DE2153854A1 - Sterilisierbare, gasdichte kunststoffverbundfolien - Google Patents
Sterilisierbare, gasdichte kunststoffverbundfolienInfo
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Description
München, 28. Oktober 1971 U 1724
4 P Verpackungen GmbH, Kempten, Allgäu
Sterilisierbare, gasdichte Kunststoffverbundfollen
Die vorliegende Erfindung betrifft Kunststoffverbundfolien, die
aus zwei äußeren Schichten aus Polyolefinen und einer dazwischen liegenden, durch einen Kleber oder Primer mit den äußeren Schichten
verbundenen Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren
bestehen und die sowohl sterilisierbar wie auch gas-, insbesondere sauerstoffdicht, wasserdampfdicht und
siegelbar sind, und die außerdem, wenn gewünscht, auch tiefziehfähig,
insbesondere vakuumziehfähig hergestellt werden können.
Bisher sind Kunststoffverbünde, die sämtliche der oben genannten,
für die erfindungsgemäßen Kunststoffverbundfölien charakteristischen
Eigenschaften in sich vereinigen, nicht bekannt geworden. Bekannte Verbundstoffe, die ähnlich wie die erfindungsgemäßen
zusammengesetzt sind, z.B. solche, deren beide Außenschichten aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Nylon,Celluloseacetat,
Polystyrol u.a. bestehen und zwischen denen eine
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Zwischenschicht aus Polyvinylidenchlorid eingeschlossen ist, die z. B. als Dispersion oder Lösung aufgebracht sein kann (US-Patent
3^05 o2o), besitzen zwar eine oder mehrere der aufgezählten Eigenschaften,
sie sind aber durchweg nicht sterilisierbar, weil sie beim Sterilisieren unter dem Einfluß des heißen Wasserdampfes
delaminieren.
Die durch die erfindungsgemäßen Kunststoffverbundfölien ersdeL-baren
Kombinationen wertvoller Eigenschaften, insbesondere der-Sauerstoffdichtigkeit,
Sterilislerbarkeit und Siegelbarkeit bei guter mechanischer Widerstandsfähigkeit, beruhen auf einer bestimmten
Auswahl an sich bekannter Grundstoffe für das Verbandmaterial
bei gleichzeitiger zusätzlicher Anwendung weiterer in anderem Zusammenhang ebenfalls bekannter Materialien.
Zur Erzielung einer bestimmten Gasdichtigkeit ist es zunächst notwendig, die Innenschicht aus Polyvinylidenchlorid bzw. aus Vinyiidenchtor
id-Copolymeren in einer ausreichenden, aber nicht zu großen Dicke anzuwenden. Eine für den erfindungsgemäßen Zweck
genügende Gasdichtigkeit erfordert eine Mindestdioke von etwa
8 u. Deshalb ist für den erfindungsgemäßen Zweck das nach dem 1'?-
.kannten Stand der Technik ( US-Patent J54o5 o2o) als gleichwertig
mit Dispersionsauftrag vorgeschlagene , Auftragen aus einer Lösung
nicht geeignet, weil aus Lösung nicht mehr als etwa 1 bis 2 μ je
Strich aufgetragen werden können. Vielmehr wird erfindungsgemäß die.
Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren,
die im folgenden kurz als PolyvinylidenchloridschiGht bezeichnet " wird, ausschließlich aus Dispersion aufgetragen. Wie weiter gefunden
wurde, verbürgt eine Dicke der PolyvinylidenchloridschiGht von 12 bis 15 u eine für praktisch alle Anwendungszwecke ausrei"
chende Gasdichtigkeit. Da auch aus Dispersion mit einem Striah
keine größere Schichtdicke als 6p, maximal Io u aufgetragen
werden kann, sind 2 bis 3 Striche für das Auftragen der Zwischenschicht
notwendig und ausreichend.
Die Dicke der Zwischenschicht beträgt zweckmäßig maximal 2o μ,
vorzugsweise 12' bis 15 μ.
Wie weiter gefunden wurde, ist es zur Erzielung einer ausreichenden
Resistenz gegenüber der Delaminierung durch den Wasserdampf *
beim Sterilisieren zunächst notwendig, die die Sauerstoffdichtigkeit
bedingende Innenschicht aus Polyvinylidenchlorid beidseitig
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■V-\'} durch Schichten aus weitgehend wasserdampfdichtem Material zu i.-'
^.f schützen. Als solches wird erfindungsgemäß Niederdruckpolyäfchylen
oder Polypropylen in ausreichender Dicke verwendet. Die Dicke dieser Außenschicht muß in jedem Fall mindestens 2o μ
betragen und wird so gewählt, daß sich eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Gesamtdicke des Verbundmaterials ergibt..
Wenn das Verbundmaterial z.B. für Hartpackungen, wie z.B. für Menüschalen verwendet werden soll, ist es zweckmäßig, die Niederdruck-Polyäthylen-bzw.
Polypropylen -Schichten in einer Dicke von 2oo - 35o Ji, vorzugsweise 250 - 300 ;u anzuwenden. Soll das
Verbundmaterial aber zur Herstellung von Weichpackungen und/oder von Deckeln für Hartpackungen dienen, dann genügt eine Dicke
von 2o - 5o μ für die wasserdampfdichten Außenschichten aus
Niederdruck-Polyäthylen bzw. Polypropylen.
Diese Maßnahme*allein reichen aber, wie gefunden wurde, zum Herstellen
der erfindungsgemäßen Verbundfolien nicht aus, weil selbst wasserdampfdichtes Material wie Niederdruckpolyäthylen
oder Polypropylen den Durchtritt des Wasserdampfes zur Polyvinyl idenchlorid-Innenschicht bei der hohen Sterilisiertemperatur
von üblicherweise 121°C nicht so weit verhindert, daß eine Delaminierung der Innenschicht ausgeschlossen wird. Erfindungsgemäß
wird deshalb die Polyvinylidenchlorid-Innenschicht beidseitig mit einem besonderen Kleber auf den Außenschichten verankert.
Als Kleber ist in diesem Zusammenhang sowohl ein Kleber in engerem Sinne als auch ein Primer zu verstehen. Für den
erfindungagemäßen Zweck sind die · meisten Primer.und Kleber ,
die bisher für die Verankerung einer Polyvinylidenchlorid Schicht auf den verschiedensten Außenschichten, darunter auch
Polypropylen, vorgeschlagen worden sind, wie Epoxidharze, Copolymere von Vinylchlorid und Butadien, Copolymere auf der
■ Basis von Vinylidenchlorid sowie Acrylsäureester nicht geeignet.
Die ßterilisierbarkeit des erfindungsgemäßen Verbundmaterials
. kann vielmehr nur erreicht werden, wenn als Kleber bzw. Primer die in anderem Zusammenhang für die Verankerung von Polyvinylidenchlorid
auf verschiedenem Trägermaterial bekannten Polyurethankleber bzw. Primer verwendet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhafterweise auf eine der beiden Polyolefin-Außenschichten des Verbund,-materials
und zwar auf der der Polyvinylidenchloridsclvicht abgewandten Seite eine hi1Z£preßfeste Schicht aufgebracht werden,
die die Siegelbarkeit des Gesamtverbundes erheblich verbessert. Wird nämlich die Verbundfolie, deren beide Außenschichten aus
gut siegelbarem Niederdruck-Polyäthylen bzw. Polypropylen bestehen, ohne eine derartige hitzepreßfeste Schicht in das Siegelwerkzeug
eingebracht, dann kann das Heißsiegelwerkzeug die mit
ihm in Berührung kommende Außenschicht zum Schmelzen bringen, bevor die zum Siegeln bestimmte Innenschicht schmilzt.
Der scheinbar naheliegende Ausweg, für die Außenschicht des J| Verbundmaterials, die mit dem heißen Siegelwerkzeug in Berührung
kommen soll, statt Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen eine Folie aus hitzepreßfestern Material zu verwenden, würde, wie
welter gefunden wurde, den erfindungsgemäßen Zweck nicht erfüllen.
Praktisch alle ausreichend hitzepreßfesten Materialien wie Polyamid, Polyäthylenterephthalat, aushärtende Zweikomponentenlacke
usw. delaminieren nämlich auch bei Anwendung von Polyurethanklebern
unter den üblichen Sterilisierbedingungen. Als hitzepreßfestes Material wird zweckmäßig eine Folie aus ungerecktem
oder aus mono- oder biaxial gerecktem Polyamid, Polyearbonat, PVC
oder Polyäthylenterephthalat verwendet, die außerdem noch gute mechanische Eigenschaften hat wie hohe Zug- und/oder Zerreiß-
* festigkeit.
Wenn an die mechanischen Eigenschaften des Gesamtmaterials keine besonderen Anforderungen gestellt werden, kann es auch genügen,
als hitzepreßfeste Außenschicht einen Lack aus Polyurethan oder aus Epoxidverbindungen mit z.B. Bisphenol A zu verwenden. Diese
Ausführung der Erfindung hat den Vorteil, daß sie besonders einfach zu verwirklichen und preisgünstig ist.
Die Wahl des hitzepreßfesten Materials hängt auch davon ab, ob im konkreten Anwendungsfall von dem weiteren, zusätzlichen
Vorteil des erfandungsgemäßen Verbundmaterials, nämlich seiner
Tiefziehfähigkeit, Gebrauch gemacht werden soll.
08 A 3
Wird auf diesen Vorteil Wert gelegt, dann muß als hitzepreß-,
festes Material ein solches verwendet werden, das die Tiefziehfähigkeit
nicht oder nur wenig beeinträchtigt, wie z.B. Polyamid,PVC, Polycarbonat, Polyäthylenterephthalat oder Polyurethanlack.
Ist aber die Tiefziehfähigkeit unwichtig, dann können auch Materialien verwendet werden, die diese Eigenschaften vermindern
oder sogar aufheben, wie gereckte Folien z.B. aus PVC,
Polyester, Polyamid oder Polycarbonat.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial eignet sich für die Herstellung
von Verpackungsbehältern, insbesondere für Lebensmittel, und zwar sowohl für harte Behälter, z.B. für Menüschalen,
wie auch für Weiohpackungen. Solche Packungen können sowohl ausschließlich wie auch nur teilweise aus dem erfindungsgemäßen
Verbundmaterial bestehen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verbundmaterials, insbesondere gegenüber Materialien mit Metallbeschichtung, besteht darin, daß aus ihm gefertigte
Packungen mit Mikrowellen aufgeheizt werden können.
Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials
und dessen wichtigste Eigenschaften sind nachstehend in Form von Beispielen aufgeführt, ohne daß die Erfindung auf
diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1 ; . ->
Eine 25ο μ dicke, elektrisch vorbehandelte Polypropylenfolie
wurde mit einem Polyurethan-Primer beschichtet. Auf den Primer
wurde mit Auftragswalze^vund,.Luftbürste der erste Strich von
Io g/m eines VinylidenXcopolymeren*aus einer Dispersion aufgetragen
und auf diesen ersten Strich ein entsprechender zweiter. Die so beschichtete Folie wurde mit einer zweiten elektrisch
vorbehandelten und mit einem Polyurethan-Kaschierkleber versehenen Polypropylenfolie von 250 μ Schichtdicke kaschiert.
Die erhaltene Verbundfolie besaß folgenda Eigenschaften bzw.
zeigte folgende Merkmale :
a) Sauöratoffdurchüioiil^lcülb ύαν
Verbundfolie boL 2o"c ^1- if iinv\m"l\oj\h"1 .ahm"1
mit eimmi Vlnylitlonchlorldfiohiitfc von «twa B1)'*
Jt) j U '1N / Ι Π Λ J
b) Siegelnahtfestigkeit zweier miteinander heißversiegelter Folien, wobei Polypropylen
gegen Polypropylen gesiegelt wurde bei loo mm/min Abzugsgeschwindigkeit
bei Schälbeanspruchung und einem Winkel von 9o° zwischen dem ungetrennten
Teil undden beiden getrennten Teilen des Folienstreifens 2,5 kp/15 mm
o) Sterilisierung: Die Verbundfolie wurde 3o Min. im Gegendruckautoklaven
mit Heißdampf bei 121 0C sterilisiert und danach
mit durchlaufendem kalten Wasser abgekühlt. Die sterilisierte Verbundfolie zeigte keinerlei Delaminationserscheinungen.
d) Verbundhaftfestigkeit der Folie
vor dem Sterilisieren . 98o p/15 mm
nach dem Sterilisieren 25o p/15 mm
Eine 5° u dicke, elektrisch vorbehandelte Polypropylenfolie
P wurde mit einem Polyurethan-Primer beschichtet. Auf den Primer wurden nacheinander drei Striche von je Io g/m eines Vinylidenchlprid-Copolymeren
aus einer Dispersion aufgetragen, Auf die so erhaltene Vinylidenchlorid-Copolymeren-Schleht wurde eine
elektrisch vorbehandelte Polypropylenfolie von j5o μ Dicke
mit Hilfe eines Kasohierklebers auf Polyurethanbasis kaschiert und auf die Polypropylenfolle eine 25 μ dicke Polycarbonatfolle
ebenfalls mit einem Polyurabhankleber kaschiorb, wobei die beiden
PoLyurethankanohLerkLeberncjhLohten eine Dlcjku von fsbvm "J>
μ aufwionen.
ti) iJ-uujfsboi'fdut'-ihLU iüLi'.t; ;Lb dor
Verbundfolie UoL kio°C i. 5 ti οηΛί.Γ'^.ίί^Γ ,atm"1
fe mLt nLnsm Vlnyllil *ινι)\Ιι>ΐ'ΊΛηιύ\ lit wn »Jtwx il·)^
■ J "1Hi..;-1 '"''■'■ BADORIGiNAL
b) . Siegelnahtfestigkeit zweier
miteinander heißversiegelter Folien, wobei Polypropylen gegen Polypropylen gesiegelt
wurde bei loo mm/min Abzugsgeschwindigkeit bei Schälbeanspruohung
und einem Winkel von 9o zwischen dem ungetrennten Teil un^den beiden getrennten
Teilen des Folienstreifens 2,1 kp/l5 mm
c) Sterilisierung
Die Verbundfolie wurde 3o Min. im Gegendruckautoklaven mit
Heißdampf bei 1210C sterilisiert und danach mit durchlaufendem
kalten Wasser abgekühlt. Die sterilisierte Verbundfolie zeigte keinerlei Delaminationserscheinungen.
d) Verbundhaftfestigkeit der Folie
vor dem Sterilisieren >looo p/15 mm
nach dem Sterilisieren 34o p/15 mm
Eine aus einer erfindungsgemäß nach Beispiel 1 hergestellten Verbundfolie von ca. 5oo P- Dicke hergestellte Menüschale wurde
mit einem Fertiggericht gefüllt und mit einem Deckel aus einer erfindungsgemäß nach Beispiel 2 hergestellten Verbundfolie von
etwa 130 ;u Dicke heiß versiegelt.
Diese Packung wurde im Gegendruckautoklaven J>o Min. bei 121 C
sterilisiert und zeigte nach dem Abkühlen mit durchlaufendem kalten Wasser keinerlei Delaminationserscheinungen.
309820/08A3
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEKunststoffverbundfolien enthaltend eine zwischen zwei Polyolefinschichten und mit diesen durch einen Primer oder Kleber verbundene Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß die 8 bis 2o μ, vorzugsweise 12 bis 15 μ dicke Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren beidseitig mit je einer Schicht aus Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen mittels eines Polyurethanklebers verbunden ist." 2. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckpolyäthylen- bzw. Polypropylen-Außenschichten eine Dicke von je 2o bis 35o μ haben^j5. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckpolyäthylen- bzw. Polypropylen-Außenschichten eine Dicke von 2oo bis 3oo μ, vorzugsweise von 25o bis j5oo μ haben.4. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruck-Polyäthylen- bzw. PoIy-) propylen-Außenschichten eine Dicke von 2o bis 5o M haben.5. Kunststoffverbundfolien nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Außenschichten aus■ Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen auf der der Polyvinylidenchloridschicht abgewandten Seite mit einer hitzepreßfesten Schicht verbunden ist.6. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die hitzepreßfeste Schicht aus einem Lack besteht, z.B. aus Polyurethan- oder Epoxidharzlack.309820/08437· Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die hitzepreßfeste Schicht aus einem Stoff besteht, der außerdem gute mechanische Eigenschaften hat. ·8. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die hitzepreßfeste Schicht aus einem die Tiefziehfähigkeit nicht beeinträchtigenden Material, wie Polyamid, Polyvinylchlorid, Polycarbonat oder Polyäthylenterephthalat besteht.9. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die hitzepreßfeste Schicht aus mono- oder biaxial gereckten Folien, wie z.B. aus Polyamid, Polyvinylchlorid, Polycarbonat oder Polyäthylenterephthalat besteht.10. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffverbundfolien nach den Ansprüchen 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylidenchlorid-Schicht auf der Niederdruckpolyäthyl en -bzw. Polypropylenfolie aus einer Dispersion aufgebracht wird.11. Verpackungsbehälter, insbesondere für Lebensmittel, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zum Teil aus Verbundmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 9 besteht.12. Verpackungsbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Behälters aus Verbundmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 9 besteht.itLeerseite
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