DE2160158A1

DE2160158A1 - Folie, insbesondere für Verpackungszwecke, und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2160158A1
Application number: DE19712160158
Authority: DE
Inventors: Roger Graham Townhill Park; Warrick Paul Francis Southampton; Hants Dunlevy (Großbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-03
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1972-06-29
Also published as: LU64389A1; FR2117386A5; NL7116630A; IT1048906B; ZA717999B; BE776247A

Description

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Karlson, Lilleakerveien 31, Oslo 2, Norwegen

Folie, insbesondere für Verpackungszwecke, und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Folie für Verpackungsζwecke. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Folie, die aus einem Copolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat hergestellt ist und ihre Anwendung bei der Verpackung von Lebensmitteln, insbesondere von rohem Fleisch hat.

Bei den modernen Vertriebsmethoden eines weiten Bereichs von Gütern besteht ein Bedarf nach Verpackungsfolien, die nicht nur die von ihnen umschlossenen Güter schützen, sondern auch ihr Aussehen verbessern.

Bei der Verpackung von leichtverderblichen Lebensmitteln, insbesondere von frischem FIeich und Fleichprodukten, muß die verwendete Folie eine Reihe von zwingenden Erfordernissen erfüllen, die schwierig zu erfüllen sind und in größerem Ausmaß die Anzahl von Stoffen beschränken, aus denen derartige Folien hergestellt werden können. Unter anderen Erfordernissen müssen derartige Folien oder Filme optisch klar sein, so daß der Inhalt der Verpackung nicht nur ein attraktives Aussehen hat, sondern auch leichter auf seinen Zustand visuell geprüft werden kann. Dies bedeutet auch, daß derartige Folien unter den Verwendungsbedingungen klar bleiben sollten und nicht trübe werden, wenn Feuchtigkeit an

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der inneren Fläche kondensiert. Die Gasdurchlässigkeit dar Folie ist ebenfalls von erheblicher Bedeutung, insbesondere im Falle der Verpackung von frischem rotem Fleisch, wobei eine große Permeabilität gegenüber Sauerstoff notwendig ist, um eine attraktive rote Färbung zu erhalten sowie auch das Wachstum von den Zerfall fördernden anaeroben Organismen zu hemmen.

Außer den genannten Erfordernissen ist es jedoch ebenfalls notwendig, daß die Folie eine angemessene Festigkeit W und zufriedenstellende Verarbeitungseigenschaften hat, und zwar sowohl bei der Herstellung wie bei der Verwendung, und daß sie zufriedenstellende toxikologische und organoleptische Eigenschaften besitzen sollte, d.h., daß sie unter den Anwendungsbedingungen keine Verunreinigungen freisetzen sollte, die toxisch sind oder die den Geschmack oder Geruch des Verpackungsinhalts beieinträchtigen.

Zu den Verarbeitungseigenschaften, die erforderlich sind, gehört ein hohes Haftungsvermögen ("cling"), so daß Krümmungen und Falten, die während der Verpackungsprozedur ^ auftreten, von selbst beibehalten werden. Andererseits darf die Folie keine Neigung zum "Blockieren" zeigen und muß sich frei von Rollen abwickeln. Insbesondere darf dann, wenn mehrere Lagen in Berührung miteinander während der Herstellung kommen, z.B. beim Durchgang durch den Spalt von Walzen, die dazu dienen, einen nach dem Blasverfahren extrudierten Folienschlauch vollständig

zu
zusammen/Frücken, wonach die Trennung für das Aufwickeln erfolgt, kein Verschmelzen der Lagen auftreten,und das Auftrennen der Lagen muß leicht vollzogen werden können.

Es ist bekannt, Folien aus Copolymerisaten von Äthylen

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und Vinylacetat herzustellen. Derartige Folien sind als solche weich und können daher ohne Weichmacher oder mit sehr wenig Weichmacher verwendet werden. Bisher war jedoch Versuchen, Pollen aus einem Ä'thylen-Vinylacetat-Copolymerisat, die im folgenden als EVA-Folien bezeichnet werden, zu verwenden, nur ein begrenzter Erfolg b-eschieden, was zum größten Teil das Ergebnis der weniger zufriedenstellenden optischen Eigenschaften ist. Dieser Nachteil wurde wenigstens teilweise

dadurch bewirkt , daß die Verwendung eines Zusatzes,

wie von fein verteiltem Siliciumdioxid, zur Erleichterung der Abtrennung der Folienlagen während des Herstellungsverfahrens notwendig war.

Es wurde nun gefunden, daß EVA-Folien mit hervorragendem Glanz, Klarheit und Sauerstoffdurchlässigkeit, die wünschenswerte Verarbeitungseigenschaften bei der Herstellung sowie beim Gebrauch zeigen, dadurch hergestellt werden können, daß als Mittel zur Abtrennung von Folienlagen eine kleinere Menge eines partiellen Esters eines in Wasser/löslichen Polyols mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eines p"ölyoxyalkylierten Derivats davon, der wenigstens eine freie Hydroxylgruppe enthält, verwendet wird. Die Säuregruppe des Esters kann jeder Rest einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen sein und, wenn mehr als eine Hydroxylgruppe des Polyols verestert ist, können die von der Säure abgeleiteten Gruppen gleich oder verschieden sein. Wenn ein polyoxjalkyliertes Derivat eines partiellen Esters eines Polyols verwendet wird, kann die sich wiederholende Struktureinheit des Polyoxjalkylen-Substituenten 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthalten, und es können 2 bis 100 derartiger sich wiederholender Struktureinheiten im Molekül vorliegen.

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Es wurde gefunden, daß nur 0,1# des Esters verwendet zu werden braucht, um noch wirksam zu sein, obwohl die bevorzugten Kengen zwischen 0,5 und- 3 Gew.-/>, bezogen auf das Polymerisat, betragen«

Die Erfindung schafft dementsprechend eine Folie, die zur Verpackung von frischem rotem Fleisch geeignet ist» wobei diese Folie dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer Hauptmenge eines Copolymerisate von Äthylen und Vinylacetat und aus 0,1 bis 6 Gew.-^, bezogen auf das C'Dpolymerisat, eines Trennmittels für die Folien— " lagen besteht, das einen partiellen Ester eines wasserlöslichen Polyols mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen mit einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen oder ein Polyoxy(Cp bis C )alkylenderivat dieses Esters, das 2 bis 100 Äthylen- oder Propylenoxideinheiten je Molekül aufweist, darstellt, wobei der Ester wenigstens eine freie Hydroxylgruppe enthält.

Das verwendete Gopolymerisat kann jedes Öopolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat sein, das 2 bis 25 G-ew»-^, vorzugsweise 3 bis 18 Gew.-ίο Vinylacetat enthält und einen Schmelzindex von 0,5 bis 10, vorzugsweise von 0,5 bis 4 hat..Solche Produkte sind leicht verfügbare Handelsprodukte.

Der partielle Ester ist vorzugsweise von Glyzerin abgeleitet. Der Ester kann jedoch auch aus anderen wasserlöslichen Polyolen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen gebildet sein, wie z.B. Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Dibutylenglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Sorbitan und deren Gemische.

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Der genannte Rest des partiellen Esters kann von irgend einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen abgeleitet sein, wie z.B. von Laurinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Stearinsäure, Ricinolsäure, Capronsäure und Behensäure oder deren Gemische,. Der Ester kann insbesondere in den Fällen, wenn der Polyolrest von einem Polyol mit mehr als 2 Hydroxylgruppen abgeleitet ist, mehr als einen Carbons&urerest aufweisen unter der Voraussetzung, daß der Ester wenigstens eine unsubstituierte Hydroxylgruppe enthält. Wenn der Ester mehr als einen Carbonsäurerest aufweist, können diese Reste gleich oder verschieden 3ein. Geeignete 'ister sind somit Äthylenglykolmonostearat, Glycerylmonoleat, Glyceryldi-stearat, Glycerylmonostearatmonooleat, Sorbittrioleat-Isomere und deren Gemische. Der bevorzugte Ester ist der Glycerylmonoester einer Fettsäure mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei Glycerylmonooleat besonders bevorzugt ist.

Anstelle von oder zusätzlich zu einem partiellen Ester eines wasserlöslichen Polyols kann ein entsprechendes polyoxyalkyliertes Derivat verwendet werden, wobei der partielle Ester wie oben definiert ist und die Oxyalkyl-

oxid
gruppen 2 bis 100 Atbylen/Tinheiten oder Propylenoxideinheiten enthalten. Die Struktur dieser Produkte wird noch diskutiert (vgl. z.B. Kirk-Othmer, "Encyclopaedia of Chemical Technology" Bd. 19, Seite 543) jedoch können diese Derivate zweckmäßig dadurch hergestellt werden, daß ein Polyol mit einer Monocarbonsäure und einem Alkylenoxid gleichzeitig unter Veresterungsbedingungen umgesetzt wird oder daß ein vorgebildeter Ester mit einem Alkylenoxid umgesetzt wird. Verschiedene solche Produkte sind im Handel erhältlich. Geeignete Stoffe sind Polyoxyäthylen-

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(20)sorbitanmonooleat, Polyoxyäthylen (20) sorbitanmonoatearat, Polyoxyäthylen (20) sorbitanmonolaurat, Polyäthylenglykol (200) monostearat, Polyäthylenglykol-(400) monolaurat, Polyäthylenglykol (100) monoricinoleat, Polyoxyäthylen (20) sorbitantristearat, Polyoxyäthylen (20) sorbitantrioleat, Polyoxyäthylen (20) sorbitantrilaurat und die entsprechenden Polyoxypropylenderivate, woboi die Zahlen in Klammern im Pail der Polyalkylenglykolderivate das Durchschnittsmolekulargewicht des Glykolrestes bezeichnen und im Pail der Sorbitanderivate die Zahl der Oxyalkylen-Einheiten angeben. Besonders bevorzugt ist Polyoxyäthylen ^ (20) sorbitanmonooleat.

Bezüglich der Menge dos Lagentrennmittels wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, nicht mehr als 6 Gew.-;6, bezogen auf das verwendete Polymerisat, zu verwenden. Andererseits reichen im allgemeinen Mengen unter 0,1 Gew.-/£ nicht zur HJrzielung einer ausreichenden Wirkung aus. Vorzugsweise liegen die Mengen des Lagentrennmittels zwischen 0,5 und 3 Gew.-.^, bezogen auf das verwendete Polymerisat.

Das Lagentrennmittel kann in das Polymerisat nach jedem fc geeigneten Verfahren eingebracht werden, das eine

wirksame Dispergierung in oder auf den Polymerteilchen gestattet. "Ss wurde gefunden, daß es nicht erforderlich ist, daß das Gemisch von Polymerkörnern und d^m Dagentrenn-mittel in einem Banburymischer oder einem anderen Hochleistungsmischer gemischt wird, sondern daß es ausreicht, wenn das Mittel gleichmäßig über die Oberfläche der Körner '/erteilt wird, z.B. durch Versprühen in einem einfachen ' Verfahrensschritt des Mischens. Für diesen Zwock geeignetη Vorrichtungen sind übliche Doppelkonusmisch^r, Bandmischer, ttochgeschw Lndigke itsmischer und Rührwerksmischer. Falls .IL?3 jedoch zweckmäßig ist, 2.B. wonn ein iloohle istungs-

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mischer verfügbar ist oder falls das Einverleiben anderer Bestandteile die Verwendung einer gründlichen Vsrmisehungsstufe erforderlich macht, kann das Mittel vollständig mit dem Polymerisat z.B. in einem Banburymischer, einem 2-Walzen-Kalander oder einem Mischextruder homogenisiert werden. Andere Verfahren,um das Mittel in das Polymerisat einzuverleiben, z.B. durch "masterbatching", wobei das Mittel in einem Teil des Polymerisats mit höherer Konzentration,als sie im Endprodukt erforderlich ist, einverleibt und die erhaltene Zubereitung mit weiteren Polymerisatmengen vermischt wird, können ggf. auch verwendet werden.

Die Zubereitungen können auch andere Zusätze enthalten, wie Pigmente, Farbstoffe, Antioxidationsmittel und Schmiermittel, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Die Zubereitung kann auch zu Kugeln oder Scheiben geformt, gemahlen oder sonstwie behandelt werden, bevor sie zur Herstellung der Pollen verwendet wird.

Nach einem bevorzugten Verfahren zur Überführung dieser Zubereitungen zu Folien wird die Polymerzubereitung, die das lagentrennmittel enthält, durch eine Ringdüse extrudiert, wobei ein Rohr gebildet wird, das anschließend durch aufbringen eines Innengasdrucks zu einem Filmschlauch der gewünschten Stärke expandiert wird. Nach der Expandierung wird der Schlauch zusammengedrückt, indem er durch den Spalt von ein oder mehreren Walzenpaaren durchgeführt wird, die gefalteten Kanten werden durch eine Schneidvorrichtung entfernt und die beiden erhaltenen Lagen werden getrennt und im getrennten Zustand aufgewickelt.

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Üblicherweise in der Kunstoffolienindustrie zur Herstellung von geblasenen Folien aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid verwendete Vorrichtungen oder Vorrichtungen, wie sie z.B. in den britischen Patentschriften Wr. 664 412, 670 703, 654 550, 659 538, ö14 7^3, 737 479, 924 501 beschrieben sind, können für diesen Zweck verwendet werden.

Ändere Verfahren zur Herstellung von 13VA-Polien, z.B. das Schmelzextrudieren durch eine Schlitzdüse auf eine Kühltrommel, können verwendet werden. In diesem Pail ψ besteht die Punktion des Lagentrennrnittels darin, das

Blockieren der Folie auf den W-Vl ζ ο η zu verhüten und die optischen Eigenschaften der erhaltenen Folie zu verbessern.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, wobei alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, falls nictits anderes erwähnt ist.

Beispiel 1

Es wurden 100 Teile eines Ätbylen-Vinylacetat-Copolymerisats mit einem Vinylacetatgehalt von 12,5$ und " einem Schmelzindex von 2 mit einem Teil Glycerylmono-

oleat dadurch vermischt, daß das Oleat auf Körnchen des Copolymerisate gespritzt wurde, während die Körnchen in einem Bandmischer gemischt wurden. Die erhaltene Zubereitung wurde in einen Schneckenextruder gegeben, zu einer Röhre extrudiert und die Röhre durch Aufbringen eines Innengasdrucks zu einem Filmschlauch mit einer Wanddicke von 19/Um (75 gauge) expandiert. Der aufgeblasene Folienschlauch wurde dann mittels eines "A"-Rahmens zusammengedrückt und durch den Spalt

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von Walzen geführt und danach die Lagen an der Kante beschnitten und zum Aufwickeln getrennt. Während dieses Verfahrens traten keine Schwierigkeiten auf, und der erhaltene Film zeigte eine hervorragende Klarheit und Glanz und war unter den Gebrauchsbedingungen beschlagsfest.

Ein Versuch, eine ähnliche Folie aus dem gleichen Äthylen-Vinylacetat-Gopolymerisat ohne Zusatz herzustellen verlief ohne Erfolg. In diesem Fall traten erhebliche Scbwie-rigkeiten beim Auftrennen der beiden Lagen nach dem Durchgang der Folie durch den Walzenspalt auf, was dazu führte, daß die Folie häufig brach. Ein Vergleich der kleinen Menge Folie, die hergestellt wurde, mit der Menge, die aus dem Gopolymerisat mit dem Lagentrennmittel hergestellt wurde, zeigte, daß im ersten Fall ein weniger attraktives Aussehen der Folie auftrat und die Folie unter den Gebrauchsbedingungen leicht beschlug.

Beispiel 2

Es wurde eine Folie gemäß Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß das verwendete Gopolymerisat einen Vinylacetatgehalt von nur ^% und einen Schmelzindex von 2 hatte. Als Lagentrennzusatz wurden 0,5 Teile Glycerylmonostearat je 100 Teile Copolymerisat verwendet. Die Folienlagen trennten sich leicht nach dem Beschneiden der Kanten auf und der erhaltene Film zeigte eine ausgeprägte Festigkeit gegen ein B-eschlagen und hatte hervorragende optische !Eigenschaften.

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Es wurden 100 Teile Copolymerisat gemäß Beispiel 1 in einem Mischextruder mit 0,5 Teilen Glycerylmonooleat und 0,5/Polyoxyäthylen (20) sorbitanmonooleat vermischt. Nach dem Extrudieren gemäß Beispiel 1 konnten die Lagen leicht getrennt werden, und die erhaltene Folie hatte einen hervorragenden Glanz und Klarheit.

Beispiel 4

Es wurden 100 Teile eines Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, das 12,5$ Vinylacetat enthielt und einen Schmelzindex von 2 aufwies, mit2 Teilen Polyoxyäthylen (20) sorbitanmonolaurat vermischt und gemäß Beispiel 1 extrudiert. Beim Auftrennen der Folienlagen nach dem Beschneiden traten keine ■ Schwierigkeiten auf und der hergestellte Film hatte einen hervorragenden Glanz und Klarheit, selbst unter Bedingungen, die die Entwicklung eines Beschlags begünstigen.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Folie, insbesondere zur Verpackung von Frischfleisch, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Hauptmenge eines Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat und aus 0,1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Kopolymerisat

eines LagentrennmitteTs für die Folie besteht, das aus einem partiellen Ester aus einem wasserlöslichen Polyol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen oder einem Polyoxy (Cp-C-z) alkylenderivat dieses Esters mit 2 bis 100 Äthylen- oder Propylenoxideinheiten je Molekül besteht, wobei der partielle Ester wenigstens eine freie Hydroxylgruppe enthält.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat 2 bis 25 Gew.-¹^ Vinylacetat enthält .
3. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat 3 bis 18 G-ew.-$ Vinylacetat enthält.
4. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat einen Schmelzindex von 0,5 bis 10 besitzt.
5. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat einen Schmelaindex von 0,5 bis 4 besitzt.

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6. Polie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der partielle Ester von Glycerin abgeleitet ist.
7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der partielle Ester von Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Dibutylenglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Sorbitan oder einem Gemisch davon abgeleitet ist.
8. lOlie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Säurerest des partiellen Esters von Laurinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Stearinsäure, Ricinolsäure, Capronsäure und Behensäure oder einem Gemisch davon abgeleitet ist.
9. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der partielle Ester Ätbylenglykolmonostearat, Glycerylmonooleat, Glyceryldistearat, Glycerylmonostearatmonooleat, ein Sorbittrioleat-Isomer oder ein Gemisch davon darstellt.
10. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagentrennmittel Polyoxyäthylen (20) Sorbitanmonooleat ist.
11. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Lagentrennmittels zwischen 0,5 und 3 Gew.-^, bezogen auf das verwendete Copolymerisat, beträgt.

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12. Verfahren zur Herstellung einer Folie nach einem der vorhergehenden'Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lagentrennmitte1 in oder auf Teilchen aus dem Copolymerisat dispergiert, die erhaltene Zubereitung durch eine Ringdüse zu einem Rohr extrudiert, das

Rohr anschließend durch Aufbringen eines Innengasdrucks zu einem Pilmschlauch. der gewünschten Stärke aufbläst, den Schlauch zusammendrückt, die gefalteten Kanten
abschneidet und die gebildeten beiden lagen auftrennt und aufwickelt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Qopolymerisatzubereitung, die das Lagentrennmittel enthält, zusätzlich Pigmente, Farbstoffe,
Antioxidationsmittel und/oder Schmiermittel nach
Wunsch enthält.

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