DE202009014170U1 - Dünner Film für Abfallverpackungskassetten - Google Patents

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Abstract

Mehrschichtfilm mit einem Gewicht von weniger als 19 g/m2 zur Verwendung zum Verpacken von übelriechenden Gegenständen, wobei der Film Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger 0,950 g/cm3 in zumindest einer Schicht umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polymerfilm, der ein Geruchs-Barrierematerial umfasst und dazu geeignet ist, übelriechenden Abfall zu verpacken.
  • Zahlreiche Abfallprodukte erzeugen Gerüche, die für die Umgebung eine Belästigung darstellen. Beispiele sind verfaulte Nahrungsmittel, Kinderwindeln und Katzenstreu.
  • Im Stand der Technik existieren viele Filme, die für einen Schutz vor schlechten Gerüchen verwendet werden könnten. Wie es in der Technik wohl bekannt ist, wird die Verwendung von Materialen wie EVOH, PVDC, Polyacrylonitril empfohlen, damit schlechte Gerüche nicht aus dem Behälter (beispielsweise Beutel oder eine andere Ausgestaltung) entweichen und eine unangenehme Atmosphäre erzeugen können.
  • Es existieren ebenfalls mehrere bekannte Ausgestaltungen der Verpackung in einen Film einer bestimmten Länge (beispielsweise 20 Meter) in einer komprimierten Form (beispielsweise in einer Kassette). Beispiele für repräsentative Kassetten sind in US 4,934, 529 oder US 3,356,192 dargestellt.
  • Im Allgemeinen umfasst die Kassette einen rohrförmigen Kern, eine Gehäusewand und einen Kassettenboden. Der Film wird durch das Areal zwischen dem Deckel der Kassette und der Gehäusewand hindurchgezogen. Die flexible Röhre bzw. das Schlauchmaterial wird aus der Kassette abgegeben. Nachdem der übelriechende Gegenstand in den Beutel geworfen wird, wird der Kern gedreht und das flexible Schlauchmaterial wird verdreht, so dass es den Abfall/die Umgebung so hermetisch wie möglich abschließt.
  • Um die nächste Windel zu entsorgen, schiebt der Verbraucher den nächsten Filmanteil an. Die vorher hermetisch verschlossene Windel wird nach unten gedrückt und die neue Windel wird in einer neuen Konfiguration verpackt. All diese unterschiedlichen Packungen werden in einem Behälter aufbewahrt, der regelmäßig entleert wird.
  • Die Abtrennung einer Packung von der anderen kann durch verschiedene Mittel erreicht werden. Ein rotierendes Messer wird bevorzugt.
  • FILMEIGENSCHAFTEN
  • Im Stand der Technik wurden mehrere mögliche Filmkonfigurationen bzw. -Ausgestaltungen entweder als Einschicht- oder Mehrschichtfilm vorgeschlagen. Die Grundeigenschaften, die ein Film aufweisen sollte, um in diesem speziellen Fall verwendbar zu sein, sind:
    • 1. Eine Geruchsbarriere.
    • 2. Ausreichende Rückfederungskraft-Eigenschaften (nicht elastisch) aufweisen, so dass er effizient in der Kassette komprimiert werden kann.
    • 3. Ausreichende mechanische Eigenschaften aufweisen (beispielsweise Reißfestigkeit, Dehnung).
  • Wir haben überraschenderweise herausgefunden, dass all diese Merkmale mit einem äußerst leichten Mehrschichtfilm bzw. Mehrschichtfolie mit einem Flächengewicht von weniger als 19 g/m2 erreicht werden kann. Dies ist für die Umwelt extrem vorteilhaft, weil Mehrschicht-Filme mit einem derartig geringen Gewicht pro Oberfläche schwierig herzustellen sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrschichtfilm mit einem Gewicht von weniger als 19 g/m2, der zur Verpackung von übelriechenden Gegenständen verwendet werden kann, wobei der Film Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,950 g/cm3 in wenigstens der äußeren oder inneren Schicht umfasst.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Film die folgende Konfiguration auf:
    • 1. Mehr als drei Schichten insgesamt.
    • 2. Zwei Schichten, die Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,950 umfassen.
    • 3. Eine Sauerstoffbarriereschicht.
  • Definitionen:
  • In dieser Anmeldung werden die folgenden Definitionen verwendet:
    Der Begriff ”Film” bzw. ”Folie” betrifft eine flache oder schlauchförmige flexible Struktur aus einem thermoplastischen Material.
  • Der Begriff ”hitzeschrumpfbar” bzw. ”wärmeschrumpfbar” betrifft einen Film, der in zumindest der Längs- oder Querrichtung um zumindest 10% schrumpft, wenn er für 4 Sekunden auf 90°C erhitzt wird. Die Schrumpfbarkeit wird in Wasser gemäß ASTM 2732 gemessen. Für Temperaturen wie 100°C oder darüber wird Glycerin als Referenzflüssigkeit verwendet.
  • Der Begriff ”Gesamthitzeschrumpfbarkeit” bzw. ”Gesamtwärmeschrumpfbarkeit” betrifft die Summe der Hitzeschrumpfbarkeit in der Längsrichtung (MD-Richtung) und die Hitzeschrumpfbarkeit in der Querrichtung (TD-Richtung). In allen Fällen wird ASTM 2732 zur Messung der Schrumpfbarkeiten verwendet.
  • Der Begriff ”Mehrschicht” betrifft einen Film, der drei oder mehr Schichten umfasst.
  • Der Ausdruck ”Längsrichtung” oder ”Maschinenrichtung”, hierin als ”MD” abgekürzt, betrifft die Richtung entlang der Länge des Films.
  • Der Ausdruck ”Außenschicht” bzw. ”äußere Schicht” betrifft die Filmschicht, die mit der Außenumgebung (Atmosphäre) in unmittelbaren Kontakt kommt.
  • Der Ausdruck ”innere Schicht” bzw. ”Innenschicht” betrifft die Filmschicht, die mit dem verpackten Produkt in direkten Kontakt kommt. Diese wird ebenfalls als ”Dichtungsschicht” bezeichnet, weil diese Schicht hermetisch abgedichtet werden muss, um das Produkt vor dem Eintritt von Luft zu schützen.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”Homopolymer” ein Polymer, das sich aus der Polymerisation eines einzelnen Monomers ergibt.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”Copolymer” ein Polymer, das sich aus der Polymerisation von zumindest zwei unterschiedlichen Polymeren ergibt.
  • Wie hierin verwendet schließt der Begriff ”Polymer” beide obige Typen ein.
  • Wie hierin verwendet identifiziert der Begriff ”Polyethylen” Polymere, die im Wesentlichen aus der Ethylengrundeinheit bestehen. Diejenigen, die eine Dichte von mehr als 0,940 aufweisen, werden als hochdichtes Polyethylen (HDPE) bezeichnet, diejenigen, die eine Dichte von weniger als 0,940 aufweisen werden als Polyethylen niederer Dichte bzw. Hochdruckpolyethylen (LDPE) bezeichnet.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Ausdruck ”Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer” Polymere wie Polyethylen niederer Dichte (LLDPE), Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE), Polyethylen sehr niederer Dichte (VLDPE), Polyethylen mit ultraniederer Dichte (ULDPE), Metallocenkatalysierte Polymere und Polyethylenplastomere und Elastomere.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”homogene Ethylen-alpha-Olefin-Copolymere” Ethylen-alpha-Olefin-Copolymere mit einer Molekulargewichtsverteilung von weniger als 2,7 wie durch GPC gemessen. Typische Beispiele für diese Polymere sind AFFINITY von DOW oder Exact von Exxon.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Ausdruck ”Styrolpolymere” ein Styrolhomopolymer wie beispielsweise Polystyrol und betrifft Styrolcopolymere wie beispielsweise Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Butadien-Styrolcopolymere, Styrol-Isopren-Styrolcopolymere, Styrol-Ethylen-Butadien-Styrolcopolymere, Ethylen-Styrolcopolymere und dergleichen.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Ausdruck ”Ethylen-Methacrylatcopolymere” Copolymere von Ethylen und Methacrylatmonomer. Der Monomergehalt beträgt weniger als 40%.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Ausdruck ”Ethylvinylacetat-Copolymer” oder EVA Copolymere von Ethylen und Vinylacetat.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff EVOH verseifte Produkte von Ethylenvinylester-Copolymeren. Der Ethylengehalt ist typischerweise im Bereich von 25 bis 50%.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff PVDC ein Vinylidenchlorid-Copolymer, wobei ein Hauptanteil des Copolymers Vinylidenchlorid und ein geringerer Anteil des Copolymers ein oder mehrere Monomere wie beispielsweise Vinylchlorid und/oder Alkylacrylate und Methacrylate umfasst.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”Polyamid” Homopolymere und Copolymere. Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 12, Polyamid 6/66, Polyamid 6/12, Polyamidelastomere, MXD-Polyamide und andere Copolymere sind für die Erfindung besonders nützlich.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”Polyester” Polymere, die Terephthalat-Einheiten umfassen. Beispiele für Polyester sind PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), Polyester-Elastomer (Blockcopolymer, umfassend Ester- oder Ethereinheiten), PTT oder andere ähnliche Polymere.
  • Wie hierin verwendet umfasst der Begriff ”Ionomer” die Copolymere von Ethylen und Methacryl- oder Acrylsäure, die metallneutralisiert sind. Ein Beispiel für derartige Materialen ist Surlyn von Dupont.
  • Wie hierin verwendet betrifft der Begriff ”im Wesentlichen nicht-elastisches Material” Materialien oder Materialverbindungen, die zumindest 40 Gew.-% anorganische Stoffe wie beispielsweise Calciumcarbonat, Titandioxid, Wollastonit, Mica, Glasfasern, Dolomit und dergleichen umfassen. Die restlichen Gewichtsprozente können Polyethylen, Polypropylen, Styrolpolymer oder ein anderes thermoplastisches Material sein.
  • Alle Messmethoden, die hierin erwähnt sind, sind für den Fachmann leicht verfügbar. Beispielsweise können sie vom American National Standards Institute unter www.webstore.ansi.org erhalten werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß eines ersten Aspektes betrifft die vorliegende Erfindung einen Mehrschichtfilm mit einem Gewicht von weniger als 19 g/m2, der zur Verpackung von übelriechenden Gegenständen verwendet wird, wobei der Film Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,950 g/m3 in wenigstens einer Schicht umfasst.
  • Die Mehrschichtfolie der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise zwei Schichten, die Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,950 g/cm3 in beiden Schichten umfasst.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Film den folgenden Aufbau auf:

    AUßENSCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/BARRIERESCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/INNENSCHICHT,

    wobei beide, Außen- und Innenschicht, Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer umfassen. Es sei erwähnt, dass für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, der Begriff ”Innenschicht” als eine zusätzliche Außenschicht des Mehrschichtfilms betrachtet werden sollte, die sich in direkter Berührung mit dem zu verpackenden Gut befindet (d. h. eine Außenschicht des Films, die nach dem Verpackungsprozess auf der Innenseite angeordnet ist, und nicht gegenüber der Umgebung exponiert ist).
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung den selben Aufbau auf, wobei sowohl Innen- als auch Außenschicht ein ”im Wesentlichen nicht-elastisches Material” (SNR) umfassen.
  • In einer bevorzugten Version der Erfindung ist das SNR-Material zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 20%, vorzugsweise zumindest 30%, der Außen- oder Innenschicht.
  • Vorzugsweise umfasst der Film eine Sauerstoffbarriereschicht. In einer bevorzugten Version der Erfindung ist dieses Barrierematerial in der Barriereschicht Polyamid. Polyamid 6, Polyamid 6/66 und MXD-Nylon sind besonders bevorzugt.
  • In den Zwischenschichten können typische Klebharze wie Maleinsäureanhydrid-modifizierte Polyolefine verwendet werden. Typische Beispiele sind BYNEL von Dupont und OREVAC von Arkema.
  • In der Technik wohl bekannte Additive können in einer oder mehreren Schichten der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Gleitmittel, Antihaftmittel, Beschlagverhinderungsmittel, Polymer-Verarbeitungshilfsstoffe können falls notwendig verwendet werden. Antimikrobielle Additive können ebenfalls in einer oder mehreren der Schichten verwendet werden, um die Mikrobenbildung zu hemmen. Vorzugsweise befindet sich das antimikrobielle Mittel auf der Seite, der der Abfall direkt benachbart ist.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Film mit der oben genannten Struktur mit einem Gewicht von weniger 19 g/m2 zu erzeugen. Das Gewicht beträgt vorzugsweise weniger als 18 g/m2 oder sogar weniger. Noch mehr bevorzugt beträgt das Gewicht weniger als 17 oder 16 g/m2.
  • Um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, kann der Film mit einer der nachfolgenden Verfahren vernetzt werden.
  • Elektronenstrahl-Bestrahlung, Gammastrahlung, Feuchtigkeits-Vernetzung unter Verwendung von Silan-Pfropfverbindungen, Peroxidvernetzung.
  • Der Film kann eine schlauchförmige Form aufweisen oder an den Kanten versiegelt sein oder einen Einschichtaufbau aufweisen. Eine Centrefold-Konfiguration ist ebenfalls möglich.
  • Das bevorzugte Herstellungsverfahren für die Folie ist das Heißblasfilm-Verfahren, das in der Technik wohlbekannt ist. Andere Verfahren wie Extrusion durch Flachgussdüsen sind ebenfalls möglich.
  • BEISPIELE
  • Ein 5-Schichtfilm wird in einer kommerziellen Heiß-Blasfilm-Anlage mit dem folgenden Rezept hergestellt:
    Innenschicht, 80% EAO1 + 15% SNR1 + 5% ADDITIVE
    Nachbarschicht 100% ADH1
    Barriereschicht PA1
    Nachbarschicht 100% ADH1
    Außenschicht die Gleiche wie die Innenschicht
    • Siehe Tabelle 1
  • Die Dicke der Struktur beträgt 6/1,5/1,5/1,5/6 ausgehend von der Innen- zur Außenschicht. TABELLE 1
    Typ Beschreibung Dichte g/cm3
    EAO1 Ethylen-Octen-Copolymer 0,92
    SNR1 Calciumcarbonat -Verbindung 1,6
    AD1 LLDPE mod. Klebebindung 0,92
    PA1 Polyamid 6 1,128
    PA2 MXD-basiertes Polyamid
  • BEISPIEL 2
  • Ein 5-Schichtfilm wird in einer Heißblasfilm-Anlage mit dem folgenden Rezept hergestellt:
    Innenschicht, 80% EAO1 + 15% SNR1 + 5% ADDITIVE
    Nachbarschicht 100% ADH1
    Barriereschicht 80% PA1 + 20% PA2
    Nachbarschicht 100% ADH1
    Außenschicht die Gleiche wie die Innenschicht
    • Siehe Tabelle 1
  • Die Dicke der Struktur beträgt 6/1.5/1.5/1.5/6 ausgehend von der Innen- zur Außenschicht.
    • Siehe Tabelle 1
  • TESTS
    • 1. Ein Zugfestigkeits- und Dehntest wird gemäß ASTM D 882 durchgeführt.
    • 2. Ein Geruchstest wird in der folgenden Art und Weise durchgeführt.
  • TEST 1.
  • Zugfestigkeit und Dehnung wird gemäß ASTM D 882 gemessen.
  • MD steht für Maschinenrichtung (Längsrichtung), wohingegen TD für Querrichtung steht.
    BEISPIEL ZUGFESTIGKEIT (MD) DEHNUNG (MD) ZUGFESTIGKEIT (TD) DEHNUNG (TD)
    1 20 150 15 380
    2 25 120 19 370
  • GERUCHSTEST
  • 10 verschmutzte Windeln werden in einen Film gemäß der vorliegenden Erfindung und ebenfalls in einen kommerziell erhältlichen Film eingelegt. Der kommerziell erhältliche Film ist ein Einschichtfilm.
  • Die Packungen werden in PVDC-umfassende Beutel eingelegt, so dass der Geruch während der Auswertungszeit nicht entweichen kann.
  • Die Beutel werden 3 Tage nach der Verschmutzung der Windeln geöffnet und der Geruch wurde durch 5 Tester evaluiert.
  • Die Packungen, hergestellt aus Beispielen 1 und 2, wurden als beträchtlich weniger riechend als die kommerziell erhältlichen befunden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 4934529 [0004]
    • - US 3356192 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - ASTM 2732 [0013]
    • - ASTM 2732 [0014]
    • - www.webstore.ansi.org [0034]
    • - ASTM D 882 [0051]
    • - ASTM D 882 [0052]

Claims (11)

  1. Mehrschichtfilm mit einem Gewicht von weniger als 19 g/m2 zur Verwendung zum Verpacken von übelriechenden Gegenständen, wobei der Film Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger 0,950 g/cm3 in zumindest einer Schicht umfasst.
  2. Mehrschichtfilm nach Anspruch 1, wobei der Film zwei Schichten umfasst, die Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger 0,950 g/cm3 in beiden Schichten aufweisen.
  3. Mehrschichtfilm nach einem der vorgehenden Ansprüchen, der eine Sauerstoffbarriereschicht umfasst.
  4. Mehrschichtfilm nach Anspruch 3, wobei die Sauerstoffbarriereschicht Polyamid umfasst.
  5. Mehrschichtfilm nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Film ein im Wesentlichen nicht-elastisches Material umfasst.
  6. Mehrschichtfilm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flächengewicht der Folie weniger als 17 g/m2 beträgt.
  7. Mehrschichtfilm nach Anspruch 6, wobei das Flächengewicht des Films weniger als 16 g/m2 beträgt.
  8. Mehrschichtfilm nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Film den Aufbau: AUSSENSCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/BARRIERESCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/INNENSCHICHT, aufweist, wobei die Außen- und die Innenschicht jeweils Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger 0,950 g/cm3 umfassen.
  9. Mehrschichtfilm nach einem der vorgehenden Ansprüche 1–7, wobei der Film den Aufbau: AUSSENSCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/BARRIERESCHICHT/ZWISCHENSCHICHT/INNENSCHICHT, umfasst, wobei die Außen- und die Innenschicht jeweils Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger 0,950 g/cm3 umfassen.
  10. Mehrschichtfilm nach Anspruch 8 oder 9, wobei sowohl Innen- als auch Außenschicht ein im Wesentlichen nicht-elastisches Material (SNR) umfasst.
  11. Mehrschichtfilm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Film durch das Heißblasfilm-Verfahren erzeugt wird.
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