DE102018215043A1

DE102018215043A1 - Verwendung eines extrusionskaschierten Folienverbunds zur Herstellung eines plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers, derartiger Formkörper und Verpackung daraus

Info

Publication number: DE102018215043A1
Application number: DE102018215043.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Michalsky; Georg Miller
Original assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung eines extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118), umfassend wenigstens zwei Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126), welche durch eine zwischen ihnen mittels Extrusion angeordnete Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) verbunden sind, zur Herstellung eines aus einem Folienverbundmaterial plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers (12, 14; 114).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung eines extrusionskaschierten Folienverbunds, umfassend wenigstens zwei Folienlagen, welche durch eine zwischen ihnen mittels Extrusion angeordnete Polymer-Kaschiermediumlage verbunden sind, zur Herstellung eines aus einem Folienverbundmaterial plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörper aus einem extrusionskaschierten Folienverbund sowie eine mit einem solchen Folienverbund-Formkörper gebildete Verpackung.
Die vorliegende Erfindung geht aus von herkömmlich kleberkaschierten Folienverbünden, welche wenigstens zwei Folienlagen aufweisen, die durch eine zwischen ihnen angeordnete Kaschierkleberlage aus einem Zwei-Komponenten-Polyurethan-Material miteinander verbunden sind. Die Kaschierkleberlage weist üblicherweise eine Dicke von 1 bis 4 µm auf. Derartige Folienverbünde haben sich bisher als ungeeignet erwiesen, aus ihnen durch Umformung, wie etwa Tiefziehen, plastisch dreidimensional umgeformte Folienverbund-Formkörper herzustellen. Derartige plastisch dreidimensional umgeformte Folienverbund-Formkörper können beispielsweise schalenförmige Formkörper sein, welche als Teil einer späteren Verpackung eine Vertiefung aufweisen, die wenigstens einen Teil des späteren Verpackungsvolumens bereitstellt. Solche plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörper können jedoch auch um eine oder mehrere parallele Umformachsen, etwa Biegeachsen, umgeformte Folienverbundstücke sein, welche in einer Richtung parallel zu ihrer wenigstens einen Umformachse keine Gestaltänderung aufweisen, jedoch in einer Richtung orthogonal zur wenigstens einen Umformachse umgeformt sind.
Mit den oben genannten herkömmlich kaschierten Folienverbünden ist eine plastische Umformung, etwa durch Tiefziehen, nicht sinnvoll oder nur in sehr begrenztem Umfang möglich, da bereits bei sehr geringen Umformgraden die Integrität des Folienverbunds beschädigt zu werden droht und dieser somit nach dem Umformen nicht mehr als brauchbares Verpackungsmaterial zur Verfügung steht. Ebenso kann der Folienverbund durch die mechanische Umformung soweit vorbelastet sein, dass er eine spätere Hitze-Sterilisierung nicht mehr unbeschadet übersteht.
Ganz grundsätzlich, also sowohl für den Stand der Technik wie auch für die vorliegende Erfindung, gilt, dass bei der plastischen Umformung eines kaschierten Folienverbunds dessen Folienlagen in den umgeformten Bereichen mit zunehmendem Umformgrad zunehmend gedehnt und ausgedünnt werden. Dabei kann die Integrität einzelner Laminatlagen angegriffen und bis zum Reißen der Lagen zerstört werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lehre anzugeben, welche das Umformen von kaschierten Folienverbünden zu dauerhaft plastisch umgeformten Folienverbund-Formkörpern ermöglicht.
Die Erfinder der vorliegend beschriebenen Erfindung haben herausgefunden, dass extrusionskaschierte Folienverbünde mit den gleichen Folienlagen wie herkömmlich kaschierte Folienverbünde, jedoch miteinander verbunden durch eine Extrusionskaschierung, den Belastungen einer Umformung zu einem dauerhaft plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers besser widerstehen als wenn die Folienlagen durch die oben genannte Zwei-Komponenten-Polyurethan-Kaschierkleberlage kaschiert sind.
Der Grund hierfür scheint nach längeren Studien erstaunlich und überraschend: die herkömmliche Kaschierkleberlage mit ihrer Dicke von nur 1 bis 4 µm wird in der Regel durch Walzen auf eine der beiden Folienlagen aufgebracht. Der Walzenauftrag bewirkt dabei - so die Theorie nach derzeitigem Erkenntnisstand - ebenso unvorhersehbare wie unvermeidliche Mikro-Fehlstellen in der Kaschierkleberlage, wie beispielsweise kleine und kleinste Lufteinschlüsse oder/und Einschlüsse von Staubkörnern und Schmutzpartikeln.
Beim Umformen eines herkömmlich kaschierten Folienverbunds bewirken diese Fehlstellen unter der Einwirkung der mechanischen Belastung beim Umformen, wie etwa beim Tiefziehen, Spannungsspitzen im Folienverbund, die bereits bei kleinen Umformgraden zum Materialversagen des Folienverbunds und somit zu schadhaften Stellen im Folienverbund führen.
Wird dagegen das Polymer-Kaschiermedium im Extrusionsverfahren auf eine der beiden Folienlagen als Trägerfolienlage aufgetragen, kann so wiederholbar eine fehlstellenfreie bzw. ausreichend fehlstellenfreie Polymer-Kaschiermediumlage mit hoher Gleichmäßigkeit in der Auftragsdicke erzeugt werden. Mangels Fehlstellen in der Polymer-Kaschiermediumlage bleiben beim Umformvorgang die bisher bei herkömmlich kleberkaschierten Folienverbünden auftretenden Spannungsspitzen und die daraus folgenden lokalen Materialüberlastungen aus, sodass der nicht-ebene Folienverbund-Formkörper selbst mit hohem Umformgrad aus dem vor dem Umformen im Wesentlichen ebenen extrusionskaschierten Folienverbund herstellbar ist.
Der extrusionskaschierte Folienverbund ist, obwohl er üblicherweise von einer Vorratsrolle abgewickelt wird, zumindest in dem Sinne vor dem Umformen eben, als dass das umzuformende Folienverbundstück vor dem Umformen sich in der Regel unter Einwirkung seiner Eigenlast an eine ebene Platte anschmiegt, wenn man es auf diese auflegt. Durch mechanisches Anpassen des Folienverbundstücks an eine vorbestimmte Gestalt erhält man einen Folienverbund-Formkörper, welcher die vorbestimmte Gestalt bestmöglich angenommen hat. Häufig ist das Folienverbundstück vor dem Umformen formlabil und nicht formstabil, sodass es sich unter seiner Eigenlast ohne Abstützung - etwa durch Unterlage der oben genannten Platte - verformt. Erst durch das plastische Umformen wird häufig ein formstabiler, d. h. unter seiner Eigenlast eigensteifer Folienverbund-Formkörper erhalten.
Die plastische Umformbarkeit eines Folienverbunds beruht auf der plastischen Umformbarkeit wenigstens einer Schicht, welche die beim Umformen von außen aufgezwungene Gestalt beibehält und gegenüber elastischen Rückstellkräften anderer Folienverbundlagen dominiert also durch diese Rückstellkräfte nicht verformt wird. Diese Lage ist nachfolgend als „plastisch verformbare Lage“ bezeichnet.
Eine besonders gute Umformbarkeit des Folienverbunds ohne Rückstellbestreben ergibt sich dann, wenn wenigstens eine der Folienlagen eine orientierte Kunststofflage ist. Dabei kann eine monoaxial orientierte Kunststofflage ausreichen, wenn die Umformung nur um eine Umformachse erfolgt oder um eine Reihe zueinander paralleler Umformachsen. Werden dagegen komplexere Folienverbund-Formkörper erzeugt, wie die oben genannten schalenförmigen Formkörper, ist die Verwendung biaxial orientierter Kunststofflagen bevorzugt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Umformung um wenigstens zwei zueinander windschiefe oder sich unter einem Winkel kreuzende Umformachsen erfolgt.
Plastisch verformbare Folienlagen weisen aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt eine geringe Dicke oder/und ein geringes Flächengewicht auf. Allerdings steigt die umforminduzierte Reiß- oder allgemein Schadensneigung einer plastisch verformbaren Lage mit abnehmender Dicke. Diese zunehmende Neigung immer dünner werdender Schichten, bei einer Umformung zu reißen, kann durch Herstellung einer Kaschierverbindung der plastisch verformbaren Lage mit einer orientierten Lage gemildert oder sogar beseitigt werden. Diese stabilisierende Wirkung der orientierten Lage auf die plastisch verformbare Lage ist umso größer, je besser die Verbindung zwischen orientierter Lage und plastisch verformbarer Lage ist. Für eine solche gute Verbindung ist eine gute Adhäsionswirkung der extrudierten Polymer-Kaschiermediumlage mit den beiden genannten Lagen und eine gute Kohäsion des Kaschiermediums vorteilhaft.
Bevorzugt weist daher der Folienverbund wenigstens eine orientierte Kunststofflage auf, welche durch eine Extrusionskaschierung, also durch eine extrudierte Polymer-Kaschiermediumlage, mit einer weiteren Folienlage, vorzugsweise der aufgrund ihrer herausragenden plastischen Verformungseigenschaften als die oben genannte plastisch verformbare Lage verwendeten Folienlage verbunden ist. Die Verbindung zwischen der orientierten Kunststofflage und der plastisch verformbaren Lage durch Extrusionskaschierung kann unmittelbar durch nur eine zwischenangeordnete extrudierte Polymer-Kaschiermediumlage hergestellt sein oder kann mittelbar unter Zwischenanordnung wenigstens einer weiteren, ebenfalls durch Extrusionskaschierung in den Folienverbund eingebundenen Kunststofffolie realisiert sein. Alternativ kann die orientierte Kunststofflage mit der plastisch verformbaren Lage durch eine mehrschichtige koextrudierte Kunststofflage verbunden sein. Beispielsweise kann die koextrudierte Kunststofflage dreischichtig sein, mit einer dickeren mittleren Schicht, welche gewünschte mechanische oder/und chemische Eigenschaften, insbesondere eine gewünschte mechanische Festigkeit bereitstellt, und mit dünneren äußeren Schichten, welche für eine gute Adhäsionswirkung zwischen der zentralen mittleren Schicht und der orientierten Kunststofflage einerseits bzw. der plastisch verformbaren Lage andererseits sorgen. Die mehrschichtige Koextrusionslage weist vorzugsweise Schichten aus unterschiedlichen Polymeren auf. Die dreischichtige Koextrusionslage ist dabei nur als ein besonders bevorzugtes Beispiel genannt. Die Koextrusionslage kann auch mehr als drei Schichten aufweisen, von welchen wenigstens zwei Schichten unterschiedliche Polymere aufweisen. Bevorzugt sind keine unmittelbar benachbarten Schichten der mehrschichtigen Koextrusionslage aus gleicher Polymerkomposition.
Beispielsweise kann die wenigstens eine orientierte Kunststoff-Folienlage des Folienverbunds orientiertes Polyethylenterephthalat, vorzugsweise mit einer Lagendicke im Bereich von 6 bis 20 µm, oder/und orientiertes Polypropylen, vorzugsweise mit einer Lagendicke im Bereich von 9 bis 50 µm, oder/und eine orientiertes Polyamid, vorzugsweise mit einer Lagendicke im Bereich von 12 bis 25 µm umfassen. Selbstverständlich kann der Folienverbund auch mehrere hinsichtlich Materialwahl oder/und Abmessung gleiche oder unterschiedliche Kunststoff-Folienlagen aufweisen, von welchen einzelne oder alle untereinander jeweils durch Extrusionskaschierung verbunden sind. Eine dieser Lagen kann eine zur Herstellung einer Siegelverbindung ausgebildete Siegellage sein. Auch diese ist bevorzugt durch eine extrudierte Polymer-Kaschiermediumlage mit der ihr im Folienverbund benachbarten Folienlage verbunden.
Eine gute Umformbarkeit des Folienverbunds kann dann erhalten werden, wenn eine der Folienlagen eine Metalllage, insbesondere eine Aluminiumlage ist. Metalllagen lassen sich sehr gut plastisch verformen und weisen eine erheblich geringere Rückstellneigung nach einer einmal eingeleiteten Verformung auf als die meisten Kunststofflagen. Eine Aluminiumlage im extrusionskaschierten Folienverbund weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 6 bis 60 µm auf. Die Metalllage, insbesondere Aluminiumlage, ist dann bevorzugt die oben genannte plastisch verformbare Lage.
Zusätzlich oder alternativ kann die plastisch verformbare Lage eine, vorzugsweise überwiegend, COC-haltige oder sogar aus COC bestehende Kunststofflage sein. COC enthaltende Kunststofflagen haben sich als hervorragend plastisch kaltumformbar erwiesen. Je höher der COC-Gehalt ist, desto besser ist die plastische Kaltumformbarkeit der COC-haltigen Kunststofflage.
Bevorzugt umfasst der Folienverbund wenigstens eine, bevorzugt genau eine, Metalllage und wenigstens eine orientierte Kunststofflage.
Als die extrusionskaschierte Polymer-Kaschiermediumlage hat sich eine Polyolefinlage bewährt.
Dabei hat sich weiter gezeigt, dass zunehmende Umformgrade bei der Umformung des Folienverbunds mit zunehmender Dicke der Polymer-Kaschiermediumlage leichter zu realisieren sind. Die Theorie hinter dieser Erscheinung ist nach derzeitigem Erkenntnisstand, dass die Polymer-Kaschiermediumlage eine Kraftübertragung zwischen den kaschierten Folienlagen beim Umformen mit einer gewissen Elastizität sicherstellt, sodass unter Umständen bei der Umformung mögliche Kraftspitzen in der Polymer-Kaschiermediumlage abgebaut oder/und mechanische Belastungen auf eine größere Fläche oder/und auf mehrere Lagen verteilt werden. Bevorzugt weist daher die Polymer-Kaschiermediumlage eine Lagendicke im Bereich von 5 µm bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 15 µm bis 30 µm auf. Sie ist damit dicker als die oben beschriebenen Kaschierkleberlagen herkömmlich kaschierter Folienverbünde.
Bei der Wahl des Polymers zur Bildung der Polymer-Kaschiermediumlage sind zähere und vor allem steifere Polymere gegenüber weniger zähen und weniger steifen bevorzugt. Beispielsweise können hohe Umformgrade dann erreicht werden, wenn das Material der Polymer-Kaschiermediumlage einen Elastizitätsmodul von mehr als 300 N/mm², vorzugsweise von mehr als 600 N/mm² aufweist. Für die oben genannten bevorzugten Polyolefine als Polymere für die Polymer-Kaschiermediumlage bedeutet dies, dass als Polyethylen-Materialien vor allem MDPE oder/und LMDPE oder/und HDPE in Reinform oder als Blend infrage kommen. Im Falle einer Verwendung von Polypropylen als dem Polyolefin der Kaschiermediumlage sind heterophasisches Polypropylen-Copolymer oder/und Polypropylen-Block-Copolymer (PP-B-Copolymer) wegen ihrer höheren Zähigkeit verglichen mit anderen Polypropylentypen bevorzugt.
Da mit der Dichte des Polymers, insbesondere Polyolefins, auch die Temperatur von dessen Vicat-Erweichungspunkt steigt, können höher-dichte Polymere als Kaschiermedium bei höheren Temperaturen des Folienlaminats noch ausreichend Kräfte zwischen den durch sie verbundenen Folienlagen übertragen und somit beispielsweise die oben beschriebene stabilisierende Wirkung einer orientierten Kunststofflage aufrecht erhalten während niedriger-dichte Polymere bereits temperaturbedingt als Kaschiermedium versagen.
Aufgrund der oben genannten bevorzugten Polymere mit höherer Zähigkeit, sind bei einer vorgegebenen Temperatur Polymere mit bei dieser Temperatur niedrigeren Schmelzflussindizes (MFIs) als Extrusionskaschiermedien gegenüber Polymeren mit bei der vorgegebenen Temperatur höheren MFIs bevorzugt.
Der beschriebene extrusionskaschierte Folienverbund kann durch Kaltumformen plastisch dreidimensional zu einem Folienverbund-Formkörper umgeformt werden. Dabei soll ein Umformvorgang als Kaltumformen bezeichnet sein, wenn die Oberflächentemperaturen der am Umformvorgang beteiligten Umform-Werkzeuge während des Umformens nicht höher als 50 °C sind.
Ebenso kann der extrusionskaschierte Folienverbunds durch Warmumformen plastisch dreidimensional zu einem Folienverbund-Formkörper umgeformt werden. Beim Warmumformen sind die Oberflächentemperaturen der beteiligten Umform-Werkzeuge höher als 50 °C. Die Verwendung thermoplastischer Polymere, insbesondere der genannten bevorzugten Polyolefine in der Kaschiermediumlage sorgt für den Vorteil, dass ein und derselbe extrusionskaschierte Folienverbund in einem breiten Temperaturbereich von mindestens Raumtemperatur bis 90 °C der umformwirksamen Oberflächen der beteiligten Umformwerkzeuge zu einem Formkörper plastisch umformbar ist.
Die Zugsteifigkeit, etwa repräsentiert durch den Elastizitätsmodul, von Polymeren nimmt mit steigender Temperatur ab. Damit nimmt auch die Fähigkeit einer extrudierten Polymer-Kaschiermediumlage, Kräfte zwischen den durch sie verbundenen Folienlagen zu übertragen, mit zunehmender Temperatur ab. Damit sinkt die plastische Umformbarkeit von Folienverbünden mit Polymerlagen mit steigender Temperatur. Dieser Effekt ist jedoch bei extrusionskaschierten Folienverbünden geringer als bei den eingangs genannten kleberkaschierten Folienverbünden.
Die vorliegende Erfindung betrifft als Lösung der oben genannten Aufgabe weiter einen Folienverbund-Formkörper aus einem extrusionskaschierten Folienverbund, umfassend wenigstens zwei Folienlagen, welche durch eine zwischen ihnen mittels Extrusion angeordnete Polymer-Kaschiermediumlage verbunden sind, wobei der Folienverbund-Formkörper durch kaltes plastisches Umformen (Kaltumformen) des extrusionskaschierten Folienverbunds um wenigstens eine Umformachse gebildet ist.
Bevorzugt ist jedoch der Folienverbund-Formkörper durch plastisches Umformen des extrusionskaschierten Folienverbunds um wenigstens zwei windschiefe oder einander in einem Winkel kreuzende Umformachsen gebildet. Dadurch können für Folienverpackungen vorteilhafte Schalenkörper als Folienverbund-Formkörper gebildet werden. Zur einfachen Bereitstellung eines Verpackungsvolumens einer unter Beteiligung des Folienverbund-Formkörpers gebildeten Verpackung ist der Folienverbund-Formkörper bevorzugt als wannenförmiger Folienverbund-Formkörper ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Verpackung aus wenigstens einem Folienverbund-Formkörper, vorzugsweise aus wenigstens zwei Folienverbund-Formkörpern wie sie oben beschrieben und weitergebildet sind.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:

1 eine grobschematische Querschnittsdarstellung durch zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verpackung, gebildet unter Verwendung von wenigstens einem durch kaltes Tiefziehen zu einem erfindungsgemäßen Folienverbundkörper umgeformten Folienverbundzuschnitt.

In 1 ist auf der linken Seite eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer flexiblen Folienverpackung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Folienverpackung 10 ist in dem in 1 links dargestellten Beispiel aus zwei im Wesentlichen gleichartigen Folienverbund-Formkörpern 12 und 14 gebildet, die jeweils wiederum aus demselben Aluminiumfolien-haltigen Folienverbund 18 durch kaltes Tiefziehen gebildet sind.
Die beiden Folienverbund-Formkörper 12 und 14 sind aus einem identischen Folienverbund-Material durch kaltes Tiefziehen (Coldforming) und durch Zuschneiden, beispielsweise durch Ausstanzen, erzeugt worden. Daher reicht es aus, den auf der linken Seite von 1 unteren Teil der Verpackung 10 aus dem Folienverbund-Formkörper 14 näher zu beschreiben. Der Folienverbund-Formkörper 12 ist bezüglich der Fügefläche bzw. Fügeebene 16, längs welcher die Folienverbund-Formkörper 12 und 14 miteinander durch Siegeln gefügt sind, spiegelbildlich aufgebaut.
Der Folienverbund 18 umfasst eine in 1 bezüglich eines von der Verpackung 10 umgebenen Verpackungsvolumens 20 innenliegende Folienlage 22 aus Polyethylen. Die Polyethylenlage 22 dient als Siegellage des Folienverbund-Formkörpers 14 zum siegelnden Verbinden mit anderen Formkörpern, etwa dem Folienverbund-Formkörper 12. Die Polyethylenlage 22 als Siegellage ist im nicht-maßstäblich dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 30 bis 40µm dick.
Als Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere weist der Folienverbund 18 und damit auch der Folienverbund-Formkörper 12 eine Aluminiumfolie 24 auf. Die Polyethylenlage 22 und die Aluminiumlage 24 sind durch eine im Extrusionsverfahren äußerst gleichmäßig und fehlstellenfrei aufgetragene Kaschiermediumlage 23 miteinander verbunden. Die Kaschiermediumlage 23 ist bevorzugt ein Polyethylen mit - verglichen mit den verfügbaren Polyethylentypen - erhöhter Zähigkeit, etwa gebildet aus MDPE, LMDPE oder HDPE oder aus einem Blend aus zwei oder allen drei der genannten PE-Typen.
Die Aluminiumfolie 24 ist im dargestellten Beispiel etwa 8 bis 10 µm dick. Die Dicke der extrudierten Kaschiermediumlage 23 beträgt etwa 10 bis 20 µm.
In einer Stapelrichtung S von innen nach außen folgt auf die Aluminiumfolie 24 eine weitere durch Extrusion auf die Aluminiumfolie 24 aufgetragene Kaschiermediumlage 25, welche mit der zuvor beschriebenen Kaschiermediumlage 23 identisch ist, auf deren Beschreibung ansonsten auch zur Erläuterung der Kaschiermediumlage 25 verwiesen wird. Die Kaschiermediumlage 25 muss jedoch nicht mit der Kaschiermediumlage 23 identisch sein.
Mittels der Kaschiermediumlage 25 ist eine im dargestellten Beispiel außen liegende Kunststofflage 26 aus orientiertem Kunststoff an die Aluminiumlage 24 angebunden. Im dargestellten Beispiel des wannenförmig umgeformten Folienverbund-Formkörpers 14 ist die Kunststofflage 26 aus biaxial orientiertem Polyethylenterephthalat gebildet. Die Kunststofflage 26 ist im dargestellten Beispiel etwa 12 µm dick.
Der Folienverbund 18 kann übliche haftungsfördernde Additive oder/und Schichten umfassen, um beispielsweise die Haftungswirkung zwischen den Kunststofflagen 22, 26 oder/und den extrudierten Kaschiermediumlagen 23, 25 oder/und der Aluminiumfolie 24 zu erhöhen.
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass ein solcher extrusionskaschierter Folienverbund 18 mit einer Aluminiumlage 24 kalt tiefgezogen werden kann, ohne dass dabei die Integrität des Folienverbunds 18 Schaden nimmt. Der im Beispiel dargestellte Folienverbund 18 zeigt bei seiner Umformung durch kaltes Tiefziehen kein nennenswertes Rückstellverhalten und verbleibt im Wesentlichen in der durch das Tiefziehwerkzeug verliehenen dreidimensionalen Gestalt.
Die Umformbarkeit des extrusionskaschierten Folienverbunds 18 ist ganz maßgeblich durch die Extrusion der Kaschiermediumlage 23 und 25 auf die zugrunde liegende Trägerfolienlage, hier: die Aluminiumlage 24, begründet. Durch Extrusionsauftrag der Kaschiermediumlage 23 und 25 auf die Aluminiumlage 24 werden die Kaschiermediumlagen 23 und 25 ohne störende Fehlstellen, wie Einschlüssen von Luft oder/und Staubpartikeln, erzeugt. Gerade derartige Fehlstellen sorgen bei herkömmlich kaschierten Folienverbünden mit durch Walzen aufgetragenem Zwei-Komponenten-PU-Kaschierkleber beim Umformen für Schäden am Folienverbund 18. Derartiger Schäden am Folienverbund 18 und folglich an einem daraus hergestellten Folienverbund-Formkörper führen zu unerwünscht schadhaften Verpackungen.
Durch den Extrusionsauftrag von Kaschiermediumlagen kann ganz allgemein die Dicke der Kaschiermediumlagen in gewissen Grenzen gewählt und am Folienverbund realisiert werden. Gerade im dargestellten Beispiel, wo eine Polyethylen-Kaschiermediumlage 23 unmittelbar an eine chemisch kompatible Polyethylen-Siegellage 22 angrenzt, kann mit hohem Umformgrad umgeformt werden, ohne dass an den besonders stark umgeformten Stellen die Siegelfähigkeit des Folienverbunds verloren ginge und ohne dass die mechanische Festigkeit durch eine umformbedingt lokal stark verringerte Folienverbunddicke beeinträchtigt würde.
Durch die Möglichkeit, mittels Extrusion eine Kaschiermediumlage besonders gleichmäßig aufzutragen, weist der so gebildete extrusionskaschierte Folienverbund über seine Flächenerstreckung hinweg erheblich gleichmäßigere und vorteilhaftere Verformungseigenschaften auf als ein herkömmlich kaschierter Folienverbund.
Da die im Vergleich zu den durch Walzen aufgetragenen Zwei-Komponenten-PU-Kaschierkleberlagen des Standes der Technik dickeren extrudierten Kaschiermediumlagen zur Steifigkeit des damit gebildeten Folienverbunds beitragen, kann an extrusionskaschierten Folienverbünden Lagenmaterial außerhalb der Kaschiermediumlagen eingespart werden. So kann unter Umständen die Aluminiumlage 24 zwischen zwei extrudierten Kaschiermediumlagen 23 und 25 bei gleicher Barrierewirkung dünner ausgebildet werden als in herkömmlich kaschierten Folienverbünden.
Die von der Aluminiumfolie 24 wegweisende freiliegende Außenseite 22a der Polyethylenlage 22 dient, wie oben bereits erläutert, als Siegelfläche des Folienverbunds 18 bzw. der Folienverbund-Formkörper 12 und 14, mittels welcher die Folienverbund-Formkörper 12 und 14 miteinander thermisch gesegelt und somit zu der Verpackung 10 verbunden werden können. Das Verpackungsvolumen 20 kann durch die Folienverbund-Formkörper 12 und 14 sowie durch die zwischen diesen gebildete Siegelnaht 30 hermetisch gegenüber der Außenumgebung 32 abgeschlossen sein. Zusätzlich oder alternativ können die beiden Folienverbund-Formkörper 12 und 14 auch längs der Fügefläche 16 miteinander verklebt sein. Das Verkleben ermöglicht die Verbindung auch werkstoffmäßig inkompatibler Kunststofflagen, sofern dies erforderlich sein sollte.
Auf der von der Aluminiumfolie 24 weg weisenden Außenseite 26a der Kunststofflage 26 kann eine Bedruckung aufgetragen sein, um einen Verbraucher über das verpackte Produkt 28 zu informieren. Die Bedruckung kann durch eine Schutzlackschicht oder durch eine, bevorzugt ebenfalls durch Extrusionskaschierung verbundene, transparente Folie (nicht dargestellt) geschützt sein.
Alternativ kann die Kunststofflage 26 auf ihrer zur Aluminiumfolie 24 hin weisenden Seite 26b im Konterdruckverfahren bedruckt sein. Die Konterbedruckung der Kunststofflage 26 ist wegen der Schutzwirkung der Lage 26 für den Konterdruckauftrag sogar bevorzugt.
Am Rand der Verpackung 10 kann eine strukturelle Schwächung, wie beispielsweise eine Kerbe, als Aufreißhilfe vorgesehen sein, von welcher aus ein Aufreißen der Verpackung 10 erfolgen kann.
Auf der in 1 rechten Seite ist eine alternative zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verpackung mit 110 bezeichnet. Gleiche und funktionsgleiche Bauteile bzw. Bauteilabschnitte wie auf der linken Seite von 1 sind auf der rechten Seite mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100.
Die in 1 dargestellte zweite Ausführungsform wird nachfolgend nur insofern beschrieben werden, als sie sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten auch zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform ausdrücklich verwiesen wird.
Der kalt tiefgezogene schalenförmige Folienverbund-Formkörper 114 der zweiten Ausführungsform ist mit dem Folienverbund-Formkörper 14 der ersten Ausführungsform vollständig identisch und wird nicht näher erläutert.
Allerdings ist das Verpackungsvolumen 120 der Verpackung 110 kleiner als das Verpackungsvolumen 20 der Verpackung 10. Dies liegt daran, dass mit dem in 1 unteren Folienverbund-Formkörper 114 gemäß der zweiten Ausführungsform kein tiefgezogener und daher ein eigenes Teilvolumen definierender Folienverbund-Formkörper verbunden ist, sondern ein im Wesentlichen ebener Deckel 140.
Der Deckel 140 kann in beliebiger Weise gebildet sein, beispielsweise durch einen Folienverbund 142 mit einer freiliegenden Siegellage 144 aus Polyolefin, insbesondere Polyethylen, und mit einer mit der Siegellage 144 in geeigneter Weise verbundenen weiteren Lage 146, beispielsweise aus PET oder aus OPA oder einem anderen geeigneten Material.
Die weitere Lage 146 kann auf ihrer vom Verpackungsvolumen 120 bzw. von der Siegellage 144 weg weisenden Seite 146a wiederum eine Bedruckung aufweisen, die in der oben bereits angegebenen Weise vor äußeren Einflüssen durch Schutzlack oder eine Schutzfolie geschützt sein kann. Auch die Lage 146 kann alternativ hierzu auf ihrer zur Siegellage 144 hin weisenden Seite 146b im Konterdruckverfahren bedruckt sein. In der Realität wird die Konterbedruckung der Lage 146 wegen der Schutzwirkung der Lage 146 für den Konterdruckauftrag sogar bevorzugt sein.
Die Siegelnaht 130 zwischen dem Deckel 140 und dem kalt tiefgezogenen Folienverbund-Formkörper 114 ist bevorzugt peelfähig gesiegelt, sodass der Deckel 140 durch den Verbraucher manuell vom Folienverbund-Formkörper 114 abgezogen werden kann.
Die Verpackung 110 kann jedoch ebenso wie die Verpackung 10 durch Aufreißen, also durch lokales Aufheben des Materialzusammenhangs der an der Bildung der Verpackung beteiligten Folienverbünde geöffnet werden. Dann kann die Siegelnaht 130, wie auch die Siegelnaht 30, bevorzugt nicht-peelfähig sein.

Claims

Verwendung eines extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118), umfassend wenigstens zwei Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126), welche durch eine zwischen ihnen mittels Extrusion angeordnete Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) verbunden sind, zur Herstellung eines aus einem Folienverbundmaterial plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers (12, 14; 114).
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126) eine orientierte Kunststofflage (26; 126) ist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126) eine Metalllage (24; 124), insbesondere eine Aluminiumlage (24; 124) ist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126) eine COC-haltige Kunststofflage ist, vorzugsweise eine überwiegend COC-haltige Kunststofflage ist, besonders bevorzugt eine unter Berücksichtigung unvermeidlicher Unreinheiten reine COC-Kunststofflage ist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) eine Polyolefinlage ist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) eine Lagendicke im Bereich von 5 µm bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 15 µm bis 30 µm aufweist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) einen Elastizitätsmodul von mehr als 300 N/mm², vorzugsweise von mehr als 600 N/mm² aufweist.
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung des plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers (12, 14; 114) durch Kaltumformen des Folienverbunds (18; 118).
Verwendung des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung des plastisch dreidimensional umgeformten Folienverbund-Formkörpers (12, 14; 114) durch Warmumformen des Folienverbunds (18; 118).
Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) aus einem extrusionskaschierten Folienverbund (18; 118), umfassend wenigstens zwei Folienlagen (22, 24, 26; 122, 124, 126), welche durch eine zwischen ihnen mittels Extrusion angeordnete Polymer-Kaschiermediumlage (23, 25; 123, 125) verbunden sind, wobei der Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) durch plastisches Umformen des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) um wenigstens eine Umformachse gebildet ist.
Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) durch plastisches Umformen des extrusionskaschierten Folienverbunds (18; 118) um wenigstens zwei verschiedene windschiefe oder miteinander einen Winkel einschließende Umformachsen gebildet ist.
Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) als wannenförmiger Folienverbund-Formkörper (12, 14; 114) ausgebildet ist.
Verpackung aus wenigstens einem, vorzugsweise aus wenigstens zwei Folienverbund-Formkörpern (12, 14; 114) nach einem der Ansprüche 10 bis 12.