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Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Kunststoff-Wirkstofffolie mit einer Wirkstoffschicht und einer darauf angeordneten ein- oder mehrlagigen Kunststoff-Deckschicht.
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Wirkstoff-Kunststofffolien sind grundsätzlich bekannt und weisen einen über einen vorgebbaren Temperaturbereich ausgasenden Wirkstoff auf. Derartige Wirkstofffolien werden beispielsweise als Verpackungsmaterial für gegen korrosionsempfindliche Produkte eingesetzt. Sie sind auch als sogenannte VCI(Volatile Corrosion Inhibitors)-Folien bekannt. Die Wirkstoffschicht von Wirkstofffolien kann aber auch andere ausgasende Wirkstoffe wie beispielsweise Duftstoffe aufweisen.
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Bei der Verarbeitung mehrschichtiger Kunststoff-Wirkstofffolien muss darauf geachtet werden, dass die den Wirkstoff abgebende Wirkstoffschicht dem zu verpackenden Gut am nächsten, also im Falle eines Folienbeutels innen angeordnet ist. Darüber hinaus sollte darauf geachtet werden, dass der Wirkstoff möglichst auch nur, zumindest aber hauptsächlich zur Innenseite der Wirkstofffolie ausgast. Diesbezüglich ist es bekannt, mit Diffusionssperrschichten in Form von Aluminiumfolien bzw. -schichten zu arbeiten. Durch die Verwendung einer Aluminiumlage jedoch lässt sich das verpackte Gut nicht mehr von außen in Augenschein nehmen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine bezüglich ihrer Handhabbarkeit einerseits zur Herstellung und auch andererseits zur Verpackung von Gütern verbesserte mehrschichtige Kunststoff-Wirkstofffolie zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine mehrschichtige Kunststoff-Wirkstofffolie zur Abgabe eines flüchtigen Wirkstoffs vorgeschlagen, die versehen ist mit
- – einer Wirkstoffschicht aus einem ersten heißsiegelbaren Kunststoffmaterial, in dem sich ein Wirkstoff befindet, der aus dem Kunststoffmaterial ausgast (wobei die Wirkstoffschicht bei Anlage an einer Schicht aus dem ersten Kunststoffmaterial, wie dies bei der Herstellung einer Verpackung unter Verwendung der Wirkstofffolie der Fall ist, mit dem ersten Kunststoffmaterial, d. h. mit der Wirkstoffschicht verschweißbar ist),
- – einer mindestens einlagigen Kunststoff-Deckschicht auf einer Seite der Wirkstoffschicht,
- – wobei die Deckschicht ein zweites Kunststoffmaterial aufweist, dessen Schmelztemperatur größer ist als diejenige des ersten heißsiegelbaren Kunststoffmaterials der Wirkstoffschicht (wobei das zweite Kunststoffmaterial bei Verschweißung der Wirkstoffschicht mit einer anliegenden Wirkstoffschicht nicht zerstört wird), und
- – wobei die Wirkstoffschicht und die Deckschicht transluzent oder transparent sind.
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Die erfindungsgemäße Wirkstofffolie weist also eine Wirkstoffschicht auf, die ein Kunststoffmaterial als Trägermaterial und einen in dem Kunststoffmaterial eingebetteten ausgasbaren Wirkstoff oder einen auf eine Seite der Kunststoffmateriallage aufgetragenen Wirkstoff aufweist. Das erste Kunststoffmaterial ist dabei heißsiegelbar; bei der Wirkstoffschicht handelt es sich also um eine Heißsiegelschicht. Auf einer Seite der Wirkstoffschicht, die selbst ein- oder mehrlagig ausgebildet sein kann, befindet sich eine Kunststoff-Deckschicht, die ebenfalls ein- oder mehrlagig ausgeführt sein kann. Das Kunststoffmaterial dieser Deckschicht, insbesondere diejenige Lage der Deckschicht, die der Wirkstoffschicht abgewandt ist, weist eine höhere Schmelztemperatur als diejenige der heißsiegelbaren Wirkstoffschicht auf. Damit wird erreicht, dass bei der Herstellung von Verpackungsmaterial in Form eines Folienbeutels unter Verwendung der erfindungsgemäßen Wirkstofffolie diese immer nur in der Weise verschweißt werden kann, wenn die Wirkstoffschichten aneinanderliegen, also die Innenseite des Folienbeutels bilden. Liegen dagegen auf Grund einer fehlerhaften Handhabung der Wirkstofffolie die Deckschichten aufeinander, so erfolgt bei der Heißsiegelung keine Verbindung, womit der Anwender sogleich feststellt, dass die Wirkstofffolie versehentlich falsch handgehabt worden ist.
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Zusätzlich ist bei der erfindungsgemäßen Kunststoff-Wirkstofffolie ferner noch vorgesehen, dass diese durch und durch transluzent bzw. transparent ist. Insbesondere eine transluzente, d. h. eine leicht eingefärbte Kunststoff-Wirkstofffolie hat den Vorteil, dass diese Einfärbung der Produktionsprozesssicherheit dient, wenn nämlich die Einfärbung zusammen mit dem flüchtigen Wirkstoff in die Wirkstoffschicht eingebracht wird. Der flüchtige Wirkstoff selbst kann ebenfalls eingefärbt sein. Während des Herstellungsprozesses der Wirkstoffschicht bzw. der erfindungsgemäßen Kunststoff-Wirkstofffolie kann dann anhand der transluzenten Einfärbung erkannt werden, ob die Produktion ordnungsgemäß erfolgt ist, in der Wirkstoffschicht also Wirkstoff enthalten ist.
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Der hauptsächlich zu nennende Vorteil der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoff-Wirkstofffolie ist in ihrer Siegelbarkeit unter Verwendung der typischerweise heutzutage eingesetzten Verfahren und Vorrichtungen, nämlich durch Impuls-, Dauerbeheiz-, Trennnaht- und/oder Ultraschall-Verschweißung, zu sehen.
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Darüber hinaus ist als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Wirkstofffolie anzusehen, dass diese je nach Beschaffenheit der Kunststoff-Deckschicht und insbesondere der außenliegenden Decklage dieser Deckschicht bedruckbar bzw. mittels Klebeetiketten beklebbar ist. Dies kann realisiert werden durch entsprechende Wahl des Kunststoffmaterials für diese Decklage, indem polare Kunststoffmaterialien wie beispielsweise Polyester eingesetzt werden.
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Schließlich ist es von weiterem Vorteil, wenn die Wirkstofffolie zumindest eine im Wesentlichen keine Dehnung aufweisende Schicht aufweist. Das Kunststoffmaterial der Wirkstoffschicht, das heißsiegelbar sein soll, ist demzufolge vergleichsweise stark dehnbar. Durch Aufkaschieren einer nur eine geringe Dehnung aufweisenden Decklage bzw. Deckschicht ist es nun möglich, die Heißsiegelnaht der Folienverpackung zwecks werkzeuglosen Öffnens der Verpackung mit der Aufreißhilfe beispielsweise in Form einer Aufreißkerbe oder eines Aufreißfadens zu versehen. Durch die geringe Dehnbarkeit der Deckschicht bzw. Decklage lässt sich eine derartige Aufreißhilfe in die Heißsiegelnaht integrieren. Das werkzeuglose Öffnen der Folienpackung hat den Vorteil, dass Beschädigungen des Verpackungsguts beim Öffnen, wie dies durch Werkzeuge (Scheren o. dgl. Schneidwerkzeuge) erfolgen könnte, unterbleiben.
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Dadurch, dass dem Lagenverbund bzw. Schichtenverbund der erfindungsgemäßen Kunststoff-Wirkstofffolie durch Verwendung einer im Wesentlichen nicht dehnbaren Lage bzw. Schicht eine wesentlich verringerte Gesamtdehnbarkeit der Folie verliehen werden kann, werden örtliche Dehnungen der Wirkstofffolie, die während des Prozesses entstehen können, vermieden. Derartige Dehnungen, wenn sie denn auf Grund der Materialwahl möglich sind, führen dann, wenn sie sich im Laufe der Zeit wegen des Memory-Effekts zurückbilden, zu optisch wenig ansprechenden Verpackungsprodukten, da sich die Verpackungsfolie nämlich dann verzieht.
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Die gegebenenfalls mehrlagige Kunststoffschicht kann durch Co-Extrusion hergestellt werden. Auch die Wirkstoffschicht zusammen mit der Kunststoff-Deckschicht kann durch Co-Extrusion hergestellt werden. Alternativ kann die Deckschicht auch aufkaschiert werden, wozu zwischen Deckschicht und Wirkstoffschicht eine Kunststoff-Haftvermittlerlage angeordnet ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zweite Kunststoffmaterial einen ein Benetzen, Bedrucken und/oder Bekleben der Deckschicht bzw. Decklage erlaubenden Polaritätsgrad aufweist und/oder dass die der Wirkstoffschicht abgewandte Oberseite der Deckschicht zum Benetzen, Bedrucken und/oder Bekleben der Deckschicht druckvorbehandelt oder chemisch behandelt, z. B. beschichtet ist.
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Um den Grad an über die Deckschicht ausgasendem Wirkstoff weiter zu reduzieren, kann es zweckmäßig sein, zwischen der Wirkstoffschicht und der Deckschicht eine transparente oder transluzente Kunststoff-Sperrschicht als Diffusionssperre für den Wirkstoff anzuordnen oder innerhalb der Deckschicht eine Kunststoff-Sperrschicht als Diffusionssperre für den Wirkstoff anzuordnen. Die Diffusionssperrschicht ist ebenfalls transparent bzw. transluzent, so dass die gesamte Wirkstofffolie diese optischen Eigenschaften aufweist.
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Um die Stabilität der Wirkstofffolie weiter zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, eine transluzente bzw. transparente Reißfestigkeitsverstärkungsschicht insbesondere zwischen der Wirkstoffschicht und der Deckschicht anzuordnen. Wird für diese Verstärkungsschicht ein Gewebe eingesetzt, sollte dies so grobmaschig sein, dass die Wirkstofffolie insgesamt wiederum transluzent bzw. transparent bleibt.
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Als Materialien für die einzelnen Kunststofflagen der erfindungsgemäßen Wirkstofffolie eignen sich Thermoplaste bzw. Plastomere, insbesondere Polymere und/oder Polyolefine wie Polyethylen als Kunststoffmaterial für die Wirkstoffschicht und Polyester als Kunststoffmaterial für die Deckschicht bzw. Decklage.
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Die oben genannte Aufgabe wird darüber hinaus erfindungsgemäß gelöst durch eine Verpackung mit einer mehrschichtigen Kunststoff-Wirkstofffolie mit der Konstruktion und/oder den Eigenschaften, wie sie zuvor beschrieben ist/sind, wobei
- – die Kunststoff-Wirkstofffolie unter Anlage der Wirkstoffschicht gefaltet ist oder dass zwei Kunststoff-Wirkstofffolien mit ihren Wirkstoffschichten aneinanderliegen und
- – die aneinanderliegenden Wirkstoffschichten längs einer Heißsiegelnaht verschweißt sind.
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Bei einer derartigen Verpackung kann die Heißsiegelnaht zum werkzeuglosen Öffnen eine Aufreißhilfe z. B. in Form einer Aufreißkerbe, eines Aufreißfadens o. dgl. aufweisen.
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Die im Rahmen dieser Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sind wie folgt zu verstehen:
- 1. Heißsiegelbares Kunststoffmaterial
ist ein Thermoplast, das bei einer bestimmten Temperatur schmilzt und sich nach Abkühlung mit geschmolzenem Thermoplastmaterial vom im Wesentlichen gleichen Typ verbindet. Dies kann mit dauerbeheizten oder impulsgesteuerten Siegelgeräten durchgeführt werden. Die Schmelztemperaturen liegen beispielsweise unter 150°C (insbesondere im Bereich von 130°C bis 145°C).
- 2. Sperrschicht als Diffusionssperre
soll verhindern, dass weniger Sauerstoff, Stickstoff oder Wasserdampf o. dgl. Ausgasungen durch das Folienmaterial hindurchdringt. Dies könnte erreicht werden, wenn z. B. eine Kunststofffolie niedriger Dichte mit einer zusätzlichen Kunststofffolie mit höherer Dichte kaschiert oder coextrudiert wird.
- 3. Reißfestigkeitsverstärkung
wird erreicht durch eine Kombination beispielsweise von LDPE/MDPE/HDPE mit Metallocen, einem Polyamid (z. B. Surlyn) oder PET.
- 4. Polaritätsgrad
ist u. a. maßgeblich für die Bedruckbarkeit einer Kunststofffolie. Um eine Kunststofffolie kaschierbar oder bedruckbar zu gestalten, muss die Kunststofffolie entweder chemisch vorbehandelt werden oder mit einer Oberflächenspannung von mindestens 38 dyn ausgestattet sein.
- 5. Deckschicht
kann die Funktion Diffusionssperre, Reißfestigkeit und Bedruckbarkeit umfassen und weist eine gegenüber dem heißsiegelbarem Kunststoffmaterial der Wirkstoffschicht ausreichend höhere Schmelztemperatur auf, so dass das Material der Deckschicht beim Heißversiegeln der Wirkstofffolie nicht schmilzt und der Heißsiegelnaht eine hohe Festigkeit verleiht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
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1 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Wirkstofffolienaufbaus und
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2 eine Schnittansicht einer zu einer Verpackung zusammengelegten Kunststoff-Wirkstofffolie mit dem Aufbau gemäß 1.
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In 1 sind die wesentlichen Bestandteile bzw. Schichten einer erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoff-Wirkstofffolie 10 gezeigt. Die Wirkstofffolie 10 weist eine Wirkstoffschicht 12 aus einer ersten heißsiegelbaren Kunststofflage 14 mit in dieser befindlichen Wirkstoffen 16 beispielsweise in Form von VCI auf. auf der Wirkstoffschicht 12 befindet sich eine Haftvermittlerschicht 18. Das Kunststoffmaterial der Kunststoffschicht 14 ist beispielsweise ein Thermoplast wie insbesondere Polyethylen. Thermoplastisches bzw. polymeres Material kann ebenfalls für die Haftvermittlerschicht 18 verwendet werden. Beide Materialien sind transluzent bzw. transparent.
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Auf der Haftvermittlerschicht 18 befindet sich eine (in diesem Ausführungsbeispiel einlagige) Deckschicht 20 aus Polyester bzw. PET, das ebenfalls transparent bzw. transluzent ist.
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Das Kunststoffmaterial der Deckschicht 20 weist eine höhere Reißfestigkeit, geringere Dehnung und höhere Schmelztemperatur als das Kunststoffmaterial der Kunststofflage 14 der Wirkstoffschicht 12 auf. Dadurch lässt sich die Wirkstofffolie 10 ausschließlich in der in 2 dargestellten Anordnung mittels Heißversiegelung zu einem Folienbeutel 22 verarbeiten. Die Heißsiegelung des Folienbeutels 22 ist nämlich nur dann möglich, wenn Wirkstoffschicht 12 auf Wirkstoffschicht 12 zu liegen kommt. Dies muss nicht notwendigerweise so, wie in 2 gezeigt, durch entsprechendes Umlegen bzw. Falten einer einzigen Wirkstofffolie 10 erfolgen; es ist auch möglich, dass zwei getrennte Wirkstofffolien 10 mit ihren Wirkstofflagen 12 aufeinandergelegt werden.
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Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Folie bei ihrer Verarbeitung durch Heißsiegelung darin, dass die Heißsiegelnähte vergleichmäßigt sind, da sie sich auch im noch erwärmten Zustand bei Einwirkung von Zugkräften, wie dies beim Heißversiegeln entstehen kann, nicht verändern. Somit braucht also auch bei der weiteren Verarbeitung von heißversiegelten erfindungsgemäßen Folien nicht erst abgewartet zu werden, bis die Heißsiegelnaht abgekühlt ist, was wiederum Zeitersparnisvorteile mit sich bringt.
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Die Heißsiegelnähte sind in 2 bei 24, 26 gezeigt. Die außenliegende Polyesterschicht (Decklage 20) kann wegen der polaren Eigenschaften des Kunststoffs dieser Decklage 20 bedruckt bzw. beklebt werde. Die Heißsiegelnähte 24 bzw. mindestens eine der Heißsiegelnähte 24 kann mit einer Aufreißhilfe beispielsweise in Form einer bei 28 angedeuteten Aufreißkerbe ausgestattet sein.
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Eine nach der Erfindung entworfene Folie kann z. B. folgenden Aufbau aufweisen:
- 1. Heißsiegelbare Wirkstoffschicht 14 aus transparentem/transluzente LDPE (oder PE oder PP) mit VCI als Korrosionsschutzwirkstoff.
- 2. Haftvermittlerschicht 18 aus ebenfalls einem thermoplastischem Kunststoffmaterial, das transparent/transluzent ist, und
- 3. Deckschicht 20 aus (transparentem/transluzentem) PET, das eine höhere Dichte und Schmelztemperatur als das Material der Wirkstoffschicht 14 aufweist. Damit wirkt die Deckschicht 20 auch als Diffusionssperre. Zusätzlich dient sie dazu, eine falsche Anwendung der Wirkstofffolie zur Bildung eines Verpackungsbeutels durch Heißversiegeln zweier Folien an deren Deckschichten zu verhindern, indem sich die Deckschichten wegen ihrer vergleichsweise hohen Schmelztemperaturen nicht mit dem Siegelgerät, mit dem sich die zur Herstellung einer Verpackung bestimmungsgemäß heißsiegelbaren Wirkstoffschichten ”verschweißen” lassen, heißsiegeln lassen.
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Die physikalischen bzw. mechanischen Daten dieses Ausführungsbeispiels einer Wirkstofffolie sind z. B. wie folgt:
| Siegelnahtfestigkeit:
(DIN EN ISO 527-3) | Längs: ~21,5 N/Quer: ~20,0 N |
| Reißkraft:
(DIN EN ISO 527-3) | Längs: ~61,8 N/Quer: ~58,2 N |
| Wasserdampfdurchlässigkeit:
(DIN EN ISO 15106-3) | ~2,84 g/(m2 × d) |
| Klima: | 38°C und 90% rel. Luftfeuchtigkeit |
| Temperaturbeständigkeit: | +80°C/–20°C |
| Dehnung:
(DIN EN ISO 527-3) | Längs: ~81%/Quer: ~76% |
| Durchstoßfestigkeit:
(MIL-STD-3010A Test Methode 2065) | Außens. ~61,0 N/Innens. ~71,0 N |
| Durchstoßfestigkeit (Dart Drop):
(ASTM D 1709/A) | ≥ 1800 g |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3518625 A1 [0003]
- DE 3735810 A1 [0003]
- DE 202004002749 U1 [0003]
- DE 8704219 U1 [0004]
- DE 9418046 U1 [0004]
- EP 0215480 A2 [0004]
- US 2829080 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 527-3 [0031]
- DIN EN ISO 527-3 [0031]
- DIN EN ISO 15106-3 [0031]
- DIN EN ISO 527-3 [0031]
- MIL-STD-3010A Test Methode 2065 [0031]
- ASTM D 1709/A [0031]
