DE102005003922A1

DE102005003922A1 - Siegelbares Tubenlaminat

Info

Publication number: DE102005003922A1
Application number: DE200510003922
Authority: DE
Inventors: Jürgen ARZ; Harry Dr. Johlke; Georg Pescher
Original assignee: CCL Label GmbH Germany
Current assignee: CCL Label GmbH Germany
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-03
Also published as: US20100243094A1; BRPI0606873A2; EP1841594A1; MX2007009066A; WO2006079538A1; WO2006079538A8

Abstract

Zu einer Schlauchverpackung, insbesondere einer Tube, siegelbares Polymerfolienlaminat (1), das zumindest eine mit sich siegelbare äußere Druckfolie (5) aus auf HDPE beruhendem Material und eine damit verbundene, mit der Druckfolie (5) und mit sich siegelbare innere Polymerträgerfolie (3) aufweist, deren Schmelzpunkt gleich oder maximal 20 DEG C kleiner ist als jener der Druckfolie (5). Mit diesem Material lässt sich die Schlauchnaht stumpf oder überlappend ausführen. Wenn es bei stumpfer Nahtausführung zu einem Höhenversatz (h) der gegenüberliegenden Nahtränder (1a, 1b) kommt, verbindet sich auch die Trägerfolie (3) des einen Randes mit der Druckfolie (5) des gegenüberliegenden Randes, so dass auch unter diesen Bedingungen die Naht eine hohe Stabilität beibehält.

Description

Die Erfindung betrifft ein siegelbares Polymerfolienlaminat zur Herstellung einer Schlauchverpackung, insbesondere einer Tube, einen daraus hergestellten Schlauchverpackungs-Formgebungskörper sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Formgebungskörpers. Das Laminat gestattet eine bruchfeste Verschweißung seiner Längsränder zu einem endlosen Schlauch, der geeignet ist zur Herstellung hochwertiger Kunststofftuben, Taschen, Beutel und dergleichen.

Aus der EP 0 622 181 ist z.B. ein mehrschichtiges Tubenlaminat bekannt, das mehrere Polytheylenfolien enthält, die mit Hilfe einer Kaschierung, einer Trägerfolie, einer Ionomerschicht, einer Zwischenfolie und einer weiteren Kaschierung miteinander verbunden sind.

Aus der EP 0 939 037 ist ein weiteres Folienlaminat zur Herstellung einer Tube bekannt, dessen Außenseite ein hologrammähnliches Erscheinungsbild aufweist. Die außenliegende Folie kann dabei entweder auf der Außen- oder Unterseite im Konterdruck bedruckt werden.

Die Schlauch-Schweißnaht solcher Folienlaminate wird durch Überlappung hergestellt, wobei im Überlappungsbereich die innenliegene Folie eines Laminatrandes auf die außenliegende Folie des anderen Laminatrandes gesiegelt wird. Daher müssen die beiden Materialien aus dem gleichen Kunststofftyp hergestellt sein, da sonst keine Siegelnähte hergestellt werden könnten.

Nachteilig ist nicht nur, dass auf diese Weise die Materialauswahl beschränkt ist, sondern auch, dass diese siegelfähigen Materialien den Druckprozess beeinträchtigen können. Zu Gunsten eines präzisen Druckbilds, insbesondere bei Mehrfarbdruck, bevorzugt man außen relativ hochtransparente, zugfeste und temperaturbeständige („harte") Folien. Andererseits ist zur Formgebung der Tube innen ein eher niedrig schmelzendes, flexibleres („weicheres") Material bevorzugt, was sich aber schlechter bedrucken läßt. Diese unterschiedlichen Folientypen haben dann unterschiedliche Siegeltemperaturen. Daher kann es notwendig sein, beim Verschweißprozess die außenliegende Folie höheren Temperaturen auszusetzen, um auch dort eine Versiegelung zu erreichen, wobei sich aber dann die innenliegende, weichere Folie zu stark erhitzen könnte, was zu einer Verbrennung der Innenfolie und mangelhafter Versiegelung aufgrund unzulänglicher Verträglichkeit der unterschiedlichen Polymere führen kann. Eine ästhetisch bevorzugte Stumpfverschweißung der Längsränder ist mit solchen Materialien problematisch, da bei einem Höhenversatz der Laminatränder quer zur Laminatebene die Grenze zwischen Innen- und Außenschicht ebenfalls versetzt ist, und in diesem Versatzbereich eine wechselseitige Verschweißung von Innen- und Außenschicht nicht homogen, spannungsarm und stabil wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zu einer Schlauchverpackung, insbesondere zu einer Tube, siegelbares Polymerfolienlaminat anzugeben, mit dem sich bei guter Bedruckbarkeit und ggf. hoher Transparenz der Außenschicht hohe Festigkeiten der Siegelnaht erreichen lassen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein zu einer Schlauchverpackung, insbesondere zu einer Tube, siegelbares Polymerfolienlaminat vorgeschlagen, das zumindest eine mit sich siegelbare äußere Druckfolie aus auf hochdichtem Polyethylen (HDPE) beruhendem Material und eine damit verbundene, mit der Druckfolie und mit sich siegelbare innere Polymerträgerfolie aufweist, deren Schmelzpunkt gleich oder maximal 20°C kleiner ist als jener der Druckfolie.

Mit diesem Laminat läßt sich die Schlauchnaht nicht nur als Überlappungsnaht ausbilden, wie herkömmlich üblich, sondern auch in einer optisch besonders unauffälligen, stumpfen Nahtausführung, auch wenn es hierbei zu einem leichten Höhenversatz der gegenüberliegenden Laminatränder quer zur Laminatebene kommt. Da die Schmelzpunkte der Druckfolie und der Trägerfolie um höchstens 20°C auseinander liegen, lassen sich die beiden Folien mit mäßiger Temperatur spannungsarm und homogen miteinander verschweißen. Üblicherweise ist die Trägerfolie aus LDPE, das sich mit oben genanntem HDPE verschweißen lässt. Kommt es nun an der stumpfen Schweißnaht zu dem genannten leichten Höhenversatz zwischen den beiden Folienrändern, verbinden sich in diesem Versatzbereich die Druckfolie des einen Randes mit der Trägerfolie des gegenüber liegenden Randes sicher miteinander, ohne dass es hier zu Nahtauflösungen kommt. Man erhält auf diese Weise eine gute Optik bei spannungarmen Tubenformgebungskörpern mit homogener Schweißnaht. Zugleich gestattet die Verwendung der aus hochzugfestem und klardurchsichtigem HDPE bestehenden Druckfolie ein präzises Druckbild.

Die Druck- und die Trägerfolie können jeweils ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein. Insbesondere im letzten Fall ist bevorzugt der Schmelzpunkt der Trägerfolie zumindest im Bereich von deren der Druckfolie zugewandten und/oder davon abgewandten Seite gleich oder maximal 20°C kleiner als der Schmelzpunkt der Druckfolie zumindest im Bereich von deren der Trägerfolie zugewandten und/oder davon abgewandten Seite, wobei dazwischen liegende Bereiche oder Teilschichten der Druck- und Trägerfolie diese Schmelztemperaturbedingungen nicht unbedingt erfüllen müssen, aber können.

Die Trägerfolie kann bei der Herstellung und/oder im Laminat eine Trägerfunktion haben, obwohl auch die Druckfolie oder ein anderer Folienbestandteil des Laminats diese Trägerfunktion übernehmen kann.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Laminat auch für eine Überlappungsverschweißung der Schlauchnaht geeignet, bei der die Innenseite der Trägerfolie auf der Außenseite der Druckfolie aufliegt und damit verschweißt wird. Auch hierdurch erhält man einen spannungsarmen Tubenformgebungskörper mit homogener Schweißnaht.

Die Druckfolie kann grundsätzlich innen und/oder außen bedruckt sein, und bei ausschließlich außenseitigem Aufdruck selbst opak oder gefärbt, insbesondere auch metallisiert sein. Bei innenliegendem Druck ist die Druckfolie transparent. Es besteht die Möglichkeit, die Druckfolie in der Schlauch-Längsrichtung, d.h. der Maschinenrichtung, stärker zu recken als quer dazu. Auch besteht die Möglichkeit, die Druckschicht bevorzugt in der Schlauch-Längsrichtung zu recken und sie dann thermisch zu fixieren, um eine Temperatur-/Formstabilität zu erzielen. Allgemein ist der Reckprozess so abgestimmt, dass die benötigten mechanischen Eigenschaften der Folie bei höchstmöglicher Transparenz erzielt werden.

Bevorzugt hat die Druckschicht bei einer Dehnung von 2% und einer Temperatur von 23°C einen Sekantenmodul von ≥ 800 MPa gemäß DIN 527/ASTM D 882 bei guter Verschweißbarkeit mit der Trägerfolie, was eine besonders präzise Bedruckbarkeit gestattet.

Bevorzugt beträgt die Schmelztemperatur der Druckfolie 114°C bis 136°C, nach der DSC Messmethode gemäß ISO 1133.

Die in Bezug auf den Schlauch innenliegende Trägerfolie ist aus einem weicheren Material als dem der Druckfolie hergestellt, bevorzugt auch aus auf LDPE beruhendem Material, welches mit dem HDPE der Druckfolie gut versiegelbar ist, aber gleichzeitig weich genug ist, um für die gewünschten taktilen und formgebenden Eigenschaften der späteren Tube zu sorgen.

Bevorzugt beträgt der LDPE-Anteil der Trägerfolie, in Bezug auf das Volumen, oder bei einer Mehrschichtigkeit der Trägerfolie auf die Dicke derselben bezogen, mehr als 50%.

Die Druckfolie kann vermittels einer Kaschierschicht mit der Trägerfolie verbunden sein. Dies ermöglicht eine problemlose Verbindung dieser beiden Folien auch dann, wenn sich zwischen diesen ein Aufdruck befindet oder auch andere Dekorationsmaterialien, wie etwa eine Metallisierung. Diese Kaschierschicht kann zugleich die Funktion einer Barriereschicht übernehmen, welche eine Diffusion flüchtiger Stoffe durch die zumindest eine Folie verhindert, z.B. das Eindiffundieren von Luftsauerstoff in den Tubeninhalt oder das Ausdiffundieren von Aromastoffen oder dgl. aus dem Tubeninhalt nach außen. Mit geeigneten Additiven lässt sich auch ein UV-Schutz erzielen.

Zusätzlich oder unabhängig davon kann die Trägerfolie mehrschichtig sein und eine eigene Siegel-/ oder Barriereschicht aufweisen, welche bei mehrlagiger Trägerfolie als Zwischenlage ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist die Trägerfolie dicker als die Druckfolie, wobei die bevorzugte Dicke der Trägerfolie das 1,5- bis 40-fache, vorzugsweise das 2- bis 15-fache, bevorzugt das 5- bis 10-fache der Dicke der Druckfolie (z.B.: 40 μ beträgt) beträgt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen aus dem obigen Folienlaminat hergestellten Schlauchverpackungs-Formbildungskörper anzugeben, dessen Laminatränder sicher miteinander verschweißt sind.

Hierzu wird erfindungsgemäß ein Schlauchverpackungs-Formkörper aus dem oben beschriebenen Laminat vorgeschlagen, dessen entgegengesetzte Laminatränder an ihren Stirnseiten stumpf aneinander verschweißt sind. Durch die gegenseitige Verschweißbarkeit von Druckfolie und Trägerfolie kommt es auch bei einem Höhenversatz zwischen den gegenüberliegenden Laminatkanten zu einer wechselseitigen Verschweißung zwischen Druckfolie und Trägerfolie, was bei guter Optik einen spannungsarmen Tubenformkörper mit homogener Schweißnaht ergibt. Um die Stabilität der Schweißnaht weiter zu erhöhen, sind bevorzugt die Laminatränder mit einem Winkel zur Laminatebene von 30° bis 90°, vorzugsweise 40° bis 60° schräg angeschnitten und verschweißt.

Alternativ können im aus dem obigen Laminat hergestellten Schlauchverpackungs-Formgebungskörper die Laminatränder überlappend geschweißt sein, worin im Überlappungsbereich die Innenseite der Trägerfolie des einen Laminatrands unmittelbar auf die Außenseite der Druckfolie des anderen Laminatrands geschweißt ist.

Eine noch weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Schlauchverpackungs-Formgebungskörpers aus dem obigen Folienlaminat anzugeben, mit dem sich die Laminatränder sicher miteinander verschweißen lassen.

Hierzu wird erfindungsgemäß ein Herstellungsverfahren für einen Schlauchverpackungs-Formgebungskörper vorgeschlagen, bei dem das obige siegelbare Polymerfolienlaminat bereitgestellt wird, und die gegenüberliegenen Ränder des Laminats zur Bildung eines Schlauchs zusammengefügt und bei einer Temperatur verschweißt werden, bei der die Trägerfolie des einen Randes mit der gegenüberliegenden Druckfolie des anderen Randes verschmilzt.

Im Falle einer stumpfen Schweißnaht kommt es zu einer sicheren, wechselweisen Verschweißung von Druck- und Trägerfolie über die Naht hinweg, selbst wenn es zu dem oben erwähnten Höhenversatz zwischen den gegenüberliegenden Rändern kommen sollte. Alternativ besteht auch hier die Möglichkeit einer überlappenden Nahtausbildung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein zu einem Endlosschlauch stumpf verschweißtes Folienlaminat gemäß einer ersten Ausführung;
2 zeigt vergrößert den in 1 eingekreisten Nahtbereich;
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein zu einem Endlosschlauch überlappend verschweißtes Folienlaminat gemäß einer zweiten Ausführung; und
4 zeigt vergrößert den in 3 eingekreisten Nahtbereich.
Eine erste Ausführung wird anhand der 1 und 2 beschrieben. Entgegengesetzte Längsränder eines endlosen Streifens aus Polymerfolienlaminat 1 sollen zu einem Schlauch S zusammengefügt werden, wie im Querschnitt in 1 schematisch dargestellt. Dieser Schlauch S dient als Grundkörper für Schlauchverpackungen, wie etwa Tuben, Beutel, Taschen etc. Wie im Querschnitt der 2 dargestellt, die eine Vergrößerung des in 1 eingekreisten Nahtbereichs zeigt, umfasst das Folienlaminat 1 eine dicke, relativ weiche, in Bezug auf den Schlauch innere Trägerfolie 3 als formgebendes Material für die spätere Schlauchverpackung und eine damit verbundene, dünnere und relativ harte und daher gut bedruckbare äußere Druckfolie 5 aus HDPE (hochdichtem Polyethylen) als Träger für einen Dekorationsaufdruck 7, 9.
Die Trägerfolie 3 ist aus einem Material, bevorzugt überwiegend LDPE (niedrigdichtes Polyethylen) enthaltendes Material hergestellt, dessen Schmelzpunkt maximal 20°C unter jenem der Druckfolie 5 liegt und daher problemlos direkt mit dieser verschweißbar ist. Die Trägerfolie 3 selbst kann ein- oder mehrschichtig sein, und im letzteren Fall eine Barriereschicht 11 enthalten, die eine Diffusion flüchtiger Stoffe, wie etwa Luftsauerstoff oder Aromastoffe, durch das Laminat verhindert. Die Druck- und die Trägerfolie 3, 5 sind in der Regel mittels einer dünnen Kaschierschicht 13 miteinander verbunden, insbesondere bei innenliegendem Aufdruck 9. Die Kaschierschicht 13 kann ebenfalls als Barriereschicht ausgebildet sein. Im Falle eines außenliegenden Aufdrucks 7 kann dieser mit einer Lackschicht 7a abgedeckt sein. Über diese Lackschicht können zugleich funktionelle Eigenschaften, wie z.B. Haptik, Mattierung oder UV-Schutz realisiert werden.
Wenn das Folienlaminat 1 zu einem Schlauch S geformt wird, werden die entgegengesetzten Längsränder des Folienlaminats 1 mit ihren Stirnflächen 1a, 1b stumpf aneinander geschweißt, wie in 2 dargestellt. Hierbei ist häufig ein gewisser Höhenversatz h quer zur Laminatebene nicht vermeidbar, so dass die Grenze g1 zwischen den beiden Folien 3, 5 des einen Laminatrandes zur Grenze g2 zwischen den beiden Folien 3, 5 des anderen Laminatrandes quer zur Laminatebene versetzt ist, und in diesem Überschneidungsbereich V die Trägerfolie 3 des einen Laminatrandes mit der Druckfolie 5 des anderen Laminatrandes direkt verschweißt werden kann, wie in 2 im eingekreisten Bereich dargestellt.
Hierbei stößt die Druckfolie 5 des in 2 linken Laminatrandes mit der Trägerfolie 3 des in 2 rechten Laminatrandes direkt zusammen. Wegen der gegenseitigen Verschweißbarkeit der Materialien kommt es hier zu einer stabilen Verbindung zwischen beiden Folien 3, 5, so dass sich die beiden Stirnflächen 1a, 1b des Laminats über die gesamte Nahtbreite vollständig und lückenlos miteinander verschweißen lassen.
Grundsätzlich können die Schweißnähte mit einem 90°-Winkel zur Laminatebene verlaufen. Um ein optimales Aussehen der Siegelnaht bei gleichzeitig hoher Festigkeit zu erreichen, werden bevorzugt die Siegelkanten in gegenläufigen Winkeln α geschnitten und schräg übereinander liegend verschweißt, wie dargestellt. Der Schnittwinkel α beträgt hier ca. 45° bis 30° zur Laminatebene.
Im Übrigen ist die Materialauswahl der beiden Folien 3, 5 von der Siegeltemperatur und der Transparenz bestimmt. Zum Siegeln wird bevorzugt eine Hochfrequenzverschweißung mit unabhängigen innen- und außenliegenden Generatoren verwendet. Auch besteht die Möglichkeit einer Verschweißung mittels Ultraschall, Laser, Thermo- und Klebetechnik.
Eine alternative Ausführung ist in den 3 und 4 dargestellt. Der Schichtaufbau des Folienlaminats 1 gleicht jenem des obigen Ausführungsbeispiels und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht näher beschrieben. Im Unterschied zur obigen Ausführung wird jedoch hier die Schlauchnaht durch eine Überlappungsnaht gebildet, wobei im Überlappungsbereich die Trägerfolie 3 mit ihrer Innenseite direkt auf die Außenseite der Druckfolie 5 des gegenüberliegenden Folienrands geschweißt wird.
Bei einer Gesamtdicke des Folienlaminats 1 von 160 bis 500 μm, bevorzugt 250 bis 400 μm, beträgt die Dicke der Trägerfolie 150 bis 400 μm und jene der Druckfolie 10 bis 100 μm, bevorzugt 20 bis 60 μ, besonders bevorzugt 30 bis 50 μ.
Generell kann die außenliegende Druckfolie 5 ein oder mehrschichtig sein, und kann auf ihrer Innen- und/oder Außenseite bedruckt sein. Bei nur außenliegendem Aufdruck 7, der wiederum auf seiner Außenseite durch die Lackschicht 7a oder dergleichen geschützt sein kann, kann die Druckfolie 5 opak oder gefärbt sein. Bei innenliegendem Aufdruck 9 ist die Druckfolie 5 transparent ausgeführt, oder farbig transparent. Hierbei kann sie zu Gunsten besserer Festigkeit und Transparenz speziell gereckt sein, z.B. in der Maschinen-Laufrichtung, welche der Schlauch-Längsrichtung entspricht, bevorzugt stärker als in der Querrichtung. Nach dem Recken kann die Druckfolie 5 thermo-fixiert werden. Der Aufdruck 7, 9 kann partiell ausgespart sein, um bei Transparenz der Trägerfolie 3 Durchsicht auf das Füllgut zu gestatten. Der Aufdruck kann auch zu Gunsten eines Hochglanzeffekts metallisiert sein.
Die Druckfolie 5 kann mattiert sein, Perlmutteffekte ergeben, Barriereeigenschaften haben, für UV- und Lichtschutz sorgen, und Soft-Touch-Effekte haben. Auch metallische Hochglanzeffekte, Heißfolienprägungen, Sterilisierung, antistatische Eigenschaften, thermochromatische Effekte, chemische Indikationen, elektrische Leitfähigkeit usw. können mit der Druckfolie 5 erzielt werden.
Die Druckfolie 5 wird im Normal- oder Konterdruck ein- oder beidseitig bedruckt und/oder im Prägeverfahren rollenweise dekoriert. Die Auswahl der Druckverfahren insbesondere im Kombinationsdruck ist bei der gewählten Druckfolie nicht z.B.: durch Dickenschwankungen oder thermische/mechanische Verformung der Druckfolie beschränkt. Sie kann eine Monofolie, Coextrusionsfolie, Mehrschichtfolie oder Laminatfolie sein. Es besteht auch die Möglichkeit des Aufdrucks vollflächiger, metallischer Hochglanzeffekte. Bei teilweiser Aussparung des Hochglanzes und Durchsicht auf das Füllgut, in Kombination mit höheren Wandstärken der einzelnen Folien, lassen sich dreidimensionale Effekte erzielen.
Die Bedruckung der Druckfolie 5 kann mit Lösungsmittelfarben oder Lacken, Digitaltonern, UV-Farbsystemen oder lösungsmittelfreien Farbsystemen sowie wasserverdünnbaren Farb- und Lacksystemen erfolgen.
Die Druckfolie 5 schützt den unterseitigen Aufdruck 9 vor Abrieb und Produkteinflüssen. Im Übrigen erhält man hiermit einen besonderen Glanz und eine Brillianz der verwendeten Farben, insbesondere von metallischen Farben, auch in Kombination mit Hochglanz- und mattmetallischem Aussehen. Ein besonders geeignetes Material für die Druckfolie 5 ist ein HDPE mit einem Schmelz-Fließindex (MFR) nach ISO 1133, Verfahren B, 190°C/2,16 kg von 0,5 bis 0,9, bevorzugt 0,73.
Die mechanischen Eigenschaften der Druckfolie 5 wurden im Zugversuch gemäß DIN 527/ASTM D 882 ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften sind für die Dimensionsstabilität der Druckfolie 5 wichtig, um ein passergenaues Drucken zu ermöglichen. Die erfindungsgemäßen Druckfolienmaterialien haben hier einen Dehnbarkeits-Sekantenmodul von ≥ 800 MPa bei einer Dehnung von 2% und einer Temperatur von 23°C.
Die verwendeten HDPE-Folien für die Druckfolie 5 haben eine Dichte größer 0,94 bis 0,977 g/cm³ und eine Schmelztemperatur von 128 bis 136°C. Eine besonders hohe Transparenz erreicht man mit Metallocene-katalysierten HDPE-Typen. Dem HDPE können auch andere Kunststoffe beigemischt sein, wie etwa Polypropylen, Copolymere aus Propylen und Ethylen, wie etwa Random Copolymere, Block Copolymere, statistische Copolymere oder Propfcopolymere. Diese Produkte gestatten eine besonders hohe Siegelnahtfestigkeit mit auf PE beruhendem Laminat in Abhängigkeit von der Schmelzviskosität, der Schmelztemperatur sowie des PE/PP-Verhältnisses.
Die Druckfolien 5 können als monoaxiale oder biaxial verstreckte Folien vorliegen. Die Verstreckung kann sequentiell oder simultan durchgeführt werden. Die hierbei orientierten Molekülketten führen zu einer höheren Transparenz und Zugfestigkeit der Druckfolie 5. Die Druckfolien können auch als Gussfolien ausgebildet sein (Cast Folien). Die Druckfolie 5 kann auch mit Plasmabeschichtung behandelt sein, um z.B. die Funktion einer Sauerstoffbarriere oder Aromabarriere zu erzielen. Eine ähnlich gute Sperrwirkung erhält man durch SiOx, wobei x bevorzugt 1,2–1,7 beträgt, aufgebracht durch Elektronenstrahlverdampfung oder Hochvakuum-Verdampfung. Nanopartikel können den Folien Barriereeigenschaften und UV-Schutz geben.
Die innenliegende Trägerfolie 3 kann ebenfalls ein- oder mehrschichtig sein, z.B. eine Monofolie, eine Coextrusionsfolie, eine Mehrschichtfolie oder Laminatfolie. Auch sie kann bei transparenter Druckfolie 5 ihrerseits den Aufdruck 9 tragen, wobei die gleichen Druckfarben in Frage kommen wie für die Druckfolie 5. Hier besteht die Trägerfolie 3 überwiegend aus LDPE (niedrigdichtem Polyethylen), d.h. der Volumenanteil des LDPE an der Trägerfolie 3 ist größer 50%. Bei mehrschichtigem Aufbau bezieht sich dieser Wert auch auf den Dickenanteil des LDPE in der Trägerfolie 3.
Die Schmelztemperatur der Trägerfolie 3 gemäß der DSC-Messmethode nach ISO 1133 beträgt hier 108 bis 125°C. Die Trägerfolie 3 gibt der späteren Tube Stabilität, Produktschutz und Verarbeitbarkeit. Hier kommt eine große Anzahl von Mehrschichtlaminaten in Frage, bevorzugt mehrschichtige Ausführungen, wobei die einzelnen Schichten unterschiedliche Aufgaben erfüllen können.
Für die Trägerfolie 3 kommen generell in Frage:

• Polyethylen (PE): hochdichtes Polyethylen (HDPE) mit einer Dichte größer 0,94–0,977 g/cm³/Schmelztemperatur 128–136°C, mitteldichtes Polyethylen (MDPE) mit einer Dichte von 0,926–0,944 g/cm3/Schmelztemperatur 120–136°C, lineares Polyethylen mittlerer Dichte (LMDPE) mit einer Dichte von 0,926–0,940 g/cm³, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) mit einer Dichte von 0,90–0,93 g/cm³/Schmelztemperatur 100–130°C, lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) mit einer Dichte von 0,916–0,925 g/cm³/Schmelztemperatur 105°C–115°C.
• Zur Erzielung hoch transparenter PE-Folien ist der Einsatz von Metallocene katalysierten PE Typen zu empfehlen.
• Polypropylen (PP): amorphes, kristallines oder hochkristallines Polypropylen, ataktisches oder isotaktisches oder syndiotaktisches PP. Sowohl Cast als auch BOPP Folien können hierbei zur Anwendung kommen. In Abhängigkeit der eingesetzten Katalysatortechnologie, der Molekulargewichtsverteilung und der Prozeßeigenschaften lassen sich Folien in Bezug auf Ihre mechanischen, optischen und thermischen Eigenschaften optimieren.
• Copolymere aus Propylen und Ethylen, wobei es sich hierbei um Random Copoplymere, Block Copolymere, statistische Copolymere oder Propfcopolymere handeln kann. Der Einsatz dieser Produkte erlaubt in Abhängigkeit der Schmelzviskositäten, der Schmelztemperaturen sowie des PE/PP Verhältnisses hohe Siegelnahtfestigkeiten mit auf PE basierenden Tubenlaminaten. Die bereits hoch transparente Eigenschaft von Random Copolymeren kann durch entsprechende Verarbeitung, z.B. Recken weiter verbessert werden.
• Ionomerharze, wie Surlyn von DuPont können alleine oder als Mischung mit den beschriebenen Polymeren eingesetzt werden um die Transparenz, Siegeleigenschaften und Barriereeigenschaften der Trägerfolie zu beeinflussen.
• Die Anwendung von Polyolefinharzen wie z.B.: Adsyl (Basell) in Coextrusion mit PE oder PP Typen erlaubt die Erzielung von gut siegelnden und mechanisch stabilen Folien zur Tubenverbund herstellung.
• Polyvinylbasierende Produkte wie Polyvinylalkohole, -acetate usw. können Barriereeigenschaften gegen Sauerstoff erzielen.
• Polyester (z.B.: Polyalkylenterephthalat, Polyalkylenisophthalat oder Polyalkylennaphthalat oder analoge Naphthalate mit typischerweise Alkylengruppen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder durch mindestens ein Sauerstoffatom unterbrochene Alkylengruppen von 2 bis 60 Kohlenstoffatomen oder Copolymere der diesen zugrundeliegenden Monomere mit Glykol oder anderen mehrwertigen Alkoholen. Besonders zweckmäßig ist das Copolymer der Terephthalsäure und des Ethylenglykols mit einem weiteren Glykol oder glykolmodifizierte Polyester – sogenannte PETG, aber auch andere als A-PET, PETP oder G-PET bezeichnete Typen).
• Polyamide (z.B.: Polyamid-6, Polyamid-11, Polyamid,12, Polyamid-6,6, Polyamid-6,10; Polyamid 6,12; Polyamid 6-3-T sowie Gemische aus diesen) oder andere Polyolefine (z.B. Poly-1-Buten, Poly-3-methylbuten, Poly-4-methylpenten oder Polymere anderer geeigneter Monomere oder Mischungen aus solchen Monomeren, Homopolymeren oder Copolymeren) und Copolymere (Blockcopolymere, statistische Copolymere oder Propfblockcopolymere) dieser Materialien untereinander oder mit z.B.: Vinylacetat oder Acrylsäure oder Mischungen dieser Materialien mit Elastomeren oder Füllstoffen.
• Polystyrol
• Cycloolefin – Copolymer (COC) bzw. metallocene – polymerisiertes COC (MCOC). Die COC sind allgemein Homoplymerisate oder Copolymerisate mit hochtransparenter Oberfläche.
• Als Barriere können Aluminiumfolien von in der Regel 5–40 μ Dicke in den Folienaufbau einkaschiert werden.

Die Trägerfolie 3 kann auf ihrer Außenseite oder im Mehrschichtverbund zumindest eine Barriereschicht 11 aufweisen, welche eine Diffusion flüchtiger Stoffe aus dem Füllgut nach außen oder auch eine Diffusion von Luftbestandteilen, insbesondere O₂ durch das Laminat in das Füllgut verhindern. Bei äußerer Bedruckung der Druckfolie 5 und ggf. auch bei lückenhafter innerer Bedruckung der Druckfolie 5 ohne flächige Metallisierung kann die Druckfolie 5 direkt auf die Trägerfolie 3 flächig gesiegelt sein.
Im Falle einer vollflächigen innenseitigen Bedruckung der Druckfolie 5, eventuell auch mit zusätzlicher Metallisierung, ist es jedoch bevorzugt, die beiden Folien 3, 5 mittels einer Kaschierschicht 13 zu verbinden, die zugleich als Barriere für durch das Laminat 1 diffundierende flüchtige Stoffe dient.
Die Kaschierung 13 kann als Lackkaschierung oder Trockenkaschierung mit lösungsmittelhaltigen oder lösungsmittelfreien Klebstoffen, wässerigen Dispersionsklebstoffen, 2-komponentigen Reaktionsklebstoffen, UVreaktiven Kaschierklebstoffen oder Heißsiegellacken durchgeführt werden. Als Basispolymere kommen die gebräuchlichen Produkte wie Alpha Olefine, PET, PU, Epoxy, Acrylat, PVC, PVAc, PVOH usw. in Frage.
Der Auftrag eines Heißschmelzklebers begünstigt die Eigenschaften in der Siegelnaht wie z.B. Festigkeit.
Bevorzugt ist die Verwendung von lösemittelhaltigen ein- oder mehrkomponentigen Kaschierklebstoffen auf Basis Polyurethan (z.B.: Lamal HSA oder Lamal 408/40 oder Liofol UR 7780 oder Liofol UR 3835 oder Pentaflex 30–5100 jeweils mit dem dazugehörigen Härtersystem) oder eines anderen geeigneten Kaschierklebersystems.
Der Kaschierklebstoff wird in Mengen von 0,5 bis 20 g/m², vorzugsweise in Mengen von 2 bis 10 g/m² besonders bevorzugt in Mengen von 2,5 bis 6 g/m2 Trockengewicht aufgetragen. Der Auftrag erfolgt aus einer Lösung oder Dispersion mit 25–75% Festkörpergehalt, bevorzugt mit 30–66% Festkörpergehalt, besonders bevorzugt mit 30–45% Festkörperanteil.
Bei UV-Kaschierungen kommen Klebstoffe mit einem Feststoffgehalt von 100% in Frage. Dies verhindert Blasenbildung und Trübungen im kaschierten Verbund.
Um die Kaschierfestigkeit zu erhöhen und zu stabilisieren, kann die Druckfolie 5 und die zukaschierte Trägerfolie 3 vor der Bedruckung bzw. Kaschierung einer Flamm- oder Coronavorbehandlung unterzogen werden, um die Oberflächenspannung zu erhöhen um die Benetzung und Haftung von Druckfarben und Kaschierklebstoff zu verbessern. Eine eventuell aus der Folienherstellung vorhandene Vorbehandlung kann Inline vor dem Druck-/Kaschierprozess aufgefrischt werden.
Es können auch Lackierungen oder Beschichtungen als Haftverbesserer (Primer) verwendet werden. Neben den herkömmliche Primern können auch grafted Photoinitiatoren eingesetzt werden um die Haftung zu verbessern, z.B. Prime IT von Ciba Geigy. Diese können sowohl schon bei der Folienherstellung aufgebracht worden sein, als auch in einem nachgeschalteten gesonderten Prozess, oder Inline vor der Bedruckung/Kaschierung aufgebracht werden. Diese Lackierungen oder Beschichtungen können nur eine einfache Aufgabe (wie z.B. die Haftverbesserung) erfüllen, als auch eine Kombination von einer oder mehrerer Eigenschaften wie Haftung, Optik, Barriereeigenschaften verbessern oder modifizieren.
Durch den Einsatz von Nanopartikeln oder Additiven können gewünschte Eigenschaften wie UV-Schutz, Aromabarriere oder Kratzfestigkeit eingestellt werden.
Die Lackierung 7a oder Beschichtung kann einseitig oder beidseitig auf einer oder mehreren der zur Herstellung des Laminatverbundes verwendeten Folien oder Folienverbunde aufgebracht sein.

Claims

Zu einer Schlauchverpackung, insbesondere einer Tube, siegelbares Polymerfolien-Laminat (1), das zumindest eine mit sich siegelbare äußere Druckfolie (5) aus auf hochdichtem Polyethylen (HDPE) beruhendem Material und eine damit verbundene, mit der Druckfolie (5) und mit sich siegelbare innere Polymer-Trägerfolie (3) aufweist, deren Schmelzpunkt gleich oder maximal 20°C kleiner ist als jener der Druckfolie (5).
Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt der Trägerfolie (3) zumindest im Bereich von deren der Druckfolie zugewandten und/oder davon abgewandten Seite gleich oder maximal 20°C kleiner ist als der Schmelzpunkt der Druckfolie (5) zumindest im Bereich von deren der Trägerfolie (3) zugewandten und/oder davon abgewandten Seite.
Laminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) auf ihrer Außenseite einen Aufdruck (7) trägt und/oder dass die Druckfolie (5) transparent ist und auf ihrer Innenseite einen Aufdruck (9) trägt.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) gereckt, insbesondere in der Schlauch-Längsrichtung stärker gereckt ist als quer dazu.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) in der Schlauch-Längsrichtung gereckt und mechanisch/thermisch fixiert ist.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) bei einer Dehnung von 2% und einer Temperatur von 23°C einen Sekantenmodul ≥ 800 MPa gemäß DIN 527/ASTM D 882 aufweist.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – gemäß der DSC-Messmethode nach ISO 1133 – die Schmelztemperatur der Druckfolie (5) 114°C bis 136°C beträgt.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie aus auf niedrigdichtem Polyethylen (LDPE) beruhendem Material hergestellt ist.
Laminat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der auf das Volumen oder die Dicke der Trägerfolie (3) bezogene LDPE-Anteil der Trägerfolie (3) mehr als 50% beträgt.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – gemäß der DSC-Messmethode nach ISO 1133 – die Schmelztemperatur der Trägerfolie (3) 108°C bis 125°C beträgt.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) direkt auf die Trägerfolie (3) gesiegelt ist.
Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfolie (5) mittels einer Kaschierschicht (13) mit der Trägerfolie (3) verbunden ist.
Laminat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierschicht (13) als eine Barriereschicht (13) für durch zumindest eine der Folien (3, 5) diffundierende Stoffe ausgeführt ist.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf der Trägenfolie (3) eine Barriereschicht (13, 15) für durch zumindest eine der Folien (3, 5) diffundierende Stoffe vorgesehen ist.
Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (3) dicker ist als die Druckfolie (5).
Laminat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Trägerfolie (3) das 1,5- bis 40-fache, vorzugsweise das 5- bis 20-fache, besonders bevorzugt das 10- bis 15-fache der Dicke der Druckfolie (5) beträgt.
Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S), insbesondere für eine Tube, hergestellt aus einem Polymerfolien-Laminat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dessen entgegengesetzte Laminatränder an den Stirnseiten (1a, 1b) stumpf miteinander verschweißt sind.
Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminatränder mit einem Winkel (α) zur Laminatebene von 30° bis 90°, vorzugsweise 40° bis 60°, verschweißt sind.
Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze (g1) zwischen Druckund Trägerfolie (3, 5) des einen Laminatrandes zur Grenze (g2) zwischen Druck- und Trägerfolie (3, 5) des anderen Laminatrandes quer zur Laminatebene versetzt ist, und in diesem Überschneidungsbereich (V) die Trägerfolie (3) des einen Laminatrandes mit der Druckfolie (5) des anderen Laminatrandes verschweißt ist.
Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S), insbesondere für eine Tube, hergestellt aus einem Polymerfolien-Laminat (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 16, worin in einem Überlappungsbereich der entgegengesetzten Laminatränder die Innenseite der Trägerfolie (3) des einen Laminatrandes unmittelbar auf die Außenseite der Druckfolie (5) des anderen Laminatrandes geschweißt ist.
Herstellungsverfahren für einen Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S), insbesondere eine Tube, umfassend: Bereitstellen eines siegelbaren Polymerfolienlaminats (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und Zusammenfügen und Verschweißen entgegengesetzter Ränder des Polymerfolienlaminats (1) zur Bildung eines Schlauchs (S) bei einer Temperatur, bei der die Trägerfolie (3) des einen Laminatrandes mit der Druckfolie (5) des gegenüberliegenden anderen Laminatrandes verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder des Folienlaminats (1) an den Stirnseiten (1a, 1b) stumpf zusammengefügt und miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (1a, 1b) der Laminatränder vor dem Verschweißen schräg geschnitten werden, vorzugsweise mit einem Winkel von 30° bis 90° zur Laminatebene, besonders bevorzugt 40° bis 60°.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Ränder des Folienlaminats (1) überlappend flach aufeinandergelegt und die Druckfolie (5) des einen Laminatrandes unmittelbar auf die Trägerfolie (3) des anderen Laminatrandes geschweißt wird.
Laminat bzw. Schlauchverpackungs-Formgebungskörper (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem in einer ansonsten vollfächig bedruckten Fläche eine Fläche mit Anteil „X" ausgespart ist, um einen Durchblick auf das Füllgut zu erlauben.