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Der Einsatz von gewichtsreduzierten Verpackungen, speziell im Bereich der
Getränkeverpackungen, nimmt ständig zu. Die Substitution von Glas durch
Kunststoffe, insbesondere durch PET-Gebinde, schreitet stetig voran. Um jedoch
die Eigenschaften von Glas im Hinblick auf Gasbarrieren zu erzielen, reicht PET
nur dann aus, wenn die Flaschen entsprechend dickwandig sind. Damit ist jedoch
ein höherer Materialeinsatz notwendig als aus statischen Gründen erforderlich
wäre. Dies wirkt sich aber neben höheren Materialeinsatzkosten insbesondere
nachteilig zu Lasten der gewünschten Gewichtsreduktion aus.
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Aus diesem Grunde ist der Einsatz von Barriereschichten nötig. Neben den
bekannten Möglichkeiten der unter anderem kostenintensiven
Coextrusionsverfahren, bei denen im einfachsten Falle eine Mehrschichtabfolge wie z. B.
Polyethylenterephthalat (PET)/Barriereschicht/Polyethylenterephthalat (PET)
erreicht wird, gibt es auch Verfahren zur Aufbringung einer inneren oder äußeren
Barriereschicht. Dies sind insbesondere plasmagestützte Bedampfungsverfahren,
vorzugsweise mit Aluminium bzw. dessen Oxiden, Silizium bzw. dessen Oxiden
oder Kohlenstoff als primärem Schichtmaterial. Diese Techniken bedingen jedoch
oft den Einsatz von Hochvakua sowie die Erzeugung eines Plasmas. Neben den
teuren Einstandskosten für derartige Apparaturen ist die Maschinenlaufzeit,
bedingt durch hochempfindliche Geräte, ein Problem. Ferner sind bei äußeren
Plasmabeschichtungen die erzielbaren mechanischen Beständigkeiten ein
Problem. Die beschichteten Flaschen sind im normalen Füll- und
Verpackungsprozess bereits großen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die die
Oberfläche verletzen können und somit die erzielte Barriere dramatisch
vermindern. Dies führt in der Praxis dazu, dass eine weitere Schutzschicht
aufgebracht wird, die die Bedampfungsschicht vor den mechanischen
Einwirkungen schützen muss.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Kunststoff-Formkörper
bereitzustellen, die die hohen Anforderungen an die Gasbarriere erfüllen,
mechanisch stabil sind und bei normalem Einsatz hinreichend gute
Gebrauchseigenschaften aufweisen. Ferner sollte bei der Herstellung dieser
Formkörper, der Einsatz technisch aufwendigster Apparaturen möglichst
vermieden werden, um zum einen die Maschinenlaufzeiten zu maximieren und
zum anderen die nötigen Investitions- und Unterhaltungskosten zu minimieren.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Kunststoff-Formkörper, die eine
Barriereschicht aufweisen, die Polyvinylalkohol enthält, die oben genannte
Aufgabe lösen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Kunststoff-Formkörper, die
mit mindestens einer Barriereschicht sowie gegebenenfalls einer Deckschicht
beschichtet sind, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die mindestens eine
Barriereschicht Polyvinylalkohol enthält.
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Als Kunststoffe für die Formkörper können dabei alle bekannten, handelsüblichen
Kunststoffe eingesetzt werden. Bevorzugt als Kunststoff ist jedoch
Polyethylenterephthalat (PET). Dabei kann es sich sowohl um die so genannten
Vorformlinge (preforms) als auch um die bereits (blas-)extrudierten fertigen
Formkörper handeln. Besonders die Verwendung von Preforms hat den Vorteil,
dass die erfindungsgemäße Beschichtung bereits bei der Herstellung derselben
aufgebracht werden kann und die nachfolgende Verwendung, beispielsweise bei
den Abfüllern, keinerlei Änderungen in den vorhandenen Anlagen bedarf.
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Als Polyvinylalkohole können alle bekannten Polyvinylalkohole eingesetzt
werden. Bevorzugt sind jedoch Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von
60 bis 99,9 Mol-%, besonders bevorzugt 80 bis 99,9 Mol-%, und einer Viskosität
der 4 gew.-%igen wässrigen Lösung von 2 bis 100 mPa.s, besonders bevorzugt 8
bis 80 mPa.s (gemessen nach DIN 53015).
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In einer speziellen Ausführungsform können auch Polyvinylalkohol-Copolymere
eingesetzt werden. Bevorzugt als Copolymere sind dabei Ethylen-Vinylalkohol-
Copolymere (EVAL).
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In einer weiteren speziellen Ausführungsform werden Polyvinylalkohole
eingesetzt, die einen Hydrolysegrad von mehr als 99,9 Mol-% aufweisen.
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Im Falle des Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren sowie im Falle des
Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von mehr als 99,9 Mol-% handelt es
sich um wasserunlösliche Materialien, so dass die Barriereschicht gleichzeitig als
Deckschicht geeignet ist. Die gesamte Beschichtung des Kunststoff-Formkörpers
kann somit aus nur einer Schicht bestehen.
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Im allgemeinen wird die Beschichtung jedoch mindestens zwei Schichten
aufweisen, nämlich mindestens eine Barriereschicht und mindestens eine
Deckschicht, vorzugsweise eine Barriereschicht und eine Deckschicht, wobei die
Barriereschicht die Aufgabe hat, eine Gasbarriere zu bilden, und die Deckschicht
die Aufgabe hat, die Barriereschicht zu schützen, insbesondere im Hinblick auf
Luftfeuchtigkeit, Wasserdampf und Wasser.
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Als Deckschicht können alle dem Fachmann bekannten Kunststoff-
Zusammensetzungen eingesetzt werden, die mit der mindestens einen
Barriereschicht verträglich sind, sowie ferner wasserunlöslich und filmbildend
sind.
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Vorzugsweise enthält die Deckschicht Polyurethane, Acrylate, Styrolacrylate,
Ethylenvinylacetate, Polyvinylacetate sowie Polyvinylacetale. Besonders
bevorzugt enthält die Deckschicht jedoch Polyvinylacetale und hier insbesondere
Polyvinylbutyrale. Als Polyvinylbutyrale können dabei alle dem Fachmann
bekannten Polyvinylbutyrale eingesetzt werden. Ferner können auch
Polyvinylacetale, hergestellt aus zwei oder mehreren unterschiedlichen
Aldehyden, eingesetzt werden, wie zum Beispiel Gemische aus Butyraldehyd mit
Acetaldehyd und/oder Formaldehyd. Auch ist der Einsatz von Mischungen von
Polyvinylacetalen (z. B. mit unterschiedlichen Molekulargewichten,
unterschiedlichen Restacetatgehalten, unterschiedlichen Acetalisierungsgraden
und/oder unterschiedlichen Acetalisierungskomponenten (Aldehyden)) möglich.
Beispielsweise können Polyvinylacetale, welche aus jeweils anderen Aldehyden
als Ausgangsmaterial hergestellt wurden, gemischt und eingesetzt werden. Den
Kombinationsmöglichkeiten sind hier keine Grenzen gesetzt. Besonders
vorteilhaft kann es sein, die Beständigkeit der Schutzschicht gegenüber
mechanischen Einflüssen durch eine erhöhte intrinsische Härte zu steigern,
beispielsweise durch den Einsatz von C1-C3-Aldehyden, vorzugsweise C1- und C2-
Aldehyden, wie zum Beispiel Formaldehyd, Acetaldehyd sowie deren Tri-
und/oder Tetramere. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die
eingesetzten Aldehyde bzw. Mischungen von Aldehyden derart gewählt werden,
dass die Glasübergangstemperatur Tg der Deckschicht möglichst hoch ist.
Während beispielsweise ein Produkt, welches ausschließlich mit Butyraldehyd
acetalisiert wird, eine Tg von ca. 65°C aufweist, hat ein Produkt, welches aus einer
Mischung von Butyraldehyd und Acetaldehyd (bzw. Paraldehyd), im molaren
Verhältnis von 40 : 60 hergestellt wird, eine Tg von > 90°C. Dies macht sich in
einer höheren mechanischen Festigkeit der Deckschicht bemerkbar.
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Auch können Polyvinylacetale eingesetzt werden, die durch Umsetzung von
copolymeren Polyvinylalkoholen hergestellt werden. Diese copolymeren
Polyvinylacetale sind durch Copolymerisation von Vinylacetat mit weiteren,
insbesondere vinylischen, Monomen darstellbar. Diese Monomeren tragen
beispielsweise silizium-, schwefel- und/oder stickstoffhaltige Gruppen. Ferner
sind auch carboxylgruppenhaltige Monomere (beispielsweise Acrylate,
substituierte Acrylate, Maleinsäure bzw. dessen Anhydrid, Itaconsäure,
Crotonsäure und ähnliche Verbindungen) bestens geeignet. Selbst bei der Co-
Polymerisation dieser Monomere mit Vinylacetat können bereits im Bereich von
weniger als einem (Mol-)Prozent Produkte erhalten werden, die bereits deutlich
veränderte Eigenschaften im daraus resultierenden Co-Polyvinylalkohol ergeben.
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Falls gewünscht, kann der erfindungsgemäße Kunststoff-Formkörper,
beispielsweise die Kunststoff-Flasche aus PET, auch eingefärbt sein. Dies kann
einerseits dadurch erfolgen, dass der Farbstoff bereits im PET-Formkörper
enthalten ist, andererseits kann der Farbstoff aber auch in der Barriere- und/oder
Deckschicht enthalten sein. Je nach dem, welche Schicht eingefärbt werden soll,
ist auf wasserlösliche oder wasserunlösliche Farben bzw. Farb- oder
Pigmentpasten zurückzugreifen. Wird die Barriereschicht eingefärbt, kann man
eine geeignete wasserlösliche Farbe der Polyvinylalkohollösung zusetzen.
Geeignet sind beispielsweise Produkte der ®Vitasyn-Farbstoffe (z. B. ®Vitasyn -
blau AE 90 und ®Vitasyn-Tartrazine X 90; Firma Clariant). Je nach gewünschter
Farbintensitität kann die zuzusetzende Farbmenge im einstelligen Prozentbereich
liegen.
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Soll die Deckschicht eingefärbt werden, so werden vorzugsweise
nichtwasserlösliche Farben, Pigmente bzw. Farb- oder Pigmentpasten eingesetzt.
Hier können beispielsweise die Pigment-Präparationen ®Renol HW 30 (Firma
Clariant) eingesetzt werden. Auch stehen beispielsweise ®Savinyl-Farbstoffe
(Firma Clariant) zur Verfügung. Alle angewandten Produkte zum Einfärben
können je nach gewünschter Farbtiefe bereits im einstelligen Prozentbereich mit
hervorragenden Ergebnissen eingesetzt werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Beschichtung
von Kunststoff-Formkörpern, das dadurch gekennzeichnet ist, das man eine
wässrige Lösung mindestens eines Polyvinylalkohols auf die Kunststoff-
Formkörper aufbringt und die Lösung anschließend trocknet. Bevorzugt wird
dabei der Kunststoff-Formkörper in die wässrige Lösung des mindestens einen
Polyvinylalkohols eingetaucht oder mit der wässrigen Lösung (elektrostatisch)
besprüht. Das Aufbringen der polyvinylalkoholhaltigen Barriereschicht kann
dabei entweder in einem Schritt oder aber auch in mehreren Schritten erfolgen.
Auch können Lösungen eingesetzt werden, die Gemische von verschiedenen auch
copolymeren Polyvinylalkoholen enthalten.
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Die Gasbarriereschicht besteht vorzugsweise aus Polyvinylalkohol, der direkt auf
die Kunststoff-Oberfläche, insbesondere PET-Oberfläche, aufgebracht werden
kann. Die Haftung ist hinreichend groß, Haftvermittler werden im allgemeinen
nicht benötigt. Sollte eine besondere Haftungssteigerung gewünscht sein, kann die
PET-Oberfläche mittels bekannter Oberflächenbehandlungsverfahren, wie zum
Beispiel Koronabehandlung oder Beflammung, in der Oberflächenspannung
angehoben werden, wodurch eine weitere Haftungssteigerung erzielt wird.
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Bekanntermaßen besitzt Polyvinylalkohol die besten Gasbarriereeigenschaften
von Polymeren, insbesondere eine sehr hohe Sauerstoff und
Kohlendioxidbarriere. Nachteilig ist, dass diese Barriereeigenschaften durch
(Luft-)Feuchtigkeit gemindert werden. Außerdem ist Polyvinylalkohol im
allgemeinen ein wasserlösliches Polymer. Daher ist diese Schicht gegenüber dem
nachteiligen Einfluss von Feuchtigkeit zu schützen. Dies wird in einer
bevorzugten Ausführungsform durch das Aufbringen einer weiteren Schicht
erreicht. Besonders vorteilhaft hat sich dabei der Einsatz von Polyvinylacetalen
erwiesen. Die Haftung einer derartigen Beschichtung auf der
Polyvinylalkoholschicht ist hervorragend und es werden optisch einwandfreie
Beschichtungen erzielt. Das Beschichtungssystem ist mechanisch stabil (wichtig
für den Durchlauf in einer Befüllungsanlage sowie bei bedarfsgerechtem Einsatz),
flexibel (Ausdehnung/Schrumpfung des PET-Gebindes durch Gasinnendruck,
Temperatur, Handhabung und dergleichen), klar, transparent (ungehinderter
Durchblick auf den Inhalt) und glatt (keine Unterschiede beim Greifen im
Vergleich zu einer unbeschichteten PET-Flasche).
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Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoff-Formkörper kann auf den
Einsatz spezieller Techniken wie zum Beispiel Coextrusion und
Plasmabeschichtung verzichtet werden. Die Beschichtung kann mittels bekannter
Techniken durchgeführt werden, wobei wegen der Einfachheit dieser Apparaturen
oder Aggregate eine hohe Maschinenlaufzeit und -auslastung erzielt werden kann.
Der Auftrag der Schichten erfolgt sukzessiv und es können alle bekannten
Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel Tauchen, Spritzen, Gießen, Sprühen,
sowie elektrostatisches Sprühen, zum Einsatz gelangen.
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Zunächst wird die polyvinylalkoholhaltige Barriereschicht aus vorzugsweise
wässrigem Medium aufgebracht. Geeignet sind herkömmliche Polyvinylalkohole,
d. h. voll- und teilverseifte Polyvinylalkohole. Da jedoch die Barrierewirkung mit
zunehmendem Hydrolysegrad steigt, sind solche Polyvinylalkohole mit hohem
Verseifungsgrad bevorzugt. Kommerziell verfügbare hoch-hydrolysierte
Polyvinylalkohole haben einen Verseifungsgrad von ≥ 99 Mol-%. Derartige
Produkte sind wasserlöslich, weshalb die Aufbringung aus wässriger Lösung
möglich ist. Das Molekulargewicht der eingesetzten Polyvinylalkohole ist nicht
beschränkt. Besonders geeignet sind die Produkte, die ein Molekulargewicht
aufweisen, welches eine gute Filmbildung ermöglicht. Dies sind vorzugsweise
mittlere bis hohe Molekulargewichte. Entsprechend sind die mechanischen
Filmeigenschaften dieser Produkte besonders günstig.
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Die aus dem wässrigen Medium aufgebrachte Polyvinylalkoholschicht wird im
nächsten Schritt vorzugsweise getrocknet. Dies ist vorteilhaft, um die
Aufbringung der zweiten Schicht zu optimieren, die gegebenenfalls aus einem
anderen Lösungsmittel als Wasser aufgetragen wird. Bei nass auf nass Aufträgen
besteht nämlich die Gefahr der Durchmischung der Schichten, was zum einen die
Barrierewirkung nachteilig beeinflusst und zum anderen die optische Erscheinung
verschlechtert (Trübungen). Die Trocknung kann durch vielfältige Art erfolgen.
Wichtig ist dabei, dass das Basismaterial durch die Trocknung nicht verändert
oder gar beschädigt wird (thermische Verformung). Zur Trocknung können neben
(Heiß)-Lufttrocknern auch Infrarot- oder Mikrowellen-Strahlung eingesetzt
werden. Das beste und günstigste System richtet sich nach den Anforderungen an
Verweilzeiten, Durchsätzen, thermische Belastungen und dergleichen. Die
Konzentration der eingesetzten Lösung richtet sich nach den makroskopischen
Eigenschaften derselben. Je höher konzentriert, desto höher die Viskosität. Je nach
System gibt es optimale Bereiche, die bei der eingesetzten Temperatur ein
Optimum darstellen. Vorzugsweise liegen die Konzentrationen im Bereich von 1
bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 20 Gew.-% und
insbesondere im Bereich von 5 bis 15 Gew.-%.
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Mit der erfolgten Schichtausbildung und Trocknung der Polyvinylalkoholschicht
ist diese besonders gut in der Lage, die Deckschicht aufzunehmen. Die
Deckschicht wird ebenfalls mittels der oben beschriebenen
Beschichtungstechnologien aufgetragen. Die gewählte Technologie kann für jede
Schicht eine andere sein und muss nicht für beide Schichten dieselbe sein. Dies
richtet sich ebenfalls nach den gewünschten Anforderungen, die oben bereits
näher beschrieben wurden. Die Deckschicht enthält besonders bevorzugt ein
Polyvinylacetal, welches in einem organischen Lösungsmittel gelöst appliziert
wird. Dazu eignen sich alle Polyvinylacetale, wobei es auch hier auf eine gute und
mechanisch beanspruchbare Filmbildung ankommt. Eine Beschränkung auf
bestimmte Molekulargewichte besteht nicht, vielmehr sind die Verarbeitbarkeit
der Produktlösungen, wie zum Beispiel Viskosität und Lösungsmittel, die
Kriterien, die die Auswahl des Polyvinylacetals primär beeinflussen. Kommerziell
bedeutende und gut verfügbare Polyvinylacetale sind Polyvinylformale und
Polyvinylbutyrale, wobei letztere insbesondere bevorzugt sind. Neben dem
Molekulargewicht spielt der sogenannte Acetalisierungsgrad eine wichtige Rolle.
Unter Acetalisierungsgrad versteht man den Anteil an 1,3-Dioxanen, die durch
Umsetzung eines Aldehyds mit zwei (benachbarten) Hydroxylgruppen des
Polyvinylalkohols gebildet werden. Je nach Anzahl der umgesetzten
Hydroxylgruppen verbleibt eine Menge nicht umgesetzter Hydroxylgruppen im
Polyvinylalkohol. Dieser Anteil noch vorhandener Hydroxylgruppen wird
manchmal auch als Rest-Polyvinylalkoholanteil bezeichnet. Für den Einsatz als
wasserabweisende Schicht auf der Polyvinylalkoholschicht haben sich besonders
solche bewährt, die einen hohen Acetalisierungsgrad, d. h. einen niedrigen Anteil
an Rest-Polyvinylalkohol im Molekül aufweisen. Je höher der
Acetalisierungsgrad, desto hydrophober die Außenschicht, was wiederum eine
gute Wasserresistenz bedingt. Beispielsweise bewirkt ein Unterschied in den
Acetalisierungsgraden von ca. 10%, dass der niedriger acetalisierte Film bei
längerem Lagern in Wasser eintrübt, während der höher acetalisierte Film völlig
klar bleibt.
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Die Dicken der applizierten Schichten richten sich nach den gewünschten
Eigenschaften. Bereits eine Schichtdicke von 2 µm jeder der einzelnen Schichten
ist hinreichend um Barrierewerte > 3 bei gleichzeitiger Wasserresistenz zu
erzielen. Dies bedeutet bei einer 0,5 l Flasche eine Gewichtszunahme von
lediglich ca. 0,2 g.
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Werden Vorformlinge beschichtet, ist es vorteilhaft, die Schichtdicke zunächst
entsprechend höher zu wählen, da beim Streckblasen die Komponenten gedehnt
werden. Je nach gewünschter Endschichtdicke, d. h. gewünschter Schichtdicke der
Barriere- und der Deckschicht des streckgeblasenen Formkörpers, sind die
Barriereschicht und die Deckschicht entsprechend dicker aufzutragen. Es kann
daher in diesen Fällen ein mehrfaches (wiederholtes) Aufbringen der einzelnen
Komponenten oder der Einsatz von höheren Konzentrationen von Vorteil sein. Da
die Vorformlinge für gewöhnlich nicht sofort in einer Streckblasmaschine
verarbeitet werden, ist die Geschwindigkeit der Aufbringung der Beschichtungen
unabhängig von der Geschwindigkeit der Befüllanlage. Daher können die
Vorformlinge auch mittels anderer Techniken, wie zum Beispiel durch Tauchen,
beschichtet werden.
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Der aufgetragene äußere Film wird ebenfalls getrocknet, wobei hier allerdings,
wie auch beim Auftragen, darauf zu achten ist, dass es sich bei dem eingesetzten
Lösungsmittel um ein organisches Lösungsmittel handeln kann und es daher zur
Bildung von explosionsfähigen Gemischen mit Luft kommen kann. Folglich wird
entweder unter einer Schutzgasatmosphäre gearbeitet oder andere Techniken
angewandt, die diese Gefahrenquelle eliminieren. Da es sich bei den
herzustellenden Gebinden um Produkte handelt, die primär im
Lebensmittelbereich Einsatz finden, ist der Gebrauch von Lösungsmitteln
bevorzugt aus dem Bereich der durch die jeweiligen gesetzlichen Bestimmungen
zugelassenen zu suchen. Hier eignen sich insbesondere spezielle Alkohole, wie
zum Beispiel Ethanol oder Butanol.
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Die mittels des Beschichtung erzielte Wirkung der Barriere lässt sich durch
geeignete Apparaturen messen. Diese Messungen laufen entweder auf die
Messung einer Druckzunahme in einem Messzylinder oder auf den Nachweis des
Gases außerhalb der Flasche (ebenfalls in einem abgeschlossenen Zylinder)
mittels Infrarotspektroskopie hinaus. Gemessen gegen einen Standard ergibt sich
dabei ein Faktor für die Verbesserung der Barriereeigenschaft, der im englischen
Sprachgebrauch mit Barriereverbesserungsfaktor (barrier improvement factor;
BIF) bezeichnet wird. Der BIF einer unbeschichteten PET-Flasche beträgt
demnach ungefähr 1. Ein BIF von 3 bedeutet dann, dass der Schutz des
abgefüllten Produkts vor CO2-Verlust und Sauerstoffeindringung dreimal so hoch
ist wie bei einer unbeschichteten PET-Flasche.
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Neben der Sperrwirkung z. B. gegenüber Kohlendioxid und Sauerstoff nach
außen, besteht andersherum auch eine Sperrwirkung von außen. Das bedeutet,
dass insbesondere das Eindringen von Sauerstoff von außen durch die
Gefäßwandwand unterbunden wird. Dies ist besonders bei Gütern wichtig, die
(leicht) oxidierbar sind bzw. die durch Oxidation geschädigt werden können.
Insbesondere Vitamine, Aromen und Enzyme können durch Oxidation geschädigt
werden, was den Verderb des Füllguts bedeutet. Insofern ist die Barriere nicht nur
auf eine Richtung beschränkt, vielmehr erfüllt sie gleichzeitig zwei Funktionen
(beispeilsweise: Kohlensäureverbleib in der Flasche (Barriere nach außen) und
Schutz gegen Oxidation (Sauerstoff) von außen (Barriere von außen)). Logischer
Weise bedeutet diese Barnerverbesserung eine längere Haltbarkeit des Füllguts,
was auch mit dem Begriff shelf life bezeichnet wird. Bei einem BIF von 1 beträgt
die Haltbarkeit (shelf life) beispielsweise 10 Wochen, so verdoppelt sich diese
Zeit bei einem BIF von 2 auf 20 Wochen. Bei höheren BIF-Werten entsprechend
länger. Diese Beispiele gelten für kohlensäurehaltige, alkoholfreie Getränke
(Colas und Limonaden).
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Bei Bier kommt der Sauerstoffbarriere, neben der Kohlendioxidbarriere, eine
bedeutende Rolle zu. Hier werden daher generell noch höhere
Mindestanforderungen an die BIF-Werte gestellt. Ein mindestens geforderter BIF
von 5 ergibt beispielsweise hier eine Shelf life Zeit von 4-6 Monaten. Höhere
BIF-Werte verlängern die Shelf life Zeit entsprechend.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von
Polyvinylalkohol als Barriereschicht zum Beschichten von Kunststoff-
Formkörpern.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
beschrieben, ohne dadurch jedoch in irgendeiner Weise eingeschränkt zu werden.
Beispiel 1
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren, zunächst in eine 5 gew.-%ige
wässrige Lösung aus einem Polyvinylalkohol (®Mowiol 28-99, Firma Kuraray
Specialities Europe GmbH) getaucht. Nach dem Abscheiden des überschüssigen
Materials werden die Flaschen für 4 Stunden bei 50°C im Umlufttrockenschrank
getrocknet. Anschließend werden die Flaschen in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 HH, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird erneut bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
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Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Beispiel 2
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren, zunächst in eine 5 gew.-%ige
wässrige Lösung aus einem Polyvinylalkohol (®Mowiol 28-99, Firma Kuraray
Specialities Europe GmbH) getaucht. Nach dem Abscheiden des überschüssigen
Materials werden die Flaschen für 4 Stunden bei 50°C im Umlufttrockenschrank
getrocknet. Anschließend werden die Flaschen in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 T, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird erneut bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
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Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Beispiel 3
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren, zunächst in eine 6 gew.-%ige
wässrige Lösung aus einem Polyvinylalkohol (®Mowiol 28-99, Firma Kuraray
Specialities Europe GmbH) getaucht. Nach dem Abscheiden des überschüssigen
Materials werden die Flaschen für 4 Stunden bei 50°C im Umlufttrockenschrank
getrocknet. Anschließend werden die Flaschen in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 HH, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird erneut bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
-
Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Beispiel 4
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren, zunächst in eine 6 gew.-%ige
wässrige Lösung aus einem Polyvinylalkohol (®Mowiol 28-99, Firma Kuraray
Specialities Europe GmbH) getaucht. Nach dem Abscheiden des überschüssigen
Materials werden die Flaschen für 4 Stunden bei 50°C im Umlufttrockenschrank
getrocknet. Anschließend werden die Flaschen in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 T, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
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Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 5
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 HH, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird erneut bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
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Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 6
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Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens werden 0,5 Liter PET-Flaschen
beschichtet und die Verbesserungen der Barriere gemessen.
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Es werden unbehandelte 0,5 Liter PET-Flaschen, geblasen aus 28 g-PET-
Vorformlingen mittels herkömmlicher Verfahren in eine 10%ige alkoholische
Polyvinylbutyral-Lösung (®Mowital B 30 T, Firma Kuraray Specialities Europe
GmbH) getaucht. Danach wird bei 50°C im Trockenschrank getrocknet.
-
Einige Flaschen werden dann für 7 Tage in Wasser bei Raumtemperatur getaucht.
Nach dem Trocknen an der Luft werden sie zunächst konditioniert (Klimaraum:
23°C, 50% rel. Luftfeuchte) und anschließend zur Messung in eine Messapparatur
gebracht. Nach Einstellen des Gleichgewichts (24 Stunden) wird für 48 Stunden
bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 7
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Zwecks Bestimmung des Barrierewerts unbeschichteter Flaschen werden
unbehandelte Flaschen den gleichen Testbedingungen wie in den Beispielen 1 bis
6 unterworfen und die Barrierewerte, nach identischer Konditionierung, bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Messung der Gasdurchlässigkeiten einer 0,5 Liter PET-Flasche, mit und ohne
Beschichtung