DE3123680A1

DE3123680A1 - "verpackungsmaterialien"

Info

Publication number: DE3123680A1
Application number: DE19813123680
Authority: DE
Inventors: Mutsuo Minami Ashigara Kanagawa Akao
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-06-17
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1982-05-06
Also published as: GB2080732B; GB2080732A; US4331725A; JPS576754A

Description

-Ζμ.

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Verpackungsmaterialien .mit ausgezeichneter physikalischer Festigkeit.

Im allgemeinen müßten Verpackungsmaterialien verschiedene Eigenschaften in Abhängigkeit von Typ, Gestalt, Gewicht usw. des zu verpackenden Gegenstandes aufweisen. Insbesondere müssen Verpackungsmaterialien zur Verwendung in der Sackherstellung überlegene physikalische Eigenschaften aufweisen, d.h. sie müssen über eine ausgezeichnete Einreißfestigkeit, Zugfestigkeit, Platzfestigkeit, Schlagfestigkeit usw. verfügen.

Verpackungsmaterialien mit derart ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften sind beispielsweise in den US-Patentschriften 4 14-? 291 und 4 258 84-8 sowie der UK-PS 2 026 942 A beschrieben. Diese bekannten Verpackungsmaterialien sind sogenannte kreuzlaminierte Verpackungsmaterialien mit dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Schichtenaufbau. Im einzelnen sind zwei einchsig gestreckte hochdichte Polyäthylenfilme 1 und 2 so angeordnet, daß ihre Streckachsen miteinander einen Winkel von 45 bis bilden, wobei diese beiden Filme mittels einer Klebstoffschicht. 3 miteinander verbunden sind. Für die Klebstoffschicht 3 wird üblicherweise ein thermoplastisches Harz, wie ein Polyäthylen geringer Dichte verwendet. In einigen Fällen jedoch können die Filme 1 und 2 miteinander bei einer geeigneten Erhitzungstemperatur von etwa 180⁰C z.B. miteinander verschweißt sein, ohne Verwendung einer Klebstoffschicht 3.

Diese Verpackungsmaterialien aus kreuzlaminierten Filmen "besitzen eine "befriedigende Festigkeit sowohl in longitudinaler Richtung, lateraler Richtung und Schrägrichtung, weil die Streckachsen einander schneiden. Somit, verglichen mit herkömmlichen Verpackungsmaterialien, wie beispielsweise Kompositlaminaten aus einem Polyäthylenfilm geringer Dichte und Papier, einer Aluminiumfolie od.dgl., "besitzen die kreuzlaminierten Verpackungsmaterialien eine "bedeutsam gesteigerte physikalische Festigkeit.

Es wurde jedoch gefunden, daß die physikalische Festigkeit der kreüzlaminierten Verpackungsmaterialien in Abhängigkeit von der Dicke der Klebstoff schicht 3 schwankt und daß die physikalische Festigkeit mit steigender Dicke abnimmt. Als Grund dafür wird angenommen, daß dann, wenn die Filme 1 und 2 mit einer Klebstoffschicht 3 zu einer Dicke zusammengefügt werden, welche jenseits eines kritischen Wertes liegt, eine vollstäidigo Vereinigung zu einem einheitlichen Körper erfolgt, so daß sich das Material wie eine einzige Schicht verhält, obgleich die Filmschichten so angeordnet sind, daß sich ihre Streckachsen schneiden.

Aus diesem G-runde ist es erforderlich, die Dicke der Klebstoff schicht 3 auf ein Minimum herabzusetzen. Wird jedoch die Dicke der. Klebstoffschicht 3 übermäßig vermindert, so werden Risse in der Klebstoffschicht 3 auftreten. Dieses führt zu einem Ablösen der Filme 1 und 2 an den von den Rissen oder Brüchen betroffenen Stellen der Klebstoff schicht 3.

Werden die Filme 1 und 2 andererseits miteinander in der Wärme verschweißt, so tritt ein Wärmeschrumpfen des gestreckten Films in den erwärmten Bereichen auf. Dieses

m ν * «

-6-

führt zur Ausbildung von Schrumpf fait en, was unter dem Gesichtspunkt' der Qualität nicht angenehm ist.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein neues Verpackungsmaterial zu schaffen, welches von den vorstehend "beschriebenen Nachteilen herkömmlicher Verpackungsmaterialien frei ist.

Die Erfindung schafft aus diesem Grunde ein Verpackungsmaterial,welches zwei einachsig gestreckte Filme aus.einem thermoplastischen Harz umfaßt, welche so angeordnet sind, daß ihre Streckachsen untereinander einen Winkel von 4-5 bis 90° bilden, wobei ferner eine Klebstoffschicht zwischen den Filmen vorgesehen ist, die eine Vielzahl von Löchern aufweist, so daß die Klebstoffschicht netzartig perforiert ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. Λ einen Querschnitt durch den Schichtenaufbau eines herkömmlichen Verpackungsmaterials,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Verpackungsmaterials nach der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Klebstoffschicht ,

Fig. 4- bis 6 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen des Verpackungsmaterials nach der Erfindung.

—V—

Pig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei das Verpackungsmaterial einachsig gestreckte thermoplastische Harzfilme 4- und 5 sowie eine Klebstoffschicht 6 aufweist, in welcher eine Vielzahl von Öffnungen 6a in lorm von durchgehenden Perforationen ausgebildet ist, so daß die Klebstoffschicht 6 ein Netz oder Sieb darstellt.

Die einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilme 4 und 5 können aus jedem thermoplastischen Harz bestehen, welches einachsig gestreckt werden kann. Unter den Gesichtspunkten der Verfügbarkeit, allgemeiner Eigenschaftscharakteristik, Verarbeitungseignung und Verarbeitungskosten sind Polyäthylene verschiedener Dichten, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polykarbonat, PoIyäthylenterephthalat, Polyamid und dgl. bevorzugt. Aus diesen Werkstoffen ist ein einachsig gestreckter, hochdichter Polyäthylenfilm mit einer Dichte von 0,9A- g/cirr oder mehr insbesondere bevorzugt. Diese Filme können in IiOngitudinalrichtung, Lateralrichtung oder Schrägrichtung, ganz nach Belieben, gestreckt werden, um zu einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilmen 4 und 5 zu gelangen. In Jedem !Fall sind diese Filme so anzuordnen, daß sich ihre Streckrichtungen untereinander unter einem Winkel von 45 bis 90° schneiden.

Die einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilme 4 und 5 können als orientierte Polymerfilme ausgebildet sein.

Zum Ausbilden oder Herstellen der Klebstoffschicht 6 können bekannte warmschmelzende Klebstoffe aus einem Äthylenvinylacetat-Copolymeren Polyäthylen und Polyamid mit niedrigem

Molekulargewicht sowie auch thermoplastische Harze, wie Polyäthylen mit niedriger Dichte, Polypropylen und Äthylen vinylacetat Copolymeren sowie aus einem ionomeren Harz verwendet werden. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials wird ein geeignetes Schaummittel, wie ein anorganisches Schaummittel (z.B. ITatriumhydrogencarbonat), ein organisches Schaummittel (z.B. Diazoaminobenzen) oder Wasser dem warmschmelzenden Kle'bstoff oder dem thermoplastischen Harz zugesetzt werden , worauf die resultierende Mischung zwischen den Filmen 4 und 5 unter Verwendung einer geeigneten Beschichtungseinrichtung extrudiert wird. Während des Extrusionsvorganges wird eine in Fig. 3 dargestellte Klebstoffschicht 6, welche von einer Vielzahl von Löchern durchsetzt ist, netzartig ausgebildet, wobei sich diese von Perforationen netzartig durchsetzte Schicht zwischen den Filmen 4 und 5 befindet. Bei Verwendung eines Polyäthylenharzes geringer Dichte wird beispielsweise Wasser als Schaummittel dem Harz in einer Menge von o,1 bis 10 Gew.% vor dem Schmelzen desselben zugesetzt. Die resultierende Mischung wird durch das Extrusionsbeschichten aufgetragen unter Verwendung des bekannten T-Matrizenbeschichtungsverfahrens.

Wenngleich der von den öffnungen 6a in der Klebstoff schicht beanspruchte Raum (im folgenden als "Raumverhältnis" bezeichnet) abhängt von der Menge an zugesetztem Wasser oder Schaummittel, wird das Raumverhältnis unter Berücksichtigung der erforderlichen physikalischen Festigkeit des Verpackungsmaterials bestimmt. Üblicherweise wird das Raumverhältnis in einem Bereich von 5 bis 90%, vorzugsweise von 20 bis 7°% und am meisten bevorzugt im Bereich von 30 bis 60% eingestellt.

-9-

Beim erfindungsgemäßen Verpackungsmaterial sind die beiden einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilme 4 und 5 aneinander gebunden mit Hilfe der Klebstoff schicht 6, welche von einer Vielzahl von öffnungen netzartig perforiert ist, wobei die Filme 4 und 5 so angeordnet sind, daß die Streckrichtungen dieser Filme einander unter einem Winkel von 45 bis 90° schneiden. Das Vorhandensein der öffnungen 6a in der Klebstoffschicht 6 gewährleistet, daß die einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilme 4 und 5 wenigstens in den Bereichen dieser öffnungen 6a nicht miteinander verbunden sind. In diesen Bereichen wird deshalb in jedem Film ein Kreuzorientierungseffekt hervorgerufen und eine große Materialfestigkeit erreicht. Als Kreuzorientierungseffekt sei hier die bedeutsam gesteigerte Zerreißfestigkeit bezeichnet, die erhalten wird, wenn sich die unterschiedlichen Streckungsachsen schneiden.

Außerdem wird durch das Ausbilden der Öffnungen, die auch als leerräume anzusehen sind, die Menge an benötigtem Klebstoff vermindert, was bedeutet, daß wenigstens das von den Öffnungen 6a eingenommene Volumen an Klebstoff eingespart wird. Dadurch wird im Vergleich zur Herstellung herkömmlicher Verpackungsmaterialien der Vorteil herabgesetzter Herstellungskosten erreicht.

Außerdem ist die Klebstoffschicht 6 in einer hinreichenden Dicke vorgesehen, um die einaxial gestreckten thermoplastischen Filme 4· und 5 hinreichend fest miteinander zu verbinden, wenngleich zu beachten ist, daß die Klebstoffdicke in Abhängigkeit vom gewählten Raumverhältnis schwankt. Als Faustregel gilt, daß solange wie die üblicherweise wenigstens 7 Λ¹ betragende Mindestdicke zum Miteinanderverbinden der Filme 4 und 5 gewährleistet ist, jede größere

Dicke gewählt werden kann. Somit kann das Ausbilden der Klebstoffschient 6 vereinfacht werden.

Die Erfindung wird mit Hilfe des folgenden Beispiels noch näher erläutert, ohne daß die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt wäre.

Beispiel

Ein herkömmliches "Verpackungsmaterial mit dem in Pig. 1 dargestellten Schichtenaufbau und ein erfindungsgemäßes Verpackungsmaterial mit dem in Pig. 2 dargestellten Schichtenaufbau wurden hergestellt und im Hinblick auf ihre Pestigkeit und Herstellungskosten verglichen.

Das herkömmliche Verpackungsmaterial wurde wie folgt hergestellt;

Zwei 4-5/· dicke einachsig gestreckte hochdichte Polyäthylenfilme wurden derart angeordnet, daß sich ihre Streckachsen unter einem Winkel von 90° schnitten. Sodann wurde eine Klebstoffschicht aus Polyäthylen niedriger Dichte dazwischen mit einer Dicke von 20 p. mit Hilfe des Extrusionsbeschichtens vorgesehen, -so daß die Pilme miteinander unter Ausbildung eines Verpackungsmaterials mit. einer Gesamtdicke von 110 ü verbunden waren.

Das Verpackungsmaterial nach der Erfindung wurde wie folgt hergestellt:

Es wurden zwei 4-5 Ai dicke einachsig gestreckte hochdichte Polyäthylenfilme, wie für die Herstellung des herkömmlichen Verpackungsmaterials verwendet, benutzt und in der gleichen

Weise wie bei der Herstellung des herkömmlichen Materials ■beschrieben, derart angeordnet, daß sich die Streckachsen der "beiden Filme unter einem Winkel von 90° schnitten. Sodann wurde Wasser als Schaummittel einem Polyäthylen mit niedriger Dichte in einer Menge von 1 Gew-% "bezogen auf das Polyäthylen niedriger Dichte zugesetzt und wurde die resultierende Mischung zwischen die "beiden einachsig gestreckten Filme eingebracht, was mit Hilfe der Extrusionsbeschichtung erfolgt. Anschließend erfolgte eine Preßbehandlung mit warmen Walzen, so daß die Filme vermittels einer Klebstoffschicht miteinander verbunden waren, welche wegen der Vielzahl darin enthaltener Öffnungen oder Hohlräume die Gestalt eines Netzes (Eaumfaktor: 20%) aufwies, so daß ein Verpackungsmaterial nach der Erfindung mit einer Gesamtdicke von 110 η erzielt wurde.

Die Festigkeitseigenschaften der beiden derart hergestellten Verpackungsmaterialien wurden entsprechend den im folgenden beschriebenen Prüfungsverfahren geprüft. Die erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der dann folgenden Tafel 1 zusammengestellt.

Zerreißfestigkeit:

Ermittelt gemäß JIS P-8116-1976.

Ver sohleißf e st igke it:

Jedes Verpackungsmaterial wurde zu einem Sack verarbeitet. Ein Gegenstand mit einem Gewicht von etwa 5 kg wurde in den Sack gelegt, worauf der Sack verschlossen wurde.

Nach einem Vibi'ationstest entsprechend JIS Pegel II wurde das Ausmaß der Beschädigung der Oberfläche des Verpackungsmaterials "bewertet.

Schlagperforationsfestigkeit:
Ermittelt gemäß JIS 8154.

Tafel 1

Zerr eiß-I?e s t igkeit

Longitudinal Richtung

Laterial-Richtung

Schlagperforations-Pestigkeit

Verschleiß-Festigkeit Pr odukt ionsko st en

herkömmliches Verpackungs-Verpackungsmaterial material nach

der Erfindung

600 g
O 1 050 g

O 4-·8 kg·cm

100

960 g @ 1 500 g

8.5 kg*cm

90

[^j : Ausgezeichnet für die praktische Anwendung

(Ql : Insbesondere ausgezeichnet für die praktische Verxfendung *) : Die Herstellungskostea. des herkömmlichen Verpackungsmaterials wurden als 100 angesetzt und die Produktionsdes erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials wurden dazu in Relation gesetzt.

Vie aus den in Tafel 1 zusammengestellten Versuchsergebnissen ersichtlich, ist das Verpackungsmaterial nach der Erfindung sowohl hinsichtlich der physikalischen Festigkeit als auch der Produktionskosten dem herkömmlichen Verpackungsmaterial überlegen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform "beschränkt. So können "beispielsweise die folgenden modifizierten Ausführungsformen mit Vorteil verwendet werden.

Pig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, "bei welcher eine keine öffnungen aufweisende Klebstoff schicht 3 zwischen einer der "beiden einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilme und die eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende netzförmige Klebstoffschicht 6 zwischengeschob en ist.

Die lig. 5 und 6 zeigen Verpackungsmaterialien, "bei welchen ein flexibles Bahnmaterial 7 aus einem synthetischen Harzfilm, Papier, einer Aluminiumfolie oder einem Textilmaterial zwischen zwei Klebstoffschichten 6 bzw. 3 eingefügt ist. Wenigstens eine dieser beiden Klebstoffschichten muß als mit Öffnungen versehene Klebstoff schicht nach der Erfindung ausgebildet sein. Die andere der beiden Klebstoffschichten kann gleichartig, also auch netzförmig ausgebildet sein, wie in Pig. 5 dargestellt, oder kann als einfache offnungsfreie Klebstoffschicht 3 ausgebildet sein, wie in Pig. 6 dargestellt.

Alle Verpackungsmaterialien gemäß Pig. 4-, 5 und 6 sind innerhalb des Erfindungsgedankens, wobei sich der jeweils geeignete Aufbau in Abhängigkeit vom angestrebten Verwendungszweck des Verpackungapapiers bestimmen läßt.

Wenngleich diese Verpackungsmaterialien einen komplizierteren Schichtenaufbau aufweisen als- das in Pig. 2 dargestellte BeSchichtungsmaterial, so wird dieses durch eine noch weitere Steigerung der physikalischen !Festigkeit gerechtfertigt.

Wie im Vorstehenden beschrieben, besitzt das Verpackungsmaterial nach der Erfindung eine ausreichend befriedigende physikalische Festigkeit, woraus bei seiner Verwendung als Sack beachtliche praktische Vorteile resultieren.

Ferner kann der einachsig gestreckte thermoplastische Harzfilm, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende netzförmige Klebstoffschicht, die keinerlei Löcher aufweisende Klebstoff schicht und das flexible Bahnmaterial "T. ein antistatisches Mittel, 2. ein lichtabschirmendes Mittel, wie Ruß, Farbstoffe, Aluminiumpulver, Aluminiumpaste und farbige Pigmente, 3· ein Gleitmittel und/oder 4-, ein Antioxidationsmittel enthalten.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen.

Claims

PA TENTANSPRÜCHE

Verpackungsmaterial mit wenigstens zwei einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilmen, die so angeordnet sind, daß sich die Streckrichtungen der beiden Filme untereinander unter einem Winkel von 45 bis 90° schneiden, und mit einer zwischen den beiden Filmen vorgesehenen Klebstoffschicht, dadurch gekennz eichn e t , daß die Klebstoffschicht (6) eine Vielzahl von Öffnungen (6a) aufweist, welche die Klebstoffschicht wie ein Netz perforieren.

2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzliche Klebstoff schicht (3), welche keine Perforationen aufweist, zwischen einen der beiden Filme und die mit Öffnungen (6a) versehene Klebstoffschicht (6) eingefügt ist.

TELEFON (O 89) 33 39 Oa

TELEX OO 39 3BO

TELEGRAMMS MONAPAT"

⁷J. Verpackungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein flexibles Bahnmaterial (7) zwischen die mit Öffnungen (6a) versehene Klebstoffschicht (6) und die keine Öffnungen aufweisende Klebstoffschicht (J) zwischengeschoben ist.

4. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Laminataufbau:

s) einen einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilm (4),

b) eine eine Vielzahl von Öffnungen (6a) aufweisende netzförmige Klebstoffschicht (6),

c) ein flexibles Bahnmaterial (7),

d) eine eine Vielzahl von Öffnungen (6a) aufweisende netzförmige Klebstoffschicht (6) und

e) einen einachsig gestreckten thermoplastischen Harzfilm (5), der derart angeordnet ist, daß sich die Streckrichtungen der beiden Eilme (4 und 5) unter einem Winkel von 45 bis 90° schneiden.

5. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeich net, daß als einachsig gestreckter thermoplastischer Harzfilm ein Polyolefinharzfilm vorgesehen ist.

6. Verpackungsmaterial nach Anspruch 5? dadurch g e kennz eich, net , daß als Polyolefinharzfilm ein hochdichter Polyäthylenfilm mit einer Dichte von wenigstens O}94- g/cm vorgesehen ist.

■ « β ·

7- Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Vielzahl von Öffnungen (6a) aufweisende netzförmige Kle"b st off schicht (6) ein Raumverhältnis von etwa 5 bis 90% aufweist.

8. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Vielzahl von Öffnungen (6a) aufweisende netzförmige Klebstoffschicht ;

(6) durch Extrusionsbeschichtung ausgebildet ist, nach- !

dem ein Schaummittel einem thermoplastischen Harz oder ■

einem warmschmelzenden Klebstoff zugesetzt worden ist.

9· Verpackungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß als Schaummittel Wasser in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% zugesetzt ist.

10. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein antistatisches Mittel, ein lichtabschirmendes Mittel, ein. Gleitmittel oder ein Antioxidationsmittel im einachsig gestreckten EiIm oder in der eine Vielzahl von öffnungen (6a) aufweisenden netzförmigen Klebstoffschicht (6), der keine öffnungen aufweisenden Klebstoffschicht (3) oder dem flexiblen Bahnmaterial (7) vorgesehen ist.