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Die vorliegende Erfindung betrifft ein biologisch abbaubares Verpackungsmaterial mit erhöhter Sauerstoff- und Fett/Öl-Barriere mit Polymerlagen.
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Derzeit weitverbreitet genutzte Polymerlagenverbünde mit sowohl Sauerstoff-Barriereeigenschaften als auch mit Barriereeigenschaften gegen den Durchtritt von Fetten und Ölen, insbesondere von gesättigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen aus Mineralölen (MOSH/MOAH) und Polyolefin Oligomer gesättigten Kohlenwasserstoffen (POSH) weisen als Basisstruktur ein Sandwich aus einer Lage aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer zwischen Lagen aus Polyethylen oder Polypropylen auf, gegebenenfalls auch unter Beteiligung von wenigstens einer Lage aus Polyethylenterephthalat. Derartige Polymerlagenverbünde sind jedoch nicht biologisch abbaubar, jedenfalls nicht gemäß der europäischen Norm EN 13432, welche im Sinne der vorliegenden Anmeldung als Beurteilungsgrundlage dafür herangezogen wird, ob ein Polymer biologisch abbaubar ist oder nicht.
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Im besten Fall werden diese nicht abbaubaren Polymerlagenverbünde nach ihrem Gebrauch thermisch verwertet. In vielen Fällen gelangen biologisch nicht abbaubare Polymerlagenverbünde nach ihrem Gebrauch als Müll auf Mülldeponien oder werden illegal an Land weggeworfen oder ins Meer verklappt und belasten dann über viele Jahrzehnte die Umwelt.
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Zur Milderung der Umweltbelastung sind Polymerlagenverbünde bekannt, welche biologisch abbaubare Polymere verwenden, etwa Polymilchsäure (PLA). Diese sind dann zwar biologisch abbaubar, weisen jedoch keine Sauerstoffbarriere auf.
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Weiter besteht die Möglichkeit, Folien aus Cellulosehydrat, landläufig auch unter dem ehemaligen Markennamen „Zellophan“ bekannt, zu verwenden, die jedoch zum einen sehr teuer sind und zum anderen ohne besondere Schutzlagen nicht ausreichend lange stabil sind, um sie als Verpackungsfolien mit den heute üblichen Leistungsanforderungen verwenden zu können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verpackungsmaterial mit erhöhter Sauerstoff- und Fett/Öl-Barriere anzugeben, welches die Umwelt auch nach Gebrauch nicht belastet und trotzdem einfach und damit verhältnismäßig günstig herzustellen ist.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein biologisch abbaubares Verpackungsmaterial mit erhöhter Sauerstoff- und Fett/Öl-Barriere mit Polymerlagen, wobei das Verpackungsmaterial ein biologisch abbaubares Polymer-Verbundlagenmaterial umfasst, welches wenigstens folgende Lagen aufweist:
- - wenigstens eine Substratlage, welche aus einem biologisch abbaubaren Polymer hergestellt ist, das ausgewählt ist aus Polymilchsäure (PLA), Polybutylensuccinat (PBS), Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA), einem Polyhydroxyalkanoat, insbesondere Polyhydroxybutyrat (PHB) oder/und Polyhydroxybutyrat-Hexanoat (PHBH), Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT), Polycaprolacton (PCL), Polyhydroxyessigsäure und Polyglycolid-Copolymer, oder aus einem Blend von wenigstens zwei der genannten Polymere,
- - wenigstens eine Barrierelage, welche aus einem biologisch abbaubaren Vinylalkohol-Polymer hergestellt ist, und
- - wenigstens eine siegelfähige Lage, welche aus einem biologisch abbaubaren Polymer hergestellt ist, das ausgewählt ist aus Polymilchsäure (PLA), Polybutylensuccinat (PBS), Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA), einem Polyhydroxyalkanoat, insbesondere Polyhydroxybutyrat (PHB) oder/und Polyhydroxybutyrat-Hexanoat (PHBH), Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT), Polycaprolacton (PCL), Polyhydroxyessigsäure und Polyglycolid-Copolymer, oder aus einem Blend von wenigstens zwei der genannten Polymere.
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Das gesamte Polymer-Verbundlagenmaterial, also jede einzelne der oben genannten Lagen, ist für sich genommen gemäß der eingangs genannten Norm EN 13432 biologisch abbaubar. Selbst bei mutwilliger illegaler Entsorgung in die Natur, sei es zu Lande, in ein Gewässer oder ins Meer, wird das Polymer-Verbundlagenmaterial durch Mikroorganismen in absehbarer Zeit vollständig abgebaut und belastet die Umwelt nicht.
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Die in der vorliegenden Anmeldung angesprochenen biologisch abbaubaren Polymere sind ausdrücklich keine in der Fachwelt als „oxo-biologisch abbaubar“ oder „oxo-abbaubar“ deklarierten Polymere.
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Auch die wenigstens eine Barrierelage ist für sich alleine genommen biologisch abbaubar, da sie aus einer biologisch abbaubarem Variante von Polyvinylalkohol (PVOH) oder aus dem grundsätzlich biologisch abbaubarem Butylendiol-Vinylalkohol-Copolymer (BVOH) gebildet ist. Dies zeigt außerdem, dass mit dem Begriff „Polymer“ in der vorliegenden Anmeldung jede Art von polymerisierten Monomeren bezeichnet ist, neben Homopolymeren also auch Copolymere, Terpolymere usw.
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Das Polymer-Verbundlagenmaterial kann als Ganzes durch Coextrusion aller seiner Lagen mit an sich bekannter Technologie hergestellt werden. Das Polymer-Verbundlagenmaterial kann als mehrlagige Blasfolie oder als mehrlagige Cast-Folie hergestellt sein.
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Die wenigstens eine Substratlage ist bevorzugt zwischen 10 µm und 40 µm dick. Dabei ist die Auswahl einer Dicke der Substratlage durch die Gesamtanzahl an Lagen beeinflusst. Je höher die Anzahl an Lagen des Polymer-Verbundlagenmaterials, die nicht wenigstens überwiegend aus Vinylalkohol-Polymer hergestellt sind, desto niedriger kann die Dicke der Substratlage gewählt werden.
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Die Barrierelage aus dem biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer weist bevorzugt eine Dicke von 3 µm bis 10 µm, besonders bevorzugt von 4,9 µm bis 7,1 µm auf. Noch stärker bevorzugt weist die Barrierelage eine Dicke im Bereich von 5,8 µm bis 6,2 µm auf. Die Dicke der Barrierelage wird üblicherweise unabhängig von der Anzahl an Lagen des Polymer-Verbundlagenmaterials, die nicht wenigstens überwiegend aus Vinylalkohol-Polymer hergestellt sind.
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Die wenigstens eine siegelfähige Lage ist bevorzugt zwischen 10 µm und 40 µm dick. Dabei ist die Auswahl einer Dicke der wenigstens einen siegelfähigen Lage durch die Gesamtanzahl an Lagen beeinflusst. Je höher die Anzahl an Lagen des Polymer-Verbundlagenmaterials, die nicht wenigstens überwiegend aus Vinylalkohol-Polymer hergestellt sind, desto niedriger kann die Dicke der wenigstens einen siegelfähigen Lage gewählt werden.
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Bevorzugt weist das Polymer-Verbundlagenmaterial genau eine siegelfähige Lage mit einer zur Umgebung hin freiliegenden siegelfähigen Oberfläche auf.
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Zur Verbesserung der Verbundhaftung und zum Schutz gegen unerwünschte Delamination kann auf wenigstens einer Seite der wenigstens einen Barrierelage aus biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer eine Haftvermittlerlage angeordnet sein. Da die Barrierelage aus biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer in der Regel zwischen der Substratlage und der siegelfähigen Polymerlage angeordnet ist und somit zu ihren beiden Seiten je eine weitere Polymerlage angeordnet ist, ist bevorzugt auf jeder Seite der wenigstens einen Barrierelage aus biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer je eine Haftvermittlerlage angeordnet.
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Zur Erzielung einer hohen Verbundhaftung der Haftvermittlerlage mit der biologisch abbaubaren Barrierelage ist die Haftvermittlerlage bevorzugt aus einem Polymer gebildet, welches auf Grundlage derselben Monomere wie das Vinylalkohol-Polymer der wenigstens einen Barrierelage hergestellt ist. Somit ist auch die Haftvermittlerlage bevorzugt aus einem biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer gebildet. Jedoch unterscheiden sich das Vinylalkohol-Polymer der Barrierelage und das Vinylalkohol-Polymer der Haftvermittlerlage in ihrer konkreten Ausgestaltung, beispielsweise durch Beimischung unterschiedlicher Additive, durch Vorsehen von Pfropfungen im Vinylalkohol-Polymer einer der Lagen, bevorzugt der Haftvermittlerlage, und dergleichen.
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Die wenigstens eine Haftvermittlerlage bzw. jede Haftvermittlerlage weist bevorzugt eine Dicke von 2 µm bis 6 µm, besonders bevorzugt von 3,4 µm bis 4,6 µm auf. Noch stärker bevorzugt weist die Barrierelage eine Dicke im Bereich von 3,8 µm bis 4,2 µm auf. Die Dicke der wenigstens einen Haftvermittlerlage wird üblicherweise unabhängig von der Anzahl an Lagen des Polymer-Verbundlagenmaterials, die nicht wenigstens überwiegend aus Vinylalkohol-Polymer hergestellt sind.
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Auf die Substratlage können durch Auftrag von weiterem Lagenmaterial die weiteren Lagen des Polymer-Verbundlagenmaterials sukzessive oder wenigstens teilweise gleichzeitig ausgebildet werden.
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Bevorzugt ist jedoch das gesamte Polymer-Verbundlagenmaterial coextrudiert, so dass alle seine Lagen gleichzeitig hergestellt werden. Als Substratlage kann dann eine Lage aus einem oder mehreren für die Substratlage genannten Polymeren bezeichnet werden, welche im Wesentlichen eine Strukturgrundlage für das Polymer-Verbundlagenmaterial bereitstellt, ohne eine besondere Funktion, wie besondere Siegelfähigkeit oder besondere Barriere, bereitzustellen. Klar ist dabei, dass jede Polymerlage eine gewisse Barriere und jeder thermoplastische Kunststoff eine gewisse Siegelfähigkeit bereitstellt. Die besondere Funktion ist dabei nach Maßgabe des Fachwissens eines Durchschnittsfachmanns dahingehend zu beurteilen, ob sie über das für die jeweilige Lagendicke von LDPE bekannte Maß ausreichend deutlich hinausgeht.
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Das coextrudierte biologisch abbaubare Polymer-Verbundlagenmaterial kann unter möglichst effizienter Ausnutzung verfügbarer Extruderleitungen und Extruderdüsen eine ungerade Anzahl an Lagen aufweisen. Dann kann das Polymer-Verbundlagenmaterial in einer ersten optionalen Ausgestaltungsform genau eine zentrale Barrierelage aus einem biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer mit einer gleich großen Anzahl an Polymerlagen beiderseits der zentralen Barrierelage umfassen. Diese erste Ausgestaltungsform ist wegen der Ausgestaltung der teuren Barrierelage als Einzellage bevorzugt. Alternativ kann das Polymer-Verbundlagenmaterial in einer zweiten optionalen Ausgestaltungsform eine gerade Anzahl an Barrierelagen aus einem biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer umfassen, wobei die Lagen aus biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer in der Lagenfolge des Polymer-Verbundlagenmaterials symmetrisch beiderseits einer zentralen Polymerlage angeordnet sind. In der zweiten Ausgestaltungsform ist die zentrale Polymerlage bevorzugt keine Lage aus Vinylalkohol-Polymer.
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Bevorzugt umfasst daher das biologisch abbaubare Polymer-Verbundlagenmaterial eine zentrale Barrierelage aus einem biologisch abbaubarem Vinylalkohol-Polymer mit beiderseits je einer die Barrierelage kontaktierenden Haftvermittlerlage. Dabei ist bevorzugt eine der beiden Haftvermittlerlagen zwischen der Barrierelage und der Substratlage angeordnet und ist die jeweils andere der beiden zwischen der Barrierelage und der siegelfähigen Lage angeordnet. So ist die Barrierelage durch die Substratlage auf der einen Seite und durch die siegelfähige Lage auf der anderen Seite vor äußeren Einflüssen geschützt, was ihre Einsatzdauer verlängert. Die Anordnung weiterer Lagen zusätzlich zu den genannten Lagen ist nicht ausgeschlossen. Grundsätzlich kann eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch nur genau eine Substratlage, genau eine siegelfähige Lage und genau eine Barrierelage mit beiderseits an der Barrierelage anhaftenden Haftvermittlerlagen aufweisen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Polymer-Verbundlagenmaterials mit 5 Lagen, wovon die zentrale Lage eine Barrierelage aus Vinylalkohol-Polymer ist, an die sich beiderseits Haftvermittlerlagen aus wenigstens überwiegend Vinylalkohol-Polymer anschließen, bilden die einzige siegelfähige Lage und eine einzige Substratlage auf entgegengesetzten Seiten des Polymer-Verbundlagenmaterials außen liegende Lagen. Die einzige siegelfähige Lage weist dann bevorzugt eine Dicke im Bereich von 28 µm bis 40 µm auf, wobei eine Dicke im Bereich von 31 µm bis 36 µm stärker bevorzugt und von 34 µm noch stärker bevorzugt ist. Die außen liegende Substratlage weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 28 µm bis 40 µm auf, wobei eine Dicke im Bereich von 31 µm bis 36 µm stärker bevorzugt und von 34 µm noch stärker bevorzugt ist.
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Zur Verstärkung des Polymer-Verbundlagenmaterials kann zwischen der Barrierelage bzw., sofern vorhanden, der einen Haftvermittlerlage und der Substratlage eine substratseitige Zwischenlage angeordnet sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann zwischen der Barrierelage bzw., sofern vorhanden, der anderen Haftvermittlerlage und der siegelfähigen Lage eine siegelseitige Zwischenlage angeordnet sein.
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Um die biologische Abbaubarkeit des Polymer-Verbundlagenmaterials sicherzustellen ist sowohl die substratseitige Zwischenlage, sofern vorhanden, als auch die siegelseitige Zwischenlage, sofern vorhanden, aus einem Polymer hergestellt ist, das ausgewählt ist aus Polymilchsäure (PLA), Polybutylensuccinat (PBS), Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA), einem Polyhydroxyalkanoat, insbesondere Polyhydroxybutyrat (PHB) oder/und Polyhydroxybutyrat-Hexanoat (PHBH), Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT), Polycaprolacton (PCL), Polyhydroxyessigsäure und Polyglycolid-Copolymer, oder aus einem Blend von wenigstens zwei der genannten Polymere.
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Bevorzugt sind die Zwischenlagen auf der Substratseite einerseits und auf der Siegelseite andererseits hinsichtlich Materialwahl und Lagendicke spiegelsymmetrisch bezüglich der Barrierelage als Spiegelsymmetrielage aufgebaut.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Polymer-Verbundlagenmaterials mit 7 Lagen, wovon die zentrale Lage eine Barrierelage aus Vinylalkohol-Polymer ist, an die sich beiderseits Haftvermittlerlagen aus wenigstens überwiegend Vinylalkohol-Polymer anschließen, bilden die einzige siegelfähige Lage und die Substratlage auf entgegengesetzten Seiten des Polymer-Verbundlagenmaterials außen liegende Lagen. Die einzige siegelfähige Lage weist dann bevorzugt eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 20 µm auf, wobei eine Dicke im Bereich von 12 µm bis 16 µm stärker bevorzugt und von 14 µm noch stärker bevorzugt ist. Die außen liegende Substratlage weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 18 µm auf, wobei eine Dicke von 14 µm stärker bevorzugt ist.
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Das 7-lagige substratseitige Polymer-Verbundlagenmaterial umfasst je eine substratseitige und eine siegelseitige Zwischenlage auf, welche bevorzugt jeweils eine Dicke im Bereich von 17 µm bis 23 µm aufweisen, wobei eine Dicke von jeweils 20 µm stärker bevorzugt ist.
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Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform des Polymer-Verbundlagenmaterials mit 9 Lagen gilt für die außenliegenden Lagen: Substratlage und siegelfähige Lage, das oben zum 7-lagigen Polymer-Verbundlagenmaterial Gesagte. Bevorzugt sind nun 4 Zwischenlagen, nämlich jeweils zwei substratseitige und zwei siegelseitige Zwischenlagen, vorgesehen. Die Zwischenlagen sind bevorzugt jeweils mit derselben Dicke ausgebildet, welche in einem Bereich von 8 µm bis 12 µm liegt und besonders bevorzugt 10 µm beträgt. Die Zwischenlagen können alle aus demselben Material gebildet sein oder aus unterschiedlichen Materialien. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenlagen aus demselben Material wie die außenliegende Substratlage ausgebildet.
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Im Falle einer Ausführungsform des Polymer-Verbundlagenmaterials mit 11 Lagen gilt für die außenliegenden Lagen: Substratlage und siegelfähige Lage, wiederum das oben zum 7-lagigen Polymer-Verbundlagenmaterial Gesagte. Bevorzugt sind nun 6 Zwischenlagen, nämlich jeweils drei substratseitige und drei siegelseitige Zwischenlagen, vorgesehen. Die beiden äußeren Zwischenlagen auf der Substratseite und auf der Siegelseite sind bevorzugt jeweils mit derselben Dicke ausgebildet, welche in einem Bereich von 5 µm bis 10 µm liegt und besonders bevorzugt 7 µm beträgt. Die jeweiligen zentralen Zwischenlagen auf jeder Seite aus Substratseite und Siegelseite, welche sich zwischen den äußeren Zwischenlagen ihrer Seite aus Substratseite und Siegelseite befinden, sind bevorzugt jeweils mit derselben Dicke ausgebildet, welche in einem Bereich von 4 µm bis 9 µm liegt und besonders bevorzugt 6 µm beträgt Die Zwischenlagen können alle aus demselben Material gebildet sein oder aus unterschiedlichen Materialien. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenlagen aus demselben Material wie die außenliegende Substratlage ausgebildet.
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Bevorzugt sind außenliegenden Lagen des Polymer-Verbundmaterials, also eine siegelfähige Lage und eine außen liegende Substratlage, hinsichtlich ihrer Dickenabmessungen identisch, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Lagenmaterialien.
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In einer konkreten bevorzugten Ausführungsform umfasst oder ist das Vinylalkohol-Polymer der wenigstens einen Barrierelage Butylendiol-Vinylalohol (BVOH). BVOH hat sich als biologisch abbaubares Polymer als besonders gut eine Migration von Sauerstoff durch das Polymer-Verbundlagenmaterial mindernd erwiesen.
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Bevorzugt weist das Polymer-Verbundlagenmaterial eine Sauerstoffdurchlässigkeit von nicht mehr als 0,8 cm3/(m2·d·bar), vorzugsweise von nicht mehr als 0,5 cm3/(m2·d·bar) auf, ermittelt gemäß DIN 53380-3 bei 23°C und 50% relativer Feuchte.
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In einer konkreten bevorzugten Ausführungsform umfasst oder ist das Polymer der wenigstens einen Substratlage Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA). Die so erhaltene Substratlage verleiht dem Polymer-Verbundlagenmaterial eine sehr gute mechanische Festigkeit und überdies eine gute Bedruckbarkeit mit Druckfarben. Außerdem umfasst das Polymer-Verbundlagenmaterial in der konkreten bevorzugten Ausführungsform bevorzugt genau eine Substratlage. Diese Substratlage ist außerdem bevorzugt eine Lage des Polymer-Verbundlagenmaterials, welche eine freiliegende Polymeroberfläche des Polymer-Verbundlagenmaterials bildet. Auf diese freiliegende Polymeroberfläche können weitere Lagen aufgetragen sein, wie etwa eine Schicht aus Druckfarben oder eine Papierlage, die jedoch nicht mehr zu dem Polymer-Verbundlagenmaterial gehören. Im Zweifel ist die in Dickenrichtung am weitesten von der siegelfähigen Lage entfernt gelegene Polymerlage aus einem der genannten biologisch abbaubaren Polymere mit einer Dicke von wenigstens 10 µm die Substratlage.
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In einer konkreten bevorzugten Ausführungsform umfasst oder ist das Polymer der wenigstens einen siegelfähigen Lage Polybutylensuccinat (PBS) ist. So kann für das Polymer-Verbundlagenmaterial ein für zahlreiche Anwendungen gewünschter nutzbarer Siegeltemperaturbereich erhalten werden, welcher von 80°C bis 180°C reicht.
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Um einen unnötig hohen Materialmix unterschiedlicher Polymere zu vermeiden, umfassen oder sind in den oben genannten konkreten bevorzugten Ausführungsformen das Polymer der wenigstens einen substratseitigen Zwischenlage und das Polymer der wenigstens einen siegelseitigen Zwischenlage, sofern jeweils vorhanden, Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA). Bevorzugt beruht das Polymer der substratseitigen und der siegelseitigen Zwischenlage auf demselben wenigstens einen Monomer wie das Polymer der Substratlage.
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Zur Erhöhung der Barriereeigenschaften des biologisch abbaubaren Polymer-Verbundlagenmaterials kann das biologisch abbaubare Polymer-Verbundlagenmaterial monoaxial oder biaxial gereckt sein. Bevorzugt ist das Polymer-Verbundlagenmaterial monoaxial gereckt, wobei ein Reckverhältnis im Bereich von 1:1,5 bis 1:2, insbesondere von 1:1,6 bevorzugt ist. Darüber hinaus ist ein gerecktes Polymer-Verbundlagenmaterial wegen der Reckung in der Regel dünner als ein ungerecktes Material, da das gereckte Polymer-Verbundlagenmaterial aus dem ungereckten Polymer-Verbundlagenmaterial durch Strecken in wenigstens eine Raumrichtung in an sich bekannter Weise gebildet wird. Beim Strecken bzw. Recken nimmt die Dicke des Materials unvermeidlich ab.
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Bevorzugt weist das Polymer-Verbundlagenmaterial eine Dicke im Bereich von 60 µm bis 200 µm, bevorzugt im Bereich von 70 µm bis 190 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 80 µm bis 180 µm auf. Dies gilt vor allem für ungerecktes Polymer-Verbundlagenmaterial. Gerecktes Polymer-Verbundlagenmaterial weist eine bevorzugte Dicke im Bereich von 20 µm bis 80 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 30 µm bis 60 µm auf.
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Bevorzugt besteht das Polymer-Verbundlagenmaterial nur aus den oben genannten Lagen. Besonders bevorzugt besteht das biologisch abbaubare Verpackungsmaterial aus dem biologisch abbaubaren Polymer-Verbundlagenmaterial.
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Das vorstehend beschriebene Polymer-Verbundlagenmaterial weist eine ausreichende Fett/Öl-Barriere, genauer: MOSH/MOAH/POSH-Barriere auf, da in einem Test gemäß der SVI-Richtlinie 2015-01 mit einer Testdauer von 12,2 Tagen und einer Testtemperatur von 60 °C das Polymer-Verbundlagenmaterial von weniger als 1 % der verwendeten Test-Surrogate durch das Polymer-Verbundlagenmaterial durchdrungen wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar:
- 1 eine grobschematische Querschnittansicht durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen mehrlagigen Folie.
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In der nicht maßstäblichen 1 ist eine 7-lagige Ausführungsform eines coextrudierten Verpackungsmaterials allgemein mit 10 bezeichnet. Das Verpackungsmaterial 10 in der dargestellten Ausführungsform besteht aus einem coextrudierten Polymer-Verpackungslagenmaterial 12.
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Das biologisch abbaubare Polymer-Verbundlagenmaterial 12 bildet eine kombinierte Barriere- und Siegelfolie, welche durch Coextrusion aller in ihr enthaltenen Lagen gebildet ist.
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Das biologisch abbaubare Polymer-Verbundlagenmaterial 12 weist eine siegelfähige Lage 14 aus biologisch abbaubarem PBS und eine mit der siegelfähigen Lage 14 verbundene siegelseitige Zwischenlage 16 aus einem biologisch abbaubaren Polymer, bevorzugt aus PBSA, auf.
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Die siegelfähige Lage 14 weist eine bevorzugte Dicke von 14 µm auf. Die siegelseitige Zwischenlage 16 weist eine bevorzugte Dicke von 20 µm auf.
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Die von der siegelseitigen Zwischenschicht 16 wegweisende Oberfläche 14a bildet eine freiliegende Oberfläche, welche in einem Einsatz des biologisch abbaubaren Polymer-Verbundlagenmaterials 12 als Verpackungsmaterial 10 zu einem von dem Verpackungsmaterial umgebenen Verpackungsraum V zur Aufnahme eines Verpackungsguts hinweist. Die freiliegende Oberfläche 14a ist daher gleichzeitig auch freiliegende Oberfläche 12a des Polymer-Verbundlagenmaterials 12 und freiliegende Oberfläche 10a des Verpackungsmaterials 10.
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Eine entgegengesetzte, im Einsatz als Verpackungsmaterial 10 zur Außenumgebung U der durch das Verpackungsmaterial 10 gebildeten Verpackung hinweisende freiliegende Oberfläche 10b des Verpackungsmaterials 10 ist durch eine Substratlage 18 aus einem biologisch abbaubaren Polymer, bevorzugt aus PBSA, gebildet. Die zur Außenumgebung hin freiliegende Oberfläche 18b der Substratlage 18 ist im dargestellten Beispiel auch freiliegende Oberfläche 12b des Polymer-Verbundlagenmaterials 12. Die Substratlage 18 weist eine bevorzugte Dicke von 14 µm auf.
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Das Polymer-Verbundlagenmaterial 12 kann auf der freiliegenden Oberfläche 18b der Substratlage 18 bedruckt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Polymer-Verbundlagenmaterial 12 an seiner freiliegenden Oberfläche 12b mit einem weiteren Verbundlagenmaterial kaschiert sein.
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Auf der zur siegelfähigen Lage 14 hinweisenden Seite der Substratlage 18 ist eine substratseitige Zwischenlage 20 aus einem biologisch abbaubaren Polymer, bevorzugt aus PBSA, angeordnet. Die substratseitige Zwischenlage 20 weist eine bevorzugte Dicke von 20 µm auf.
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Zwischen der biologisch abbaubaren siegelfähigen Lage 14 und der der biologisch abbaubaren Substratlage 18, im dargestellten Fall auch zwischen der siegelseitigen Zwischenlage 16 und der substratseitigen Zwischenlage 20, ist eine biologisch abbaubare Barriereschicht 22 aus Butylendiol-Vinylalkohol-Copolymer (BVOH) angeordnet. Die biologisch abbaubare Barriereschicht 22 weist eine bevorzugte Dicke von 6 µm auf.
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Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Barriereschicht 22 sowohl mit der ihr zugewandten Oberfläche 16b der biologisch abbaubaren siegelseitigen Zwischenschicht 16 als auch mit der ihr zugewandten Oberfläche 20a der biologisch abbaubaren substratseitigen Zwischenschicht 20 durch je eine zwischenangeordnete Haftvermittlerschicht 24 bzw. 26 aus ebenfalls BVOH verbunden ist. Jede der Haftvermittlerschichten 24 und 26 weist eine bevorzugte Dicke von 4 µm auf.
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Die Barriereschicht 22 aus BVOH verringert die Sauerstoffdurchlässigkeit des Polymer-Verbundlagenmaterials 12. Die biologisch abbaubaren Polymerschichten 14, 16, 18, und 20 in höherem Umfang die biologisch abbaubaren Polymerschichten 16, 18 und 20 als 14 bilden eine sehr gute Barriere des Polymer-Verbundlagenmaterials 12 gegen den Durchgang von flüssigem Wasser sowie gegen den Durchgang von Fetten und Ölen.
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Das beispielhaft dargestellte Polymer-Verbundlagenmaterial 12 hat eine Sauerstoffdurchlässigkeit von nicht mehr als 0,5 cm3/(m2·d·bar), ermittelt gemäß DIN 53380-3 bei 23°C und 50% relativer Feuchte.
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Das Polymer-Verbundlagenmaterial 12 weist, dann, wenn es ungereckt ist, eine Dicke im Bereich von 80 µm bis 200 µm, vorzugsweise von 80 µm bis 180 µm, auf. Als gerecktes Polymer-Verbundlagenmaterial 12 liegt seine Dicke bevorzugt in einem Bereich von 20 µm bis 80 µm.
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Das Polymer-Verbundlagenmaterial 12 weist eine ausreichende Fett/Öl-Barriere, also MOSH/MOAH/POSH-Barriere auf, da in einem Test gemäß der SVI-Richtlinie 2015-01 mit einer Testdauer von 12,2 Tagen und einer Testtemperatur von 60 °C das Polymer-Verbundlagenmaterial 12 von weniger als 1 % der verwendeten Test-Surrogate durch das Polymer-Verbundlagenmaterial durchdrungen wird.
