DE3504463A1 - Leicht oeffenbare packung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Leicht oeffenbare packung und verfahren zu deren herstellung

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DE3504463A1
DE3504463A1 DE19853504463 DE3504463A DE3504463A1 DE 3504463 A1 DE3504463 A1 DE 3504463A1 DE 19853504463 DE19853504463 DE 19853504463 DE 3504463 A DE3504463 A DE 3504463A DE 3504463 A1 DE3504463 A1 DE 3504463A1
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Germany
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sealing layer
polymer
vinyl acetate
ethylene
acetate copolymer
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Paolo Botto
Claudio Mailand/Milano Freschi
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Description

Die Erfindung betrifft eine leicht offenbare Packung, bei der ein Produkt zwischen einer oberen und einer unteren thermoplastischen Bahn eingesiegelt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Packung. Insbesondere ist die Erfindung auf eine Packung gerichtet, welche dicht verschweißt ist und bei der üblichen Handhabung wahrend des Versandes und der Lagerung nicht leicht beschädigt wird, welche sich jedoch leicht offnen läßt, indem man die obere Bahn von der unteren Bahn der Packung von Hand abzieht.
Eine Vielzahl von Produkten, insbesondere Lebensmittel wie Fleisch, Wurst, Käse und dergleichen werden in optisch attraktiven Packungen angeboten, welche aus zwei thermoplastischen Bahnen unter Verwendung des Vakuumskinverpackungsverfahrens, des Wärmetiefziehverfahrens oder anderer Verfahren hergestellt sind. Beim Vakuumskinverpackungsverfahren wird ein Produkt auf eine Trägerfolie oder eine geformte Schale aus verhältnismäßig steifem Material aufgebracht und durch den Luftdruckunterschied wird eine vorerhitzte Folie von oben auf das Produkt gebracht und um das Produkt herum und gegen den Träger geformt, wobei der Raum zwischen der oberen Folie und dem Träger evakuiert wird. Die obere erhitzte Folie bildet eine festsitzende Haut (skin) um das Produkt und wird mit dem Träger verschweißt.
Beim Warmetiefziehverfahren wird die obere thermoplastische Bahn mit den flanschartigen Rändern des tiefgezogenen Trägers verschweißt, wofür heiße Siegelbalken oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden.
Die Schwierigkeit besteht darin daß die erhitzte Folie mit dem Träger so fest verschweißt wird, daß es schwierig ist, die beiden Bahnen voneinander zu trennen und die Packung zu offnen. Eine leicht offenbare Packung aus zwei sicher miteinander verschweißten thermoplastischen Bahnen sollte sich durch manuelles Auseinanderziehen der beiden Bahnen einfach öffnen lassen, normalerweise beginnend von einem Punkt, z.B. einer Ecke der Packung, wo die obere Folie absichtlich nicht mit dem Träger verschweißt worden ist. Auf diese Weise ist die Verwendung von einer Schere, einem Messer oder ähnlichen Geräten zum öffnen der Packung überflüssig.
Die leicht offenbaren Packungen des Stande des Technik beruhen auf zwei verschiedenen Mechanismen. Die eine Art wird in großem Umfang für tiefgezogene Packungen, auf Form-Füll-Maschinen hergestellte Verpackungen und auch für Vakuumskinverpackungen verwendet. Beim Öffnen der Packung erfolgt die Trennung zwischen den zwei thermoplastischen
Bahnen entlang der Siegelfläche, d.h. zwischen den beiden miteinander verschweißten Berührungsflächen. Der Öffnungsoder Abziehwiderstand (Kraft je gegebene Breite) ist deshalb identisch mit der Siegelfestigkeit und läßt sich durch entsprechende Wahl der chemischen Ähnlichkeit oder Unähnlichkeit der zwei miteinander verschweißten Flächen steuern.
Es ist ein Nachteil dieser Art von leicht offenbarer Packung, daß die Bedingungen des Schweißverfahrens einen starken Einfluß haben. So führen zu hohe Schweißtemperaturen zu einer festeren Versiegelung mit der Folge, daß die Packung nicht mehr leicht geöffnet werden kann. Weiterhin schwankt der öffnungs- oder Abziehwiderstand für eine
Anzahl von Packungen in einem weiten Bereich und ein 35
Reißen der oberen Bahn kann beim Öffnen auftreten, wenn diese mit der Trägerbahn zu fest verschweißt ist.
Der zweite, in jüngerer Zeit entwickelte Mechanismus für ein leichtes öffnen findet z.Zt. in vielen Fällen, beispielsweise für steife wärmegeformte Behälter mit einer aufgeschweißten flexiblen Folie, Anwendung, wo die verschweißten Bereiche verhältnismäßig schmal sind. Im Prinzip wird das öffnen der Packung zunächst durch einen Bruch durch die Dicke einer der Siegelschichten und anschließend durch Delaminieren dieser Schicht von dem darunter liegenden Träger oder von der Folie erreicht. Ein typisches Beispiel ist ein System, bei dem sowohl die erste als auch die zweite Siegelschicht aus Polyethylen bestehen und eine der Siegelschichten auf eine Polyamidschicht aufgebracht ist. Die schwache Bindung zwischen dem Polyethylen und dem Polyamid erlaubt die Delaminierung beim öffnen der Packung. Wenn die Delaminierung den Bereich des verpackten Produktes erreicht, erfolgt ein zweiter Bruch durch die Siegelschicht. Als Ergebnis wird die gesamte Siegelschicht von einer der zwei Bahnen getrennt und bleibt auf der anderen Bahn zurück.
Der Öffnungswiderstand entspricht direkt der Bindungsfestigkeit zwischen der Siegelschicht und der anliegenden Folienschicht und hängt damit in erster Linie von der chemischen Ähnlichkeit oder Unähnlichkeit der beiden Materialien ab. Die Koextrusionsbedingungen wie Druck, Temperatur und Berührungsdauer zwischen den geschmolzenen Materialien haben jedoch ebenfalls einen wesentlichen Einfluß auf die endgültige Bindungsfestigkeit zwischen den beiden Schichten.
ι
Die oben beschriebenen Systeme zum leichten Öffnen von Packungen beruhen alle auf einem "Adhäsionsbruch", welcher entweder an der Siegelfläche zwischen den beiden Siegelschichten oder durch Del aminierung der Siegelschicht von 5
der entsprechenden darunter liegenden Bahn stattfindet.
Die Systeme sind durch einen Öffnungswiderstand gekennzeichnet, welcher nicht konstant ist und entweder zu niedrig (mit der Folge eines unbeabsichtigten Öffnens der Packung) oder zu hoch (mit der Schwierigkeit, die Packung manuell zu öffnen) ist. Der Öffnungswiderstand der bekannten Systeme wird durch die Herstellungsbedingungen, die Arbeitsweise der Verpackungsmaschine und die Umweltbedingungen (insbesondere die Temperatur) während der Packungsherstellung und Lagerung wesentlich beeinflußt. 15
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Packung zu entwickeln, welche sicher verschweißt ist und der üblichen Handhabung während des Versandes und der Lagerung unterworfen werfen kann, ohne daß ein unbeabsich-
20
tigter Bruch auftritt, die jedoch gleichzeitig die Eigenschaft besitzt, sich leicht öffnen zu lassen, d.h. bei welcher sich die zwei Bahnen unter Anwendung einer verhältnismäßig niedrigen und konstanten Kraft während des Öffnungsvorganges manuell auseinanderziehen lassen.
25
30
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem sich eine solche Packung in einfacher Weise unter Verwendung der üblichen bereits vorhandenen Maschinen herstellen läßt.
Die angestrebten Vorzüge und Vorteile werden mit einer leicht offenbaren Packung erreicht, bei welcher die Öffnung durch Kohäsionsbruch erfolgt, ganz im Gegensatz zu
35
dem Stand der Technik, bei welchem wie oben näher erläutert stets ein Adhäsionsbruch Anvrendung findet. Das leichte öffnen gemäß Erfindung findet durch internen Bruch einer dünnen Siegelschicht statt, welche während des Öffnungsvorganges längs einer parallel zu der Schicht selbst verlaufenden Ebene erfolgt.
Die leicht offenbare Packung, in der ein Produkt zwischen einer oberen und einer unteren thermoplastischen Bahn eingesiegelt ist, ist gekennzeichnet durch
a) eine obere Bahn mit einer Kontaktfläche aus einem ersten Polymermaterial,
b) eine untere Bahn mit einer Kontakt fläche aus einem zweiten Polymermaterial und
c) einer zwischen den genannten Kontaktflächen angeordneten Siegelschicht, welche an den beiden einander gegenüberliegenden Flächen haftet, wobei die Adhäsionskraft der Siegelschicht gegenüber der ersten und der zweiten Schicht größer ist als deren interne Kohäsionsfestigkeit, so daß beim manuellen Ausein
anderziehen der oberen und unteren Bahn die Siegelschicht durch internen Kohäsionsbruch aufspaltet und Teile der Siegelschicht auf der ersten und der zweiten Fläche zurückbleiben.
Die Siegelschicht zeichnet sich deshalb durch ein hohes Siegelvermögen gegenüber den einander zugewandten Flächen der beiden Bahnen und durch eine sehr niedrige interne Kohäsisonsfestigkeit aus. Das hohe Siegelvermogen gegenüber den zwei thermoplastischen Bahnen führt zu einer festen Versiegelung, welche sicherstellt, daß die Packung beim Handhaben heil bleibt. Die niedrige interne Kohäsisonsfestigkeit der dünnen Siegelschicht führt zu einem konstanten Öffnungswiderstand der Packung durch den Bruch
l4 ff II ····
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- 11 -
dieser Siegelschicht, welche während des Öffnungsvorganges reißt, so daß Teile der Siegelschicht auf den einander zugekehrten Flächen der zwei Bahnen zurückbleiben, ohne daß dadurch das äußere Erscheinungsbild der geöffneten Packung oder des Produktes leiden.
Vorzugsweise ist der Widerstand der Siegelschicht gegenüber einem Abziehen von der Oberfläche der oberen oder unteren Bahn etwa 500 g/25 mm Breite großer als die interne Kohasionsfestigkeit der Siegelschicht, um einen Kohäsionsbruch zu erreichen und eine Delaminierung zu .■> vermeiden. Der Widerstand der Siegelschicht gegen ein g Abziehen von den Flächen kann etwa 1000 bis 1500 g/25 mm £ Breite betragen, während die interne Kohasionsfestigkeit i der Siegelschicht vorzugsweise im Bereich von 200 bis 1000 | und besonders bevorzugt zwischen 300 und 600 g/25 mm > Breite liegt.
Es wurde gefunden, daß eine Siegelschicht mit der gewünschten verhältnismäßig niedrigen Kohasionsfestigkeit durch Mischen von zwei Polymeren erhalten werden kann, nämlich von
a) einem Ionomerharz oder einem Ethylen/Vinylacetatcopolymer als erstem Polymer mit einem verhältnismäßig niedrigen
25 Schmelzindex und
b) einem Polyethylen niederer Dichte, einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder einem modifizierten Ethylen/Vinylace- \ tat-Copolymer als zweitem Polymer mit einem im Vergleich ; zu dem ersten Polymer erheblich höheren Schmelzindex. % %
Die zwei Polymeren sollen nicht nur einen unterschiedli- [.
chen Schmelzindex aufweisen, sondern auch chemisch ver- %
schieden sein, damit die gewünschte Schwächung der inter- |
nen Struktur der Siegelschicht erhalten wird. Das zweite ..
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• II· · ·
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Polymer ist deshalb ein Polyethylen niederer Dichte und h nicht ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, wenn das erste | Polymor ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymor ist.
Vorzugsweise beträgt der Unterschied zwischen den Schmelzindices des ersten und des zweiten Polymeren in der Polymermischung für die Siegelschicht mindestens 10 und insbesondere 20 (jeweils unter den Bedingungen E der ASTM D 1238 gemessen).
Geeignete erste Polymere für die Siegelschichtmischung sind Polymere mit einem Schmelzindex von weniger als 5 und insbesondere weniger als 2. Beispiele sind Ionomerharze wie z.B. säuremodifziertes Polyethylen mit einem Säuregehalt von bis zu 10 Gew.% und einem hohen Maß an ionischer Vernetzung (Na). Derartige Polymere sind im Handel erhältlich unter dem Handelsnamen SURLYN 1601 (Du Pont). Geeignet sind auch Ethylen/Vinylacetat-Copolymere mit einem Vinylacetatgehalt von bis zu 20 Gew.%, welche im Handel unter dem Handelsnamen ELVAX 3165 (Du Pont) erhältlich sind.
Das zweite Polymer in der Siegelschichtmischung weist einen Schmelzindex auf, der vorzugsweise 20 oder mehr beträgt. Beispiele für geeignete Polymere sind Ethylen/Vinylacetat-Copolymere mit einem Vinylacetatgehalt von bis zu 30 Gew.%, z.B. OREVAC (Atochem) und säuremodifizierte Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, z.B. BYNEL (Du Pont). Geeignet sind ferner Ethylenpolymere niederer Dichte wie
30 LD 990 E (Dow Chemical Company).
I - 13 -
£ Normalerweise enthält die Mischung einen größeren Anteil
des ersten Polymeren und einen kleineren Anteil des
zweiten Polymeren. Vorzugsweise enthält die Mischung etwa
f| 10 bis 50, insbesondere 20 bis 30 Gew.% des zweiten
f 5 Polymeren (jeweils bezogen auf die Mischung).
Die zwei Polymeren werden verschnitten, indem man sie in
U Pulverform grundlich miteinander mischt und dann die
[| Mischung auf eine oder beide Bahnen für die Packung
H 10 schmelzextrudiert. Offenbar wird das Polymer mit dem hohen || Schmelzindex in dem Polymeren mit dem niedrigen Schmelz-
index feinst verteilt und schwächt dadurch die interne
Kohäsion der Siegelschicht.
Die Gesamtdicke der Siegelschicht liegt vorteilhafterweise im Bereich von etwa 5 bis 15 ym. Eine verhältnismäßig dünne Siegelschicht wird bevorzugt, weil dies aufgrund des kohäsiven Versagens zu einem ziemlich glatter Bruch parallel zu der Siegelschichtebene fuhrt. Eine dickere Schicht kann dazu führen, daß der Bruch in verschiedenen Zonen oder Ebenen der Siegelschicht stattfindet und daß sich lose Streifen und rauhe Oberflächen bilden.
Wie oben ausgeführt, ist es wichtig, eine verhältismäßig starke Haftung zwischen der Siegelschicht und der oberen bzw. unteren Bahn der Packung zu erreichen. Die jeweils innerste Schicht der zwei Bahnen soll deshalb so beschaffen sein, daß sie eine gute Haftung mit der Siegelschicht ergibt. Normalerweise wird die Siegelschicht nur auf einer der beiden Bahnen vorgesehen. Falls dies mittels eines Koextrusionsverfahrens erfolgt, wird vorzugsweise eine dünne Trägerfolie für die die Siegelschicht bildende Polymermischung verwendet) diese Trägerfolie dient gleichzeitig dazu, die Haftung zwischen der Siegelschicht und 35
der darunterliegenden Bahn zu verbessern. Die Berührungsfläche der gegenüber liegenden Bahn sollte auch eine äußerste Schicht aufweisen, welche mit der Siegelschicht eine gute Haftung ergibt. Andererseits ist es auch moglieh, diese haftungsverbessernde Schicht oben auf die Siegelschicht aufzubringen, so daß erstere erst dann mit der zweiten Bahn in Berührung kommt, wenn die Verschweißung ausgeführt wird.
Wie oben erläutert, führt die vorliegende Erfindung zu besonderen Vorteilen, wenn sie auf Vakuumskinverpackungen angewendet wird, doch sind die Einsatzmoglichkeiten hierauf nicht beschränkt. Die Erfindung eignet sich auch für durch Wärmeverformung bzw. Tiefziehen oder mit Hilfe von schlauchformenden Maschinen, z.B. Form-Füll-Maschinen oder auf andere Weise erhaltene Packungen. Die chemische Zusammensetzung und der Aufbau der zwei thermoplastischen Bahnen, welche die Packung bilden, ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß die Haftung zwischen der erfindungsgemäßen Siegelschicht und der Kontaktfläche der thermoplastischen Bahnen ausreichend stark ist, so daS während des öffnens der Packung keine Delaminierung stattfindet. Ein- oder mehrschichtige Bahnen, wie sie dem Durchschnittsfachmann auf dem Verpackungsgebiet bekannt sind, können Verwendung finden. Die thermoplastischen Bahnen können auch orientiert und/oder bestrahlt sein, um ihnen Heißschrumpfeigenschaften zu verleihen.
Die folgenden Beispiele sollen zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen, ohne daß diese auf die Beispiele beschränkt ist.
< I t
ι ti·
350U63
- 15 Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele A bis G
Zur Sicherstellung identischer Bedingungen für den Ver- L
gleich des Verhaltens der Siegelschicht wurden alle ande- %
ren Eigenschaften des Folienaufbaus und alle Verfahrenspa- fi
rameter identisch bzw. konstant gehalten. !'
Die Siegelschicht wurde in allen Fällen auf die untere Bahn aufgebracht und in einem Vakuumskinverpackungsverfahren unter Verwendung einer CRYOVAC VS 44 Verpackungsiaaschine getestet. Die Maschinenbedingungen waren wie folgt:
Kuppeltemperatur 2000C Infrarotvorheizung 45 %
Temperatur in der 15 Schalentiefe 5 mm
Temperatur in der Formstation 85 C
Die untere Bahn bestand aus einer halbsteifen Folie aus einer kalandrierten steifen Polyvinylchloridfolie (200 pm) laminiert mit einer zweischichtigen Siegelschichtfolie (Gesamtdicke 33 μΐη), welche durch Heißblaskoextrusion hergestellt war und aus einer Trägerfolie aus Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (Vinylacetatgehalt 3%) mit einer Dicke von 25 pm und einer Siegelschicht aus der jeweils zu testenden Polymermischung mit einer Dicke von 8 ym be-
25 stand.
Als obere Bahn wurde eine flexible koextrudierte Folie verwendet, welche eine Kontaktfläche aus einem Ionomerharz (SURLYN 1702 der Firma Du Pont) in einer Dicke von 19 ym aufwies. Sowohl bestrahlte als auch nicht bestrahlte Deckfolien wurden getestet.
350U63
- 16 -
Die Versuchsergebni.sse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt, in der erfindungsgemäß aufgebaute Folien mit den Zahlen 1 bis 5 und Vergleichsfolien mit den Buchstaben A bis G gekennzeichnet sind.
5
Jedes wiedergegebene Ergebnis für den Packungsoffnungswiderstand gibt den Durchschnitt von 9 Proben wieder. Vor der Untersuchung der Proben (Breite 25 mm) wurden diese nach der Herstellung der Packung auf der CRYOVAC VS 44 Verpackungsmaschine mindestens zwei Stunden lang bei Zimmertemperatur gelagert. Die Tests wurden auf einem Aquati Dynamometer bei einer UntersuchungsgeschwiniLLgkeit von 80 cm/Min, durchgeführt
Die Rohstoffe für die in Tabelle 1 enthaltenen Versuche sind in Tabelle 2 aufgeführt und näher beschrieben.
Tabelle 1 Erstes Material Zweites Material
Öffnungswiderstand (g/25 nun)
Bemerkungen Hendelsraroe
MJF J»
Gew.X in der Mischung
Handelsname
Gew.5 in der Mischung
SURLYN 1601
80
70
60
90
85
80
75
70
rug.
BYNEL 2002
10
n.g.
rug.
BYNEL 1124
25
820
530
450
330
330
Feste VerschweiBung, Delamlnlerung und Bruch der oberen Bahn
leichtes uffnen, Kohäsionsbruch
• ASTM D1238 Bed. E
rug. = nicht meObar (Delamlnierung/Bruch der oberen Bahn) Durchschnittlicher Widerstand > 1000 g/25 mm
Tabelle 1
Nr. Erstes Material Gew.X In der
Mischung 		Zweites Material MJJ.· Gew.S In
der Mischung 		Offnurigswlder-
stand (g/25 mm) 		Bemerkungen
Handelsname MFJ* 85 Handelsname 35 15
2 SURLYN
1601
SURLYN
1601 		IA 80 BYNEL
1025 		10 20 800 leichtes Offnen, Kohäsionsbruch
B 70 OREVAC'
9307 		25 30 300 _»_ _"-
3 80 ORCVAC 20 180 . -"- -"-
70 . 30 mg. Feste VerschwelQung, Delaminierung
60 . 40 ag. -"- -"-
85 15 ag.
80 20 410 leichtes Öffnen, Kohäsionsbruch
430
• ASTM 01238 Bed. E
rwj. s nicht meBbar (Delamlnlerung/Bruch der oberen Bahn) Durchschnittlicher Widerstand > 1000 g/25 mm
CO CTl CD
Tabelle 1
Nr. Erstes Material Gew.S In der
Mischung 		Zweites Material MJ\!.· Gew.S In
der Mischung 		Offnungswider-
stand (g/25 mm) 		Bemerkungen I
Handelsname MX J» 85 Handelsname 21 15
4 SURLYN
1601 		1.3 80 * LD 990 E 10 20 400 leichtes Offnen, KohSslonsbruch
C 70 '" PRIMACOR
3440 		30 380 -"- -"-
80 20 200 .
70. ' 30 " rug.' Feste Verschweißung, Delaminlerung
und Bruch der oberen Bahn
60 40 ag.
rug.
ASTM D1238 Bed. E
rug. 3 nicht meßbar (Delamlnlerung/Bruch der oberen Bahn) Durchschnittlicher Widerstand > 1000 g/25 mm
Tabelle 1
Nr. Erstes Material • 1.5 Gew.S In der
Mischung 		Zweites Materie MXJ.· I Gew.X In
der Mischung		 Öffnungswider
stand (g/25 mm) 		Bemerkungen β
Handelsname MSJ» 85 Handelsname -25 15
D BO BVNEL
1124 		25 20 rug. Teste VerschweiOung, Delamlnlerung
und Bruch der oberen Bahn
E 70 '" OREVAC .
9004 		30 rug. -»- -"_
PRIMAGOR
1410 		85 15 rug. - -"- -"-
80- 20 lug."
70 30 η*
• ASTM D1238 Bed. E
rvg» s nicht meObar (Delaminlerung/Bruch der oberen Bahn)
Durchschnittlicher Widerstand > 1000 g/25 mm
Tabelle 1
Nr. Erstes Material Gew.S In der
Mischung		 Zweites Material MJJ.· Gew.S In
der Mischung		 Öffnungswider- Bemerkungen
stand (g/25 mm)
Handelsname MXJ· 85 Handelsname 10 15 Feste Verschwel Dung, Delaminierung
und Bruch der oberen Bahn
F ELVAX
3165		 0.7 80 PRIMACOR
3440		 20 Teste VerschweiQung, Delaminierung
. und Bruch der oberen Bahn
IM). ' ...
G
S		 ELVAX
3165		 a7 85 21 f5 -«_ -H-
IMJ.
70 LD 990 E 30" »uj. -
OÖ 40 n.g." ' _■_ _n_
420 ' Leichtes Offnen, Kohfisionsbruch
• ASTM D1238 Bed. E
rug. s nicht meObar (Delaminlerung/Bruch der oberen Bahn)
Durchschnittlicher Widerstand > 1000 g/25 mm
350ΛΑ63
- 22 -
Tabelle 2 Handelsname Lieferfirma Beschreibung
SURLYN 1601 Du Pont
lonomer-Harz, 10S Säuregehalt hohes MaB an Ionischer Vernetzung (Na)
PRIMACOR 1410 Dow Chemical Ethylen-Acryl-SSure-Copolymer
(AS = 9S)
PRIMACOR 3440 Dow Chemical Ethylen-Acryl-SSure-Copolymer
(AS - 9S)
ELVAX 3165 Du Pont
Ethylen/Vlnylacetat-Copolymer EVA (VA = 18S)
BYNEL 2002
BYNEL 1124
BYNEL 1025
Du Pont
EVA-Copolymere, «Sure-modifixiert
OREVAC 9307 Atochem
EVA (VA = 14X)
OREVAC 9004 Atochem
EVA (VA = 28X)
LD 990 E
Polyethylen niederer Dichte Dow Chemical (LDPE)
ti ·*·· ti
35QU63
- 23 -
Die obigen Versuche zeigen, daß die gewünschte Siegelschicht mit niedriger interner Kohäsionsfestigkeit nicht erhalten wird
- wenn zwei Polymere miteinander verschnitten werden, deren Schmelzindices sich nicht um mindestens 10 unterscheiden
(Tests A, B, C und F)
- daß die interne Kohäsionsfestigkeit ebenfalls zu groß ist, wenn die zwei Polymeren einander chemisch zu ähnlich sind, z.B. ein Ethylen/Acrylsäure-Copolymer und ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymere sind (Tests D und E), und
- daß für bestimmte Polymerkombinationen ein verhältnismäßig hoher Anteil des zweiten Polymeren mit hohem Schmelzindex erforderlich sein kann (Test G).
Andererseits werden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten, wenn die Siegelschichtmischung zwei Polymere mit ausreichend unterschiedlichem Schmelz index enthält, vorausgesetzt, daß die zwei Polymeren auch chemisch verschieden sind (Beispiele 1 bis 3 und 4). Während normalerweise der Anteil des zweiten Polymeren mit dem höheren Schmelzindex 30 Gew.% (bezogen auf die Polymermischung) nicht überschreitet, kann ein Anteil bis zu 40 und mehr Gew.% bei bestimmten Kombinationen erforderlich sein (Beispiel 5).
Die anliegenden Zeichnungen dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung:
Figuren 1 bis 3 zeigen schematisch den Öffnungsmechanismus für eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Packung
Figur 4 ist ein Diagramm, in welchem der Öffnungswiderstand für eine herkömmliche leicht
t I III·
350U63
- 24 -
offenbare Packung mit dem für eine erfindungsgemäße leicht offenbare Packung verglichen ist.
Figur 1 zeigt die Verschweißung einer erfindungsgemäßen Packung aus einer oberen Bahn 1 und einer unteren Bahn 2. Die obere Bahn besteht aus einer thermoplastischen mehrschichtigen Folie 11, bei der die innerste Schicht 12 aus einer dünnen (etwa 20 um) Schicht aus einem Ionomerharz zur Verbesserung der Haftung mit der Siegelschicht steht. Die untere Bahn 2 besteht aus einer äußeren Schicht 21, bei der es sich um flexibles oder steifes Polyvinylchlorid handeln kann. Die der oberen Bahn gegenüberliegende Kontaktfläche ist mit einer Schicht 22 aus einem Ethylen/Vinylacetatcopolymer versehen, das als Trägerfilm für die dünne Siegelschicht im Koextrudierverfahren dient, bei welchem die verhältnismäßig dünne Schicht aus der Polymermischung für die Siegelschicht andernfalls schwer zu handhaben wäre.
Die dünne (etwa 8 ijn) Siegelschicht 23 ist auf der inneren Kontaktfläche der unteren Bahn 2 vorgesehen. Beim Verschweißen der beiden Bahnen zur Bildung iiner Packung haftet die Siegelschicht 23 fest an der inneren Kontakt-
25 fläche 12 der oberen Bahn.
Beim Aufreißen der Packung wie in Figur 2 gezeigt durch Abziehen der oberen Bahn 1 von der unteren I ahn 2 erfolgt der Bruch nicht entlang der Siegelflache (unterbrochene Linie 31), sondern innerhalb der Siegelschicht 23, so daß ein Teil 32 derselben an der oberen Bahn klebt, während der Rest 33 auf der unteren Bahn zurückbleibt, vergl. auch Figur 3, welche die beiden Bahnen nach deren vollständiger Trennung voneinander zeigt.
- 25 -
Figur 4 gibt eine graphische Darstellung wieder, in der der Öffnungswiderstand in kg/25 mm Breite gegen die Probenlänge in mm aufgetragen ist. Die Kurve (a) gibt die Ergebnisse für eine herkömmliche "leicht offenbare" Packung wieder, bei welcher der Bruch ein Adhäsionsbruch ist. Es ist deutlich, daß die zum Öffnen erforderliche Kraft verhältnismäßig groß und über die Probenlänge nicht konstant ist. Die Kurve (b) fur eine erfindungsgemäße Packung zeigt, daß die erforderliche Kraft zum öffnen viel 10 niedriger und über die gesamte Länge der Probe praktisch konstant ist.
15
ugs/Lsch
20
30 35

Claims (20)

Patentansprüche
1. Leicht offenbare Packung, in der ein Produkt zwischen einer oberen und einer unteren thermoplastischen Bahn eingesiegelt ist, gekennzeichnet durch
a) eine obere Bahn mit einer Kontaktfläche aus einem ersten Polymermaterial,
b) eine untere Bahn mit einer Kontaktfläche aus einem zweiten Polymermaterial und
c) einer zwischen den genannten Flächen angeordneten Siegelschicht, welche an den beiden einander gegenüberliegenden Kunststofflachen haftet, wobei die Adhäsionskraft der Siegelschicht gegenüber der ersten und der zweiten Schicht großer ist als deren interne Kohäsionsfestigkeit, so daß beim manuellen Auseinanderziehen der oberen und unteren Bahn die Siegelschicht durch internen Kohäsionsbruch aufspaltet und Teile der Siegelschicht auf der ersten und der zweiten Fläche zurückbleiben.
2. Packung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Siegelschicht gegen ein Ablosen von den genannten Flächen etwa 500 g/25 mm Breite stärker ist als die interne Kohäsisionsfestigkeit der Siegelschicht.
- « ■« J
3. Packung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Siegelschicht gegen ein Ablösen von den genannten Flächen etwa 1000 bis 1500 g/25 mm Breite beträgt, während die interne Kohasisonsfestigkeit der Siegelschicht etwa 200 bis 1000 g/25 mm Breite beträgt.
4. Leicht offenbare Packung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelschicht
a) ein Ionomerharz oder ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer als erstes Polymer mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzindex und
b) Polyethylen niederer Dichte, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, oder ein modifiziertes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer als zweites Polymer mit einem im Vergleich zu dem ersten Polymer beträchtlich höheren Schmelzindex enthält, wobei das zweite Polymer ein Polyethylen niederer Dichte ist, wenn das erste Polymer ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer ist.
5. Packung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTM D 1238) des ersten und des zweiten Polymers in der Siegelschicht sich um mindestens 10 unterscheiden.
6. Packung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daß sich die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTH 1238) des ersten und des zweiten Polymeren in der Siegelschicht um mehr als 20 unterscheiden.
7. Packung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelschicht eine Gesamtdicke im Bereich von etwa 5 bis 15 um aufweist.
' '" 350U63
8. Leicht offenbare Packung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Siegelschichtmaterial
an einer oder beiden der einander gegenüberliegenden !'.
Kontaktflächen der beiden Bahnen haftet, indem es damit , koextrudiert oder darauf laminiert ist, und daß die
Siegelschicht durch Siegeln der beiden Bahnen mit ihren 1
einander gegenüberliegenden Kontaktflächen durch ein |;
Vakuumskinver fahren, ein Wärmetief ziehverfahren oder ein f;
anderes Verfahren erfolgt ist. i-
9. Verfahren zur Herstellung einer leicht offenbaren Versie- I gelung bei einer Packung, dadurch gekennzeichnet, daß man ψ. zwischen zwei einander gegenüberliegenden Polymerflächen | von zwei thermoplastischen, die Packung bildenden Bahnen | eine Siegelschicht vorsieht, wobei die Adhäsionskraft der v; Siegelschicht gegenüber jeder der Flächen größer ist als | die interne Kohäsionsfestigkeit der Schicht.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) auf einer oder beiden Kontaktflächen der thermo- ■ plastischen Bahnen eine Siegelmaterialschicht durch Koextrusion oder Laminieren der Bahn mit dem Siegel- { material aufbringt und ;.
b) die zwei Bahnen mit Hilfe eines Heißsiegelverfahrens verschweißt, so daß sich zwischen den genannten thermoplastischen Bahnen die Siegelschicht bildet. :
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmeverschweißung der thermoplastischen Bahnen mit Hilfe eines Vakuumskinpackverfahrens, eines Wärmetief ziehverfahrens oder eines anderen Verfahrens \ erreicht. |
12. Eine Siegelschicht für eine leicht offenbare Packung gekennzeichnet durch
a) ein Ionomerharz oder ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer als erstes Polymer mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzindex und
b) ein Polyethylen niederer Dichte, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder ein modifiziertes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer als zweites Polymer mit einem gegenüber dem ersten Polymeren beträchtlich höheren Schmelzindex, wobei das zweite Polymer ein Polyethylen niederer Dichte ist, wenn das erste Polymer ein Sthlyen/Vinylacetat-Copolymer ist.
13. Eine Siegelschicht gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTM D 1238) des ersten und des zweiten Polymeren in der Siegelschicht um mindestens 10 voneinander unterscheiden.
14. Eine Siegelschicht gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTM D 1238) des ersten und des zweiten Polymeren in der Siegelschicht um mindestens 20 unterscheiden.
15. Siegelschicht gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelschicht eine Gesamtdicke im Bereich von etwa 5 bis 15 ym aufweist.
16. Thermoplastische Bahn zur Verwendung bei der Herstellung einer leicht offenbaren Packung, wobei die Bahn aus einer ein- oder mehrschichtigen thermoplastischen Folie mit einer außen liegenden Kontakt- und Siegelfläche besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelfläche
mm K —
a) ein Ionomerharz oder ein Ethylen/Vinylacetatcopolymer als erstes Polymer mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzindex und
b) ein Polyethylen niederer Dichte, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolmer, oder ein modifiziertes Ethylen/Vinylacetatcopolymer als zweites Polymer mit einem gegenüber dem ersten Polymer beträchtlich höheren Schmelzindex enthält, wobei das zweite Polymer ein Polyethylen niederer Dichte ist, wenn das erste Polymer ein Ethylen/Vinylacetatcopolymer ist.
17. Eine thermoplastische Bahn gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTM D 1238) des ersten und des zweiten Polymeren in der Siegelschicht um mindestens 10 unterscheiden.
18. Thermoplastische Bahn gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schmelzindices (gemessen unter den Bedingungen E der ASTM D 1238) des ersten und des zweiten Polymeren in der Siegelschicht um mindestens 20 unterscheiden.
19. Thermopiatische Bahn gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelschicht eine Gesamtdicke im Bereich von etwa 1 bis 15 pm aufweist.
20. Thermoplastische Bahn gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie über der Siegelschicht noch eine Schicht aus einem die Haftung mit der Kontaktfläche der anderen Bahn verbessernden Material aufweist.
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