CH652650A5 - A MULTILAYER FILM CONTAINING ALUMINUM FILM AND THE USE THEREOF FOR PRODUCING BAGS FOR THE PACKAGING OF FOODSTUFFS TO BE PASTEURIZED. - Google Patents
A MULTILAYER FILM CONTAINING ALUMINUM FILM AND THE USE THEREOF FOR PRODUCING BAGS FOR THE PACKAGING OF FOODSTUFFS TO BE PASTEURIZED. Download PDFInfo
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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. The invention relates to a multilayer film containing an aluminum foil for the packaging of foods to be pasteurized according to the preamble of claim 1, as well as a method for their production and use thereof.
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. Layer films for packaging foods from an aluminum foil and polymer layers are known. The aluminum foil prevents oxygen and water vapor from passing through the packaging foil. It is used in particular when the food is to be packed in an airtightly sealed bag of the film and is then to be heated in particular in water vapor or water for pasteurization. The polymer layers of the layer film protect the aluminum film from physical impairments and reinforce the entire film. One or both of the polymer layers forming the surface of the film are also used as the sealing layer. This means that when the film is brought into the shape of a bag, the opposite surface layers are connected to one another, for example by welding using heat, in order to produce longitudinal and / or transverse connections and thus to seal the bag.
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. In the case of layer films of the type specified above, the aluminum film must be connected to the adjacent polymer layers using an adhesive. It goes without saying that the adhesive binding must have a high level of adhesive strength that resists handling the packs. It also has to withstand the pasteurization temperature, which is often up to 115 ° C. The aim is an adhesive strength of at least 200 g per cm (500 g each 2.54 cm) before and after pasteurization. In the present case, the adhesive strength was determined using an in-current dynamometer at 23 ° C. and a sliding speed of 300 mm / minute.
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- The following procedure has hitherto been used in the production of layer films of the type specified above. A carrier layer made of polyester was subjected to a spray discharge so that it better absorbs the adhesive layer to be applied first. The sprayed polyester layer is then passed to a point where a polyurethane resin adhesive is applied. The adhesive consists of a mixture of 100 parts of polyurethane resin prepolymer, 2.5 parts of a curing catalyst and 50 parts of ethyl acetate as a solvent. In the present case, all parts and percentages relate to the weight. The adhesive-coated substrate is passed through a series of ovens in which the solvent evaporates. The substrate is then passed over a hot roller and its surface coated with adhesive is brought into contact with the aluminum foil. The layers are pressed against each other with a rubber roller. Then the aluminum layer of this polyester / polyurethane / aluminum layer film is coated with the same adhesive, the layer material is again passed through a series of ovens and the solvent of the adhesive evaporates. The polyester / polyurethane / aluminum foil / polyurethane laminate is then passed over a hot roller and its surface provided with adhesive is coated with a
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10 10th
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20 20th
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3 3rd
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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. a film of medium density polyethylene, which had previously been subjected to a spray discharge. It is pressed onto the laminate with a rubber roller. A polyester / polyurethane / aluminum foil / polyurethane / polyethylene medium density laminate is obtained as the product. The polyethylene layer is the sealing layer, so that when the laminate is shaped into bags, the polyethylene layer is the innermost layer and the polyester layer is the outermost layer.
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. The above laminate has a bond strength that is usually sufficient. A typical value is 280 g per cm (700 g per 2.54 cm). However, it was found that 3 to 4%, that is to say a not insignificant proportion, of bags produced from these layer films had to be discarded as rejects. The reason for this is a solution of the layers of the layer film and the opening of welds. In addition, the process for producing these layer films is rather lengthy because of the time it takes for the solvent to evaporate from the adhesive.
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. It has now been found that it is possible to produce a layered film which is different from the five-layered layered film described above. Experiments carried out with this layer film gave a bond strength of at least 280 g per cm (700 g per 2.54 cm) before pasteurization. Surprisingly, this bond strength increases during pasteurization to at least 320 g per cm (800 g per 2.54 cm) after pasteurization. In addition, the layered film is easier to produce, and instead of two passes, only one pass through an oven is required to evaporate the solvent.
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. The multilayer film according to the invention is characterized by the combination of features specified in claim 1. The aluminum foil can be bound as a sealing layer by a layer of an ionomer essentially free of solvent to a layer of a polymer made of ethylene and / or propylene. Instead of an ionomer, an ethylene-acrylic acid copolymer or an ethylene-vinyl acetate copolymer can also be used. In this way, a solvent-based adhesive can be avoided when binding the sealing layer to the aluminum foil. One or more arbitrary polymer layers which are suitable as a layer in a layer film for packaging purposes can be used as the carrier layer for the aluminum foil.
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. Advantageous embodiments of the invention result from the dependent product claims. For example, a layer film consists of layers in the following order: (a) a carrier layer made of a polymeric material; (b) an undercoat layer; (c) a polyethylene tie layer of 0.89-0.935 g / cm3 density; (d) an aluminum foil; (e) an essentially solvent-free adhesive layer made of an ionomer, an ethylene-acrylic acid copolymer with 2 to 10% acrylic acid units or an ethylene-vinyl acetate copolymer with 5 to 40% vinyl acetate units and (f) a sealing layer made of an ethylene and / or propylene polymer .
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. The terms "low density" and "medium density" used here with reference to polyethylene mainly refer to densities of 0.89 to 0.925 and 0.926 to 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. The term “ionomer” is understood to mean a copolymer which in particular contains units of an a-monoolefin, preferably ethylene, an unsaturated organic acid, preferably an a, β-unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid or acrylic acid and a salt of such an acid, preferably an alkali metal salt , for example contains a sodium salt or a zinc salt. It is usually obtained by partial neutralization of a bipolymer from the a-monoolefin and unsaturated organic acid components. The proportions of the three components of an ionomer are, for example, 80 to 95% by weight of a-monoolefin, 2 to 10% by weight of unsaturated acid and 0.5 to 10% by weight of alkali metal salt of the unsaturated acid. Usually the proportion of the salt component does not exceed 5% by weight. An ionomer that has proven particularly useful is «Surlyn 1652» (registered trademark of E.I. du Pont de Nemours & Co.). The solvent-free adhesive layer usually consists of a layer pulled out in the melt.
Die bevorzugte Dicke der einzelnen Schichten ist wie folgt: The preferred thickness of the individual layers is as follows:
1. Trägerschicht 10 bis 30 Mikron 1. Carrier layer 10 to 30 microns
2. Grundierungsschicht 2. Primer layer
3. Bindungsschicht 8 bis 50 Mikron 3. Binding layer 8 to 50 microns
4. Aluminiumfolie 8 bis 20 Mikron 4. 8 to 20 micron aluminum foil
5. lösungsmittelfreie Klebstoffschicht 10 bis 50 Mikron 5. solvent-free adhesive layer 10 to 50 microns
6. Verschliessungsschicht 20 bis 100 Mikron 6. Closure layer 20 to 100 microns
Der bevorzugte erfindungsgemässe Schichtstoff besteht aus sechs Schichten in der folgenden Reihenfolge: Polyester/ Grundierungsschicht/Polyäthylen geringer Dichte/Alumi-niumfolie/Ionomeres/Polyäthylen mittlerer Dichte. The preferred laminate according to the invention consists of six layers in the following order: polyester / primer layer / low-density polyethylene / aluminum foil / ionomer / medium-density polyethylene.
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. The invention also relates to a method for producing a multilayer film according to the additional claim for the method. For example, the procedure is such that (a) a bonding layer made of low or medium density polyethylene is drawn between a carrier layer and an aluminum foil by pulling it out of the melt, and thus a first laminate is formed from the carrier layer, the bonding layer and the aluminum foil, and ( b) between the aluminum foil of the first laminate and a sealing layer made of an ethylene and / or propylene polymer by pulling out of the melt, a layer made of an essentially solvent-free adhesive made of an ionomer, an ethylene-acrylic acid copolymer with 2 to 10% acrylic acid units or an ethylene -Vinyl acetate copolymers with 5 to 40% vinyl acetate units.
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. Typically, the backing layer requires surface treatment, particularly the use of a primer layer, to bond it to the tie layers. Suitable primers for this purpose are known. A polyurethane adhesive containing ethyl acetate as a solvent can be used. If the backing layer is made of a polyester, it usually requires a surface treatment before the primer is applied. It can be done in a known manner by spray discharge. The method thus usually involves the preliminary stages of spray discharge treatment of a polyester, the application of a solvent-based primer layer and the evaporation of the solvent from the primer in an oven or in a series of ovens before the binding layer can be applied to the carrier layer. This method only requires one pass through an oven, which more than compensates for the use of a tie layer in addition to the backing layer.
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 The invention also includes the use of the multilayer films according to the invention for the production of bags in which the sealing layer is the innermost layer. Such bags can be used for the airtight packaging of foods and for their pasteurization by heating the foods enclosed in a bag to 70 to 115 ° C. for a sufficiently long time to achieve pasteurization. The 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. Normalization usually takes 20 minutes to 2 hours, depending on the temperature used. The heating is preferably carried out in a flowing aqueous medium, for example in steam in an oven or in hot water.
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. The pouch is particularly useful for the pasteurization of foods, including beverages, particularly for the pasteurization of processed meat, such as pieces of ham and bacon. The following example illustrates the invention.
Beispiel example
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 A polyester film (polyethylene terephthalate) was subjected to a spray discharge and provided with a primer made of a polyurethane adhesive. The solvent of the adhesive was removed in an oven. Between the polyester layer and an aluminum foil, low-density polyethylene was pulled out of the melt at a melting temperature of 320 to 330 ° C. to form the binding intermediate layer. Between this four layer laminate and a layer of medium density polyethylene was a layer of the ionomer
«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: "Surlyn 1652" brought by pulling out of the melt at a melting temperature of 310 to 320 C. In this way, a laminate of the following structure was obtained:
Schichten Dicke in Mikron Layer thickness in microns
Polyäthylenterephthalat 12,5 Polyethylene terephthalate 12.5
Grundierung 0,7 Primer 0.7
Polyäthylen geringer Dichte 16,0 Low density polyethylene 16.0
Aluminiumfolie 9,0 Aluminum foil 9.0
«Surlyn 1652»-Ionomeres 25,0 "Surlyn 1652" ionomer 25.0
Polyäthylen mittlerer Dichte 75,0 Medium density polyethylene 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. The bond strength of the laminate was at least 280 g per cm (700 g per 2.54 cm). The laminate was shaped into bags and exposed to steam treatment in an oven at 115 ° C for 20 minutes for pasteurization. The bond strength of the laminate had then increased to at least 320 g per cm (800 g per 2.54 cm).
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