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Die Erfindung bezieht sich auf Schichtstoffe auf der Basis von Polyolefinfolien,
die zur Herstellung von Behältern, Umschlägen, kleinen Beuteln, Gefäßen und ganz
allgemein in der Verpackungsindustrie verwendet werden können.
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Bekanntlich müssen zur Verpackung bestimmte Materialien gute mechanische
und ästhetische Eigenschaften besitzen; sie müssen weiterhin undurchlässig und durch
Wärmeeinwirkung verschweißbar sein.
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Alle diese Eigenschaften gleichzeitig lassen sich nicht durch einheitliche
Folien, sondern nur durch Schichtstoffe erreichen.
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Erfindungsgegenstand ist ein thermoplastischer Schichtstoff, bestehend
aus einer Mittelschicht aus isotaktischem Polypropylen und einer Außenschicht aus
Polyäthylen, deren Dicke je zwischen 5 und 1000 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß
die andere Außenschicht aus einem Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisat
besteht und 1 bis 50 Cu dick ist.
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Dieser Schichtstoff besitzt bessere Eigenschaften bezüglich Undurchlässigkeit
von Gasen, Aromastoffen, Fetten und Feuchtigkeit und sehr gute mechanische, außerdem
ausgezeichnete ästhetische Eigenschaften wie Durchsichtigkeit und Glanz. Er kann
leicht durch Wärmeeinwirkung verschweißt werden.
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Als Copolymeres von Acrylnitril mit Vinylidenchlorid wird eines mit
einem Verhältnis von Vinylidenchlorid zu Acrylnitril von 85: 15 besonders bevorzugt.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Polyolefinfolien, nämlich die als
Mittelschicht verwendete Polypropylenfolie und die als Außenschicht verwendete Polyäthylenfolie
haben eine Dicke zwischen 5 und 1000 µ und können auch einer Vorbehandlung der Oberfläche
mit elektrischen Entladungen oder mit chemischen MitteIn zur Verbesserung der Haftfähigkeit
der Klebstoffe unterworfen werden.
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Das Copolymere wird auf die Polypropylenfolie vorzugsweise aus einer
Lösung aufgebracht. Auf diese beschichtete Folie wird die Polyäthylenfolie entweder
mit einem üblichen Kleber aufgeklebt oder durch Extrusionsbeschichtung aufgebracht.
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Die Polypropylen- und die Polyäthylenfolie können optische Füllstoffe,
Stabilisatoren, Gleitmittel, Füllstoffe, organische und anorganische Farbpigmente
u. dgl. enthalten.
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Die erfindungsgemäßen Schichtstoffe können zur Verpackung von Nahrungsmitteln,
deren Aroma geschützt werden muß, verwendet werden, wie z. B.
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Kaffee, Tee, Gewürze und genießbare Stoffe fettiger Natur, die durch
atmosphärischen Sauerstoff verderben. Außerdem können sie zur Verpackung von Produkten
unter Vakuum und zur Herstellung von sterilisierbaren Verpackungen verwendet werden.
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Die Schlagfestigkeit wird bestimmt als mittlere Zahl der Fallbrüche
von Säcken mit einer Größe von 138 - 50 mm, die nur an den Seiten verschweißt sind
und die 100 g Reis enthalten; die Säcke werden aus einer Höhe von 60 cm fallen gelassen,
wobei dieser Abstand vom Sackboden zur unelastischen Fallebene gemessen wird.
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Die Durchlässigkeit für Sauerstoff wird nach dem in Materie Plastische
Nr. 12, 1136 (1961), beschriebenen Verfahren gemessen.
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Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert: B e i s
p i e l Auf eine Folie aus orientiertem Polypropylen mit einer Dicke von 20 L wird
eine Lösung eines Vinyliden-
chlorid-Acrylnitril-Copolymeren (85: 15) in einer Mischung
aus gleichen Volumteilen Aceton, Methylketon und Toluol versprüht.
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Die Folie wird danach bei 700 C getrocknet, und auf einer Seite verbleibt
ein Überzug des Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeren mit einer Dicke von 4 in,
entsprechend 5 gim2.
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Diese Folie wird dann zu den Druckwalzen geführt, die auf 130 bis
150°C erhitzt sind, wobei die Polypropylenseite mit einer Polyäthylenfolie vereinigt
wird, die eine Dicke von 70 p besitzt und an einer Seite ein Polyesterharz in einer
Menge von 8 bis 9 g/mS aufweist; die Arbeitsgeschwindigkeit beträgt 10 mlMinute.
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Die Polyäthylenfolie wurde vor Behandlung mit dem Klebstoff einer
Oberflächenbehandlung mit elektrischen Entladungen unterworfen.
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Der Schichtstoff hat folgende Eigenschaften: Zugfestigkeit, kg/cm
(Instrom) längs ................. 3,50 quer ................. 5,30 Bruchdehnung,
°/0 längs ................. 130 quer ................. 26 Reißfestigkeit, g/25 µ
(Elmendorf) längs ................. 15,93 quer ................. 27,5 Schlagfestigkeit,
kg/cm (fallender Sack) höher als 116,5 Schlagfestigkeit (Reissäcke) .... höher als
60 Schälen ASTM D 903-49 ... Starke Adhäsion; die Filme brechen ohne Abschälen der
Schichten voneinander Schälen nach 24 Stunden, Eintauchen in tierische und pflanzliche
Öle und Fette.. starke Adhäsion Schweißbarkeitsbereich, °C.. 120 bis 225 Festigkeit
der Schweißnaht, g/cm (Instrom) längs ................. 1700 quer .................
900 bis 1000 Durchlässigkeit für Sauerstoff cm3 cm2 Sek. cm cmHg - 0,0220. 10-Gegenüber
den aus der belgischen Patentschrift 561 516 bekannten, nur aus zwei Schichten bestehenden
Schichtstoffen unterscheiden sich die aus drei speziellen Schichten aufgebauten
Schichtstoffe der vorliegenden Erfindung durch eine verringerte Gas-und Geruchsdurchlässigkeit.
Die erfindungsgemäßen Schichtstoffe eignen sich daher besonders zum Verpacken von
aromatischen Substanzen oder Produkten, die vor der Berührung mit Luft, Feuchtigkeit
oder Gas geschützt werden müssen. Wegen ihrer größeren Gasdurchlässigkeit (vgl.
die nachfolgende Tabelle) sind die aus dieser Druckschrift bekannten Schichtstoffe
für die genannten Verpackungszwecke nicht geeignet.
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In der USA.-Patentschrift 2 956 671 sind Schichtstoffe beschrieben,
die sich von den erfindungsgemäßen Schichtstoffen dadurch unterscheiden, daß sie
an Stelle der Polypropylenschicht eine Schicht aus Cellulosematerial aufweisen.
Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, haben die erfindungsgemäßen Schichtstoffe gegenüber
diesen Produkten bessere mechanische
Eigenschaften, insbesondere
eine bessere Zug- und Schlagfestigkeit.
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Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der Eigenschaften (mechanische
Eigenschaften und Gasdurchlässigkeit) eines erfindungsgemäßen Schichtstoffes mit
bekannten Schichtstoffen. Diese wurden nach dem Verfahren des Beispiels der vorliegenden
Erfindung
hergestellt, wobei folgende Foliendicken verwendet wurden: Polypropylenfolie
................. 25 Mikron Cellophanfolie ................. . 25 Mikron Polyäthylenfolie
................. 50 Mikron Vinylidenchlorid -Acrylnitril-Copolymer-Überzug .................
4 Mikron
| Zugfestigkeit Dehnung Schlag- Durchlässigkeit |
| Schichtstoff kg/cm % festigkeit für O2 |
| kg/cm |
| Längs- Quer- Längs- Quer- cm3 |
| (fallende Kugel) |
| richtung richtung richtung richtung cm2 # Sek. # cm hg |
| Polyäthylen- Polypropylen- Copolymeres |
| aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril |
| (Beispiel 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 5,1 7,6 120 27 116,5 0,022 # 10-7 |
| Polyäthylen-Cellophan, |
| Copolymeres aus Vinyliden-Acrylnitril |
| (USA.-Patentschrift 2 956 671) ......... 3,4 5,1 125 26 112
0,022 10-7 |
| Polyäthylen-Polypropylen |
| (belgische Patentschrift 561 516) 5,1 5,1 7,6 120 26 116,5
0,45 10-7 |
Die Ergebnisse zeigen, daß der an erster Stelle in der Tabelle aufgeführte erfindungsgemäße
Schichtstoff gegenüber dem an dritter Stelle stehenden Produkt der belgischen Patentschrift
561 516 eine wesentlich geringere Gasdurchlässigkeit aufweist. Gegenüber dem an
zweiter Stelle der Tabelle stehenden Produkt nach der USA.-Patentschrift 2 956 671
weist der erfindungsgemäße Schichtstoffbessere mechanische Eigenschaften, insbesondere
bessere Zug- und Schlagfestigkeit auf.
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Die Schlagfestigkeit wurde in den Vergleichsversuchen mit einer Vorrichtung
bestimmt, die Messungen an Schichtstoffen mit einer Festigkeit über 116,5 kg/cm
nicht erlaubte. Die Ergebnisse zeigen, daß hinsichtlich der Schlagfestigkeit der
erfindungsgemäße Schichtstoff auch von den Produkten der belgischen Patentschrift
561 516 erreicht wird. Hier ist jedoch zu berücksichtigen, daß in den Vergleichsversuchen
abweichend vom Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Dicke der
Polypropylenfolie von 25 µ gegenüber 20 p im Beispiel gearbeitet wurde. Es zeigte
sich, daß die gleiche Festigkeit von über 116,5 kg/cm, wie sie im Vergleichsversuch
erhalten wird, auch bereits bei einer Dicke der
Polypropylenfolie von nur 20 µ entsprechend
einem Schichtstoff des Ausführungsbeispiels erreicht wird.
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Das bedeutet, daß gegenüber der belgischen Patentschrift 561 516 die
gleiche Festigkeit mit einer Folie geringerer Dicke erzielt wird.
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Vergleichsversuch In einem weiteren Versuch wurde ein erfindungsgemäßer
Schichtstoff mit den bekannten Schichtstoffen verglichen, die auch nach den in den
betreffenden Druckschriften angegebenen Verfahren hergestellt worden waren. Dabei
zeigt sich, daß der erfindungsgemäße Schichtstoff, wie bereits aus der obenstehenden
Tabelle ersichtlich, insbesondere in seinen mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit
und Schlagfestigkeit den Schichtstoffen der USA.-Patentschrift 2 956 671 überlegen
ist. Gegenüber den Schichtstoffen der belgischen Patentschrift 561 516 zeigt auch
hier der erfindungsgemäße Schichtstoff die geringere Gasdurchlässigkeit. Herstellungsweise
und Eigenschaften der miteinander verglichenen Schichtstoffe ergeben sich aus der
folgenden Tabelle:
| Schichtstoff Nach Beispiel 1 Nach |
| gemäß Beispiel von USA.-Patent- helgischer Patent- |
| der vorliegenden schrift 2 956 671 schrift 561 516 |
| Ernndung |
| Mittelfolie ................. Polypropylen Cellophan Polypropylen |
| Dicke ................. 25 µ 25 µ 25 µ |
| Schicht auf einer Seite ................. .................
Vinylidenchlorid-Acrylnitril |
| Copolymer (90:10) |
| Dicke ................. 4\L 1 |
| Schicht auf der anderen Seite ................. .. Polyäthylen
mit einem Schmelzindex von 6 |
| (Extrusionsbeschichtung) |
| Zugfestigkeit (kg/cm) |
| längs ................. ................. .... 6,1 3,5 5,5 |
| quer ................. 7,3 6,0 7,4 |
| Schlagfestigkeit [fallende Kugel oder Kugelschlag- |
| prüfung] (kg/cm) ................. 150 112 125 |
| cm3 |
| Durchlässigkeit für Sauerstoff 0,02#10-7 0,02#10-7 0,45#10-7 |
| cm2#Sek.#cm Hg |