefähigkeit wird z.B. wie folgt festgestellt: Rechteckige Probestreifen (20 X 270 mm) des zu testenden Folienmaterials werden in der Mitte ihrer Längsabmessung in Klammern (Berührungsflächen von 20 X 20 mm am Probestreifen) eingespannt, die auf einer Messplatte befestigt sind. Die beiden freien Enden jedes Teststreifens liegen jeweils über Messplattenskalen, welche eine direkte Ablesung der von der Horizontalen (Hauptebene der Teststreifen) abweichenden Lagen der Teststreifenenden gestatten, nachdem die Teststreifen auf der Messplatte während eines bestimmten Zeitraumes in einem Klimaschrank aufbewahrt wurden.
Eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Deckelfolie gilt dann als praktisch flachliegefähig, wenn sie beim eben beschriebenen Test nach 24 Std. im Klimaschrank (200C, 65% relative Luftfeuchtigkeit) einen Ablesewert von unter 20 , vorzugsweise höchstens 10 , ergibt.
Ferner wurde gefunden, dass das Flächengewicht für die erfindungsgemäss erhaltenen Deckelfolien mindestens 80 g/m2 betragen muss. Flächengewichte von 100-250 g/m2 werden bevorzugt.
Da Polyalkylene Dichten zwischen 0,9 und 1,0 g/cm3 haben und die Flächengewichte der Beschichtungen normalerweise einen Beitrag von höchstens 20% des Flächengewichtes der Deckelfolie leisten, kann das gewünschte Flächengewicht durch Zugabe von mineralischem Füllstoff, der toxikologisch unbedenklich ist, zur Masse der Polyalkylenfolie erhöht werden. Beispielsweise ergibt ein Zusatz von 20 Gew.-% TiO2 (Dichte 3,84) praktisch eine Verdoppelung des Flächengewichtes.
Für die Praxis wird bevorzugt, dass das Flächengewicht der erfindungsgemäss hergestellten Deckelfolie annähernd ebenso gross ist, wie das Flächengewicht konventioneller Deckelfolien auf Basis von kaschierter Aluminiumfolie. Vorzugsweise hat die erfindungsgemäss hergestellte Deckelfolie in Längs- und Querrichtung praktisch gleiche Biegefestigkeitswerte, z.B. bei einer Gesamtdicke von 120 Mikrometer eine Biegezahl (nach Taber) von etwa 1,4 + 0,15 in beiden Richtungen. Die Biegezahl nach Taber ist eine dimensionslose Grösse, deren Messung bzw. Normcharakter in DIN 53121 und 53123 beschrieben ist. Die Durchreissfestigkeit (nach Elmendorf, bestimmt gemäss DIN 53128 in Und .
cm/cm) der erfindungsgemäss hergestellten Deckelfolien kann in Längs- und Querrichtung verschieden sein, ist aber meist erheblich grösser als die einer konventionellen Dekkelfolie gleichen Flächengewichtes auf Basis von Aluminiumfolie.
Die erfindungsgemäss erhältliche Deckelfolie ist dementsprechend zum Verschliessen von nach unterschiedlichen Verfahren (z.B. Spritzgiessen, Tiefziehen, Vakuumformen, Warmpressen usw.) hergestellten Behältern unterschiedlicher Form (Becher, Schalen) mit umlaufendem, praktisch in einer Ebene liegendem Rand geeignet und siegelt auf ganz unterschiedlichen Kunststoffen, z.B. Polystyrol, Polyvinylchlorid, Epoxyharz, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polypropylen, ABS-Harz sowie auf anorganischen Werkstoffen, z.B. Metall, wie Aluminium, in hervorragender Weise.
Vorzugsweise wird mit relativ kurzen Siegelzeiten von weniger als 1 sec, z.B. 0,2 bis 0,4 sec, und Temperaturen am Heissiegelbacken von 100-1400C gearbeitet.
Plastmaterial-Verpackungsbehälter, die mit der erfindungsgemäss hergestellten Deckelfolie versiegelt sind, können zur Stabilisierung des Behälterinhaltes einer Mikrowellenbehandlung unterzogen werden und die oben erwähnten mechanischen Nachteile von Deckelfolien auf Aluminiumbasis werden vermieden. Hinzu kommt eine Verbilligung gegen über den Aluminiumdeckelfolien von typisch 20-50%, bezogen auf Material- und Verarbeitungskosten.
Nachfolgend werden Beispiele für die Herstellung einer Deckelfolie nach dem erfindungsgemässen Verfahren gegeben.
Beispiel 1 (a) Herstellung der Trägerfolie
Handelsübliches Niederdruckpolyethylen-Granulat mit einer Dichte von 0,950 g/cm3 und einem Molekulargewicht von 130 000 (Kristallinitätsgrad 70%) wurde unter Zusatz von 3 Gew.-cro TiO > mit einem Aufblasverhältnis von 1:4 zu einer Blasfolie mit einer Dicke von 120 Mikrometer verarbeitet, und zwar bei Extrudertemperaturen von 190-230"C (Schnecke) bzw. 220"C (Düse) und mit einer Ausstossmenge von 180 kg/Std. Die am Extruder beidseitig aufgeschlitzte Blasfolie wird nach dem Auftrennen auf der Oberseite und Unterseite in an sich üblicher Weise zur Haftverbesserung elektronisch behandelt, aufgeschnitten, aufgewickelt und bedruckt.
(b) Auftragen der Hafivermittlerschicht
Die Trägerfolie wird auf der unbedruckten Seite kontinuierlich mit einer emulsionsförmigen Primerlösung auf Basis von Polyurethan in einer Auftragsmenge von 0,5 g/m2 versehen. Die Haftvermittlerschicht wird bei 70-90DC getrocknet.
(c) Auftragen der Heissiegeischicht
Die gemäss Schritt (b) geprimerte und auf Raumtemperatur abgekühlte Trägerfolie wird auf der geprimerten Seite mit einer Heissiegelmasse auf Basis einer Ethylen/Vinylacetat-Copolymeremulsion in einer Auftragsmenge von 7,5 g/m2 beschichtet und im Durchlaufofen bei 80 C getrocknet.
(d) Tempern
Die beschichtete getrocknete Bahn wird bei Temperaturen von 1000C + 30"C einem kontinuierlichen Temperprozess und anschliessend schockartig auf Zimmertemperatur abgekühlt Die so erhaltene, flachliegefähige und einseitig heisssiegelfähige Folie kann auf der nicht siegelfähigen Seite bedruckt und z.B. zum Verschliessen von Yoghurtbechern in hierfür an sich bekannten Anlagen verwendet werden (Temperatur am Siegelbacken von etwa 1200C, 0,3 sec Dauer).
Die Durchreissfestigkeit (nach Elmendorf, bestimmt gemäss DIN 53128, Dimension p. cm/cm) der nach diesem Beispiel erhaltenen Deckelfolie betrug 42 (quer) bzw. 120 (längs). Im Vergleich hierzu betragen die entsprechenden Werte einer üblichen Deckelfolie auf Aluminiumbasis bei praktisch gleichem Flächengewicht (Dicke 50 pm) jeweils nur 20 (quer und längs).
Die Biegesteifigkeit (nach Taber) der Deckelfolie von Beispiel 1 betrug 1,4 in Querrichtung und 1,35 in Längsrichtung.
Die Auftragsmenge in Schritt (b) von Beispiel 1 kann z.B. zwischen 0,1 und 1 g/m2 variiert und der Polyuethanprimer durch einen solchen auf Basis von vernetzbarem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer ersetzt werden.
Die Auftragsmenge in Schritt (c) von Beispiel 1 kann z.B. zwischen 5 und 10 g/m2 variiert werden.
Beispiel 2
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde Trägerfolie gemäss Absatz (a) hergestellt und gemäss Absatz (b) geprimert.
Zum Auftragen der Heissiegelschicht wurde die so erhaltene Folie auf der geprimerten Seite mit einem Breitschlitzextruder mit einer Heissiegelmasse auf Basis von Ethylen/ Vinylacetat-Capolymer aus der Schmelze in einer Auftragsmenge von 11,5 + 3,5 g/m2 beschichtet. Die Schmelztemperatur betrug 100-1500C, die Düsentemperatur 1800C.
Die so erhaltene Folie ist auch ohne den Temperschritt (d) flachliegefähig und hat ähnliche Eigenschaften wie das Produkt von Beispiel 1.
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PATENT CLAIMS
1. A process for producing a one-sided heat-sealable plastic film for use for sealing lids on containers provided with a circumferential edge, characterized in that (a) a polyalkylene film with a thickness of 50-200 micrometers and a melting temperature of at least 1 350C is provided on one side with an adhesive layer , which has a thickness of 0.1 to 1 micrometer and at least partially consists of elastomer, (b) on the adhesion promoter layer a heat seal layer, which consists at least partially of an ethylene / vinyl acetate copolymer, in a thickness of 0.5 to 10 micrometers applies, and (c) subjecting the film to a heat treatment in a flat state before, during or after step (b) in order to make the film practically flat-lying,
wherein the polyalkylene film and the coating thicknesses in steps (a) and (b) are chosen so that the heat-sealable film obtained has a basis weight of at least 80 g / m 2.
2. The method according to claim 1, characterized in that the polyalkylene film used is made of low pressure polyethylene
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a biaxially oriented polyalkylene film with a degree of crystallinity of at least 50%, preferably 60-80W, is used.
4. The method according to claim 2 and 3, characterized in that a blown tubular film is used, in particular one which has been produced with an inflation ratio of 1: 3 to 1: 6.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that one made of elastomeric polyurethane or of crosslinked ethylene / vinyl acetate polymer is used as the adhesion promoter layer.
6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polyalkylene film contains a pigmenting filler such as titanium dioxide, e.g. in proportions of 10-20'Ho, based on the weight of the polyalkylene film.
7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the heat treatment is carried out in a lying flat state at temperatures of 70-1 300C.
8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the film is provided on its side not provided with the heat seal layer or to be provided with an imprint layer.
9. According to the method of claim 1, heat-sealable plastic film obtained with approximately the same bending stiffness values in the longitudinal and transverse directions.
10. Use of a heat-sealable plastic film produced by the method according to claim 1 for sealing containers with a sealing temperature of 70-80 "C and a sealing time of 0.2 to 0.4 sec.
The invention relates to a method for producing a plastic film which is heat-sealable on one side and which is intended for use as a closure lid on containers provided with a peripheral edge, in particular for tear-open disposable packaging, and is referred to below as a lid film.
It is known that for the sealing of tear-open packaging for liquid, semi-solid or solid goods, such as yoghourt, jam, cheese, desserts and other foods, but also for packaging other goods, including technical articles, aluminum foils are used, the metal layer of which is provided with a heat seal layer. For this purpose, appropriate cover parts are cut out of the metal foil coated with the heat sealant, onto the peripheral edge of the container to be closed, e.g. an injection-molded or deep-drawn plastic container, placed and sealed in a packaging machine after filling the goods tightly on the edge of the container.
The lid parts are provided with a handle or tab protruding from the closed container, with which the lid part can be peeled off the packaging.
The known lid foils based on metal or aluminum have various mechanical disadvantages:
The films are not sufficiently tear-proof; An aluminum lidding film with a thickness of 50 microns, for example, has a tear strength (determined according to Elmendorf) of 20 inches in the transverse and longitudinal directions, which is about the same order of magnitude as the peel strength of the usual heat seal connection between the lid and the container. For this reason it happens relatively often that when trying to peel off, not the seal connection, but rather the cover is torn open or torn open; the low tensile strength of the aluminum foil is also the reason why the lids can be pierced relatively easily, e.g. during transport or stacking.
In addition, the metallic lidding film is susceptible to corrosion, is difficult to burn and can cause cuts due to its sharp edges.
It is also particularly disadvantageous that the plastic containers sealed with metallic cover foils are not suitable for preserving the goods filled therein with modern radiation methods (preservation by microwave treatment).
Attempts have therefore already been made to produce heat-sealable lidding films without a metal component, in particular based on PVC. However, such cover films have not been able to establish themselves, apparently because the replacement of the usual aluminum layer of heat-sealable cover films by organic polymer layers does not lead to the goal with professional measures. Rather, there was reason to assume that the special requirements for a heat-sealable cover film made it necessary to use a metallic carrier layer, for example for reasons of heat resistance or thermal conductivity.
Surprisingly, it has been found that heat-sealable cover films without a metallic carrier layer are obtained if certain parameters explained below are observed with regard to the selection of the components and their treatment.
The process of the invention is characterized in that (a) a polyalkylene film with a thickness of 50-200 micrometers and a melting temperature of at least 315 ° C. is provided on one side with an adhesive layer which has a thickness of 0.1 to 1 micrometer and at least partly consists of elastomer, (b) a heat seal layer, which consists at least partly of an ethylene / vinyl acetate copolymer, is applied to the adhesion promoter layer in a thickness of 0.5 to 10 micrometers, and (c) the film obtained before, during or after Subjecting step (b) to a heat treatment in the flat (or flat running) state in order to make the film practically flat lying;
the polyalkylene film (i.e. its thickness and, if appropriate, its specific weight which can be changed by adding preferably mineral filler) and the coating thicknesses, in particular in step (b),
should be selected so that the heat-sealable film obtained has a weight per unit area of at least 80 g / m2, preferably that of over 100 g / m2.
Examples of suitable polyalkylene films are those made of polyethylene, polypropylene and copolyethylene propylene, provided that they have a melting temperature of 1350C or more. Relatively high density polyalkylenes are preferred. Biaxially oriented or partially oriented polyalkylene films, as e.g. according to known blow hose processes or according to other biaxially oriented manufacturing or
Post-treatment processes are also preferred. Such biaxially oriented polyethylene films generally have a degree of crystallinity which can be determined by X-ray diffraction, preferably that of more than 50%. A preferred specific example is a film made of low-pressure polyethylene with a density of 0.950 to 0.965 g / cm 3 and a molecular weight (weight average) in the order of 100,000-200,000, preferably as a blown film with an inflation ratio of 1: 3 to 1: 6 . High pressure polyethylenes (relatively low density) are usually less cheap. The polyalkylene mass of the film can contain mineral filler or
Pigment such as TiO2 e.g. in proportions of up to about 20% by weight.
The polyalkylene film - the carrier film - is then covered on one side with a thin, i.e. H. 0.1 to 1 micron thick, primer layer containing an elastomer that preferably shows some crosslinking, e.g. made of polyurethane. As is usual for adhesion promoters (primer) layers, appropriate prepolymers or polymer-forming multicomponent mixtures in solution or emulsion form can be used for this purpose and after application to the polyalkylene film to effect a certain - i.e. H. crosslinking can also be heated to an elastic layer.
Instead of polyurethanes, other thin layer elastomers are also suitable as adhesion promoters, e.g. Copolymers of ethylene and vinyl acetate, acrylate, acrylic acid or the like. Application quantities of about 0.1 g of polymer adhesion promoter per m2 of the polyalkylene film are examples. Suitable adhesion promoter preparations with the properties mentioned are technically available under various brand names.
On the side of the polyalkylene film provided with the adhesion promoter layer, a preferably uniform and coherent, relatively thick, i.e. H. 0.5 to 10 micron thick, heat-sealing layer based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate applied. Such copolymers, also called EVA polymers, are technically under different brand names, e.g. AC Copolymer 400 (Dow Chemical), Ultrathene> (US Industrial Chemicals), Montothene (Monsanto Chemicals), Elvax (Du Pont de Nemours), etc., are available and can also contain wax components in different proportions to control the peel strength of the heat seal compounds available with them .
The EVA polymer, optionally in a mixture with waxes, can be applied in a conventional manner as an emulsion or as a melt to the polyalkylene film provided with the adhesion promoter layer and optionally dried under heat. Application rates of 4-8 g of solids per m2 of coating area can be mentioned as an example.
The polyalkylene film can be printed on the side not provided with the heat seal layer in a conventional manner, e.g. before or after applying the adhesive layer.
Up to and with the formation of the heat-sealing layer, work is preferably carried out continuously and the web-like material obtained can be cut into rolls which are suitable for use in the known automatic packaging and sealing machines.
The flat-lying ability of the plastic film which can be heat-sealed on one side and which is produced in accordance with the invention is an essential property for the use for closing tear-open packs which can be
at temperatures of 70-1300C, before or during the application of the heat seal layer.
This treatment can be carried out in the form of a separate, for example, final tempering treatment or in the course of drying a coating and serves to substantially eliminate the tendency to curl that normally occurs with plastic films laminated on one or both sides.
Flat lying ability is e.g. determined as follows: Rectangular test strips (20 X 270 mm) of the film material to be tested are clamped in the middle of their longitudinal dimension in brackets (contact surfaces of 20 X 20 mm on the test strip), which are attached to a measuring plate. The two free ends of each test strip lie above measuring plate scales, which allow a direct reading of the positions of the test strip ends deviating from the horizontal (main plane of the test strips) after the test strips have been kept on the measuring plate for a certain period of time in a climatic chamber.
A cover film produced by the process according to the invention is considered practically flat-lying if, in the test just described, it results in a reading of less than 20, preferably at most 10, after 24 hours in a climatic cabinet (200 ° C., 65% relative atmospheric humidity).
It was also found that the basis weight for the cover films obtained according to the invention must be at least 80 g / m 2. Weights of 100-250 g / m2 are preferred.
Since polyalkylenes have densities between 0.9 and 1.0 g / cm3 and the basis weights of the coatings normally make a contribution of at most 20% of the basis weight of the cover film, the desired basis weight can be added to the mass by adding mineral filler that is toxicologically harmless the polyalkylene film can be increased. For example, the addition of 20% by weight of TiO2 (density 3.84) practically doubles the basis weight.
In practice, it is preferred that the basis weight of the cover film produced according to the invention is approximately as large as the basis weight of conventional cover films based on laminated aluminum foil. The lidding film produced according to the invention preferably has practically the same bending strength values in the longitudinal and transverse directions, e.g. with a total thickness of 120 microns, a bending number (according to Taber) of about 1.4 + 0.15 in both directions. The Taber bend number is a dimensionless quantity, the measurement or standard character of which is described in DIN 53121 and 53123. The tear resistance (according to Elmendorf, determined in accordance with DIN 53128 in And.
cm / cm) of the cover films produced according to the invention can be different in the longitudinal and transverse directions, but is usually considerably larger than that of a conventional cover film of the same basis weight based on aluminum foil.
The lidding film obtainable according to the invention is accordingly suitable for closing containers of various shapes (cups, trays) produced by different processes (for example injection molding, deep-drawing, vacuum molding, hot pressing, etc.) with a peripheral edge lying practically in one plane and seals on very different plastics, e.g. Polystyrene, polyvinyl chloride, epoxy resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene, ABS resin and on inorganic materials, e.g. Metal, like aluminum, in an excellent way.
Preferably, with relatively short sealing times of less than 1 sec, e.g. 0.2 to 0.4 sec, and temperatures worked on the heat sealing jaw from 100-1400C.
Plastic material packaging containers which are sealed with the lid film produced according to the invention can be subjected to a microwave treatment in order to stabilize the contents of the container, and the mechanical disadvantages of aluminum-based lid films mentioned above are avoided. In addition, there is a reduction of typically 20-50% compared to the aluminum cover foils, based on material and processing costs.
Examples of the production of a cover film by the process according to the invention are given below.
Example 1 (a) Production of the carrier film
Commercially available low-pressure polyethylene granules with a density of 0.950 g / cm 3 and a molecular weight of 130,000 (degree of crystallinity 70%) were added to a blown film with a thickness of 120 micrometers with the addition of 3% by weight of TiO> with an inflation ratio of 1: 4 processed, at extruder temperatures of 190-230 "C (screw) or 220" C (nozzle) and with an output of 180 kg / hour. The blown film, which is slit on both sides of the extruder, is electronically treated, cut open, wound up and printed in a conventional manner to improve adhesion after the separation on the top and bottom.
(b) applying the oaf mediator layer
On the unprinted side, the carrier film is continuously provided with an emulsion-like primer solution based on polyurethane in an application quantity of 0.5 g / m2. The adhesive layer is dried at 70-90DC.
(c) application of the hot sealing layer
The carrier film primed according to step (b) and cooled to room temperature is coated on the primed side with a heat sealant based on an ethylene / vinyl acetate copolymer emulsion in an application amount of 7.5 g / m 2 and dried in a continuous oven at 80.degree.
(d) annealing
The coated, dried web is cooled at a temperature of 1000C + 30 "C in a continuous tempering process and then shock-cooled to room temperature. The flat-lying and heat-sealable film obtained in this way can be printed on the non-sealable side and used, for example, to seal yoghurt pots in systems known per se be used (temperature at the sealing jaw of about 1200C, 0.3 sec duration).
The tear resistance (according to Elmendorf, determined according to DIN 53128, dimension p. Cm / cm) of the cover film obtained according to this example was 42 (transverse) or 120 (longitudinal). In comparison, the corresponding values of a conventional aluminum-based cover film with practically the same basis weight (thickness 50 pm) are only 20 (crosswise and lengthways).
The bending stiffness (according to Taber) of the cover film of Example 1 was 1.4 in the transverse direction and 1.35 in the longitudinal direction.
The order quantity in step (b) of example 1 can e.g. varies between 0.1 and 1 g / m 2 and the polyurethane primer is replaced by one based on a crosslinkable ethylene / vinyl acetate copolymer.
The order quantity in step (c) of example 1 can e.g. can be varied between 5 and 10 g / m2.
Example 2
Carrier film was produced according to paragraph (a) and primed according to paragraph (b) using the procedure of example 1.
To apply the heat seal layer, the film obtained in this way was coated on the primed side with a slot extruder with a heat seal composition based on ethylene / vinyl acetate capolymer from the melt in an application amount of 11.5 + 3.5 g / m 2. The melting temperature was 100-1500C, the die temperature 1800C.
The film obtained in this way is flat-lying even without the tempering step (d) and has similar properties to the product of Example 1.