DE2153854B2 - Sterilisierbare, gasdichte Kunststoffverbundfolien - Google Patents

Sterilisierbare, gasdichte Kunststoffverbundfolien

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Description

Die Erfindung betrifft Kunststoffverbundfolien, die aus zwei äußeren Schichten aus Polyolefinen und einer dazwischenliegenden, durch einen Kleber oder Primer mit den äußeren Schichten verbundenen Schicht! aus Polyvinylchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren bestehen und die sowohl sterilisierbar als auch gas-, insbesondere sauerstoffdicht, wasserdampfdicht und siegelbar sind, und die außerdem, wenn gewünscht, auch tiefziehfähig, insbesondere vakuumziehfähig hergestellt werden können.
Bisher sind Kunststoffverbunde, die sämtliche! der obengenannten, für die erfindungsgemäßen Kunststoffverbundfolien charakteristischen Eigenschaften in sich vereinigen, nicht bekanntgeworden. 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 Zwischenschicht aus Polyvinylidenchlorid eingeschlossen ist, die z. B. als Dispersion oder Lösung aufgebracht sein kann (US-Patent 3405020), 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 Kunststofi'verbundfolien erzielbaren Kombinationen wertvolle!: Eigenschaften, insbesondere der Sauerstoffdichtigkeit, Sterilisierbarkeit und Siegelbarkeit bei guter mechanischer Widerstandsfähigkeit, beruhen auf einer bestimmten Auswahl an sich bekannter Grundstoffe für das Verbundmaterial bei gleichzeitiger zusätzlicher Anwendung weiterer in anderem Zusammenhang ebenfalls bekannter Materialien.
Zur Erzielung einer bestimmten Gasdichte ist es zunächst notwendig, die Innenschicht aus PoIy-
vinylidenchlorid bzw. aus Vinylidenchlorid-Copolymeren in einer ausreichenden, aber nicht zu großen Dicke anzuwenden. Eine genügende Gasdichtigkeit erfordert eine Mindestdicke von etwa 8 μ. Deshalb ist das nach dem bekannten Stand der Technik (US-Patent 3 405 020) als gleichwertig mit Dispersionsauftrag bekannte Auftragen aus einer Lösung nicht geeignet, weil aus Lösung nicht mehr als etwa 1 bis 2 μ je Strich aufgetragen werden können. Vielmehr wird bei den erfindungsgemäßen Verbundfolien die Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren, die im folgenden kurz als Polyvinylidenchloridschicht bezeichnet wird, ausschließlich aus Dispersion aufgetragen. Wie weiter gefunden wurde, verbürgt eine Dicke der Polyvinylidenchloridschicht von 12 bis 15 μ eine für praktisch alle Anwendungszwecke ausreichende Gasdichtigkeit. Da auch als Dispersion mit einem Strich keine größere Schichtdicke als 6 μ, maximal 10 μ aufgetragen werden kann, sind 2 bis 3 Striche für das Auftragen der Zwischenschicht notwendig und ausreichend.
Die Dicke der Zwischenschicht beträgt zweckmäßig maximal 20 μ, vorzugsweise 12 bis 15 μ.
Wie weiter gefunden wurde, ist es zur Erzielung einer ausreichenden Resistenz gegenüber der DeIaminierung durch den Wasserdampf beim Sterilisieren zunächst notwendig, die die Sauerstoffdichtigkeit bedingende Innenschicht aus Polyvinylidenchlorid beidseitig durch Schichten aus weitgehend wasserdampfdichtem Material zu schützen. Als solches wird bei den erfindungsgemäßen Verbundfolien Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen in ausreichender Dicke verwendet. Die Dicke dieser Außenschicht muß in jedem Fall mindestens 20 μ betragen und wird so gewählt, daß sich eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Gesamtdicke des Verbundmaterials ergibt. Wenn das Verbundmaterial z. B. für Hartpakkungen, wie z. B. für Menüschalen verwendet werden soll, ist es zweckmäßig, die Niederdruck-Polyäthylenbzw. Polypropylen-Schichten in einer Dicke von 200-350 μ, vorzugsweise 250-300 μ anzuwenden. Soll das Verbundmaterial aber zur Herstellung von Weichpackungen und/oder von Deckeln für Hartpakkungen dienen, dann genügt eine Dicke von 20-50 μ für die wasserdampfdichten Außenschichten aus Niederdruck-Polyäthylen bzw. Polypropylen.
Diese Maßnahmen 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 Polyvinylendichlorid-Innenschicht bei der hohen Sterilisationstemperatur 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 die erfindungsgemäßen Verbundfolien sind die meisten Primer und Kleber, die bisher für die Verankerung einer Polyvinylidenchlorid-Schicht auf den verschiedensten Außenschichten, darunter auch Polypropylen, bekanntgeworden sind, wie Epoxidharze, Copolymere von Vinylidenchlorid und Butadien, Copolymere auf der Basis von Vinylidenchlorid sowie Acrylsäureester nicht geeignet. Die Sterilisierbarkeit des erfindungs-
gemäßen Verbundmaterials kann vielmehr nur erreicht werden, wenn als Kleber bzw. Primer die in anderem Zusammenhang für die Verankerung von Polyvinyldenchlorid auf verschiedenem Trägermateriai bekannten Polyurethankleber bzw. Primer verwendet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorteühafterweise auf eine der beiden Polyolefin-Außenschichten des Verbundmaterials und zwar auf der der Polyvinylidenchloridschicht abgewandten Seite eine hitzepreßfeste 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, kann dann das Heißsiegelwerkzeug die mit ihm in Beriihung komnende Außenschicht zum Schmelzen bringen, bevor die zum Siegeln bestimmte Innenschicht schmilzt.
Der scheinbar naheliegende Ausweg, für die Außenschicht des Verbundmaterials, die mit dem heißen Siegelwerkzeug in Berührung kommen soll, statt Niederdruckpolyäthylenoder Polypropvlen eine Folie aus hitzepreßfestem Material zu verwenden, würde, wie weiter gefunden wurde, die erfindungsgemäßen vorteilhaften Eigenschaften nicht ergeben. Praktisch alle ausreichend hitzepießfesten Materialien wie Polyamid, Polyalkylenterephthalat, 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, Polycarbonat, PVC oder Polyäthylenterephthalat verwendet, die außerdem noch gute, mechanische Eigenschaften hat wie hohe Zug- und/oder Zerreißfestigkeit.
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 besondere einfach zu verwirklichen und preisgünstig ist.
Die Wahl des hitzepreßfeste η Materials hängt auch davon ab, ob im konkreten Anwendungsfall von dem weiteren, zusätzlichen Vorteil des erfindungbgemäßen Verbundmaterials, nämlich seiner Tiefziehfähigkeit, Gebrauch gemacht werden soll.
Wird auf diesen Vorteil Wert gelegt, dann muß als hitzepreßfestes 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 Folienz. 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, als auch für Weichpackungen. Solche Packungen können sowohl ausschließlich ais 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 erfindungsemäßen Verbundmaterials und dessen wichtigste Eigenschaften sind nachstehend in Form von Beispielen aufgeführt, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
ι "> Eine 250 μ dicke, elektrisch vorbehandelte Polypropylenfolie wurde mit einem Polyurethan-Primer beschichtet. Auf den Primer wurde mit Auftragswalze und Luftbürste der erste Strich von 10 g/m2 eines Vinylidenchlorid-Copolymeren mit einem Vinyliden-
-" chloridgehalt von etwa 89 % aus einer Dispersion aufgetragen und auf diesen ersten Strich ein entsprechender zweiter. Die so beschichtete Folie wurde mit einer zweiten elektrisch vorbehandelten Polypropylenfolie von 250 μ Schichtdicke kaschiert.
- > Die erhaltene Verbundfolie besaß folgende Eigenschaften bzw. zeigte folgende Merkmale:
a) Sauerstoffdurchlässigkeit der Verbundfolie bei 20° C <5 N cm3 ■ m"2 · 24 hr1 · atm"1.
b) Siegelnahtfestigkeit zweier miteinander heißver-Jii siegelter Folien, wobei Polypropylen gegen Polypropylengesiegelt wurde bei 100 mm/min Abzugsgeschwindigkeit bei Schälbeanspruchung und einem Winkel von 90° zwischen dem ungetrennten Teil und den beiden getrennten Teilen
J> des Folienstreifens 2,5 kp/15 mm.
c) Sterilisierung: Die Verbundfolie wurde 30 Min. im Gegendruckautoklaven mit Heißdampf bei 121° C sterilisiert und danach mit durchlaufendem kaltem Wasser abgekühlt. Die sterilisierte
ι» Verbundfolie zeigte keinerlei Delaminationser-
scheinungen.
d) Verbundfestigkeit der Folie
vor dem Sterilisieren 980 p/15 mm
nach dem Sterilisieren 250 p/15 mm
Beispiel 2
Eine 50 μ dicke, elektrisch vorbehandelte Polypro-">» pylenfolie wurde mit einem Polyurethan-Primer beschichtet. Auf den Primer wurden nacheinander drei Striche von je 10 g/m2 eines Vinylidenchlorid-Copolymeren mit einem Vinylidenchloridgehalt von etwa 89% aus einer Dispersion aufgetragen. Auf die so eri> haltene Vinylidenchlorid-Copolymeren-Schicht
wurde eine elektrisch vorbehandelte Polypropylenfolie von 30 μ Dicke mit Hilfe eines Kaschierklebers auf Polyurethanbasis kaschiert und auf die Polypropylenfolie eine 25 m dicke Polycarbonatfolie ebenfalls M) mit einem Polyurethankleber kaschiert, wobei die beiden Polyurethankaschierkleberschichten eine Dickj von etwa 3 μ aufwiesen,
a) Sauerstoffdurchlässigkeit der Verbundfolie bei
20° C <5 N cm3 · irr2 · 24 h"1 ■ atm"1.
hri b) Siegelnahtfestigkeit zweier miteinander heißversiegelter Folien, wobei Polyproylen gegen Polypropylen gesiegelt wurde bei 100 mm/min Abzugsgeschwindigkeit bei Schäibcanspruchung
und einem Winkel von 90° zwischen dem ungetrenniten Teil und den beiden getrennten Teilen des Folienstreifens 2,1 kp/15 mm.
c) Sterilisierungs: Die Verbundfolie wurde 30 Min. im Gegendruckautoklaven mit Heißdampf bei 121 ° C sterilisiert und danach mit durchlaufendem kalten Wasser abgekühlt. Die sterilisierte Verbundfolie zeigte keinerlei Delaminationserscheinungen.
d) Verbundhaftfestigkeit der Folie
vor dem Sterilisieren 1000 p/15 mm
nach dem Sterilisieren 340 p/15 mm
Beispiel 3
Eine aus einer erfindungsgemäß nach Beispiel '. hergestellten Verbundfolie von ca. 500 μ Dicke her gestellte Menüschale wurde mit einem Fertiggerich gefüllt und mit einem Deckel aus einer erfindungs gemäß nach Beispiel 2 hergestellten Verbundfolie voi etwa 130 μ Dicke heiß versiegelt.
Diese Packung wurde im Gegendruckautoklavei 30 Min. bei 1210C sterilisiert und zeigte nach den Abkühlen mit durchlaufendem kalten Wasser keiner lei Delaminationserscheinungen.
Hierzu i tsiatt /Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Kunststoffverbundfolien enthaltend eine zwischen zwei Polyolefinschichten und mit diesen durch einen Primer oder Kleber verbundene Schicht axis Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß die 8 bis 20 μ dicke Schicht aus Polyvinylidenchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren beidseitig mit je einer Schicht aus Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen mittels eines Polyurethanklebers verbunden worden ist.
2. Kunststoffverbundfolien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine hitzepreßfeste Schicht aufweisen.
3. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffverbundfolien nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylidenchlorid-Schicht auf der Niederdruckpolyäthylen- bzw. Polypropylenfolie aus einer Dispersion aufgebracht wird.
4. Verpackungsbehälter, insbesondere für Lebensmittel, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zum Teil aus Verbundmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 3 besteht.
DE2153854A 1971-10-28 1971-10-28 Sterilisierbare, gasdichte Kunststoffverbundfolien Ceased DE2153854B2 (de)

Priority Applications (17)

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