-
Hüllen aus Polyäthylen für Stoffe, die durch Abströmen oder Zuströmen
von Dämpfen oder Gasen geschädigt werden Die Erfindung betrifft die Verpackung von
Lebensmitteln oder anderen verderblichen Stoffen oder von Duftmischungen, synthetisch
aromatischen Chemikalien, natürlicher Extrakte (Auszüge oder Destillate von natürlichen
Stoffen, wie aromatischen Hölzern, Rinden, Zweigen, Blumen und Früchten).
-
Der Erfindung gemäß wird fluoriertes Polyäthylen in Form von Filmen
oder Formkörpern, wie z. B.
-
Behälter zum Einhüllen von Stoffen, wie Nahrungsmitteln, Duftstoffen
od. dgl., verwendet, die durch Zutritt oder Abströmen von Gasen oder Dämpfen geschädigt
werden. Um den Durchtritt von Gasen oder Dämpfen zu verhindern, besitzt das Polyäthylen
einen Fluorgehalt von 0, 03 bis 3, 5 Gewichtsprozent.
-
Die Haltbarkeit der Stoffe wird dadurch wesentlich gefördert. Bekannt
war es, beispielsweise die Oberfläche des Polyäthylens zu anderen Zwecken mit Fluor
zu behandeln. So wurde vorgeschlagen, Filme aus Polyäthylen oberflächlich mit Fluor
zu behandeln, um die Haftfähigkeit der Filme zu verbessern.
-
Als zu verpackende Stoffe kommen in Frage mineralische und pflanzliche
) le, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Aerosole, in welchen ein
unter Druck stehendes Gas, wie Stickstoffoxydul oder ein Freon (Chlorofluoromethan
oder-äthan), einen Druck aufrechterhält, Emulsionen, in welchen die Olphase die
zusammenhängende ist u. dgl.
-
Polyäthylenbehälter, insbesondere Flaschen, sind weit verbreitet
für die Aufbewahrung und den Transport von Duftmischungen, die synthetische Aromastoffe,
wie Citrusöl, Nelkenöl, Eugenol, Isoeugenol, Ionone, Orangenöl, Zitronenöl und andere
Stoffe, enthalten. Beispiele derartiger Behälter sind die biegsamen Polyäthylenflaschen
einschließlich der jetzt weit verbreiteten zusammendrückbaren Polyäthylenflaschen
sowie Flaschen aus mit Füllstoffen versehenen Polyäthylenmischungen, wie etwa Mischungen
von Polyäthylen und Farbstoffen oder anderen Füllstoffen, wie Bariumsulfat, Metallpulver,
Ton u. dgl. Obwohl der letzteren Flaschenart die Biegsamkeit der ersteren fehlt,
besitzt sie gleich ihr gegenüber den Glasflaschen die Vorteile der Unzerbrechlichkeit
und des leichten Gewichts sowie die anderen Vorteile von Polyäthylen.
-
Es ist bekannt, daß Polyäthylen gegenüber Duftmischungen und aromatischen
Chemikalien chemisch inert ist ; so löst es sich beispielsweise weder in ihnen noch
reagiert es mit ihnen, auch werden die einzelnen Bestandteile der Duftmischungen
durch die Berührung mit Polyäthylen nicht nachteilig beeinflußt.
-
Trotzdem tritt bei in Polyäthylenbehältern gefüllten Duftmischungen
nicht nur eine schnelle Anderung
des Duftcharakters auf, sondern auch ein beträchtlicher
Gewichtsverlust des Inhalts der verschlossenen Flaschen. Außerdem neigen die Behälter
auch dazu, sich zu verformen. Die Anderungen in der Zusammensetzung der Duftmischungen
und die auftretenden Gewichtsverluste werden durch ein Hindurchtreten der leichten
Bestandteile (Hiichtige oder leichte Bestandteile) und manchmal auch der mittleren
Bestandteile durch die Wände der Polyäthylenbehälter verursacht. Polyäthylen ist
also permeabel für Bestandteile des Parfüms und das verwendete Lösungsmittel (in
der Regel Alkohol). Diese Stoffe können in Dampf-oder Gasform durch die Wände des
geschlossenen Polyäthylenbehälters hindurchdiffundieren.
-
Es ist allgemein bekannt, dal3 zur Schaffung eines angenehmen Duftes
leichte, mittlere und schwere Bestandteile sorgfältig gemischt sein müssen. In der
Parfümindustriehat man nun allgemein die Erfahrung gemacht, daß alle gut ausgewogenen
Duftstoffe, die
diese drei Phasen enthalten, bei der Lagerung in
verschlossenen Polyäthylenbehältern ihre Zusammensetzung ändern, obwohl nichts in
flüssiger Form aus den Behältern austritt. Die leichten Bestandteile verschwinden
erheblich schneller als die mittleren, und diese treten wiederum erheblich schneller
durch die Polyäthylenwandungen hindurch als die schweren Bestandteile. Durch das
ungleiche Hindurchdiffundieren durch die Gefäßwandungen kommen nach einiger Zeit
die Duftmischungen völlig aus dem Gleichgewicht.
-
Polyäthylenbehälter können praktisch auch nicht für die Lagerung
von Mineral-oder Pflanzenölen oder von Emulsionen, in denen öl die zusammenhängende
Phase bildet, verwendet werden, da derartige Öle durch die Wände diffundieren. Versuche,
aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol in Polyäthylenbehältem zu lagern, führten
zur Zusammendrückung und Verformung der Behälter. Polyäthylenbehälter haben sich
auch als ungeeignet für die Verpackung von Aerosolen erwiesen, in welchen ein unter
Druck stehendes Gas, wie Stickstoffoxydul oder Freone (Chlorofluoromethan oder-äthan)
einschließlich Freon 114 (Dichlorotetrafluoräthan), den Inhalt unter Druck hielt,
da derartige Druckgase durch die Wände des Behälters hindurchdiffundieren, was einen
Druckverlust in diesem zur Folge hat.
-
Polyäthylenfilm ist ein hervorragend geeignetes Verpackungsmaterial
infolge seines Glanzes, seiner Zugfestigkeit, seiner verhältnismäßig geringen Durchlässigkeit
für Feuchtigkeit, seiner leichten Handhabung, seiner Wärmeisolierfähigkeit und seiner
Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht (die Durchlässigkeit für ultraviolettes
Licht erlaubt eine Ober-Bächensterilisation von in Polyäthylenfilm eingehüllten
Stoffen durch ultraviolettes Licht). Eine Verpackung in Polyäthylenfilm kommt aber
nur für solche Materialien in Frage, die weder durch atmosphärische Gase, wie Sauerstoff,
Luft oder Kohlendioxyd, schädlich beeinflußt werden noch Geschmacks-oder Duftstoffe
enthalten, welche durch das Polyäthylen hindurchtreten können. Die Anwendung von
PolyåthylenElm zur Verpackung von Lebensmitteln und anderen verderblichen Materialien,
die von atmosphärischen Gasen schädlich beeinflußt werden können, ist stark zurückgegangen,
wenn sie nicht ganz aufgehört hat, da Polyäthylen für atmosphärische Gase, insbesondere
Luft und Sauerstoff, welche zum Verderben führen oder das Aroma, die Farbe oder
den Geschmack ändern, verhältnismäßig stark durchlässig ist. Auch hat die Verpackung
von Fleisch, Käse, gekochten Lebensmitteln, getrockneten Früchten u. dgl. in Polyäthylenfilmhüllen
oft zur Verfärbung, zum Ranzigwerden oder zur Verringerung des Wohlgeschmacks des
Packungsinhaltes geführt.
-
Man hat viele Untersuchungen und Mühen aufgewendet, um Polyäthylenfilm
und-behälter zu verbessern, d. h. um ihre Permeabilität für atmosphärische Gase
oder für Duft-, Geschmacks-oder sonstige Stoffe auf ein Mindestmaß zu bringen, wenn
nicht ganz zu beheben. Soweit bekannt, sind sämtliche früheren derartigen Versuche
fruchtlos geblieben. Tatsächlich haben sich auch viele Forscher auf diesem Gebiet
der Entwicklung verschiedener Polymerisate zugewandt, wie etwa halogenisierter Polyäthylene
einschließlich polyrnerer Trifluorochloroäthylene und der Polymerisate von Vinylchlorid
und Vinylidenchlorid. Aus diesen Materialien können
Behälter durch Einspritzen oder
Einblasen in eine Form und ähnliche Verfahren hergestellt werden. Aus derartigen
Polymerisaten hergestellte Behälter haben aber nicht die wünschenswerte Biegsamkeit
des Polyäthylens und sind viel teurer, oder sie sind aus anderen Gründen ungeeignet.
-
Bei Hüllen für Lebensmittel und andere verderbliche Materialien hat
die Entwicklung verschiedene Wege eingeschlagen : 1. Mehrschichtenfilm, bei dem
eine Schicht, welche eine gute Trennwand für Gas oder Dampf ist, der aber andere
wünschenswerte Eigenschaften fehlen, mit einer anderen Schicht verbunden ist, welche
die erwünschten Eigenschaften hat, z. B. mit Polyäthylen verbundenes Cellophan.
-
2. Uberzogener Film, z. B. mit Wachsen oder Harzen einschließlich
Polyvinyl überzogener Film.
-
3. Besondere Plastikstoffe, Polyvinylidenchlorid, Polyester.
-
Diese Stoffe sind zwar im wesentlichen impermeabel für Gase, sind
aber dafür schwer zu handhaben und auch undurchlässigfür ultraviolettes Licht, wodurch
die Oberliachensterilisation des Packungsinhaltes, z. B. von Fleisch, unmöglich
gemacht wird.
-
Sie erzeugen auch statische Elektrizität beim Handhaben, besitzen
keineWärmeisolierfähigkeit, sind sehr teuer und haben noch andere Nachteile.
-
Die Erfindung schafft Film und Behälter aus Polyäthylen, welche verhältnismäßig
undurchlässig für atmosphärische Gase sind, ohne die erwünschten Eigenschaften des
Polyäthylens, wie den Glanz, die Zugfestigkeit, die Durchlässigkeit für ultraviolettes
Licht und die Wärmeisolierfähigkeit zu verringern.
-
Die der Erfindung entsprechenden Polyäthylenbehälter besitzen auch
eine erhöhte Impermeabilität für Gase und Dämpfe. Sind diese Polyäthylenbehälter
biegsam, wie etwa zusammendrückbare Flaschen, so haben sie die volle Biegsamkeit,
und die anderen erwünschten Eigenschaften des Polyäthylens, d. h. die Verbesserung
der Impermeabilität der Behälter, führt nicht zur Verschlechterung anderer erwünschter
Eigenschaften des Polyäthylens.
-
Die gemäß der Erfindung verwendbaren Hüllen oder Behälter aus Polyäthylen
verringern den Verlust an aromatischen Geschmacksbestandteilen von in ihnen verpackten
Lebensmitteln, wie etwa Käse, wenn sie ihn nicht ganz verhindern. Derartige Verluste
schwächen nicht nur die Nachfrage der Kundschaft nach solchen Lebensmitteln, sondern
sie führen auch zu Geschmacksveränderungen von anderen Lebensmitteln, die in der
Nähe gelagert sind.
-
Behälter oder Film aus Polyäthylen mit 0, 03 bis 3, 5, vorzugsweise
0, 05 bis 1, 5 Gewichtsprozent Fluor, gemessen am Gewicht des Polyäthylens, besitzen
gesteigerte Impermeabilität, ohne daß eine Verringerung der erwünschten Eigenschaften
des Polyäthylens eintritt.
-
Sämtliche handelsüblichen Polyäthylene, die zur Herstellung von Behältern
oder in Form von Film verwendet werden, können im wesentlichen impermeabel gemacht
werden. Derartige Polyäthylene bestehen gewöhnlich aus Athylenpolymerisaten mit
einem Molekulargewicht von mindestens 10 000, vorteilhaft von 14 000 bis 60 000.
-
Das Polyäthylen, das etwa in Form von Flaschen oder als Film der
Fluorbehandlung unterworfen wird,
hat erfindungsgemäß eine Stärke
von 0, 006 bis 6, 35 mm, bei Film beträgt die Stärke 0, 006 bis 0, 635 mm.
-
Die folgenden Vergleichswerte zeigen die überraschende Steigerung
der Impermeabilität von Behälter und Film aus fluoiertem Polyäthylen.
-
Bei allen Behälterversuchen wurden biegsame Flaschen aus handelsüblichem
Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 21000 verwendet.
-
Die Flaschen hatten ovale Form. Ihre Wandstärke schwankte zwischen
0, 51 und 1, 53 mm.
-
Beispiel 1 Fertig geformte, saubere Polyäthylenflaschen von je 0,
2041 Fassungsvermögen wurden mit einem Strom von Fluorgas bei Raumtemperatur (20
bis 25° C) teils 6, teils 12 Stunden lang behandelt. Eine Probescheibe von 1 cm
Durchmesser, die dem dicksten Teil der Wandung von Flaschen, welche 6 Stunden lang
mit Fluor behandelt worden waren, entnommen wurde, enthielt etwa 0, 3'0/o Fluor.
Die 12 Stunden mit Fluor behandelten Flaschen enthielten etwa 1, 5 ouzo Fluor. Die
Flaschen wurden dann mit Luft gespült, bis kein Geruch mehr zu spüren war, und ganz
mit flüssigem Allylcaproat gefüllt und verschlossen. Dieses Material wurde als Testfliissigkeit
benutzt, da es nicht nur sehr flüchtig ist und einen spezifischen Geruch besitzt,
sondern sich auch als hervorragendes Mittel zum Anzeigen der Permeabilität von Polyäthylen
gezeigt hat.
-
Die gefüllten Flaschen wurden dann gewogen und auf offenen Regalen
bei Raumtemperatur für die aus der folgenden Tabelle hervorgehenden Zeiträume geiagert.
Nach Ablauf dieser Zeiten wurden die Flaschen wieder gewogen und der Gesamtgewichtsverlust
festgestellt. Eine gleiche, nicht mit Fluor behandelte Flasche wurde dem gleichen
Versuch zu Kontrollzwecken unterworfen. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden
Tabelle 1 dargestellt : Tabelle 1
| Gewichtsverlust in ouzo |
| Behandlungsart vom Gesamtgewicht |
| der Flasche nach nach nach |
| 10 Tagen 21 Tagen 40 Tagen |
| a) Unbehandelt... 0, 8 2, 42 5, 67 |
| b) 6 Stunden fluor- |
| behandelt..... 0, 0009 0, 007 0, 0512 |
| c) 12 Stunden fluor- |
| behandelt.. 0, 020 0, 104 0, 400 |
Die obigen Angaben zeigen, daß die unbehandelte Flasche nach 40 Tagen 100mal mehr
an Gewicht verloren hatte als die 6 Stunden lang behandelte Flasche. Der strenge
kennzeichnende Geruch von Allylcaproat war bereits an den Außenwänden der unbehandelten
Flasche feststellbar, wahrend er an den behandelten Flaschen nicht zu spüren war.
-
Beispiel 2 Gereinigte Polyäthylenflaschen von 0, 2041 Fassungsvermögen
wurden mit Fluor behandelt, indem man einen Fluorgasstrom von dem Inneren der einen
Flasche
ins Innere der nächsten Flasche leitete. Die Flaschen waren dabei mit gegen Fluor
unempfindlichen Röhren verbunden. Sie wurden mit einem Fluorstrom von Raumtemperatur
verschieden lang behandelt. Die Behandlungszeiten gehen aus der folgenden Tabelle
2 hervor. So wurden verschiedene Fluorgehalte von 0, 05 bis 3, 5 Gewichtsprozent
erzielt. Nach der Fluorbehandlung wurden die Flaschen mit Luft gespült, bis kein
Geruch mehr zurückblieb, bis zu ihrem Fassungsvermögen mit flüssigem Allylcaproat
gefüllt und verschlossen. Eine unbehandelte Vergleichsflasche wurde genauso bis
zu ihrem Fassungsvermögen mit der gleichen Testflüssigkeit gefüllt und verschlossen.
Die verschlossenen Flaschen wurden gewogen und 40 Tage auf offenen Borden bei Raumtemperatur
gelagert. Danach wurden sie wieder gewogen, und der Gesamtgewichtsverlust wurde
festgestellt. Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengefaßt
: Tabelle 2
| Behandlungs-Gewichts |
| Behandlungsart der Flasche dauer erlust in/a |
| in Stundeng |
| gewicht |
| Unbehandelt... 0 4, 0 |
| Behandelt. gl2 0, 00174 |
| Behandelt... 1 0, 00224 |
| Behandelt.. 2 0, 00199 |
| Behandelt. 3 0, 00542 |
| Behandelt.. 4 0, 00293 |
Während des Versuches und nach dem Ablauf desselben war der strenge kennzeichnende
Geruch von Allylcaproat bereits außen an den unbehandelten Flaschen feststellbar,
während die Außenwände der behandelten Flaschen keinen merklichen Geruch zeigten.
-
Beispiel 3 Polyäthylenflaschen wurden zuerst gereinigt, um Fasern,
il und Fett zu entfernen. Danach wurden sie bei Raumtemperatur in eine Kammer eingebracht,
welche evakuiert wurde. Dann wurde langsam Fluorgas in die Kammer eingelassen, so
daß nach Ablauf einer Stunde Atmosphärendruck in der Kammer herrschte. Das Fluorgas
blieb dann eine weitere Stunde in Berührung mit den Polyäthylenflaschen.
-
Danach wurde das ganze System mit Luft gespült, bis kein Geruch mehr
zurückblieb. Die so behandelten Flaschen wurden dann teils mit der Testflüssigkeit
Allylcaproat (a), teils mit einem im Handel unter dem Namen » Desert Flower Toilet
Water « erhältlichen Duftstoff (b) und teils mit einem im Handel unter dem Namen
» Old Spice After Shave Lotion « erhältlichen Gesichtswasser (c) gefüllt. Die Flaschen
wurden gewogen und bei Raumtemperatur auf offenen Borden gelagert. Sie wurden nach
dem Ablauf der aus der nachfolgenden Tabelle 3 ersichtlichen Versuchszeiten wieder
gewogen. Der Gewichtsverlust wurde festgestellt. Zu Vergleichszwecken wurden unbehandelte
Polyäthylenflaschen der gleichen Behandlung unterworfen. Die Versuchsergebnisse
sind in der nachfolgenden Tabelle 3 zusammengestellt :
Tabelle 3
| Gesamte Versuchs- |
| Behandlungs- Gewichtsverlust |
| Behandlungsart der Flasche Testflüssigkeit dauer |
| dauer in % vom Gesamtgewicht |
| in Stunden |
| Unbehandelt.. 0 Allylcaproat 40 2, 9 im Mittel |
| Behandelt. 2 Allylcaproat 40 0, 053 im Mittel |
| Unbehandelt.. 0 Old Spice 27 0, 26 im Mittel |
| After Shave J |
| Behandelt 2 Old Spice 27 0, 06 im Mittel |
| After Shave |
| Unbehandelt.., Desert Flower 40 0, 36 im Mittel |
| Toilet Water |
| Behandelt. 2 Desere Water} 40 0, 11 im Mittel |
| Toiles Water |
Während des Versuches und nach dem Ablauf desselben war der strenge kennzeichnende
Geruch von Allylcaproat und Desert Flower Toilet Water bereits an den Außenwänden
der unbehandelten Flaschen feststellbar, während sich an den Außenwänden der behandelten
Flaschen kein Geruch bemerkbar machte.
-
In ähnlicher Weise zeigten die unbehandelten Flaschen, die Old Spice
After Shave enthielten, einen schwachen Gewürzgeruch an ihren Außenwänden, was bei
den behandelten Flaschen nicht der Fall war.
-
In der nachfolgenden Tabelle 4 ist die Fluorkonzentration und das
bei der Behandlung der Polyäthylenflaschen verwendete Verdünnungsmittel angegeben.
In der Tabele sind ebenfalls die Behandlungszeiten und der Fluorgehalt der behandelten
Flaschen aufgeführt. Die Flaschen bestanden aus Polyäthylen mit einem mittleren
Molekulargewicht von 21000 bis 23 000.
-
Tabelle 4
| Fluorgehalt Fluorgehalt |
| Behandlungs- |
| des Behandlungsgases der behandelten |
| dauer |
| in Volumprozent in Minuten Flaschen |
| Fluor I Stickstoff in Gewichtsprozent |
| 32 68 30 0, 18 |
| 53 47 90 0, 68 |
| 3 97 30 0, 09 |
| 5 * 0 30 0, 81 |
| 100 0 90 0, 19 |
| 100 0 90 0, 12 |
| 85 15 30 0, 12 |
| 85 15 60 0, 13 |
| 85 15 120 0, 15 |
* Bei diesem Versuch wurden die Flaschen in eine geschlossene Kammer gebracht. Die
Kammer wurde abgedichtet und evakuiert, dann wurde eine Fluormenge in die Kammer
eingefuhrt, die 50/o des Kammervolumens entsprach.
-
Sämtliche hier gemachten Angaben über die Permeabilität von Film
wurden unter Verwendung der Vorrichtung und des Prüfverfahrens erhalten, das in
dem Artikel von A. Cornwell Shermann beschrieben ist, welcher unter dem Titel »
Apparatus for Measuring the Gas Permeability of Film Materials of Low Permeability
« in » Industrial and Engineering Chemistry «, Analytical Edition, Vol. 16 (Nr.
1), auf S. 58 bis 60 vom 15. Januar 1944 in den USA. veröffentlicht ist.
-
Beispiel 4 Bei den Filmversuchen betrug das Molekulargewicht des
Polyäthylens etwa 23 000.
-
7, 62 m Polyäthylenfilm von 20, 3 cm Breite und 0, 0305 mm Stärke
wurden mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen, um Olreste und Fremdstoffe zu entfernen.
-
Der Film wurde dann in Luft getrocknet und in einer gasdichten Kammer
in Windungen aufgehängt, um beide Seiten des Films der Behandlung auszusetzen.
-
Die Kammer wurde dann evakuiert und mit trockenem Stickstoff gefüllt.
Dieser Evakuier-und Wiederfüllvorgang wurde zweimal wiederholt, um die Behandlungskammer
von sämtlicher anfangs vorhandener ungetrockneter, Feuchtigkeit enthaltender atmosphärischer
Luft zu reinigen. Nach dieser Ausspülung wurde der Druck in der Behandlungskammer
um etwa 712 mm gesenkt. Dann wurde in einem Zeitraum von 30 bis 40 Minuten Fluorgas
zugeführt, bis der Unterdruck nur noch etwa 356 mm betrug. An diesem Punkt wurde
die Einführung von Fluorgas in die Kammer beendet und trockenes Stickstoffgas zugeführt,
bis der Druck in der Kammer wieder 1 Atmosphäre betrug. Die Behandlungskammer enthielt
dann 50°/o Fluor und 50°/o Stickstoff.
-
Der Polyäthylenfilm blieb dann 30 Minuten in der Behandlungskammer,
welche anschließend mit trockenem Stickstoff ausgespült wurde, um das gesamte Fluorgas
zu entfernen. Die Kammer wurde dann geöffnet und der Film entfernt, welcher mit
kaltem Leitungswasser gewaschen, an der Luft getrocknet und 48 Stunden in einem
Klimaraum gelagert wurde, in dem eine Temperatur zwischen 24, 2 und 25, 6° C bei
einer relativen Feuchtigkeit von 45 bis 50°/o herrschte.
-
Der so erhaltene Film war klar und zeigte keine Verringerung der
Zugfestigkeit. Der Film wurde vor und nach der Behandlung mit folgenden Ergebnissen
grprüft, um seine Permeabilität für Sauerstoff und Kohlendioxyd festzustellen :
Permeabilität für Sauerstoff Vor der Behandlung..... 303 Nach der Behandlung...
46 Permeabilität für Kohlendioxyd Vor der Behandlung... 995 Nach der Behandlung....
148
Diese oben angeführten Werte und auch die weiter unten angegebenen
Werte für die Permeabilität geben die Zahl der Kubikzentimeter des entsprechenden
Gases an, die in 24 Stunden während des Versuches durch 645 cm2 der Filmfläche hindurctn-mten.
-
Beispiel 5 Polyäthylenblätter von 20, 3 cm Breite, 25, 4 cm Länge
und 0, 0508 mm Stärke wurden mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen, um sämtliche Rückstände
von bl und sonstigen Fremdstoffe zu entfernen. Der Film wurde dann an der Luft getrocknet
und in die gasdichte Behandlungskammer gebracht, die mit trockener Luft gespült
wurde. Die Behandlungskammer wurde dann mit einer Mischung von 50 Volumprozent Fluor
und 50 Volumprozent trockener Luft gefüllt. In dieser Mischung blieb der Film 30
Minute. Die Kammer wurde dann mit trockener Luft gespült, um das Fluorgas praktisch
völlig zu entfernen. Die Kammer wurde dann gegen die Atmosphäre geöffnet, der Film
wurde entnommen, mit kaltem Wasser gewaschen, luftgetrocknet und dann 48 Stunden
wie im Beispiel 4 in einem Klimaraum gelagert.
-
Der Film wurde vor und nach der Behandlung mit folgenden Ergebnissen
auf seine Permeabilität für Luft und Freon 114 (Dicllorotetrafluoroäthan) geprüft.
-
Permeabilität für Luft Vor der Behandlung............. 135 Nach der
Behandlung. 67
Permeabilität für Freon 114 Vor der Behandlung... 138 Nach der Behandlung.
25 Beispiel 6 Ein Polyäthylenfilmblatt von 20, 3 cm Breite, 30, 5 cm Länge und 0,
127 mm Stärke wurde mit Azeton gewaschen, um sämtliche öligen Rückstände und Fremdstoffe
zu entfernen. Dann wurde es an der Luft getrocknet und in die gasdichte Behandlungskammer
eingebracht, welche hierauf mit trockener Luft gespült wurde. Die Behandlungskammer
wurde dann mit einer 40 Volumprozent Fluor enthaltenden Mischung von Fluor und getrockneter
Luft gefüllt. Der Film blieb dann 10 Stunden in dieser Atmosphäre in der Behandlungskammer.
Danach wurde die Behandlungskammer mit trockener Luft gespült, um das Fluor praktisch
völlig zu entfernen. Der Film wurde hierauf der Kammer entnommen, in kaltem Leitungswasser
gewaschen und getrocknet. Danach wurde er mit folgenden Ergebnissen auf seine Permeabilität
mit Sauerstoff geprüft.
-
Vor der Behandlung ................ 90 Nach der Behandlung. 28 In
der nachfolgenden Tabelle 5 sind die Permeabilitätswerte für verschiedene Filmstärken
vor und nach der Behandlung zusammengestellt. Die Tabelle gibt auch die verschiedenen
Fluorkonzentrationen in der Behandlungskammer sowie die Behandlungszeiten an. Die
Fluorbehandlung war im übrigen die gleiche, wie sie oben im Beispiel 4 beschrieben
ist.
-
Tabelle 5
| Gehalt an Fluor Durch |
| und Verdünnungsgas die Behandlung |
| Folien- Behandlungsdauer Durchlässigkeit der Folie |
| in der Behandlungskammer erreichte Ver- |
| stärke in Volumprozent in Stunden ringerung |
| der Durchlässigkeit |
| Fluor verdünntes Gas vor der Behandlung nach der Behandlung |
| in % |
Sauerstoffdurchlässigkeit
| 2, 5 85 15 Luft* 2 116 23 78, 5 |
| 2, 0 85 15 Luft 1 167 39 76, 4 |
| 1,3 50 50 N2 ½ 256 44 82,7 |
| 1,0 50 50 N2 ½ 303 46 84,8 |
Mg-Durchlässigkeit
| 2, 0 85 15 Luft 1 600 136 77, 2 |
| 1, 3 50 50 N2 ½ 995 148 85, 2 |
| 1,0 50 50 N2 ½ 814 122 85,0 |
| 2,5 10 90 Luft 1 406 161 60,2 |
Freon 114-Durchlässirkeit
| 2, 0 50 50 Luft ½ 138 25 81,9 |
"Die Luft in allen Beispielen war getrocknete Luft.
-
Bei all den obigen Beispielen behielt das fluorbehandelte Polyäthylen
die ursprüngliche Zugfestigkeit, den Glanz, die Wärmeisolierfähigkeit und die Durchlässigkeit
für ultraviolettes Licht. Die prozentuale Durchlässigkeit des PolyäthylenSlms für
Wellenlängen zwischen 0, 23 und 0, 28 Mikron (ultravioletter Bereich) zeigt wenig
oder gar keinen Unterschied zwischen entsprechend der Erfindung mit Fluor be-
handeltem
und unbehandeltem Film. Bei einem Vergleichsversuch zeigte der mit Fluor behandelte
Film eine prozentuale Durchlässigkeit von etwa 28"/o für eine Strahlung mit einer
Wellenlänge von 0, 23 Mikron.
-
Die prozentuale Durchlässigkeit wuchs entsprechend der Zunahme der
Wellenlänge bis zu etwa 70%, in welchem Falle die Strahlung eine Wellenlänge von
etwa 0, 3 Mikron besaß. Der unbehandelte Film zeigte
eine Durchlässigkeit
im gleichenWellenlängenbereich, die nur etwa 1 oder 2<Vo größer war als die des
behandelten Films.
-
Behandelter Film nimmt auch Druck viel leichter an als unbehandelter.
So zeigte es sich beispielsweise, dal3 bei mit Spezialdruckerschwärze zum Bedrucken
von Polyäthylen bedrucktem unbehandeltem Film, der im bedruckten Bereich mit Klebeband
beklebt wurde, der Druck zusammen mit dem Klebeband entfernt werden konnte, während
bei behandeltem Film das Klebeband sauber blieb, d. h. den Druck nicht entfernte.
-
Die impermeablen Behälter besitzen all die wünschenswerten Eigenschaften
des Polyäthylens. Bei biegsamen Flaschen, wie etwa zusammenquetschbaren Flaschen,
hat die Fluorbehandlung keinen schädlichen Einfluß auf die Biegsamkeit des Polyäthylens.
-
Auch bei den festeren Polyäthylenflaschen wirkt Fluor nicht schädlich
auf die erwünschten Eigenschaften des Polyäthylens, es wird weder eine wesentliche
Verfestigung noch irgendwelche anderen schädlichen Veränderungen des Polyäthylens
verursacht.
-
Entsprechend der Erfindung verwendete Flaschen eignen sich außerordentlich
für die Verpackung und Lagerung von Toilett-, Schönheits-und kölnischen Wassern,
von fliissigen Desinfektionsmitteln u. dgl.
-
Die Erfindung ermöglicht, daß Behälter und Film aus fluoriertem Polyäthylen
weitgehend impermeabel für Gase sind, wie Sauerstoff, Luft, Stickstoff, Stickstoffoxydul,
Kohlendioxyd, Freone, Schwefeldioxyd, Athylen und andere konservierende oder unter
Druck stehende Gase und Flüssigkeiten, sowie die verdampfbaren Bestandteile von
Parfümen, einschließlich der leichten und mittleren Bestandteile. Diese Vorteile
werden ohne Beeinträchtigung der Biegsamkeit, Wärmeisoherfähigkeit und Durchlässigkeit
für ultraviolettes Licht erzielt.
-
Die erfindungsgemäße Verwendung von Film gewährleistet ein vorzügliches
Verpackungsmaterial für Lebensmittel und andere verderbliche Stoffe, die von den
atmosphärischen Gasen schädlich beeinflußt werden. Dieser Film kann zu einem Beutel
gestaltet werden, der eine Trennwand in einer Aerosolpackung bildet, welche Freon,
Stickstoffoxydul oder andere Druckgase von dem Nahrungsmittel oder einem anderen
Material trennt, das innerhalb des Beutels in der Aerosolpackung enthalten ist.
So können beispielsweise Anchovispaste, Mayonnaise, Marmeladen u. dgl.
in derartige
fluorbehandelten Polyäthylenbeutel verpackt sein, die in geeigneten Behältern, beispielsweise
aus Metall, untergebracht sind, welche ein Freon oder ein anderes Gas als Druckgas
enthalten. Der Polyäthylenbeutel dient in diesen Fällen dazu, das Nahrungsmittel
vor der Berührung mit dem Druckgas zu schützen, während das Nahrungsmittel innerhalb
des Behälters ist. Auf diese Weise kann das Nahrungsmittel in Form eines Bandes
oder regulierten Stromes durch Entspannung des Druckgases aus dem Behälter herausgedrückt
werden, ohne dal3 sich das Nahrungsmittel mit dem Druckgas mischt.
-
Weiterhin sind im wesentlichen impermeable Behälter geeignet zur
Lagerung und Verpackung von Toluol und anderen aromatischen Lösungsmitteln, Mineralölen,
einschließlich raffinierten Erdölen, vegetarischen Olen, wie Kornöl, Erdnußöl, Baumwollsamenöl,
sowie von Emulsionen, in denen Öl die zusammenhängende Phase bildet. Diese unzerbrechlichen
Behälter behalten die biegsamen Eigenschaften des Polyäthylens, beispielsweise als
Quetschflaschenzur Lagerung und Verteilung derartiger Öle, Emulsionen u. dgl. Diese
fluorierten Polyäthylenflaschen können als Quetschflaschen zur Lagerung und strahlenförmigen
Verteilung derartiger Ole und Emulsionen dienen.
-
In dieser Beschreibung sind die Prozentangaben Gewichtsprozente,
wenn nichts anderes gesagt ist. Die Drücke sind in Millimeter Quecksilbersäule angegeben.
Der Ausdruck Polyäthylen umfaßt auch die Polymethylene, die neben den Polyäthylenen
durch die Polymerisation von Äthylen entstehen ; das sind diejenigen Polymerisate,
welche CH2-Gruppen besitzen.