DE102013010009A1

DE102013010009A1 - Siegelbare Aluminiumfolie

Info

Publication number: DE102013010009A1
Application number: DE102013010009.7A
Authority: DE
Inventors: Karoline Seibel; Arno Holzmüller; Eddy Daelmans; Matthias Schrägle; Manfred Marz; Manfred Wieser
Original assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-12-18
Also published as: WO2014198761A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine siegelbare Aluminiumfolie, insbesondere zum Herstellen von Behälterkörpern und/oder Verschließen von Behältern, wobei die Folie eine Aluminiumschicht mit einer ersten Seitenfläche und einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche aufweist, wobei an der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht, gegebenenfalls über eine Zwischenschicht, insbesondere Schutzlackschicht, eine Heißsiegelschicht und an der zweiten Seitenfläche der Aluminiumschicht eine Wärmespeicher- und -transferschicht angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine siegelbare Aluminiumfolie nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aluminiumfolien werden seit geraumer Zeit zum Herstellen von Behälterkörpern und/oder zum Verschließen von Behältern verwendet, wobei hierbei häufig die Notwendigkeit besteht, die Aluminiumfolie siegelfähig zu gestalten, damit diese durch Siegeln mit anderen Oberflächen verbunden werden kann. Zu diesem Zweck wird üblicherweise eine relativ dicke Aluminiumfolie verwendet, die eine Dicke im Bereich von 40 μm bis 70 μm hat, die auf einer Seitenfläche mit einem Siegelmedium, z. B. einer Heißsiegeldispersion, Polyethylen oder Polypropylen versehen ist, um mit einem Gegenstück thermisch versiegelt werden zu können.
Die Verwendung derartiger Aluminiumfolien ist jedoch aus mehreren Gründen nachteilig. Zum einen sind diese bisher verwendeten Aluminiumfolien aufgrund ihrer notwendigen Dicke, um eine ausreichende Durchstoßfestigkeit zu erreichen, teuer, da zur Herstellung derartiger Aluminiumfolien ein hoher Aluminiumbedarf besteht. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass der Energiebedarf zum Siegeln derartiger dicker Aluminiumfolien, die mit einem Siegelmedium beschichtet sind, sehr hoch ist, da Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 236 W/mK hat, was wiederum zur Folge hat, dass im Zuge einer Energieeintragung in Form von Wärme auf die Aluminiumfolie, die notwendig ist, um das zu siegelnde Medium, das auf der, bezüglich der Siegelbacke, anderen Seite der Aluminiumfolie befindlich ist, aufzuschmelzen, um die Aluminiumfolie thermisch mit einem Gegenstück durch Versiegeln zu verbinden, eine hohe Wärmeableitung durch die sehr gut wärmeleitende Aluminiumfolie zu den Seiten hin erfolgt, so dass nur ein Bruchteil der auf die Aluminiumfolie applizierten Wärmeenergie tatsächlich zum Aufschmelzen des Siegelmediums zur Verfügung steht.
Somit ist bei Verwendung derartiger bislang verwendeter Aluminiumfolien entweder die Verwendung einer höheren Siegeltemperatur an der Siegelbacke oder eine Verlängerung der Wärmeeinbringzeit mit der Siegelbacke oder beides notwendig, um eine gute Siegel-Festigkeit zu erreichen.
Ein weiterer Nachteil, der sich hieraus ergibt, besteht ferner darin, dass, sollte die Aluminiumfolie als Verschlusselement verwendet werden, das unter Umständen zum Öffnen einer Verpackung peelbar sein soll, die Siegelfestigkeit nur innerhalb sehr geringer Grenzen so eingestellt werden kann, dass ein Behälter mit der Aluminiumfolie einerseits sicher verschlossen und andererseits aufpeelbar ist. Das Problem der Verwendung bisher üblicher dicker Aluminiumfolien besteht somit darin, dass eine Siegelung bei einer niedrigen Temperatur im Bereich von bis zu ca. 100°C nicht ausreicht, um eine zum Verschließen eines Behälters ausreichende Siegelfestigkeit zu gewährleisten, wobei eine Temperaturerhöhung jedoch sehr schnell zu einer sehr starken Siegelung führt, die ohne eine Zerstörung des Behälters praktisch nicht mehr peelbar ist. Somit ist eine praktisch brauchbare Siegelung nur unter Einhaltung sehr spezieller Parameter möglich, die eine relativ hohe Siegeltemperatur und Siegelzeit und damit einen sehr hohen Energieeintrag erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine siegelbare Aluminiumfolie bereit zu stellen, mit welcher die vorgenannten Nachteile vermieden werden können, wobei die erfindungsgemäße Aluminiumfolie nicht nur kostengünstiger in der Herstellung ist, sondern darüber hinaus auch verbesserte Siegeleigenschaften, insbesondere im Hinblick auf einen reduzierten Energieeintrag und/oder kürzere Siegelzeiten zur Erzeugung einer einerseits dichten sowie festen, jedoch andererseits auch peelbaren Siegelung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine siegelbare Aluminiumfolie gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine siegelbare Aluminiumfolie, insbesondere zum Herstellen von Behälterkörpern und/oder zum Verschließen von Behältern, gelöst, wobei die Folie eine Aluminiumschicht mit einer ersten Seitenfläche und einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche aufweist, wobei an der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht, gegebenenfalls über eine Zwischenschicht, insbesondere Schutzlackschicht, eine Heißsiegelschicht und an der zweiten Seitenfläche der Aluminiumschicht eine Wärmespeicher- und -transferschicht angeordnet ist.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einer erfindungsgemäßen Aluminiumfolie ein Einbringen von Siegelenergie in Form von Wärme nicht unmittelbar in die Aluminiumschicht erfolgt, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, sondern in eine Wärmespeicher- und -transferschicht, die in der Lage ist, die in sie eingebrachte thermische Energie zu speichern und sukzessive an die Aluminiumschicht abzugeben, d. h. zu transferieren, welche die Wärmeenergie wiederum sehr schnell an die Heißsiegelschicht weiterleitet, die sodann aufgeschmolzen wird und für eine Siegelverbindung zur Verfügung steht. Ein wichtiger Punkt der Erfindung besteht hierbei darin, dass die Wärmespeicher- und -transferschicht eine Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, die im Bereich von 1/200 bis 1/1600 der Wärmeleitfähigkeit λ von Aluminium und vorzugsweise im Bereich von 0,15 W/mK bis 1 W/mK, besonders bevorzugt im Bereich von 0,22 W/mK bis 0,58 W/mK, und insbesondere im Bereich von 0,33 W/mK bis 0,45 W/mK liegt.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß gewährleistet, dass die von der Siegelbacke auf die erfindungsgemäße Aluminiumfolie aufgebrachte Wärmeenergie nicht, wie bei herkömmlichen dicken Aluminiumfolien unmittelbar zur Seite hin abgeleitet wird, sondern in der Wärmespeicher- und -transferschicht verbleibt und über deren große Kontaktfläche an die Aluminiumschicht abgegeben wird, die sich angrenzend an die Wärmespeicher- und -transferschicht befindet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke der Aluminiumschicht deshalb gegenüber der Dicke bisheriger Aluminiumfolien, die eine Schichtdicke bis zu 70 μm aufwiesen, reduziert und liegt im Bereich von 2 μm bis 40 μm, bevorzugt im Bereich von 3 μm bis 20 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 4,5 μm bis 12 μm, insbesondere 6 μm bis 9 μm.
Die Reduzierung der Schichtdicke der Aluminiumschicht bringt zahlreiche Vorteile mit sich, die zum einen darin liegen, dass das Verhältnis von seitlicher Wärmeaustrittsfläche der Aluminiumschicht zur Kontaktfläche der Aluminiumschicht mit der Wärmespeicher- und -transferschicht zu Gunsten der Kontaktfläche stark vergrößert ist und eine seitliche Wärmeaustrittsfläche extrem reduziert ist, so dass eine seitliche Ableitung von Wärme aus der Aluminiumschicht erfindungsgemäß minimiert ist und bei den äußerst geringen Schichtdicken der Aluminiumschicht von < 20 μm eine solche Wärmeableitung und damit ein entsprechender Wärmeverlust praktisch nicht mehr stattfindet, sondern die gesamte auf die Aluminiumschicht übertragene Wärme unmittelbar in die Heißsiegelschicht eingeleitet wird und dort für den Siegelvorgang zur Verfügung steht.
Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Reduzierung der Dicke der Aluminiumschicht erfindungsgemäß ergibt, besteht ferner darin, dass eine Wärmeleitung durch die Aluminiumschicht umso schneller erfolgt, je dünner die Aluminiumschicht ist. Auch hierdurch wird ein Wärmeverlust durch eine Wärmeableitung aus der Aluminiumschicht minimiert bzw. ganz vermieden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Dicke der Wärmespeicher- und -transferschicht im Bereich von 5 μm bis 80 μm, bevorzugt im Bereich von 10 μm bis 60 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 15 μm bis 30 μm, insbesondere im Bereich von 22 μm bis 26 μm.
Anhand der Einhaltung dieser Schichtdicken für die Wärmespeicher- und -transferschicht, ist es möglich, die Wärmespeichermenge, die für den Siegelvorgang notwendig ist, einzustellen, nämlich in Abhängigkeit der jeweils gewünschten zu siegelnden Materialien, mit welchen die erfindungsgemäße Aluminiumfolie verbunden werden soll. Darüber hinaus ist es mittels der Wärmespeicher- und -transferschicht möglich, einen gewissen Dickenausgleich zu schaffen, so dass die erfindungsgemäß sehr dünne Aluminiumschicht gut handhabbar ist. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Wärmespeicher- und -transferschicht auch den Zusatznutzen einer Dämpfungswirkung während des Siegelvorgangs gegenüber den Siegelbacken. Auch eine Ausgleichswirkung in Bezug auf unebene Siegelflächen ist durch die Wärmespeicher- und -transferschicht gegeben, wobei auch hier eine jeweils bevorzugte Dicke der Wärmespeicher- und -transferschicht in den vorgenannten Bereichen wählbar und einstellbar ist.
Das Material der Wärmespeicher- und -transferschicht ist erfindungsgemäß ausgewählt aus den folgenden Materialien, nämlich einem Mineral, beispielsweise Glas und/oder Quarz, einem Metall, insbesondere einer Metalllegierung, einem Kunststoff, beispielsweise einem Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, polyhalogeniertem Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen und/oder Polyvinylchlorid, Polyamid, oder einem Polyolefin, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, Polymethylmethacrylat oder natürlichem oder künstlichem Gummi oder einem Schaum aus den vorgenannten Materialien, wie beispielsweise einem Kunststoffschaum. Die tatsächliche Wahl des Materials der Wärmespeicher- und -transferschicht hängt hierbei von dem jeweiligen Verwendungszweck der erfindungsgemäßen siegelbaren Aluminiumfolie ab, so dass etwaigen Reinheits-, Material- oder sonstigen Anforderungen Rechnung getragen werden kann. Ein wesentlicher Punkt bei der Materialauswahl spielt hierbei auch die vorgenannte erforderliche Wärmeleitfähigkeit λ, aus der sich wiederum der Grad der Wärmespeicherfähigkeit sowie des Wärmerückhalts und der Wärmeabgabe an die Aluminiumschicht ergibt.
Wie vorerwähnt, ist die Heißsiegelschicht ggf. über eine Zwischenschicht, wie beispielsweise eine Schutzlackschicht mit der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht verbunden. Selbiges gilt nach Bedarf auch für die Wärmespeicher- und -transferschicht, die ebenfalls über ein sehr gut wärmeleitendes Medium mit der zweiten Seitenfläche der Aluminiumschicht verbunden sein kann.
Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, dass die Heißsiegelschicht und/oder die Wärmespeicher- und -transferschicht unmittelbar an die jeweiligen Seitenflächen der Aluminiumschicht angrenzen. Auf diese Weise kann die jeweilige Haftfähigkeit der gewählten Heißsiegelschicht und/oder der jeweils gewählten Wärmespeicher- und -transferschicht an den jeweiligen Seitenflächen der Aluminiumschicht angepasst werden, je nachdem, ob das Material der Heißsiegelschicht und/oder das Material der Wärmespeicher- und -transferschicht bereits von selbst oder besser unter Zuhilfenahme einer Zwischenschicht an den jeweiligen Seitenflächen der Aluminiumschicht haftet und ein guter Wärmetransfer zwischen den jeweiligen Schichten gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, zum Einbringen von Wärme in die Wärmespeicher- und -transferschicht eine gut wärmeleitende Wärmeeinbringschicht zur Verfügung zu stellen, die vorzugsweise aus Metall und/oder einer Metalllegierung besteht, respektive ein Metall und/oder eine Metalllegierung aufweist und die eine Wärmeleitfähigkeit λ ≥ 80 W/mK, vorzugsweise von ≥ 200 W/mK hat und die vorzugsweise unmittelbar oder mittels eines Klebstoffs oder über ein Wärmeleitmedium mit der Wärmespeicher- und -transferschicht wärmeleitend verbunden ist. Als Metalle kommen hierbei gut wärmeleitende Metalle, wie Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Magnesium oder Wolfram in Frage, um einige Beispiele zu nennen. Ebenfalls in Frage kommen auch gut wärmeleitende Oxide oder Nitride sowie Legierungen der vorgenannten Materialien.
Die Aluminiumschicht und die Wärmeeinbringschicht weisen hierbei eine Dicke auf, die in einem vergleichbaren Bereich liegt, wobei die Dicke der beiden Schichten bezüglich zueinander zwischen 65% bis 100%, bevorzugt im Bereich von 75% bis 100% und besonders bevorzugt im Bereich von 85% bis 100% liegt. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorteile der sehr dünnen Aluminiumschicht auch auf die, ebenfalls sehr dünne, Wärmeeinbringschicht anzuwenden, d. h. eine seitliche Wärmeableitung zu minimieren und gleichzeitig eine schnelle Wärmeleitung von der Siegelbacke durch die Wärmeeinbringschicht in die Wärmespeicher- und -transferschicht zu gewährleisten. Darüber hinaus können auch die Kosten durch die Vorsehung einer sehr dünnen Wärmeeinbringschicht, wie auch Aluminiumschicht, reduziert werden.
Explizit liegt somit die Dicke der Wärmeeinbringschicht ebenfalls im Bereich von 2 μm bis 40 μm, bevorzugt im Bereich von 3 μm bis 20 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 4,5 μm bis 12 μm, insbesondere 6 μm bis 9 μm.
Des Weiteren hat es sich erfindungsgemäß als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn die Folie bezüglich der Wärmespeicher- und -transferschicht im Hinblick auf die Aluminiumschicht und die Wärmeeinbringschicht symmetrisch aufgebaut ist, d. h. beide seitlichen Schichten im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen, wobei es ebenfalls von Vorteil ist, wenn die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Aluminiumschicht und der Wärmeeinbringschicht in einer vergleichbaren Größenordnung liegen und voneinander um 10% bis maximal 20% des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Aluminiumschicht abweichen.
Die Heißsiegelschicht, die erfindungsgemäß Verwendung findet, weist vorteilhafterweise Polyethylen oder Polypropylen oder ein Copolymer aus Polyethylen und Polypropylen oder ein Methacrylat-Copolymer oder einen Siegellack auf. Diese Materialien sind zum einen kostengünstig, gut verfügbar und ferner einfach zu verarbeiten. Die Ausbildung von einerseits festen und andererseits peelbaren Siegelungen ist mit diesen Materialien gut möglich.
Des Weiteren kann die Heißsiegelschicht erfindungsgemäß entweder vollflächig auf der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht, ggf. über eine vorerwähnte Zwischenschicht, aufgebracht sein. Es ist jedoch alternativ auch möglich, die Heißsiegelschicht nur in den Bereichen der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht vorzusehen, die tatsächlich zu siegeln sind, wobei die Heißsiegelschicht ggf. musterförmig, beispielsweise mit einem linien- und/oder punktförmigen Muster auf diese Bereiche aufgebracht sein kann. Auch bei einer vollflächigen Aufbringung kann die Heißsiegelschicht entsprechende vorgenannte Muster aufweisen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Kosten für die Heißsiegelschicht zu reduzieren und die erfindungsgemäße Aluminiumfolie hinsichtlich ihres Gewichts leichter auszubilden.
Im Übrigen kann die erfindungsgemäße siegelbare Aluminiumfolie auch als siegelbares Aluminiumlaminat ausgebildet sein, beispielsweise dann, wenn die Wärmeeinbringschicht eine Außenschicht der erfindungsgemäßen Folie, respektive des erfindungsgemäßen Laminats darstellt.
Im Übrigen kann die erfindungsgemäße siegelbare Aluminiumfolie in ihrer Gesamtheit geprägt sein. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Wärmeeinbringschicht, sofern diese aus einem Metall besteht, und/oder die Aluminiumschicht geprägt und/oder mattiert und/oder glänzend, insbesondere hochglänzend, ausgebildet ist/sind. Auf diese Weise kann das äußere Erscheinungsbild der erfindungsgemäßen siegelbaren Aluminiumfolie an individuelle Wünsche und/oder etwaige Notwendigkeiten angepasst werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass die erfindungsgemäße siegelbare Aluminiumfolie stanzbar ist, so dass jeweilige Zuschnitte zum Herstellen von Behälterkörpern oder Verschlusselementen für Behälter auf einfache Weise aus der erfindungsgemäßen siegelbaren Aluminiumfolie fertigbar sind.
Zusammenfassend kann somit im Hinblick auf die erfindungsgemäße siegelbare Aluminiumfolie festgehalten werden, dass entgegen der Meinung, dass ein Material mit schlechteren Wärmeleitfähigkeiten, wie dies im Hinblick auf die erfindungsgemäß verwendete Wärmespeicher- und -transferschicht bezüglich der Aluminiumschicht vorliegt, zur Erreichung derselben Siegelgüte eine höhere Temperatur oder längere Zeit oder eine Kombination aus beidem gegenüber einer reinen Aluminiumfolie benötigt, dies nicht zutreffend ist, sondern aufgrund der Kombination einer Aluminiumschicht mit einer Wärmespeicher- und -transferschicht sogar eine Reduzierung der Temperatur und/oder Siegelzeit oder beidem möglich ist, wobei insbesondere die Siegelzeit hinsichtlich der Dauer der tatsächlich notwendigen Einwirkungszeit der Siegelbacken auf die erfindungsgemäße Aluminiumfolie reduziert werden kann, da der durch die Siegelbacken erfolgende Energieeintrag in den Verbund als Restwärme in der Wärmespeicher- und -transferschicht gespeichert wird und diese Wärme dem Aufschmelzen der Heißsiegelschicht dann eine längere Zeit zur Verfügung steht, nämlich auch nach dem Entfernen der Energie gebenden Siegelbacke, da ein Wärmeabfluss wie bei bislang verwendeten dicken Aluminiumfolien erfindungsgemäß vermieden werden kann.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigen
1 eine vergleichende Darstellung der Siegel- bzw. Peelfestigkeit in Abhängigkeit der Siegeltemperatur für eine erfindungsgemäße Aluminiumfolie im Vergleich zu einem herkömmlichen Aluminiumband; und
2 entsprechende Werte zu dem in 1 dargestellten Diagramm.
In 1 ist ein Vergleich von Siegel- bzw. Peelfestigkeiten in Abhängigkeit von der Siegeltemperatur für eine erfindungsgemäße Aluminiumfolie gegenüber einem herkömmlichen Aluminiumband dargestellt. Sowohl die erfindungsgemäße Aluminiumfolie als auch das herkömmliche Aluminiumband haben jeweils eine Gesamtdicke von 40 μm, die sich hinsichtlich der erfindungsgemäßen Aluminiumfolie aus einer Dicke von 9 μm für die Wärmeeinbringschicht, einer Dicke von 22 μm für die Wärmespeicher- und -transferschicht und einer Dicke von 9 μm für die Aluminiumschicht zusammensetzt. Das herkömmliche Aluminiumband hat eine Dicke von 40 μm, die sich alleinig aus der Dicke der dortigen Aluminiumschicht ergeben. Die Dicke der Heißsiegelschicht ist für die erfindungsgemäße Aluminiumfolie und das herkömmliche Aluminiumband identisch. Die Siegelung selbst findet sowohl für die erfindungsgemäße Aluminiumfolie als auch das herkömmliche Aluminiumband bei 5 bar für eine Zeitdauer von 0,5 Sekunden statt. Eine Siegelung, sowohl der erfindungsgemäßen Aluminiumfolie als auch des herkömmlichen Aluminiumbandes, erfolgte jeweils gegen amorphes Polyethylenterephthalat (A-PET) sowie gegen Polystyrol (PS). Die jeweiligen Siegel- bzw. Peelfestigkeiten sind in 1 als Diagramm dargestellt.
Wie deutlich zu erkennen ist, wurde eine Siegelung bei einer Temperatur von 90°C vorgenommen. Hierbei zeigte sich, dass bei einer Siegelungstemperatur von 90°C bei einem herkömmlichen Aluminiumband gegen amorphes Polyethylenterephthalat bzw. gegen Polystyrol keine Siegelfestigkeit erzeugt werden konnte. Dem gegenüber zeigt eine erfindungsgemäße Aluminiumfolie bei einer Siegelung gegen amorphes Polyethylenterephthalat eine Siegelfestigkeit von 6,9 N/15 mm. Die Siegelung einer erfindungsgemäßen Aluminiumfolie gegen Polystyrol führte bei einer Siegeltemperatur von 90°C zu einer Siegelfestigkeit von 9 N/15 mm. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Aluminiumfolie bereits bei einer Temperatur von 90°C eine gute Siegelwirkung erzielt werden, während dies mit einem herkömmlichen Aluminiumband nicht möglich ist. Der Verlauf der in 1 dargestellten Kurven zeigt ferner, dass eine gute Siegelfestigkeit, die bei 9 N/15 mm beginnt und optimal oberhalb von 12,5 N/15 mm liegt, bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Aluminiumfolie bereits bei einer Siegeltemperatur von 90 bis 100°C erreicht werden kann, während zur Erreichung einer ähnlichen Siegelstärke bei der Verwendung eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen amorphes Polyethylen mindestens 120°C notwendig sind. Bei einer Siegelung eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen Polystyrol wird eine optimale Siegelfestigkeit bei einer Temperatur von 120°C jedoch bereits überschritten. Hier liegt die Siegelfestigkeit bereits bei 19,8 N/15 mm. Eine derart hohe Siegelfestigkeit ist jedoch nicht mehr ohne Zerstörung eines Behälters peelbar. Eine solche gute Peelbarkeit, wie diese gewünscht ist, liegt im Bereich von 12,5 N/15 mm bis maximal 15,2 N/15 mm. Diese Werte können bei der Verwendung eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen amorphes Polyethylenterephthalat erst bei hohen Temperaturen, nämlich 140°C aufwärts erreicht werden. Bei einer Siegelung eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen Polystyrol sind die entsprechenden Siegelfestigkeiten ab einer Temperatur von 120°C bereits so groß, dass die entsprechenden Siegelungen nicht mehr praktikabel peelbar sind. Lediglich bei einer Siegeltemperatur von 110°C ist die Siegelstärke eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen Polystyrol in einem akzeptablen Bereich. In diesem Temperaturbereich verläuft der Graph, der die Siegelfestigkeit eines herkömmlichen Aluminiumbandes gegen Polystyrol angibt, jedoch sehr steil, so dass zur Erreichung einer sinnvollen Siegelfestigkeit für ein herkömmliches Aluminiumband hier sehr exakte Bedingungen eingehalten werden müssen.
Somit geht aus der in 1 dargestellten Gegenüberstellung in eindeutiger Weise hervor, dass durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Aluminiumfolie optimierte Siegelungen mit guten Siegel- bzw. Peelfestigkeiten erreichbar sind, die den Siegel- bzw. Peelfestigkeiten, die mit einem herkömmlichen Aluminiumband erreichbar sind, deutlich überlegen sind.
In 2 sind die entsprechenden Werte zu dem in 1 dargestellten Diagramm wiedergegeben.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

Claims

Siegelbare Aluminiumfolie, insbesondere zum Herstellen von Behälterkörpern und/oder Verschließen von Behältern, wobei die Folie eine Aluminiumschicht mit einer ersten Seitenfläche und einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht, gegebenenfalls über eine Zwischenschicht, insbesondere Schutzlackschicht, eine Heißsiegelschicht und an der zweiten Seitenfläche der Aluminiumschicht eine Wärmespeicher- und -transferschicht angeordnet ist.
Aluminiumfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschicht und/oder die Wärmespeicher- und -transferschicht unmittelbar an die jeweiligen Seitenflächen der Aluminiumschicht angrenzen.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicher- und -transferschicht eine Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, die im Bereich von 1/200 bis 1/1600 der Wärmeleitfähigkeit λ von Aluminium und vorzugsweise im Bereich von 0,15 W/mK bis 1 W/mK, besonders bevorzugt im Bereich von 0,22 W/mK bis 0,58 W/mK, und insbesondere im Bereich von 0,33 W/mK bis 0,45 W/mK liegt.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Wärmespeicher- und -transferschicht ausgewählt ist aus einem Mineral, beispielsweise Glas und/oder Quarz, einem Metall, insbesondere einer Metalllegierung, einem Kunststoff, beispielsweise einem Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, polyhalogeniertem Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen und/oder Polyvinylchlorid, Polyamid, oder einem Polyolefin, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, Polymethylmethacrylat oder natürlichem oder künstlichem Gummi oder einem Kunststoffschaum.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen von Wärme in die Wärmespeicher- und -transferschicht eine gut wärmeleitende Wärmeeinbringschicht, vorzugsweise aus Metall und/oder einer Metalllegierung, vorgesehen ist, die eine Wärmeleitfähigkeit λ ≥ 80 W/mK, vorzugsweise ≥ 200 W/mK hat und die vorzugsweise unmittelbar oder mittels eines Klebstoffs oder über ein Wärmeleitmedium mit der Wärmespeicher- und -transferschicht wärmeleitend verbunden ist.
Aluminiumfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumschicht und die Wärmeeinbringschicht eine Dicke aufweisen, die bezüglich zueinander im Bereich von 65% bis 100%, bevorzugt im Bereich von 75% bis 100% und besonders bevorzugt im Bereich von 85% bis 100% liegen.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie bezüglich der der Wärmespeicher- und -transferschicht im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumschicht und/oder die Wärmeeinbringschicht jeweils eine Schichtdicke im Bereich von 2 μm bis 40 μm, bevorzugt im Bereich von 3 μm bis 20 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 4,5 μm bis 12 μm, insbesondere 6 μm bis 9 μm, aufweisen.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicher- und -transferschicht eine Schichtdicke im Bereich von 5 μm bis 80 μm, bevorzugt im Bereich von 10 μm bis 60 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 15 μm bis 30 μm, insbesondere 22 μm bis 26 μm, aufweisen.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschicht Polyethylen oder Polypropylen oder ein Copolymer aus Polyethylen und Polypropylen oder ein Methacrylat-Copolymer oder einen Heißsiegellack aufweist.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschicht nur in den Bereichen der ersten Seitenfläche der Aluminiumschicht aufgebracht ist, die tatsächlich zu siegeln sind und gegebenenfalls ein linien- und/oder punktförmiges Muster aufweist.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschicht vollflächig aufgebracht ist.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeeinbringschicht eine Außenschicht der Folie ist.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeeinbringschicht und/oder die Aluminiumschicht geprägt und/oder mattiert und/oder glänzend, insbesondere hochglänzend, ausgebildet, ist/sind.
Aluminiumfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie stanzbar ist.