CH652650A5 - Eine aluminiumfolie enthaltende mehrschichtfolie und deren verwendung zur herstellung von beuteln fuer die verpackung von zu pasteurisierenden nahrungsmitteln. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine eine Aluminiumfolie enthaltende Mehrschichtfolie für die Verpackung von zu pasteurisierenden Nahrungsmitteln gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und eine Verwendung derselben.
Schichtfolien zum Verpacken von Nahrungsmitteln aus einer Aluminiumfolie und Polymerschichten sind bekannt. Die Aluminiumfolie verhindert, dass Sauerstoff und Wasserdampf durch die Verpackungsfolie tritt. Sie wird insbesondere verwendet, wenn das Nahrungsmittel in einem luftdicht verschlossenen Beutel der Folie verpackt und dann insbesondere zur Pasteurisierung in Wasserdampf oder Wasser erhitzt werden soll. Die Polymerschichten der Schichtfolie schützen die Aluminiumfolie vor physikalischen Beeinträchtigungen und verstärken die ganze Folie. Auch werden eine oder beide die Oberfläche der Folie bildenden Polymerschichten als Verschliessungsschicht verwendet. Das heisst, wenn die Folie in die Form eines Beutels gebracht wird, werden die gegenüberliegenden Oberflächenschichten miteinander verbunden, zum Beispiel durch Verschweissen unter Anwendung von Wärme, um Längs- und/oder Querverbindungen herzustellen und damit den Beutel zu verschliessen.
Bei Schichtfolien der oben angegebenen Art muss die Aluminiumfolie mit einem Klebstoff mit den angrenzenden Polymerschichten verbunden werden. Dabei muss selbstverständlich ein hohes Haftvermögen der Klebebindung erreicht werden, das der Handhabung der Packungen widersteht. Es muss auch der Pasteurisierungstemperatur widerstehen, die oft bis 115 °C beträgt. Angestrebt wird eine Haftfestigkeit von mindestens 200 g je cm (500 g je 2,54 cm) vor und nach der Pasteurisierung. Die Haftfestigkeit wurde vorliegend mit einem Instrom-Dynamometer bei 23 °C und einer Gleitgeschwindigkeit von 300 mm/Minute bestimmt.
Bei der Herstellung von Schichtfolien der oben angegebenen Art wurde bisher das folgende Verfahren angewandt. Eine Trägerschicht aus Polyester wurde einer Sprühentladung unterzogen, damit sie die zunächst aufzutragende Klebstoffschicht besser aufnimmt. Die der Sprühentladung unterzogene Polyesterschicht wird dann zu einem Punkt geführt, wo ein Klebstoff aus Polyurethanharz aufgetragen wird. Der Klebstoff besteht aus einer Mischung von 100 Teilen Polyurethanharz-Vorpolymerem, 2,5 Teilen eines Härtungskatalysators und 50 Teilen Äthylacetat als Lösungsmittel. Alle Teile und Prozentsätze beziehen sich vorliegend auf das Gewicht. Das mit Klebstoff überzogene Substrat wird durch eine Reihe von Öfen geführt, in denen das Lösungsmittel verdampft. Dann wird das Substrat über eine heisse Walze geführt und seine mit Klebstoff überzogene Oberfläche in Kontakt mit der Aluminiumfolie gebracht. Die Schichten werden mit einer Kautschukwalze gegeneinander gepresst. Dann wird die Aluminiumschicht dieser Polyester/ Polyurethan/Aluminium-Schichtfolie mit dem gleichen Klebstoff überzogen, der Schichtstoff wiederum durch eine Reihe von Öfen geführt und das Lösungsmittel des Klebstoffes verdampft. Der Polyester/Polyurethan/Aluminiumfolie/ Polyurethan-Schichtstoff wird dann über eine heisse Walze geführt und seine mit Klebstoff versehene Oberfläche mit ei-
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ner Folie aus Polyäthylen mittlerer Dichte in Kontakt gebracht, die zuvor einer Sprühentladung unterzogen worden war. Sie wird mit einer Kautschukwalze auf den Schichtstoff gepresst. Als Produkt wird ein Polyester/Polyurethan/ Aluminiumfolie/Polyurethan/Polyäthylen mittlerer Dichte-Schichtstoff erhalten. Die Polyäthylenschicht stellt die verschliessende Schicht dar, so dass, wenn der Schichtstoff in die Form von Beuteln gebracht wird, die Polyäthylenschicht die innerste und die Polyesterschicht die äusserste Schicht ist.
Der obige Schichtstoff weist eine Bindungsfestigkeit auf, die normalerweise ausreicht. Ein typischer Wert ist 280 g je cm (700 g je 2,54 cm). Es wurde jedoch festgestellt, dass 3 bis 4%, das heisst ein nicht unwesentlicher Anteil von aus diesen Schichtfolien hergestellten Beuteln als Ausschuss verworfen werden musste. Der Grund hierfür besteht in einer Lösung der Schichten der Schichtfolie und in der Öffnung von Ver-schweissungen. Ausserdem ist das Verfahren zur Herstellung dieser Schichtfolien ziemlich langwierig wegen der Zeit, die zur Verdampfung des Lösungsmittels aus dem Klebstoff notwendig ist.
Es wurde nun gefunden, dass man eine Schichtfolie herstellen kann, die von der oben beschriebenen, aus fünf Schichten bestehenden Schichtfolie verschieden ist. Versuche, die mit dieser Schichtfolie durchgeführt wurden, ergaben eine Bindungsfestigkeit von mindestens 280 g je cm (700 g je 2,54 cm) vor der Pasteurisierung. Überraschenderweise erhöht sich diese Bindungsfestigkeit bei der Pasteurisierung auf mindestens 320 g je cm (800 g je 2,54 cm) nach der Pasteurisierung. Ausserdem lässt sich die Schichtfolie leichter herstellen, wobei anstelle von zwei Durchgängen nur ein Durchgang durch einen Ofen erforderlich ist, um das Lösungsmittel zu verdampfen.
Die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie ist gekennzeichnet durch die im Anspruch 1 angegebene Kombination von Merkmalen. Dabei kann die Aluminiumfolie durch eine Schicht eines von Lösungsmittel im wesentlichen freien Ionomeren an eine Schicht eines Polymeren aus Äthylen und/ oder Propylen als verschliessender Schicht gebunden werden. Anstelle eines Ionomeren kann auch ein Äthylen-Acryl-säure Copolymeres oder ein Äthylen-Vinylacetat Copolyme-res verwendet werden. Auf diese Weise kann ein Klebstoff auf Lösungsmittelbasis bei der Bindung der verschliessenden Schicht an die Aluminiumfolie vermieden werden. Als Trägerschicht für die Aluminiumfolie kann eine oder mehrere beliebige Polymerschichten verwendet werden, die sich als Schicht in einer Schichtfolie für Verpackungszwecke eignen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus dem abhängigen Erzeugnisansprüchen. Beispielsweise besteht eine Schichtfolie aus Schichten in der nachfolgend angegebenen Reihenfolge: (a) einer Trägerschicht aus einem polymeren Material; (b) einer Grundierungsschicht; (c) einer Bindungsschicht aus Polyäthylen von 0,89 bis 0,935 g/cm3 Dichte; (d) einer Aluminiumfolie; (e) einer im wesentlichen lösungsmittelfreien Klebeschicht aus einem Ionomeren, einem Äthylen-Acrylsäure Copolymeren mit 2 bis 10% Acrylsäureeinheiten oder einem Äthylen-Vinylacetat Copolymeren mit 5 bis 40% Vinylacetateinheiten und (f) einer verschliessenden Schicht aus einem Äthylen- und/oder Propylenpolymeren.
Der vorliegend in bezug auf das Polyethylen verwendete Ausdruck «geringe Dichte» und «mittlere Dichte» betrifft hauptsächlich Dichten von 0,89 bis 0,925 bzw. 0,926 bis 0,935 g/cm3.
Unter dem Ausdruck «Ionomeres» wird ein Copolymeres verstanden, das insbesondere Einheiten aus einem a-Monoolefin, vorzugsweise Äthylen, einer ungesättigten organischen Säure, vorzugsweise einer a,ß-ungesättigten Carbonsäure wie Methacrylsäure oder Acrylsäure und einem Salz einer solchen Säure, vorzugsweise ein Alkalimetallsalz, zum Beispiel ein Natriumsalz oder ein Zinksalz enthält. Gewöhnlich erhält man es durch partielle Neutralisation eines Bipo-lymeren aus dem a-Monoolefin und ungesättigten organischen Säurekomponenten. Die Anteile der drei Komponenten eines Ionomeren sind zum Beispiel 80 bis 95 Gew.-% a-Monoolefin, 2 bis 10 Gew.-% ungesättigte Säure und 0,5 bis 10 Gew.-% Alkalimetallsalz der ungesättigten Säure. Gewöhnlich geht der Anteil der Salzkomponente nicht über 5 Gew.-% hinaus. Ein Ionomeres, das sich als besonders brauchbar erwies, ist «Surlyn 1652» (eingetragenes Warenzeichen der E.I. du Pont de Nemours & Co.). Die lösungsmittelfreie Klebstoffschicht besteht gewöhnlich aus einer in der Schmelze ausgezogenen Schicht.
Die bevorzugte Dicke der einzelnen Schichten ist wie folgt:
1. Trägerschicht 10 bis 30 Mikron
2. Grundierungsschicht
3. Bindungsschicht 8 bis 50 Mikron
4. Aluminiumfolie 8 bis 20 Mikron
5. lösungsmittelfreie Klebstoffschicht 10 bis 50 Mikron
6. Verschliessungsschicht 20 bis 100 Mikron
Der bevorzugte erfindungsgemässe Schichtstoff besteht aus sechs Schichten in der folgenden Reihenfolge: Polyester/ Grundierungsschicht/Polyäthylen geringer Dichte/Alumi-niumfolie/Ionomeres/Polyäthylen mittlerer Dichte.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtfolie gemäss dem Nebenanspruch für das Verfahren. Dabei wird beispielsweise so vorgegangen, dass man (a) zwischen eine Trägerschicht und eine Aluminiumfolie durch Ausziehen aus der Schmelze eine Bindungsschicht aus Polyäthylen geringer oder mittlerer Dichte bringt, und so einen ersten Schichtstoff aus der Trägerschicht, der Bindungsschicht und der Aluminiumfolie bildet, und (b) zwischen die Aluminiumfolie des ersten Schichtstoffes und eine Verschliessungsschicht aus einem Äthylen- und/ oder Propylenpolymeren durch Ausziehen aus der Schmelze eine Schicht aus einem im wesentlichen lösungsmittelfreien Klebstoff aus einem Ionomeren, einem Äthylen-Acrylsäure Copolymeren mit 2 bis 10% Acrylsäureeinheiten oder einem Äthylen-Vinylacetat Copolymeren mit 5 bis 40% Vinylacetateinheiten bringt.
Normalerweise erfordert die Trägerschicht eine Oberflächenbehandlung, insbesondere die Anwendung einer Grundierungsschicht, um sie mit den Bindungsschichten zu verbinden. Geeignete Grundierungen für diesen Zweck sind bekannt. Brauchbar ist ein Polyurethanklebstoff, der Äthylace-tat als Lösungsmittel enthält. Wenn die Trägerschicht aus einem Polyester besteht, erfordert sie vor der Anwendung der Grundierung gewöhnlich eine Oberflächenbehandlung. Sie kann in bekannter Weise durch Sprühentladung erfolgen. Das Verfahren umfasst somit gewöhnlich die Vorstufen der Sprühentladungsbehandlung eines Polyesters, die Auftragung einer Grundierungsschicht auf Lösungsmittelbasis und die Verdampfung des Lösungsmittels aus der Grundierung in einem Ofen oder in einer Reihe von Öfen bevor auf die Trägerschicht die Bindungsschicht aufgebracht werden kann. Bei diesem Verfahren ist nur ein Durchgang durch einen Ofen erforderlich, was die Verwendung einer Bindungsschicht zusätzlich zur Trägerschicht mehr als kompensiert.
Die Erfindung umfasst auch die Verwendung der erfin-dungsgemässen Mehrschichtfolien zur Herstellung von Beuteln, bei denen die Verschliessungsschicht die innerste Schicht ist. Solche Beutel können für die luftdichte Verpak-kung von Nahrungsmitteln sowie zu deren Pasteurisierung eingesetzt werden, indem man die in einen Beutel eingeschlossenen Nahrungsmittel zur Erzielung der Pasteurisierung ausreichend lange auf 70 bis 115 °C erhitzt. Die Pasteu5
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risierung erfordert gewöhnlich 20 Minuten bis 2 Stunden, je nach der angewandten Temperatur. Vorzugsweise wird die Erhitzung in einem fliessenden wässrigen Medium, zum Beispiel in Wasserdampf in einem Ofen oder in heissem Wasser durchgeführt.
Der Beutel ist besonders brauchbar für die Pasteurisierung von Nahrungsmitteln, einschliesslich Getränken, insbesondere für die Pasteurisierung von verarbeitetem Fleisch, zum Beispiel von Schinken- und Speckstücken. Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.
Beispiel
Eine Polyesterfolie (Polyäthylenterephthalat) wurde einer Sprühentladung unterworfen und mit einer Grundierung aus einem Polyurethanklebstoff versehen. Das Lösungsmittel des Klebstoffes wurde in einem Ofen entfernt. Zwischen die Polyesterschicht und eine Aluminiumfolie wurde bei einer Schmelztemperatur von 320 bis 330 °C Polyäthylen geringer Dichte zur Bildung der bindenden Zwischenschicht aus der Schmelze ausgezogen. Zwischen diesen aus vier Schichten bestehenden Schichtstoff und eine Schicht aus Polyäthylen mittler Dichte wurde eine Schicht des Ionomeren
«Surlyn 1652» durch Ausziehen aus der Schmelze bei einer Schmelztemperatur von 310 bis 320 C gebracht. Auf diese Weise erhielt man einen Schichtstoff der folgenden Struktur:
Schichten Dicke in Mikron
Polyäthylenterephthalat 12,5
Grundierung 0,7
Polyäthylen geringer Dichte 16,0
Aluminiumfolie 9,0
«Surlyn 1652»-Ionomeres 25,0
Polyäthylen mittlerer Dichte 75,0
Die Bindungsfestigkeit des Schichtstoffes betrug mindestens 280 g je cm (700 g je 2,54 cm). Der Schichtstoff wurde in die Form von Beuteln gebracht und in einem Ofen bei 115 °C 20 Minuten zur Pasteurisierung einer Behandlung mit Wasserdampf ausgesetzt. Danach hatte sich die Bindungsfestigkeit des Schichtstoffes auf mindestens 320 g je cm (800 g je 2,54 cm) erhöht.
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- 652 6502PATENTANSPRÜCHE1. Eine Aluminiumfolie enthaltende Mehrschichtfçlie für die Verpackung von zu pasteurisierenden Nahrungsmitteln, enthaltend eine einer Sprühentladung unterworfene Trägerschicht mit einer darauf aufgetragenen Klebeschicht, durch welche die Aluminiumfolie an der Trägerschicht gehalten wird, und eine einer Sprühentladung unterworfene luftdicht verschliessende Schicht, welche auf der anderen Seite der Aluminiumfolie aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdicht verschliessende Schicht durch eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Klebeschicht aus einem Polymeren, das aus der von einem Ionomeren, einem Äthylen-Acrylsäure Copolymeren mit 2 bis 10% Acrylsäureeinheiten und einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 5 bis 40% Vinylacetateinheiten gebildeten Gruppe ausgewählt ist, mit der Aluminiumfolie in Verbindung gehalten wird.
- 2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdicht verschliessende Schicht aus Polyäthylenen mindestens 0,926 g/cm3 Dichte, Polypropylen, einem Äthylen-Propylen Copolymeren mit 3 bis 20% Äthyleneinheiten oder einer Mischung aus Polyäthylen und Polypropylen besteht, wobei der Anteil an Polyäthylen 3 bis 20 Gew.-% beträgt.
- 3. Mehrschichtfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen lösungsmittelfreie Klebeschicht aus einem von einem a-Monoolefin, einer ungesättigten organischen Säure und einem Salz der ungesättigten Säure abgeleiteten Ionomeren besteht.
- 4. Mehrschichtfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ionomere aus dem partiell neutralisierten Bipolymeren aus dem a-Monoolefin und den ungesättigten organischen Säurekomponenten besteht.
- 5. Mehrschichtfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das a-Monoolefin aus Äthylen, die Säure aus Methacrylsäure oder Acrylsäure besteht und das Salz ein Alkalimetallsalz ist.
- 6. Mehrschichtfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein Natrium- oder Zinksalz ist.
- 7. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ionomere aus Einheiten besteht, die zu 80 bis 95 Gew.-% vom a-Monoolefin, zu 2 bis 10 Gew.-% von der ungesättigten Säure und zu 0,5 bis 10 Gew.-% vom Salz der ungesättigten Säure stammen.
- 8. Mehrschichtfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Salzes 0,5 bis 5 Gew.-% beträgt.
- 9. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht eine Dicke von 10 bis 30 um, die Bindungsschicht eine Dicke von 8 bis 50 (im, die Aluminiumfolie eine Dicke von 8 bis 20 um, die im wesentlichen lösungsmittelfreie Klebeschicht eine Dicke von 10 bis 50 um und die luftdicht verschliessende Schicht eine Dicke von 20 bis 100 |xm hat.
- 10. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht aus einem Polyester, die Bindungsschicht aus Polyäthylen von 0,89 bis 0,925 g/cm3 Dichte und die im wesentlichen lösungsmittelfreie Klebeschicht aus einem Ionomeren besteht.
- 11. Verfahren zur Herstellung der Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die luftdicht verschliessende Schicht in der Weise auf die andere Seite der Aluminiumfolie aufbringt, dass man durch Ausziehen aus der Schmelze auf die Aluminiumfolie eine Schicht aus im wesentlichen lösungsmittelfreiem Klebemittel aus einem Ionomeren, einem Äthylen-Acrylsäure Copolymeren mit 2 bis 10% Acrylsäureeinheiten oder einem Äthylen-Vinylacetat Copolymeren mit 5 bis 40% Vinylacetateinheiten aufbringt und die luftdicht verschliessende Schicht mit der im wesentlichen lösungsmittelfreien Klebeschicht in Kontakt bringt, ohne dass auf diese eine getrennte Erhitzungsstufe angewandt wird.
- 12. Verwendung der Mehrschichtfolie nach Anspruch 1 zur Herstellung von Beuteln für die Verpackung von zu pasteurisierenden Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdicht verschliessende Schicht dem Innern des aus der Mehrschichtfolie hergestellten Beutels zugewandt und mit sich selbst verschweisst wird.
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