DE19859334A1 - Composite sheet with sealing- and sheet layers also includes heat resisting, reinforcing and adhesive layers and is designed to seal packages reliably, whilst offering uniform, easy tear-off characteristics to consumer - Google Patents
Composite sheet with sealing- and sheet layers also includes heat resisting, reinforcing and adhesive layers and is designed to seal packages reliably, whilst offering uniform, easy tear-off characteristics to consumerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine siegelbare Verbundfolie, wie sie in einer Vielzahl von Anwendungen als Deckelfolie zum Verschließen insbesondere von Lebensmittelverpackungen Verwendung findet.The invention relates to a sealable composite film, as in a variety of applications as a cover film for closing used in particular for food packaging.
Der zugehörige Verpackungsbehälter besteht in der Regel aus ei nem Kunststoffmaterial oder aus mit Kunststoff beschichtetem Karton.The associated packaging container usually consists of egg plastic material or plastic coated Carton.
Es hat eine Reihe von Anstrengungen gegeben, um solche siegel baren Verbundfolien vorzuschlagen, die dem Verbraucher das Öff nen der Verpackung erleichtern, so daß er ohne Verwendung von Werkzeugen wie Scheren oder Messer die Verpackung leicht von Hand öffnen kann. Darüber hinaus soll bei solchen sogenannten "peelbaren" Verbundfolien ein sauberes Aufreißen entlang der beim Verschließen der Verpackung gebildeten Siegelnähte erfol gen, und insbesondere sollen nicht Reste von Verbundfolienmate rialien außerhalb der Siegelungen bzw. Siegelbereiche am Ver packungsbehälter verbleiben, da dies nicht nur unästhetisch aussieht, sondern auch beim längeren weiteren Aufbewahren der geöffneten Packung hygienische Probleme mit sich bringen kann.There have been a number of efforts to seal such propose composite films that give consumers the public Lighten the packaging so that it can be used without using Tools such as scissors or knives easily remove the packaging Can open hand. In addition, such "peelable" composite films a clean tear along the sealing seams formed when the packaging is closed gene, and in particular should not be leftovers of composite film material rialien outside the seals or sealing areas at Ver Packing containers remain as this is not only unaesthetic looks, but also when you keep the opened pack can cause hygienic problems.
Die siegelbaren, peelbaren Verbundfolien weisen normalerweise eine Siegelschicht auf, welche die Folie mit dem Verpackungsun terteil fest verbindet. Andererseits soll das Abziehen der Ver bundfolie zum Öffnen der Verpackung möglich sein. Diese beiden Anforderungen stehen miteinander in gewissem Widerstreit. The sealable, peelable composite films normally have a sealing layer on which the film with the packaging firmly connects the part. On the other hand, the deduction of ver bund foil to open the packaging. These two Requirements are somewhat in conflict.
Dies tritt für den Verbraucher vor allem bei Verpackungen offen zutage, wenn diese mit ihrem Inhalt einem Sterilisationsprozeß unterzogen wurden, um eine verlängerte Haltbarkeit zu errei chen.This is particularly open to consumers when it comes to packaging come to light when the contents of a sterilization process have been subjected to an extended shelf life chen.
Bei dieser Art der Verpackung ist wegen der hohen Siegelnahtbe lastung beim Sterilisationsprozeß sowohl beim Erwärmen als auch beim Abkühlen eine extreme Festigkeit der Siegelnaht erforder lich. Gleichzeitig soll aber aus Gründen der einfachen Handhab barkeit ein Abziehen der Deckelfolie mit einer definierten Peelkraft möglich sein.This type of packaging is due to the high sealing seam load in the sterilization process both when heating and extreme cooling of the sealing seam required when cooling Lich. At the same time, however, for reasons of simple handling Ability to peel off the cover film with a defined Peel power may be possible.
Unter dem Begriff Peelfähigkeit versteht man das Auftrennenkön nen einer Siegelnaht, wobei z. B. die Deckelfolie einer Verpac kung ohne Einreißen, Fädenziehen oder Häutchenbildung vom Ver packungsunterteil abgezogen werden kann.The term peelability is understood to mean the separation NEN a sealed seam, z. B. the lidding film of a Verpac without tearing, stringing or pellicle formation from the ver lower part of the pack can be removed.
Bisher wurde dies auf unterschiedliche Art und Weise zu reali
sieren versucht:
So far, this has been attempted in different ways:
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1. Verwendung sehr dünner Siegelschichten, die sich aufgrund
unverträglicher Materialien in ihren Zusammensetzungen und
einer geringen Schichtdicke sehr leicht ohne Faden- und
Häutchenbildung abziehen lassen. Hier verbleibt die Sie
gelschicht im Bereich der Siegelnaht, komplett am Verpac
kungsunterteil.
Nachteil: keine hohe Siegelnahtfestigkeit erzielbar; Durchsiegeln, d. h. Durchdrückender Siegel schicht beim Siegeln möglich, was die Dichtig keit der Siegelnaht beeinträchtigen kann.1. Use of very thin sealing layers which, due to incompatible materials in their compositions and a small layer thickness, can be peeled off very easily without thread and skin formation. Here the sealing layer remains in the area of the sealing seam, completely on the lower part of the packaging.
Disadvantage: no high seal seam strength can be achieved; Sealing, ie pushing through the sealing layer, is possible when sealing, which can impair the tightness of the sealing seam. -
2. Einstellung der Haftkraft der Siegelschichten gegenüber
einer Trägerfolie (z. B. Aluminiumfolie), wobei der Siegel
bereich der Folie zur Gewährleistung eines definierten An
risses perforiert ist.
Nachteil: Für das Anreißen sind teure werkzeuggebundene Perforationseinrichtungen notwendig.2. Adjustment of the adhesive force of the sealing layers to a carrier film (e.g. aluminum foil), the sealing area of the film being perforated to ensure a defined tear.
Disadvantage: Expensive tool-bound perforation devices are necessary for scribing. -
3. Siegelschichten, die aus einem Blend von klassischem Sie
gelschichtmaterial und inerten Füllstoffen bestehen, die
zu Inhomogenität in der Siegelschicht führen und damit ein
Reißen in der Schicht ermöglichen.
Eine der neueren Entwicklungen hinsichtlich der Siegel schicht der siegelbaren und peelbaren Verbundfolie ist aus den europäischen Patentanmeldungen EP 0 207 626 und EP 0 353 613 sowie dem US-Patent 5,145,737 bekannt.
Charakteristisch für diese Verbundfolien ist, daß deren Siegelschicht so ausgebildet ist, daß sie in sich reißen kann, d. h. beim Öffnen der Packung verbleibt eine Teil schicht der Siegelschicht auf dem Verpackungsunterteil, während die restliche Teilschicht der Siegelschicht an der abgezogenen Verbundfolie verbleibt. Um dieses interne Rei ßen möglich zu machen, werden als Siegelschichten mit inerten Füllstoffpartikeln gefüllte Polymerschichten ver wendet, wobei ein Füllstoffgrad der polymeren Siegel schichten im Bereich von 15 bis 50 Gew.-% empfohlen wird. Die beiden obengenannten europäischen Patentanmeldungen empfehlen dann neben dem Füllstoffgehalt die Verwendung von zwei verschiedenen Polymeren in Mischung nebeneinan der, die jeweils speziell ausgesucht sind.
Nachteil: Hier muß ein Kompromiß zwischen gutem Siegeler gebnis und Peelfähigkeit eingegangen werden. Hieraus resultieren anwendungsbezogen ungleich mäßige Peelkräfte, die insbesondere nicht ge zielt beeinflußbar sind. Andererseits läßt sich der Siegelungsvorgang einigermaßen verläßlich nur in engen Parameterbereichen durchführen. Der Siegelabdruck, der dem Käufer der Packung als Sichtprüfung für die Qualität des Verschlusses der Verpackung dient, ist häufig ungleichmäßig.3. Sealing layers, which consist of a blend of classic sealing layer material and inert fillers, which lead to inhomogeneity in the sealing layer and thus enable tearing in the layer.
One of the more recent developments with regard to the sealing layer of the sealable and peelable composite film is known from European patent applications EP 0 207 626 and EP 0 353 613 and US patent 5,145,737.
It is characteristic of these composite films that their sealing layer is designed so that it can tear, ie when the package is opened, part of the sealing layer remains on the lower part of the packaging, while the remaining part of the sealing layer remains on the peeled composite film. In order to make this internal tearing possible, polymer layers filled with inert filler particles are used as sealing layers, with a degree of filling of the polymeric sealing layers in the range from 15 to 50% by weight being recommended. The two above-mentioned European patent applications then recommend, in addition to the filler content, the use of two different polymers in a mixture next to one another, each of which is specifically selected.
Disadvantage: A compromise must be made between a good seal result and peelability. This results in application-specific uneven peel forces, which in particular cannot be influenced in a targeted manner. On the other hand, the sealing process can only be carried out to a certain extent reliably in narrow parameter ranges. The seal print, which serves the buyer of the pack as a visual check for the quality of the closure of the packaging, is often uneven. -
4. Ein anderer Weg wird in dem US-Patent 4,673,601 gezeich
net, wobei die Folie eine sogenannte Deckschicht aus einem
Material mit niedriger Bruchdehnung und niedriger Weiter
reißfestigkeit aufweist, welch letztere aus Materialien
wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinyl
chlorid, Ethylen/Vinylacetatcopolymere, regenerierte Zel
lulose und Metalle wie z. B. Aluminium hergestellt sein
kann. Die Deckschicht ist über eine permanent klebende
Schicht mit einer Trägerfolie verbunden.
Mit der Ausnahme für den Fall, daß Polyethylen als Deck schicht verwendet wird, wird die Verwendung einer separa ten Siegelschicht aus herkömmlichen kalt- oder heißsiegel fähigen Materialien empfohlen, die auf die Deckschicht aufgetragen wird. Beim Ablösen der peelbaren Verbundfolie soll im Bereich der Siegelung die Siegel- und Deckschicht insgesamt von der restlichen Verbundfolie (Trägerfolie) abreißen und auf dem Verpackungsunterteil verbleiben. Da bei dieser Verbundfolie die Trägerfolie und die permanente Klebeschicht zusammen abgezogen werden, kann diese immer wieder durch einfaches Aufdrücken des Verpackungsdeckels auf das Verpackungsunterteil verschlossen werden.4. Another way is drawn in US Patent 4,673,601, wherein the film has a so-called cover layer made of a material with low elongation at break and low tear strength, the latter of materials such as. B. polyethylene, polypropylene, polyamide, polyvinyl chloride, ethylene / vinyl acetate copolymers, regenerated cellulose and metals such. B. aluminum can be made. The cover layer is connected to a carrier film via a permanent adhesive layer.
With the exception of the case where polyethylene is used as the top layer, the use of a separate sealing layer made of conventional cold or heat sealable materials is recommended, which is applied to the top layer. When the peelable composite film is detached, the sealing and cover layer in the area of the seal should tear off from the rest of the composite film (carrier film) and remain on the lower part of the packaging. Since the carrier film and the permanent adhesive layer are pulled off together with this composite film, this can be closed again and again by simply pressing the packaging lid onto the lower part of the packaging.
Problematisch bei der eingangs beschriebenen Art von peelbaren Verbundfolien ist deren mangelhafte Siegelbarkeit, während bei der beschriebenen zweiten Art von peelbaren Verbundfolien ein sauberes Ausreißen von Siegel- und Deckschicht Schwierigkeiten bereitet. Im letzten Fall kommt es häufig zu einer großflächi gen Ablösung der Siegel- und Deckschichten (Häutchenbildung). Außerdem sind diese Art Siegelfolien nicht für den Einsatz von zu sterilisierenden Verpackungen geeignet.Problematic with the type of peelable described at the beginning Composite films is their poor sealability, while at the described second type of peelable composite films neat pulling out of sealing and top layer difficulties prepares. In the latter case, there is often a large area detachment of the sealing and cover layers (pellicle formation). In addition, this type of sealing film is not for the use of suitable for sterilizing packaging.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine siegelbare Ver bundfolie vorzuschlagen, die oben genannte Probleme vermeidet und insbesondere eine Sterilisierung der gesiegelten Verpackung erlaubt. Dabei soll die Verpackung durch den Verbraucher leicht zu öffnen sein.The object of the present invention is to provide a sealable Ver propose bundle film that avoids the above problems and especially sterilization of the sealed packaging allowed. The packaging should be easy for the consumer to be open.
Eine solche siegelbare, leicht abziehbare Verbundfolie, die die oben genannte Aufgabe löst, weist erfindungsgemäß eine erste Folienschicht und eine Siegelschicht auf, wobei die erste Foli enschicht eine auf einem Polyolefin (A) basierende Polymerma trix und einen in der Polymermatrix verteilten partikelförmigen Füllstoff umfaßt, der mit einem Anteil von 25 bis 70 m%, bezo gen auf die Gesamtmasse der ersten Folienschicht, in deren Ma trix enthalten ist, wobei die Siegelschicht auf einem ungefüll ten Polyolefin (B) basiert, wobei die Kohäsionskraft. K1 des die erste Folienschicht bildenden Materials kleiner als die Kohäsi onskraft K2 des die Siegelschicht bildenden Materials und klei ner als die Verbundhaftkraft K3 zwischen der ersten Folien schicht und der Siegelschicht ist und wobei die Kohäsionsktaft K2 und die Verbundhaftkraft K3 jeweils größer sind als die An reißkraft K4 der Siegelschicht.Such a sealable, easily peelable composite film that the solves the above object, according to the invention has a first Film layer and a sealing layer, the first film a polyolefin (A) based polymer material trix and a particulate distributed in the polymer matrix Filler comprises, with a proportion of 25 to 70 m%, bezo to the total mass of the first film layer, to the extent trix is included, with the sealing layer on an unfilled ten polyolefin (B) based, the cohesive force. K1 of the first film layer forming material smaller than the cohesion force K2 of the material forming the sealing layer and small ner than the bond strength K3 between the first films layer and the sealing layer is and where the cohesive force K2 and the bond strength K3 are each greater than the An tear strength K4 of the sealing layer.
Bei der erfindungsgemäßen siegelbaren Verbundfolie wird er reicht, daß diese selbst bei harten Siegelbedingungen, d. h. bei einer Siegelung bei relativ hoher Temperatur und mit großem Druck der Siegelwerkzeuge, die eigentliche Siegelschicht als durchgehende Schicht erhalten bleibt und daß beim Öffnen des Behälters, d. h. beim Abziehen der Verbundfolie, ein Ausriß ent lang der Siegelung der Folie erfolgt, der auf Seiten des Unter teils die Siegelschicht und einen Teilausriß der ersten Folien schicht umfaßt. Das Anreißen erfolgt also definiert durch die Siegelschicht in die erste Folienschicht hinein und das Weiter reißen (Peelkraft) verläuft dann innerhalb der ersten Folien schicht.In the sealable composite film according to the invention, it becomes is enough that even under tough sealing conditions, i.e. H. with a seal at a relatively high temperature and with a large one Printing the sealing tools, the actual sealing layer as continuous layer is retained and that when opening the Container, d. H. when pulling off the composite film, a tear ent long the sealing of the film takes place on the side of the lower partly the sealing layer and a partial tear of the first films layer comprises. The marking is thus defined by the Seal layer into the first film layer and the next tear (peel force) then runs within the first films layer.
Dadurch läßt sich bei extrem guten Siegelwerten beim Öffnen der Verpackung eine genau definierte Ausrißlinie entlang den Sie gelbereichen erzielen.This allows for extremely good sealing values when opening the Packing a well-defined tear line along the line achieve gel areas.
Die zuvor definierten Kräftebeziehungen lassen sich bei der er findungsgemäß aufgebauten Folie sehr einfach dadurch sicher stellen, daß über eine Variation der Füllstoffgehalte in dem die erste Folienschicht bildenden Material deren Kohäsionskraft K1 kleiner als die Kohäsionskraft K2 des Materials, aus dem die Siegelschicht gebildet ist, eingestellt wird. Die Verbundhaft kraft K3 zwischen der ersten Folienschicht und der Siegel schicht wird, gegebenenfalls durch die Auswahl eines geeigneten Haftvermittlers oder Klebers, sichergestellt. Sie kann sich aber auch bereits durch das Coextrudieren der ersten Folien schicht und der Siegelschicht erzielen lassen. Eine ausreichen de Anreißkraft K4 kann beispielsweise über die Schichtdicke der Siegelschicht so vorgegeben werden, daß sie kleiner ist als die Kohäsionskraft K2 und die Verbundhaftkraft K3. Eine weitere Variationsmöglichkeit für die Anreißkraft besteht in gewissem Umfang in der Variation der Siegelbedingungen.The previously defined power relationships can be film constructed in accordance with the invention is therefore very simple and safe make that about a variation of the filler contents in the the first film layer forming material, its cohesive force K1 less than the cohesive force K2 of the material from which the Sealing layer is formed, is set. The Verbundhaft by force K3 between the first film layer and the seal layer, if necessary by selecting a suitable one Adhesion promoter or adhesive ensured. You can but also by co-extruding the first films layer and the sealing layer can be achieved. One is enough de Scribing force K4 can, for example, over the layer thickness Seal layer be specified so that it is smaller than that Cohesive force K2 and bond strength K3. Another There is a certain variation in the marking force Scope in the variation of the sealing conditions.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Folienaufbaus lassen sich die Anreißkraft und die Peelkraft sehr einfach, und vor allem ohne einander zu beeinflussen, einstellen. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Verbundfolien problemlos mit steifen Ka schierfolien zu einem Verbund zu verarbeiten.Due to the film structure according to the invention, the Marking force and peeling force very simple, and above all without to influence each other. In addition, the composite films according to the invention without problems with stiff Ka to process sheer foils into a composite.
Die bei Siegelungen mit solchen Verbundfolien erhaltenen Sie gelnähte erlauben auch eine Sterilisierung der gesiegelten Ver packung, ohne daß diese birst oder die Siegelnaht sich partiell löst. You will receive the seals from such composite films stitched seams also allow the sealed seals to be sterilized pack without bursting or the sealing seam partially solves.
Mit den ungefüllten Polyolefinsiegelschichten läßt sich erfin dungsgemäß eine extrem gute Siegelnahtfestigkeit erreichen, und zwar in einem sehr breiten Siegelbereich (Druck/Temperatur).With the unfilled polyolefin sealing layers can be invented according to an extremely good seal seam strength, and in a very wide sealing range (pressure / temperature).
Über die Wahl der Dicke der Siegelschicht und/oder der Siegel bedingungen läßt sich die Anreißkraft zum Trennen der Deckelfo lie vom Verpackungsunterteil vorgeben. Aufgrund der erfindungs gemäßen Materialwahl kann die Dicke der Siegelschicht relativ klein gehalten werden, ohne Einbußen in der Siegelnahtfestig keit in Kauf nehmen zu müssen. Dadurch können relativ einfach Faden- und Häutchenbildung vermieden werden.About the choice of the thickness of the sealing layer and / or the seal conditions can be the scribing force to separate the lid from the lower packaging part. Because of the fiction According to the choice of material, the thickness of the sealing layer can be relative can be kept small without sacrificing seal seam strength to have to put up with. This makes it relatively easy Thread and cuticle formation can be avoided.
Nach dem Anriß und Abriß der Siegelschicht erfolgt das Weiter
reißen der Siegelverbindung in der ersten Folienschicht selbst.
Dieses Weiterreißverhalten läßt sich bei der erfindungsgemäßen
Verbundfolie - wiederum unabhängig von der Festigkeit der Sie
gelnaht und ohne diese zu beeinträchtigen - durch
After the sealing layer has been torn and torn, the seal connection is torn further in the first film layer itself. This tearing behavior can be achieved with the composite film according to the invention - again regardless of the strength of the seam being sewn and without impairing it
- - die Variation des Füllstoffanteils,- the variation of the filler content,
- - durch dessen Teilgröße und- by its part size and
- - durch die Wahl der Schichtdicke der ersten Folienschicht- by the choice of the layer thickness of the first film layer
in gewissem Umfang für den jeweiligen Anwendungsfall einstel len.to a certain extent for the respective application len.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie und die damit erzielbare Sie gelverbindung zum Verpackungsunterteil führt dazu, daß beim Aufreißen der Verpackung Rückstände der Deckelfolie am Verpackungs unterteil als durchgehender Siegelabdruck verbleiben, die dem Verbraucher zeigen, daß eine vollständige Versiegelung vor lag.The composite film according to the invention and the achievable you Gel connection to the lower part of the packaging leads to the fact that Tear the packaging residues of the cover film on the packaging lower part remain as a continuous seal impression, the show the consumer that complete sealing before lay.
Die partikelförmigen Füllstoffe der ersten Folienschicht lassen sich aus einer breiten Palette bekannter inerter Füllstoffe auswählen, wobei erfindungsgemäß Talkum und/oder Kreide bevor zugt werden. Teile der Füllstoffe lassen sich durch Anteile von mit dem Matrixpolymer unverträglichen Polymeren ersetzen. Ver wendet man statt der empfohlenen Polyolefine Polyester als Ma trix bildendes Polymer, kann man mit geringeren Füllstoffgehal ten arbeiten als bei Polyolefinen.Leave the particulate fillers in the first layer of film a wide range of known inert fillers select, according to the invention before talc and / or chalk be moved. Parts of the fillers can be divided by replace incompatible polymers with the matrix polymer. Ver instead of the recommended polyolefins, polyester is used as a measure trix-forming polymer, you can with lower filler content ten work than with polyolefins.
Bei vergleichbaren Anwendungsfällen können mit der erfindungs gemäßen Verbundfolie wesentlich kürzere Siegelzeiten verwendet werden als diese bei den Materialien gemäß dem US-Patent 5,145,737 notwendig sind.In comparable applications, the fiction according to the composite film used significantly shorter sealing times are considered to be the case with the materials according to the US patent 5,145,737 are necessary.
Wie oben erwähnt, kann die Siegelung unter sehr harten Bedin gungen erfolgen, die beispielsweise dann vonnöten sind, wenn der Verpackungsbehälter gegebenenfalls im Siegelbereich des Siegelrandes mit fetthaltigen Inhaltsstoffen verschmutzt ist. Auch für diese Fälle (Beispiel: Verschließen von Milchflaschen) kann eine optimale Siegelung erhalten werden bei gleichzeitiger definierter Peelbarkeit der Verbundfolie.As mentioned above, the sealing can be done under very hard conditions conditions that are required, for example, when the packaging container may be in the sealing area of the Seal edge is contaminated with fatty ingredients. For these cases too (example: closing milk bottles) an optimal seal can be obtained with simultaneous defined peelability of the composite film.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Verbundfolie eine zweite Folienschicht auf, wobei die erste Folienschicht zwischen der zweiten Folienschicht und der Siegelschicht angeordnet ist. Im Hinblick auf die Vereinfachung der Herstellung kann vorgesehen sein, daß die zweite Folienschicht im wesentlichen dieselbe Zu sammensetzung aufweist wie die Siegelschicht.The composite film according to the invention preferably has a second one Film layer on, the first film layer between the second film layer and the sealing layer is arranged. in the With regard to the simplification of manufacture can be provided be that the second film layer is substantially the same composition like the sealing layer.
Das Material der zweiten Folienschicht weist eine Kohäsions kraft K5 auf, die größer ist als die Kohäsionskraft K1, und die Verbundhaftkraft K6 zwischen der ersten und der zweiten Folien schicht ist größer als die Kohäsionskraft K1 und die Anreiß kraft K4 zu wählen. Die erste Forderung wird beispielsweise be reits dadurch erfüllt, daß man für die zweite Folienschicht dasselbe Material wie für die Siegelschicht verwendet. The material of the second film layer has cohesion force K5, which is greater than the cohesive force K1, and the Bond strength K6 between the first and the second films layer is greater than the cohesive force K1 and the marking to choose by force K4. For example, the first claim will be already fulfilled in that for the second layer of film the same material as used for the sealing layer.
Durch die beidseitige Abdeckung der mit Füllstoffen gefüllten ersten Folienschicht kann eine solche dreilagige erfindungsge mäße Verbundfolie mit großen Rohstoffvariationen durch Coextru sion hergestellt werden, ohne daß die Extrusionsleistung beein trächtigt wird. Gleichzeitig werden auch die bei gefüllten Po lymerschichten teilweise auftretenden Rückstände am Düsenwerk zeug vermieden.Through the double-sided cover of the filled with fillers The first film layer can be such a three-layered fiction moderate composite film with large raw material variations through Coextru be produced without affecting the extrusion performance is pregnant. At the same time, those with full buttocks Residual layers of polymer layers on the nozzle unit stuff avoided.
Solche Verbundfolien lassen sich dann sehr einfach mit einer zusätzlichen Trägerschicht versehen, da diese einfach auf die zweite Folienschicht aufkaschiert werden kann.Such composite films can then be very easily with a additional support layer, as this simply on the second film layer can be laminated.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß die zweite Folienschicht, insbesondere, wenn sie im wesentlichen dieselbe Zusammensetzung wie die Siegelschicht aufweist, in ihrer Dicke wesentlich grö ßer dimensioniert wird, so daß damit die zweite Folienschicht gleichzeitig die Funktion einer Trägerschicht übernimmt.Alternatively, it can be provided that the second film layer, especially if they are essentially the same composition as the sealing layer has, is considerably larger in thickness is dimensioned so that the second film layer at the same time assumes the function of a carrier layer.
Ansonsten kann die Trägerschicht aus einer Vielzahl verschiede ner Materialien ausgewählt sein, beispielsweise Aluminiumfolie, Papier, biaxial orientiertes Polypropylen, biaxial orientiertes Polyethylen, biaxial orientierter Polyester oder biaxial orien tiertes Polyamid. Selbstverständlich lassen sich Trägerschich ten aus Polymermaterialien mit der erfindungsgemäßen Verbundfo lie coextrudieren.Otherwise, the carrier layer can be made from a variety of different ones materials, such as aluminum foil, Paper, biaxially oriented polypropylene, biaxially oriented Polyethylene, biaxially oriented polyester or biaxial orien tated polyamide. Of course, carrier layers ten made of polymer materials with the composite film according to the invention lie coextrude.
Bei einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verbundfolie wird diese eine außenliegende Schicht aufweisen, die als Hitze schild dient. Hierfür sind besonders Schichten geeignet, die auf der Basis von Polyamid oder Polyester, insbesondere Poly ethylenterephthalat, hergestellt sind.In a particularly preferred composite film according to the invention this will have an outer layer called heat shield serves. Layers are particularly suitable for this purpose based on polyamide or polyester, especially poly ethylene terephthalate.
Als Polyolefine (A) und (B) der ersten Folienschicht bzw. der Siegelschicht werden bevorzugt Polyethylene oder Polypropylene verwendet, wobei aus dem kompletten zur Verfügung stehenden Ty penspektrum ausgewählt werden kann. Ebenso bieten sich Copoly mere aller Art sowie Mischungen vorgenannter Polymere als Ma terialien an.As polyolefins (A) and (B) of the first film layer and the The sealing layer is preferably polyethylene or polypropylene used, whereby from the complete available Ty spectrum can be selected. Copoly are also available mers of all kinds and mixtures of the aforementioned polymers as Ma materials.
Die Auswahl wird sich vor allem an dem Material ausrichten, welches für den Verpackungsunterteil verwendet wurde, damit eine möglichst gute Kompatibilität der Siegelschicht und des Verpackungsmaterials gegeben ist.The selection will mainly depend on the material, which was used for the lower part of the packaging, so the best possible compatibility of the sealing layer and the Packaging material is given.
Das Polyolefin (A), das die Matrix für den partikelförmigen Füllstoff in der ersten Folienschicht bildet, wird bevorzugt als Polyethylen ausgewählt, und der Füllstoffanteil wird hier bevorzugt im Bereich von 25 bis 60 m% gewählt.The polyolefin (A), which is the matrix for the particulate Forming filler in the first film layer is preferred selected as polyethylene, and the filler content is here preferably selected in the range from 25 to 60 m%.
Eine sehr gute Alternative hierzu liegt darin, das Polyolefin (A) als Polypropylen auszuwählen, wobei hier der Füllstoffan teil bevorzugt im Bereich von 30 bis 70 m% ausgewählt wird, wo bei der Schmelzpunkt des auf Polypropylen basierenden Materials der ersten Folienschicht größer oder gleich dem Schmelzpunkt des Polyolefins (B) ist, bevorzugt ebenfalls Polypropylen, und der Kristallisationspunkt des Polypropylens um mindestens 5°C höher liegt als der Kristallisationspunkt des Polyolefins (B).A very good alternative is the polyolefin (A) to be selected as polypropylene, the filler here is preferably selected in the range from 30 to 70 m%, where at the melting point of the polypropylene based material the first film layer is greater than or equal to the melting point of the polyolefin (B), preferably also polypropylene, and the crystallization point of polypropylene by at least 5 ° C is higher than the crystallization point of the polyolefin (B).
Zur Definition der Begriffe Schmelzpunkt und Kristallisations punkt wird auf den DIN Entwurf 53765 verwiesen. Typische Werte für hier interessierendes Polypropylen sind in der nachfolgen den Tabelle 1 enthalten:To define the terms melting point and crystallization point is made to DIN draft 53765. Typical values for polypropylene of interest here are the following contain the table 1:
Bevorzugte Mengenbereiche der Füllstoffgehalte für Polyethylen und Polypropylen bzw. Abmischungen hiervon liegen im Bereich von 25 bis 50 m%, weiter bevorzugt 30 bis 45 m%. Da Polypropy len und Polyethylen mit einander unverträgliche Polymere dar stellen, kann bei der Verwendung von Abmischungen dieser beiden Polymere der Füllstoffgehalt für weitere, in der Regel anorga nische Füllstoffe geringer angesetzt werden. In gewisser Weise fungiert das eine in die Matrix des anderen Polymers eingela gerte, unverträgliche Polymer schon als Füllstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung.Preferred ranges of filler contents for polyethylene and polypropylene or blends thereof are in the range from 25 to 50 m%, more preferably 30 to 45 m%. Because polypropy len and polyethylene are mutually incompatible polymers can when using blends of these two Polymers the filler content for other, usually anorga African fillers are used less. In a way one acts in the matrix of the other polymer selected, incompatible polymer as a filler in the sense of present invention.
Als Füllstoffe werden solche mit einer Partikelverteilung ent sprechend einem Topcut von 1 bis 50 µm, weiter bevorzugt von 5 bis 30 µm und am meisten bevorzugt von 7 bis 20 µm eingesetzt.Fillers are those with a particle distribution speaking a top cut from 1 to 50 μm, more preferably from 5 up to 30 µm and most preferably from 7 to 20 µm.
Bei der Dimensionierung der Siegelschicht wird vorzugsweise eine Schichtdicke von 5 bis 15 µm gewählt. Diese Schichtdicke ist zum einen ausreichend, um eine gute Siegelung zu dem Ver packungsunterteil zu gewährleisten und dafür zu sorgen, daß auch bei härteren Siegelbedingungen, insbesondere bei der An wendung von hohen Siegeldrücken, die Siegelschicht als solche noch intakt bleibt. When dimensioning the sealing layer is preferred a layer thickness of 5 to 15 microns selected. This layer thickness is sufficient, on the one hand, to ensure a good seal to the ver to ensure the lower part of the pack and to ensure that even under tougher sealing conditions, especially with the An application of high sealing pressures, the sealing layer as such still remains intact.
Die erste Folienschicht kann in einem größeren Dickenbereich angesiedelt werden, der bevorzugt von 10 bis 250 µm verläuft.The first film layer can have a larger thickness range be settled, which preferably runs from 10 to 250 microns.
Bei bevorzugten Verbundfolien werden die Polyolefine (A) und (B) von derselben Polymerfamilie abgeleitet. Damit läßt sich insbesondere eine hohe Verbundhaftung der Siegelschicht auf der ersten Folienschicht sehr einfach, d. h. ohne Haftvermittler oder Kleber, bewerkstelligen.In preferred composite films, the polyolefins (A) and (B) derived from the same family of polymers. So that can in particular a high bond strength of the sealing layer on the first layer of film very simple, d. H. without adhesion promoter or glue.
Zur weiteren Optimierung der Eigenschaften der erfindungsgemä ßen Verbundfolie kann vorgesehen sein, daß die Verbundfolie eine erste (Sauerstoff-)Barriereschicht auf Ethylen-Vinylalko hol-Copolymerbasis oder Polyamid-Basis aufweist und eine zweite (Wasserdampf-)Barriereschicht auf Polyolefinbasis umfaßt, wobei die Schichten in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: Siegelschicht, erste Folienschicht, erste Barriereschicht und zweite Barriereschicht.To further optimize the properties of the invention ß composite film can be provided that the composite film a first (oxygen) barrier layer on ethylene vinyl alcohol hol-copolymer base or polyamide base and a second Polyolefin-based (water vapor) barrier layer, wherein the layers are arranged in the following order: Sealing layer, first film layer, first barrier layer and second barrier layer.
Aufgrund dieser zusätzlichen Barriereschichten läßt sich die Sauerstoffdurchlässigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit ge zielt beeinflussen und herabsetzen. Damit ist die Folie auf spezifische Anwendungsfälle, insbesondere in der Lebensmittel verpackung, hin ausrichtbar.Because of these additional barrier layers, the Oxygen permeability and water vapor permeability aims to influence and minimize. The slide is now on specific applications, especially in food packaging, can be aligned.
Schließlich kann, wie an sich bekannt, zwischen benachbarten Schichten oder zwischen jeweils benachbarten Schichten eine Haftvermittlerschicht angeordnet sein, so daß damit zusätzlich gezielt in die weiter oben definierten Kräftebeziehungen einge griffen werden kann.Finally, as is known per se, between neighboring ones Layers or between adjacent layers Adhesion promoter layer may be arranged, so that in addition targeted into the power relationships defined above can be gripped.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung und den Beispielen noch näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: These and other advantages of the invention are set out below explained in more detail with reference to the drawing and the examples. The individual shows:
Fig. 1a: Schematische Darstellung eines Ausschnitts ei ner mit einer erfindungsgemäßen Verbundfolie verschlossenen Verpackung; Fig. 1a: Schematic representation of a section of egg ner sealed with a composite film according to the invention packaging;
Fig. 1b: Verpackung gemäß Fig. 1a in aufgerissenem Zu stand; Fig. 1b: packaging according to Figure 1a in torn to stand;
Fig. 2 bis 4: weitere Varianten einer erfindungsgemäßen Ver bundfolie; und FIGS. 2 to 4: further variants of a composite film according to the invention; and
Fig. 5: schematische Darstellung eines Schälversuchs. Fig. 5: schematic representation of a peeling test.
Fig. 1a zeigt in einer ausschnittsweisen Schnittansicht durch einen Verpackungsbehälter 10 mit einem Unterteil 12 und einer Deckelfolie 14, die aus einer erfindungsgemäßen Verbundfolie hergestellt ist und die durch zwei durchbrochene Linien mit ei nem Siegelzonenbereich Z zur Siegelung bereitsteht. Fig. 1a shows a sectional sectional view through a packaging container 10 with a lower part 12 and a lid film 14 , which is made of a composite film according to the invention and which is available for sealing by two broken lines with egg nem zone Z.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Verbundfolie 14 beinhaltet eine erste Folienschicht 16, eine Siegelschicht 18, eine zweite Folienschicht 20, eine Haftvermittlerschicht 22 und eine Trä gerschicht 24.The structure of the composite film 14 according to the invention includes a first film layer 16 , a sealing layer 18 , a second film layer 20 , an adhesion promoter layer 22 and a carrier layer 24 .
Die erfindungsgemäße Verbundfolie 14 wurde dabei so herge stellt, daß zunächst ein Verbund der Schichten 16, 18 und 20 gemeinsam coextrudiert wurde, wobei die Zusammensetzung der Siegelschicht 18 und der zweiten Folienschicht 20 identisch sind, d. h. beide Schichten sind aus ungefülltem Polymermaterial gleicher Art hergestellt. Dadurch läßt sich in der ersten Folienschicht 16 bei der Coextrusion ein relativ hoher Füll stoffanteil verwenden, ohne daß das Risiko von Ablagerungen am Düsenwerkzeugaustritt entsteht. Über eine Haftvermittler- oder Kleberschicht 22 wird dann die Trägerschicht 24 aufkaschiert, die hier beispielsweise aus Aluminium, Polyethylenterephthalat (verstreckt oder unverstreckt) oder auch Polyamid bestehen kann. Die Materialauswahl für die Siegelschicht 18 (und damit für die zweite Folienschicht 20) wird in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung des Unterteils 12 vorgenommen. D. h. falls sich das Verpackungsunterteil 12 im wesentlichen aus Po lypropylen zusammensetzt, wird auch eine Polypropylensiegel schicht bzw. eine zweite Folienschicht 20 aus Polypropylen ver wendet werden. Dies gewährleistet besonders gute Siegelnahtfe stigkeit.The composite film 14 according to the invention was produced in such a way that first a composite of the layers 16 , 18 and 20 was coextruded together, the composition of the sealing layer 18 and the second film layer 20 being identical, ie both layers are made of unfilled polymer material of the same type. As a result, a relatively high proportion of filler can be used in the first film layer 16 during coextrusion, without the risk of deposits at the die exit. The backing layer 24 is then laminated on via an adhesion promoter or adhesive layer 22 , which here can consist, for example, of aluminum, polyethylene terephthalate (stretched or undrawn) or also polyamide. The material selection for the sealing layer 18 (and thus for the second film layer 20 ) is made depending on the material composition of the lower part 12 . That is, if the lower packaging part 12 is composed essentially of polypropylene, a polypropylene seal layer or a second film layer 20 of polypropylene will also be used. This ensures particularly good sealing seam strength.
Der Siegelvorgang wird in der in Fig. 1a angedeuteten Zone Z vorgenommen, und beim Aufreißen der Verpackung reißt zunächst die Siegelschicht 18 an der Kante 26 ab, worauf dann ein Ausriß in Form einer Teilschicht aus der ersten Folienschicht 16 er folgt. Die ausgerissene Teilschicht befindet sich zusammen mit dem ausgerissenen Teil der Siegelschicht 18 noch auf dem Unter teil wie in Fig. 1b schematisch angedeutet. Natürlich findet bei entsprechender Materialauswahl kein abrupter Materialüber gang zwischen der auf dem Unterteil verbleibenden Masse der Siegelschicht 18 und der Masse des Unterteils statt, was durch ein Tieferhineingreifen der Siegelmaterialien in das Material des Unterteils 12 in Fig. 1b schematisch dargestellt werden soll.The sealing process is carried out in the zone Z indicated in FIG. 1a, and when the packaging is torn open, the sealing layer 18 tears off at the edge 26 , which is then torn out in the form of a partial layer from the first film layer 16 . The torn out partial layer is still together with the torn out part of the sealing layer 18 on the lower part as indicated schematically in FIG. 1b. Of course, with an appropriate choice of material, there is no abrupt material transition between the mass of the sealing layer 18 remaining on the lower part and the mass of the lower part, which is to be illustrated schematically by a deeper reaching of the sealing materials into the material of the lower part 12 in FIG. 1b.
Wird das Ende der Siegelzone beim Aufreißen erreicht, reißt die Siegelschicht 18 an der Kante 28 ab, und es bildet sich entlang der Siegelnaht ein kompletter Ausriß aus der erfindungsgemäßen Verbundfolie 14, was dem Verbraucher die Anzeige und die Gewiß heit verschafft, daß die geöffnete Verpackung vollständig, d. h. fehlerlos versiegelt war.If the end of the sealing zone is reached when tearing open, the sealing layer 18 tears off at the edge 28 , and a complete tear out of the composite film 14 according to the invention is formed along the sealing seam, which gives the consumer the indication and the certainty that the opened packaging was completely, ie sealed flawlessly.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen weitere Varianten von erfindungs gemäßen Verbundfolien, die im folgenden im einzelnen noch näher beschrieben werden. Figs. 2, 3 and 4 show further variants of fiction, modern composite films, which are described in detail below in more detail.
Prinzipiell weist eine erfindungsgemäße Verbundfolie mindestens zwei Schichten auf. Diese setzen sich aus einer Siegelschicht 18 und einer ersten Folienschicht 16 zusammen. Wie bereits oben erwähnt, ist es jedoch vorteilhaft bei der Herstellung der er findungsgemäßen Verbundfolie, die erste Folienschicht 16, die ja ausgewählte Anteile an Füllstoffen enthält, insbesondere wenn diese erhebliche Anteile an der ersten Folienschicht aus machen, diese mit einer zweiten Folienschicht zu bedecken, so daß ein Dreischichtverbund coextrudiert wird, was Ablagerungen am Düsenwerkzeug vermeidet. Hierbei wird dann der Einfachheit halber die Zusammensetzung der zweiten Folienschicht 20 gleich gewählt wie die der Schicht 18, was jedoch nicht zwingend ist. Die Dickenverhältnisse in der Fig. 2 sind lediglich beispiel hafter Natur, und die Schicht 20 kann bei dem Dreischichtauf bau, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, wesentlich dicker sein, so daß die zweite Folienschicht gleichzeitig die Funktion einer Trägerschicht übernehmen kann.In principle, a composite film according to the invention has at least two layers. These are composed of a sealing layer 18 and a first film layer 16 . As already mentioned above, however, it is advantageous in the production of the composite film according to the invention to cover the first film layer 16 , which contains selected proportions of fillers, especially if these make up significant proportions of the first film layer, with a second film layer, so that a three-layer composite is co-extruded, which avoids deposits on the die tool. For the sake of simplicity, the composition of the second film layer 20 is then chosen to be the same as that of the layer 18 , but this is not mandatory. The thickness ratios in FIG. 2 are only exemplary in nature, and the layer 20 can be much thicker in the three-layer construction as shown in FIG. 2, so that the second film layer can simultaneously take on the function of a carrier layer.
In Fig. 3 ist ein wesentlich komplexerer Aufbau der erfin dungsgemäßen Verbundfolie gezeigt, wobei neben der ersten Foli enschicht 16 und der Siegelschicht 18 die der Siegelschicht 18 gegenüberliegende Seite der ersten Folienschicht 16 mit einer Haftvermittlerschicht 30 versehen ist, auf die dann die zweite Folienschicht 20 folgt. Auf dieser ist schließlich ebenfalls wieder über eine Haftvermittlerschicht 30 eine Trägerschicht 24 auflaminiert. Als Haftvermittlerschichten 30 kommen wieder üb liche Kaschierkleber bzw. Haftvermittlersysteme in Frage. Die zweite Folienschicht 20 kann bei der in Fig. 3 gezeigten Aus führungsform beispielsweise als eine Sauerstoffbarriere und/oder Wasserdampfbarriere ausgebildet sein.In Fig. 3 a much more complex structure of the OF INVENTION to the invention the composite film is shown, wherein besides the first Foli enschicht 16 and the sealing layer 18, 18 opposite side of the first film layer is provided with an adhesive layer 30 16 of the sealing layer, onto which the second film layer 20 follows. Finally, a carrier layer 24 is also laminated onto this via an adhesion promoter layer 30 . As adhesion promoter layers 30 usual laminating adhesive or adhesion promoter systems come into question again. In the embodiment shown in FIG. 3, the second film layer 20 can be designed, for example, as an oxygen barrier and / or water vapor barrier.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie erlaubt bei einem breiten Foliendickenbereich gleichbleibende Peelkräfte zu realisieren, auch bei unterschiedlichem Aufbau der Verbundfolie insgesamt. Hierbei sei noch einmal, wie bereits oben herausgestellt, er wähnt, daß für das Anreißen im wesentlichen die Schichtdicke der Siegelschicht 18 bzw. der Materialeigenschaften verantwort lich ist, während für das Weiterreißen Kohäsionskräfte der mit vorzugsweise anorganischen Füllstoffen gefüllten ersten Folien schicht 16 zum Tragen kommen.The composite film according to the invention allows constant peeling forces to be achieved over a wide range of film thicknesses, even when the composite film as a whole has a different structure. Here again, as already pointed out above, he mentions that the layer thickness of the sealing layer 18 or the material properties is responsible for the scribing, while for the tearing cohesive forces of the first films filled with preferably inorganic fillers layer 16 come into play .
Fig. 4 zeigt schließlich den Aufbau einer erfindungsgemäßen Verbundfolie mit einer Siegelschicht 18, einer ersten Folien schicht 16 und einer über einen Haftvermittler 30 auf die Ver bundfolie aufkaschierten Hitzeschild 32, welcher vorzugsweise aus verstrecktem Polyamid, Polyethylenterephthalat und ähnli chen geeigneten Materialien gebildet sein kann. Fig. 4 finally shows the structure of a composite film according to the invention with a sealing layer 18 , a first film layer 16 and a heat shield 32 laminated to the composite film via an adhesion promoter 30 , which can preferably be formed from stretched polyamide, polyethylene terephthalate and similar suitable materials.
Im folgenden sei an Beispielen die Herstellung erfindungsgemä ßer Verbundfolien beschrieben:The following is an example of the preparation according to the invention described composite films:
Eine Mischung aus 60 Masse% eines Polypropylenhomopolymers (Schmelzindex = 8,8 g/10 min bei 230°C/2,16 kg, Kristalli sationspunkt (DSC) = 112,8°C, Schmelzpunkt (DSC) = 166,3°C) und 40 Masse% Talkum mit einem Topcut von 7 µm wird in einem Werner + Pfleiderer Doppelschneckenextruder ZSK 92, Temperaturprofil 150/170/170/180/200/190/230/240/260/250/250/250/250°C aufgeschmolzen, homogenisiert, aus getragen und granuliert. A blend of 60% by mass of a polypropylene homopolymer (Melt index = 8.8 g / 10 min at 230 ° C / 2.16 kg, crystall sation point (DSC) = 112.8 ° C, melting point (DSC) = 166.3 ° C) and 40% by mass of talc with a top cut of 7 µm is in a Werner + Pfleiderer twin screw extruder ZSK 92, temperature profile 150/170/170/180/200/190/230/240/260/250/250/250/250 ° C melted, homogenized, from worn and granulated.
Das resultierende Polypropylencompound besitzt einen Schmelzindex von 5,2 g/10 min bei 230°C/2,16 kg und eine Dichte von 1,28 g/cm3 bei 23°C.The resulting polypropylene compound has a melt index of 5.2 g / 10 min at 230 ° C / 2.16 kg and a density of 1.28 g / cm 3 at 23 ° C.
Auf einer Castcoexanlage, bestehend aus den Extrudern A
(∅ 30, 25 D), B (∅ 60, 33 D) und C (∅ 40, 25 D) sowie ei
ner Breitschlitzdüse, wird folgende erfindungsgemäße Coex
materialstruktur (im folgenden Coexfolie genannt) bei
Massetemperaturen im Bereich von 220 bis 240°C sowie Dü
sentemperaturen von 230°C extrudiert.
Extruder A:
Propylen-Ethylen-Randomcopolymer für Sie
gelschicht 18 (MFI = 8,3 g/10 min (230°C;
2,16 kg), Schmelzpunkt = 150°C, TK =
108°C)
Extruder B:
o. a. Polypropylenmischung (Compound) aus
Schritt a) als erste Folienschicht 16
Extruder C:
Propylen-Ethylen-Blockcopoylmer (MFI =
5,0 g/10 min (230°C; 2,16 kg); Schmelz
punkt 160°C, TK = 111°C) für zweite
Folienschicht 20 The following coex material structure (hereinafter referred to as coex film) is on a Castcoex system, consisting of extruders A (∅ 30, 25 D), B (∅ 60, 33 D) and C (∅ 40, 25 D) and a slot die. extruded at melt temperatures in the range of 220 to 240 ° C and die temperatures of 230 ° C.
Extruder A:
Propylene-ethylene random copolymer for gel layer 18 (MFI = 8.3 g / 10 min (230 ° C; 2.16 kg), melting point = 150 ° C, T K = 108 ° C)
Extruder B:
The above polypropylene mixture (compound) from step a) as the first film layer 16
Extruder C:
Propylene-ethylene block copolymer (MFI = 5.0 g / 10 min (230 ° C; 2.16 kg); melting point 160 ° C, T K = 111 ° C) for second film layer 20
Die Schichtdicke der Siegelschicht 18 und der zweiten Fo lienschicht 20 beträgt jeweils 10 µm, jene der ersten Fo lienschicht 30 µm. Diese Schichtstruktur läßt sich pro blemlos über sehr lange Zeiträume kontinuierlich fahren, ohne daß Ablagerungen am Düsenwerkzeug auftreten. The layer thickness of the sealing layer 18 and the second film layer 20 is in each case 10 μm, that of the first film layer 30 μm. This layer structure can be run continuously over a very long period of time without any deposits occurring on the nozzle tool.
Ein zusätzlich durchgeführter Test, der mit diesen Mate rialien durchgeführt wurde, belegt die Möglichkeit der Herstellung einer sehr dünnen Verbund- oder Coexfolie mit einer Gesamtdicke < 20 µm ohne Abrisse und Löcher.An additional test carried out with these mate rialien, the possibility of Production of a very thin composite or coex film with a total thickness <20 µm without tears and holes.
Auf der selben Castcoexanlage wird ein Monofeedblock eingebaut und anschließend nur der Extruder B (∅ 60,33 D) betrieben. Die dabei hergestellte Monofolie weist eine Foliendicke von 50 µm auf und soll die Folie gemäß US-PS 5,145,737 simulieren.A monofeed block is installed on the same Castcoex system and then only operated extruder B (∅ 60.33 D). The The monofilm produced thereby has a film thickness of 50 µm on and is intended to simulate the film according to US Pat. No. 5,145,737.
Nach einem Zeitraum von 4 h kommt es bereits zum Auftreten von erstem Düsenbelag. Dieser wächst innerhalb von weiteren 4 h derart an, daß die Anlage nach 8 h abgestellt und gereinigt werden muß.After a period of 4 hours, first nozzle coating. This grows within a further 4 hours such that the system is turned off and cleaned after 8 hours must become.
Ein Versuch ohne die beiden Coexschichten läßt eine minimale Schichtdicke von 25 µm zu, darunter kommt es zu Schwierigkeiten im Randbereich bzw. zum Auftreten erster Löcher.An attempt without the two coex layers leaves a minimal Layer thickness of 25 microns too, there are difficulties in the edge area or for the appearance of first holes.
Die Folien (50 × 15 mm) des Beispiels 1 (Coexfolie) und des Vergleichsbeispiels 1 (Monofolie) wurden gegen eine 2 mm dicke Behälter-Folie (Material: PP-Homopolymer; MFI 3,0 g/10 min (230°C; 2,16 kg); Dichte 0,91 g/cm3) gesiegelt und dann das Anreiß- und Weiterreißverhalten geprüft.The films (50 × 15 mm) of Example 1 (coex film) and of Comparative Example 1 (mono film) were against a 2 mm thick container film (material: PP homopolymer; MFI 3.0 g / 10 min (230 ° C; 2.16 kg); density 0.91 g / cm 3 ) sealed and then the staining and tearing behavior checked.
Die Peelkräfte und Anreißkräfte wurden in einer Zugprüfmaschine 40 gemessen, die schematisch in der Fig. 5 dargestellt ist. Die Zugprüfmaschine 40 umfaßt obere, ortsfeste Klemmbacken 42 und untere Klemmbacken 44. Von einer Probe 46 wird der Behäl terfolienabschnitt 48 in den oberen Klemmbacken 42 eingeklemmt, der mit dem Behälterfolienabschnitt 48 über eine Siegelnaht 52 verbundene Verbundfolienabschnitt 50 wird wie in der Fig. 5 schematisch gezeigt um ca. 180° umgeklappt und mit seinem freien Ende in den unteren Klemmbacken 44 gehalten.The peel forces and marking forces were measured in a tensile testing machine 40 , which is shown schematically in FIG. 5. The tensile testing machine 40 comprises upper, stationary clamping jaws 42 and lower clamping jaws 44 . From a sample 46 , the container terfolienabschnitt 48 is clamped in the upper jaws 42 , the composite film section 50 connected to the container film section 48 via a sealing seam 52 , as shown schematically in FIG. 5, is folded down by approximately 180 ° and with its free end in the lower jaws 44 held.
Der Abstand zwischen den Klemmbacken beträgt ca. 50 mm, ist aber für die folgende Messung nicht kritisch.The distance between the jaws is approx. 50 mm but not critical for the following measurement.
Wichtig ist für Vergleichstests, daß die Siegelnahtbreite, d. h. deren Ausdehnung in Vertikalrichtung der Fig. 5 10 mm beträgt.It is important for comparative tests that the width of the sealing seam, ie its extent in the vertical direction in FIG. 5, is 10 mm.
Die unteren Klemmbacken 44 werden dann mit einer Abzugsge schwindigkeit von 100 mm/min in Richtung des Pfeiles F bewegt und die dabei auftretenden Kräfte gemessen. Die bei den so durchgeführten Schälversuchen erhaltenen Werte für die Anreiß kraft und die Peelkraft sind in der Tabelle 2 aufgelistet.The lower jaws 44 are then moved with a Abzugge speed of 100 mm / min in the direction of arrow F and the forces occurring are measured. The values for the marking force and the peeling force obtained in the peeling tests carried out in this way are listed in Table 2.
Bei der Siegelung wurde eine Siegelnaht 52 mit einer Breite von 10 mm über die gesamte Probenbreite (15 mm) erzeugt. Bei der Siegelung wurde ein Siegeldruck von 25 N/cm2 bei der in Tabelle 2 angegebenen Siegeltemperatur während 2 sec angewandt. During the sealing, a sealing seam 52 with a width of 10 mm was produced over the entire width of the sample (15 mm). A sealing pressure of 25 N / cm 2 was used for the sealing at the sealing temperature given in Table 2 for 2 seconds.
Generell zeigt sich eine höhere Konstanz bzw. höhere Anreiß- und Peelkräfte für die erfindungsgemäße Coexfolie.Generally there is a higher consistency or higher marking and peel forces for the coex film according to the invention.
An einem gesiegelten Behälter in Form einer Rundschale (Material wie oben definiert) mit 126 mm Stanzmaß, auf die die zu te stende Folie auf den 5 mm breiten Siegelrand (Materialdicke 2 mm) über dessen volle Breite bei einer Siegeltemperatur von 200°C, einem Siegeldruck von 330 N/cm2 und einer Siegelzeit von 2 sec aufgesiegelt war, wurden Berstdruckwerte gemessen. Hierzu wird der gesiegelte Behälter im Bereich des Behälterbo dens mit einer Hohlnadel durchstochen. Über die Hohlnadel wird der Druck im Inneren des Behälters mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,1 bar/10 sec erhöht, bis sich entweder die Siegelnaht löst oder die zu testende Folie platzt. Der dabei erreichte Druckendwert wird als Berstdruck definiert.On a sealed container in the form of a round shell (material as defined above) with a punching dimension of 126 mm, onto which the film to be tested is placed on the 5 mm wide sealing edge (material thickness 2 mm) over its full width at a sealing temperature of 200 ° C, one Sealing pressure of 330 N / cm 2 and a sealing time of 2 sec was sealed, burst pressure values were measured. For this purpose, the sealed container is pierced in the area of the container bottom with a hollow needle. The pressure inside the container is increased via the hollow needle at a speed of approx. 0.1 bar / 10 sec until either the sealing seam comes loose or the film to be tested bursts. The final pressure value reached is defined as the burst pressure.
Coexfolie 50 µm: 0,73 barCoex film 50 µm: 0.73 bar
Monofolie 50 µm: 0,54 barMonofilm 50 µm: 0.54 bar
Es zeigen sich deutlich höhere Berstdruckwerte für die Coexfo lie. Die Berstdruckwerte geben Auskunft über die Siegelnahtfe stigkeit, die insbesondere für die Sterilisierung der Verpac kungen von Bedeutung ist.There are significantly higher burst pressure values for the Coexfo lie. The burst pressure values provide information about the sealing seam Stability, especially for the sterilization of the Verpac kung is important.
Diese Beispiele verwenden statt der PP-Materialien des Bei
spiels 1 PE-Material mit folgender Charakterisierung:
60 m% eines hochdichten Polyethylenhomopolymers (Schmelzindex
190°C/2,16 kg: 0,30 g/10 mm; Dichte 0,959 g/cm3; Schmelzpunkt
ca. 133°C; Kristallisationspunkt ca. 119°C) und 40 m% eines
Talkums mit einem Topcut von 7 µm wurde auf einem Werner &
Pfleiderer Doppelschneckenkneter ZSK 133 (Temperaturprofil
150/170/170/180/200/190/230/210/225/220/220/220/220) aufge
schmolzen, homogenisiert, ausgetragen und granuliert.Instead of the PP materials from example 1, these examples use PE material with the following characterization:
60 m% of a high density polyethylene homopolymer (melt index 190 ° C / 2.16 kg: 0.30 g / 10 mm; density 0.995 g / cm 3 ; melting point approx. 133 ° C; crystallization point approx. 119 ° C) and 40 m% a talc with a top cut of 7 µm was melted on a Werner & Pfleiderer twin screw mixer ZSK 133 (temperature profile 150/170/170/180/200/190/230/210/225/220/220/220/220), homogenized, discharged and granulated.
Das resultierende PE-Compound weist einen Schmelzindex (190°C/2,16 kg) von 0,25 g/10 min auf sowie eine Dichte von 1,30 g/cm3.The resulting PE compound has a melt index (190 ° C / 2.16 kg) of 0.25 g / 10 min and a density of 1.30 g / cm 3 .
Die Folienherstellung wird wie zuvor vorgenommen mit den unten angegebenen Abweichungen:The film production is carried out as before with the below specified deviations:
Monofolie 35 µm als Blasfolie:
Alpine-Extruder (∅ 350; 18,5 D)
Coexfolie 35 µm als Blasfolie:
Extruder A: Alpine (∅ 50, 18,5 D) bauartgleich zur Monoanlage
Extruder B: Alpine (∅ 35, 18,5 D)
Extruder C: (Alpine (∅ 50, 18,5 D)
Düsendurchmesser: 225 mm
Düsenspalt: 0,8 mm
Breite der flachgelegten Blasfolien: 850 mm
Ausstoß in beiden Fällen: 90 kg/h
Aufblasverhältnis: 2,40Monofilm 35 µm as blown film:
Alpine extruder (∅ 350; 18.5 D)
Coex film 35 µm as blown film:
Extruder A: Alpine (∅ 50, 18.5 D) of the same design as the mono system
Extruder B: Alpine (∅ 35, 18.5 D)
Extruder C: (Alpine (∅ 50, 18.5 D)
Nozzle diameter: 225 mm
Nozzle gap: 0.8 mm
Flat blown film width: 850 mm
Output in both cases: 90 kg / h
Inflation ratio: 2.40
Im Vergleichsbeispiel 2 wurde mit PE entsprechend wie in Ver
gleichsbeispiel 1 verfahren. Bei der Prüfung der Anreiß- und
Peelkräfte bzw. der Berstdruckwerte wurde die zu testende Folie
gegen eine HDPE-Folie bzw. HDPE-Schale gesiegelt (2 mm dick;
Ausgangsmaterial in beiden Fällen: HDPE; MFI 0,1 g/10 min
(190°C/2,16 kg); Dichte 0,953 g/cm3). Im Ergebnis erhält man
In Comparative Example 2, PE was used in the same way as in Comparative Example 1. When testing the marking and peeling forces or the burst pressure values, the film to be tested was sealed against an HDPE film or HDPE shell (2 mm thick; starting material in both cases: HDPE; MFI 0.1 g / 10 min (190 ° C / 2.16 kg); density 0.953 g / cm 3 ). In the result you get
- - deutlich bessere Berstdruckwerte- significantly better burst pressure values
- - definierte Anreißkräfte als Funktion der Siegelschichtdicke- Defined marking forces as a function of the sealing layer thickness
Die Versuche von Beispiel 2/Vergleichsbeispiel 2 wurden inso weit modifiziert, als Folien mit einer Gesamtdicke von 50 µm hergestellt wurden.The experiments of Example 2 / Comparative Example 2 were so widely modified as foils with a total thickness of 50 µm were manufactured.
Die einzelnen Testwerte sind in Tabelle 3 enthalten.The individual test values are contained in Table 3.
Die Anreiß- und Peelkräfte wurden wie im Zusammenhang mit Bei spiel 1 beschrieben gemessen. The marking and peeling forces were as in connection with Bei Game 1 described measured.
(bestimmt an einer gesiegelten Schale wie in Beispiel 1)
Monofolie 50 µm: 0,48 bar
Monofolie 35 µm: 0,44 bar
Coexfolie 50 µm: 0,62 bar ≘ 30% höher als Monofolie
Coexfolie 35 µm: 0,53 bar ≘ 20% höher als Monofolie (determined on a sealed dish as in Example 1)
Monofilm 50 µm: 0.48 bar
Monofilm 35 µm: 0.44 bar
Coex film 50 µm: 0.62 bar ≘ 30% higher than mono film
Coex film 35 µm: 0.53 bar ≘ 20% higher than mono film
Durch den Mehrschichtaufbau (HDPE ohne Füllstoff außen, gefüll te Schicht innen) lassen sich die Anreißkräfte und vor allem die Berstdruckwerte definiert beeinflussen.Due to the multi-layer structure (HDPE without filler outside, filled layer inside) the marking forces and above all influence the burst pressure values in a defined manner.
Die Schichtdicke hat einen starken, kontrollierbaren Einfluß auf die Anreißkräfte. Heim Berstdruck sind bei dickeren unge füllten HDPE-Schichten noch höhere Werte zu erwarten.The layer thickness has a strong, controllable influence on the marking forces. Bursting pressure at home is thicker filled HDPE layers expected even higher values.
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