DE3116698A1 - "kohlendioxiddichtes verpackungsmaterial" - Google Patents

"kohlendioxiddichtes verpackungsmaterial"

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Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kohlendioxiddichtes Verpackungsmaterial.
Thermoplastische Verpackungsfolien können allgemein in zwei Kategorien eingeteilt werden, in steife oder halbsteife Folien und in flexible Folien. Die halbsteifen und steifen Folien sind gut geeignet für Anwendungen, die ein Warmformen erfordern, um die Folie in eine mehr oder weniger fixierte, selbsttragende Form zu bringen. Solche Folien werden in der Regel in Blasenpackungen, Schalenpackungen und flachen Tabletts verwendet zum Verpacken von Lunch-Gerichten o. dgl. Außer ihrer Wärmeformbarkeit ist es häufig erwünscht, daß eine halbsteife Folie wärmeverschweißbar ist und eine niedrige Sauerstoffpermeabilität aufweist, um den Zutritt von Sauerstoff zu sauerstoffempfindlichen Lebensmittelprodukten zu verhindern.
Unter den flexiblen Folien sind Vinylidenchlorid-Copolymere ebenfalls weit verbreitet im Gebrauch und haben kommerziellen Erfolg bei der Herstellung von gegen vorschriftswidrige Behandlung und starke Beanspruchung widerstandsfähige Folien und mehrschichtige Folien mit niedriger Sauerstoffpermeabilität. Eine solche Folie wird in US-PS 37 41 253 (Harri J. Brax et'al.) beschrieben. Die dort beschriebenen
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Folien bieten einen ausgezeichneten Schutz für die verpackten Artikel vor dem Eintritt schädlicher Gase.
Eine kürzlich aufgetretene weitere Entwicklung in der Praxis der Lebensmittelverpackung besteht darin, entsprechend empfindliche Lebensmittel in einer inerten oder nicht schädlichen Atmosphäre zu verpacken. Solche geeigneten Verpackungsgase bestehen aus Kohlendioxid oder Stickstoff oder Mischungen derselben. Beim Verpacken solcher Lebensmittelartikel in einer inerten Atmosphäre sind konventionelle Verpackungsmaterialien verwendet worden.
Es wurde festgestellt, daß solche konventionellen Verpackungsmaterialien jedoch eine Kohlendioxidatmosphäre nicht in dem Maße erhalten, die zum Schütze des Lebensmittelproduktes notwendig wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein neues Verpackungsmaterial zu schaffen, mit dem eine Kohlendioxidatmosphäre zum Schütze eines empfindlichen Lebensmittelproduktes aufrechterhalten werden kann, so daß dem verpackten Artikel die Frische erhalten bleibt und kein Kohlendioxidgas an die umgebende Atmosphäre verlorengeht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein kohlendioxid-
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dichtes Verpackungsmaterial gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Folienmaterial aus einem Ethylen/ Vinylalkohol-Copolymeren enthält. Es wurde gefunden, daß ein solches Verpackungsmaterial eine Kohlendioxidatmosphäre ohne wesentlichen Verlust an die Umgebung aufrechterhält.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial aus einer Verbundfolie mit heißsiegelbaren Außenschichten und einer dazwischenliegenden Schicht aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymeren. Es wurde dabei festgestellt, daß eine sehr dünne Folie eines Copolymeren aus Ethylen und Vinylalkohol bereits Kohlendioxidgas zurückhält und dabei genügend dünn ist, um die erwünschten Flexibilitätseigenschaften zu besitzen. Eine solche Folie ist auch als Teil einer Verbundfolie gut geeignet, die die erwünschte Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und gute Heißsiegeleigenschaften besitzt.
Der Ausdruck "Copolymeres aus Ethylen und Vinylalkohol" bezieht sich auf ein hydrolysiertes Produkt von Ethylen und einem Vinylester. Da die Hydrolyse normalerweise bei mehr als 96 % beendet ist, besteht das Hydrolyseprodukt im wesentlichen aus einem Copolymeren von Ethylen und Vinylalkohol. Copolymere des Ethylens und Vxnylalkohols und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den US-Patentschriften 23 86 347 und 35 85 177 beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung von Folien aus einer solchen
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Polymermasse ist in US-PS 34 19 654 (C. H. Iba et al.) beschrieben. Die Vorläufer des Copolymeren, nämlich Ethylen oder ein anderes geeignetes Olefin und Vinylester, werden vorzugsweise so zusammengestellt, daß auf jeden Bestandteil ein Molprozentsatz von 50 % entfällt. Der Molprozentsatz kann jedoch innerhalb des Bereichs von etwa 10 bis 90 Mol% für jeden Bestandteil geändert werden, wobei man noch im Bereich des. Erfindungsgegenstandes verbleibt. Copolymere mit weniger als 10 % Ethylen sind schwierig herzustellen, während Copolymere mit mehr als 90 % Ethylen mangelhafte Gasdurchlässigkeitseigenschaften aufweisen. Der bevorzugte Vinylester für den Einsatz in dem erfindungsgemäßen Vorläufer-Copolymeren ist ein Ethylenvinylacetat-Copolymeres. Der Vinylester kann von einer aliphatischen einbasischen Säure mit 1 bis 8 C-Atomen hergeleitet sein. Das Vorläufer-Copolymere des Ethylens und Vinylacetats wird so gewählt, daß es vorzugsweise ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 15OOO aufweist.
In Übereinstimmung mit vorliegender Erfindung wurde gefunden, daß Kohlendioxid durch eine Folie aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymerem in solchem Maße zurückgehalten werden kann, daß die Ergebnisse gegenüber konventionellen Verpackungsmaterialien wie Saran (einem Copolymeren des Vinylidenchlorids und eines copolymerisierbaren Monomeren) und Copolymeren des Acrylnitrils, überraschend überlegen sind. Daß die Überlegenheit des Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren überraschend ist,
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wird in den weiter unten vorgelegten Beispielen gezeigt.
Wesentlich für den erfolgreichen Einsatz einer erfindungsgemäßen Folie aus einem Ethylen/Vinylalkohol-Copolymeren ist die Anwendung einer sehr dünnen Schicht dieses Copolymeren. Dieses Material ist nämlich normalerweise außergewöhnlich steif und besitzt einen hohen Elastizitätsmodul. Außerdem sind Copolymere des Ethylens und Vinylalkohole wasserempfindlich und werden daher durch die Anwesenheit von Wasser nachteilig beeinflußt. Diese beiden Eigenschaften sind im allgemeinen ziemlich unvereinbar miteinander, da es erwünscht ist, einerseits ein dickes Material zu haben, um die Feuchtigkeitseinwirkungen so gering wie möglich zu halten, andererseits ein dünnes Material zu haben, um die mit dem hohen Elastizitätsmodul verbundenen Probleme möglichst gering zu halten. Es wurde jedoch in Übereinstimmung mit vorliegender Erfindung gefunden, daß für diß Anwendungen auf Lebensmittelverpackungen ein erfindungsgemäßes Verpackungsmaterial mit Außenschichten aus thermoplastischem Material wie Polyethylen oder Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren zur Verhinderung des Feuchtigkeitseintritts und der damit verbundenen nachteiligen Wirkungen und eine dünne Schicht aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymerem, die zwischen den beiden Außenschichten liegt, die gewünschten Eigenschaften besitzt. Solche Außenschichten können aus irgendeinem Olefinpolymeren oder -copolymeren bestehen, die für Verpackungszwecke im Gebrauch sind.
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Da ein Copolymeres aus Ethylen und Vinylalkohol Kohlendioxidgas zurückhält, vorausgesetzt, es kommt nicht mit Wasserdampf in Berührung, wird in einer bevorzugten Ausführungsform das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere erfindungsgemäß in Verbindung mit einer Verbundfolie eingesetzt, um auf diese Weise die nachteiligen Wirkungen, die durch Feuchtigkeit entstehen können, zu verhindern und außerdem erwünschte Heißsiegeleigenschaften für den Gesamtverbund zu erhalten. Außerdem kann es erwünscht sein, daß zwischen der Ethylen/ Vinylalkohol-Copolymerenschicht und den äußeren Schichten eine Klebeschicht vorgesehen wird. Ein solcher Kleber kann aus einem Copolymeren bestehen, beispielsweise dem unter dem Handelsnamen "Plexar" bekannten Copolymeren, und/oder einem Ionomeren, z.B. dem unter dem Handelsnamen "Surlyn" vertriebenen Produkt.
Vorzugsweise liegt die gewünschte Dicke der Ethylen/Vinylalkohol-Schichten innerhalb des Bereichs von etwa 2,54 bis 10,16 ,um, wobei eine Dicke von etwa 5,1,um bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäßen Verbundfolien können mit Hilfe konven-' tioneller Schichtstoffherstellungsverfahren erzeugt werden, vorzugsweise mit Hilfe von Coextrusionsverfahren, wie sie in US-PS 38 21 182 (W. G. Baird Jr. et al) beschrieben werden.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen weiter erläutert.
Beispiel 1
Durch ein kombiniertes Strangpreß-Blasverfahren wurde eine Verbundfolie mit folgendem Aufbau erzeugt:
9,14,um Polyethylen/1,27 ,um Plexar-Kleber/4,57 ,um Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeres mit etwa 50 Mol % Vinylalkohol/
1,27,Um Plexar-Kleber/9,14 .um Polyethylen.
Das Polyethylen diente als thermisch aktives Siegelmittel. Aus dieser Verbundfolie wurden thermisch versiegelte Verpackungen hergestellt, die Kohlendioxidgas mit einem Druck-von 1 atm enthielten. Zu Vergleichszwecken wurden entsprechende Verpackungen aus einer im Handel erhältlichen Saran-Verbundfolie (Handelsname "Sarenex"), einem Verbund aus Ionomerem/Polyacrylnitril/Surlyn, wobei das Polyacrylnitril unter dem Handelsnamen "Barex" erhältlich ist, und einem mit Saran beschichteten Polyethylen hergestellt. Die Verpackungen wurden nach einer teilweisen Füllung mit Kohlendioxid 4 Wochen bei Kühltemperaturen gelagert. Nach dieser Lagerzeit zeigte sich überraschenderweise, daß nur die Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere enthaltenden Verpackungen das Kohlendioxidgas zurückbehalten hatten.
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Beispiel 2
Eine Verbundfolie aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymerem, wie in Beispiel 1 beschrieben, sowie eine Verbundfolie aus Ionomerem/Copolymerem des Acrylnitrils/Ionomerem dienten zur Herstellung von Beuteln der Abmessung 10 χ 20 cm auf einer 36/EPSC 6,35 mm Heißsiegelvorrichtung. Die Verpackungen wurden an drei Seiten gesiegelt, so daß sie mit 100 %igem Kohlendioxidgas gefüllt werden konnten. Der Kohlendioxiddruck in den Verpackungen wurde anhand der Verpackungshöhe (in mm) in bestimmten Zeitabständen an jeder Probe gemessen und in der folgenden Tabelle aufgezeichnet. Die Proben 1 bis 4 bestanden aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymeren, die Proben 5 und 6 aus dem Acrylnitri1/Copolymeren.
Zusammenstellung; Messung des CO^-Verlusts über eine Periode von 17 Wochen durch Bestimmung der Beutelhöhe (in mm)ί
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Probe zu Beginn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121314151617 Wochen
Probe 1 17 mm - - - - - - - - - — — — — — — — 17 mm
Probe 2 ' 10 mm - - 8mm ----- 8mm — — — — — — — 8 mm
Probe 3 13 mm - - - - - - - - - — *— — — — — -— 13 mm
Probe 4 9 mm _----_-__ — — — — — — — 9 mm
Probe 5 8 mm - 5mm 3mm - - 2mm - - - 1mm — — 0mm — — — 0 mm3
_» Probe 6 8 mm - 7mm 5mm 2mm - 0mm — - - _«_-_-_ ο mmxxx'
ο ι
OJ „% _»| , κ
*» 'Ein kleines Nadelloch verursachte den COj-Verlust j [
co (schon nach 13 Wochen)
co XXX)(schon nach 6 Wochen)
cn σ> co
Die vorstehende Zusammenstellung zeigt, daß das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial kohlendioxiddicht ist, während die Vergleichsproben 5 und 6 nach 13 bzw. nach 6 Wochen praktisch das gesamte eingefüllte CO^-Gas verloren hatten. Mit dem erfindungsgemäßen Verpackungsmaterial können Lebensmittelprodukte in einer Kohlendioxid-Atmosphäre aufbewahrt werden, ohne daß man besorgt zu sein braucht bezüglich der Fähigkeit des Materials, die Kohlendioxid-Atmosphäre aufrechtzuerhalten und damit die Frische des verpackten Produktes zu gewährleisten.
sy: cm
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Claims (4)

1. Kohlendioxiddichtes Verpackungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Folienmaterial aus einem EthylenZ Vinylalkohol-Copolymeren enthält.
2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Verbundfolie mit heißsiegelbaren Außenschichten und einer dazwischenliegenden Schicht aus EthylenZVinylalkohol-Copolymerem besteht.
3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschicht aus EthylenZVinylalkohol-Copolymerem eine Dicke im Bereich von etwa 2,54 bis 10,16 ,um besitzt.
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4. Verwendung des Verpackungsmaterials gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 zum Verpacken von empfindlichen Lebensmitteln unter einer COj-Atmosphäre.
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