DE10202073B4 - Verbundmaterial für licht-, gas- und flüssigkeitsdichte, heißsiegelbare Packungen - Google Patents

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Verbundmaterial aus Papier oder Karton als Trägermaterial mit einer Kunststoffbeschichtung, insbesondere für licht-, gas- und flüssigkeitsdichte heißsiegelbare Packungen, wobei die Kunststoffbeschichtung jeweils äußere Siegelschichten und eine innere, von Haftvermittlerschichten umgebene Sauerstoffsperrschicht aus Al-Folie aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägermaterialschicht und der Sauerstoffsperrschicht eine Schicht aus einem Barriere-Polymer angeordnet ist und dass das Barriere-Polymer aus flüssigkristallinen Polymeren (LCP) besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial aus Papier oder Karton als Trägermaterial mit einer Kunststoffbeschichtung, insbesondere für licht-, gas- und flüssigkeitsdichte heißsiegelbare Packungen, wobei die Kunststoffbeschichtung jeweils äußere Siegelschichten und eine innere, von Haftvermittlerschichten umgebene Sauerstoffsperrschicht aus Al-Folie aufweisen sowie einen daraus hergestellten Zuschnitt beziehungsweise eine daraus hergestellte Folie.
  • Heißsiegelbare Verbundmaterialien zur Herstellung von Packungen, insbesondere Getränkepackungen, sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Als Trägermaterial dient hier in der Regel Papier oder Karton; eine Kaschierung aus unterschiedlichen Schichten sorgt für die für den jeweiligen Einsatzzweck benötigte Dichtigkeit und somit für die Haltbarkeit des jeweils abgefüllten Produktes. Die äußeren Schichten bestehen aus PE oder einem anderen geeigneten heißsiegelfähigen thermoplastischen Polymer.
  • Zahlreiche abzufüllende Produkte, wie beispielsweise Milch, Saft oder Food-Produkte, behalten unter aseptischen Bedingungen und/oder nach dem Autoklavieren ihre Qualität nur bei, wenn sie auch gegen Licht, Fremdaromen und Sauerstoff ausreichend geschützt sind. Hierfür wird vorzugsweise ein Verbund aus mit Polyethylen beschichtetem Karton eingesetzt, wobei eine Schicht aus Aluminiumfolie als Gas- und Aromabarriere im allgemeinen mit PE auf das Trägermaterial Karton kaschiert wird. Solche Verpackungen haben sich in der Praxis zur Aufnahme von verderblichen Gütern, wie insbesondere H-Milch und Fruchtsäften durchgesetzt.
  • Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 33 16 238 C1 ist es bereits für sich bekannt, eine Kunststofffolie aus Polyester, Polypropylen oder Polyamid mit einer aufgedampften Sperrschicht aus Aluminium zu versehen. Eine solche Sperrschicht führt aufgrund deren dünnen Stärke nicht zu einer ausreichenden Barrierewirkung. Des weiteren ist nachteilig, dass solche Folien stets deutlich dicker sind als die sonst zu verwendete Al-Folie. Dies hat wiederum zur Folge, dass die so hergestellten Folien verglichen mit Al-Folie eine um ein mehrfaches schlechtere Raumausnutzung (Rollenmaterial) haben, so dass die Rollen beim (Co-)Extrudieren wesentlich häufiger gewechselt werden müssen. Darüber hinaus ist das Bedampfen einer Al-Schicht kostenaufwendig und erfordert einen zusätzlich vorgeschalteten Arbeitsschritt.
  • Es ist klar, dass man stets bemüht ist, die Schichtdicken solcher Verbundpackungen so gering wie möglich zu wählen, einerseits aus Kostengründen und andererseits aus Gründen der einfacheren Verarbeitung des kompletten Verbundes.
  • Um während der Herstellung des Verbundmaterials oder beim Transport auftretende mechanische Schädigungen der Aluminiumfolie und der Beschichtung zu vermeiden, hat man die innere PE-Schicht so dick gewählt, dass dort ein Versagen der Barrierewirkung der Aluminiumschicht zuverlässig ausgeschlossen werden konnte.
  • Aus der EP 1 118 459 A1 ist ein Verbundmaterial mit einer Trägermaterialschicht aus Karton, einer auf eine Trägerfolie aufgedampften Al-Schicht und einem Epoxid-Gruppen aufweisenden heißsiegelfähigen Kunststoff bekannt. Zwischen der Trägermaterialschicht und der Al-Schicht ist eine Schicht aus einem synthetischen Kunststoff (z.B. LDPE) vorgesehen. Durch die Verwendung der Epoxid-Gruppen aufweisenden Kunststoffschicht, wird einerseits eine gute Haftung an der Polyesterschicht und andererseits die Möglichkeit geschaffen, die Epoxid-Gruppen aufweisende Kunststoffschicht mit der Rückseite des Verbundmaterials, welche beispielsweise aus einem Polyethylenmaterial gebildet ist, zu siegeln.
  • Aus der EP 1 059 162 A2 , geht ein Verbundmaterial hervor, welches einerseits eine Trägerschicht aus Kartonmaterial und andererseits eine Barriereschicht aus LCP aufweist. Zwischen beiden Schichten ist wenigstens eine die Haftung verbessernde Kunststoffschicht angeordnet, wobei zusätzlich bevorzugt die äußeren Seiten sowohl des Trägermaterials als auch der Barriereschicht durch weitere Kunststoffschichten kaschiert sind. Die Kunststoffschichten bestehen vorzugsweise aus einem heißsiegelbaren Kunststoff.
    •
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbundmaterial der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, mit dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile verringert werden kann, wobei gleiche Materialeigenschaften trotz einer Reduzierung der Schichtdicken erhalten werden können.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen der Trägermaterialschicht und der Sauerstoffsperrschicht eine Schicht aus einem Barriere-Polymer angeordnet ist und dass das Barriere-Polymer aus flüssigkristallinen Polymeren (LCP) besteht.
  • Erfindungsgemäß wird erreicht, dass die zwischen Trägermaterial und Aluminiumfolie angeordnete Schicht aus einem Barriere-Polymer neben der Gas- und Aromabarriere auch die mechanischen Eigenschaften des gesamten Verbundes verbessert. Die durch die Verarbeitung des Verbundes bei der Packungsherstellung (durch Rillen, Falzen, Siegelvorgänge etc.) auftretenden Undichtigkeiten in der Aluminiumschicht werden deutlich verringert.
  • Die nunmehr im Verbund vorhandene neue Barriere führt zu einer besseren Gasdichtigkeit und sorgt für eine höhere Sicherheit gegen mechanische und thermische Schädigungen.
  • Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Barriere-Polymer-Schicht zwischen Trägermaterial und Al-Folie eine Reduktion der Dicke der inneren PE-Schicht (bis zu 50%) möglich ist. Gleichzeitig wird im Falle von Beschädigungen der Al-Folie eine bessere Sauerstoff-Permeationsrate erreicht.
  • Die äußeren Heißsiegelschichten bestehen bevorzugt aus Polyethylen (PE) oder aus einem Compound aus Polyethylen/Polypropylen (PE/PP).
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die auf die spätere Verbundpackung bezogene äußere PE-Schicht eine Schichtdicke von 10 bis 25 g/m2, vorzugsweise 15 bis 18 g/m2 auf. Die auf die spätere Verpackung bezogene innere PE-Schicht weist vorteilhaft eine Schichtdicke von 15 bis 40 g/m2, bevorzugt 21 bis 31 g/m2 auf.
  • Die Schichtdicke der die Aluminiumfolie umgebenden Haftvermittlerschichten liegen zwischen 4 und 10 g/m2, bevorzugt bei 5 bis 7 g/m2. Dabei kann die zwischen der Aluminiumfolie und inneren PE-Schicht angeordnete Haftvermittlerschicht auch nur 4 g/m2 betragen.
  • Die Schichtdicke der verwendeten Aluminiumfolie liegt bei 5 bis 9 μm, bevorzugt bei 5,8 bis 6,65 μm.
  • Die aus dem erfindungsgemäß hergestellten Verbundmaterial gefertigten Verbundpackungen weisen eine besonders hohe Gas- und Aromadichtigkeit auf und sind mechanisch und thermisch besonders unempfindlich. Sie sind daher für vielfältige Produkte geeignet.
  • Das Verbundmaterial kann in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, wobei die "Sicherheitsbarriere" dadurch aufgebracht wird, dass die Al-Folie mit dem Barriere-Polymer und Haftvermittler auf das Trägermaterial im Coextrusionsverfahren kaschiert wird.
  • Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verbundmaterial als Packstoff für Getränkepackungen nach seiner Herstellung entweder zu einzelnen Zuschnitten verarbeitet oder in Form aufgerollter Verbundfolie vertrieben werden, wobei die Vereinzelung erst nach der Vorfaltung vor der eigentlichen Packungsherstellung erfolgt.
    •

Claims (15)

  1. Verbundmaterial aus Papier oder Karton als Trägermaterial mit einer Kunststoffbeschichtung, insbesondere für licht-, gas- und flüssigkeitsdichte heißsiegelbare Packungen, wobei die Kunststoffbeschichtung jeweils äußere Siegelschichten und eine innere, von Haftvermittlerschichten umgebene Sauerstoffsperrschicht aus Al-Folie aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägermaterialschicht und der Sauerstoffsperrschicht eine Schicht aus einem Barriere-Polymer angeordnet ist und dass das Barriere-Polymer aus flüssigkristallinen Polymeren (LCP) besteht.
  2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Siegelschichten aus Polyethylen (PE) bestehen.
  3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Siegelschichten aus einem Compound aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) bestehen.
  4. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die spätere Verbundpackung bezogene äußere PE-Schicht eine Schichtdicke von 10 bis 25 g/m2 aufweist.
  5. Verbundmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die spätere Verbundpackung bezogene äußere PE-Schicht eine Schichtdicke von 15 bis 18 g/m2 aufweist.
  6. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die spätere Verpackung bezogene innere PE-Schicht eine Schichtdicke von 15 bis 40 g/m2 aufweist.
  7. Verbundmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die spätere Verpackung bezogene innere PE-Schicht eine Schichtdicke von 21 bis 31 g/m2 aufweist.
  8. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere-Polymer-Schicht eine Schichtdicke von 3 bis 15 g/m2 aufweist.
  9. Verbundmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere-Polymer-Schicht eine Schichtdicke von 5 bis 8 g/m2 aufweist.
  10. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittler-Schichten eine Schichtdicke von 4 bis 10 g/m2 aufweisen.
  11. Verbundmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittler-Schichten eine Schichtdicke von 5 bis 7 g/m2 aufweisen.
  12. Verbundmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Al-Folie und inneren PE-Schicht angeordnete Haftvermittlerschicht eine Schichtdicke von 4 g/m2 aufweist.
  13. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Al-Folie eine Schichtdicke von 5 bis 9 μm aufweist.
  14. Verbundmaterial nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Al-Folie eine Schichtdicke von 5,8 bis 6,65 μm aufweist.
  15. Verwendung des Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in Form eines Zuschnitts oder einer aufgerollten Verbundfolie zur Herstellung von Verbundpackungen, insbesondere Getränkeverpackungen.
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