DE3877718T2 - Flexibler, bogen- oder bahnfoermiger verpackungsschichtstoff, verfahren zur herstellung des schichtstoffes und aus dem schichtstoff hergestellte verpackungsbehaelter. - Google Patents
Flexibler, bogen- oder bahnfoermiger verpackungsschichtstoff, verfahren zur herstellung des schichtstoffes und aus dem schichtstoff hergestellte verpackungsbehaelter.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexibles Verpakkungslaminat, das eine Trägerlage aus Papier oder Pappe aufweist, eine gasdichte Metallfolie, mit der eine Seite der Trägerlage beschichtet ist, sowie thermoplastische/flüssigkeitsdichte Lagen an jeder äußeren Seite des Laminats. Die Erfindung betrifft auch Verpackungsbehälter, die aus dem Laminat hergestellt sind.
- In der Verpackungstechnik ist die Verwendung von Verbraucherpackungen des Wegwerftyps seit langem bekannt, um unter anderem flüssige Nahrungsmittel wie Milch, Saft usw. zu verpacken und handzuhaben. Eine sehr große Gruppe dieser sogenannten Wegwerfpackungen ist aus einem Material hergestellt, das aus einer Trägerlage aus Papier oder Pappe besteht sowie äußeren und inneren flüssigkeitsdichten Beschichtungen aus Kunststoff, gewöhnlich aus Thermoplasten. Je nach dem zu verpackenden Produkt ist das Material bei diesen Packungen in vielen Fällen auch mit weiteren Lagen aus einem anderen Material versehen, z.B. Aluminiumfolie oder anderen als den hier erwähnten Kunststofflagen.
- Die Zusammensetzung des Verpackungsmaterials zielt darauf ab, den bestmöglichen Schutz für das zu verpackende Produkt zu schaffen, aber auch die Packungen mit ausreichender mechanischer Festigkeit und Formbeständigkeit auszustatten, so daß eine praktische Handhabung ermöglicht wird. Um mechanische Steifigkeit zu schaffen, die auf der einen Seite einen mechanischen Schutz für das Produkt bereitstellt, und andererseits die Packung formbeständig macht, so daß sie leicht von Hand transportiert und gegriffen werden kann, ist das Material in diesen Packungen oft mit einer relativ dicken Trägerlage aus Papier oder Pappe versehen. Ein solches Material weist jedoch keine Dichtigkeitseigenschaften für Flüssigkeiten oder Gase auf, und die gute Steifigkeit des Materials geht schnell verloren, wenn es Feuchtigkeit oder einer Flüssigkeit ausgesetzt wird, die in das Material absorbiert wird. Deshalb ist die Trägerlage sehr häufig auf beiden Seiten mit einer Kunststoffbeschichtung versehen, um dem Material Flüssigkeitsdichtigkeit zu verleihen, und falls diese Beschichtung thermoplastisch ist, dann kann sie zum Versiegeln der Kunststoffschichten aneinander durch das sogenannte Heißsiegeln verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich Verpackungsbehälter versiegeln, und es kann ihnen dauerhaft eine gewünschte Gestalt verliehen werden, indem thermplastbeschichtete, überlappende Materialplatten in dichter und haltbarer Siegelverbindung heiß miteinander versiegelt werden.
- Verpackungsbehälter der hier genannten Art werden entweder aus vorher ausgestanzten Rohlingen hergestellt oder aus einer Bahn, die mit einer geeigneten Verzierung sowie mit einem Faltlinienmuster vorbereitet worden war, das das Zusammenfalten vereinfacht. Verpackungsbehälter werden aus einer solchen Bahn hergestellt, indem die Längskanten der Bahn in einer überlappenden Verbindung zusammengefügt werden, so daß ein Schlauch gebildet wird, der dann mit dem gewünschten Inhalt gefüllt wird und durch wiederholte Querabdichtungen des Schlauches rechtwinklig zu der Längsachse des Schlauches in geschlossene Behältereinheiten unterteilt wird. Nach geeignetem Falten des Verpackungsmaterials zu dem Schlauch wird das Material in den Behältereinheiten in die gewünschte geometrische Gestalt gebracht, gewöhnlich quaderförmig, indem der Schlauch mit Längsfaltlinien und mit doppelwändigen, dreieckigen Faltansätzen an den Ecken des Verpackungsbehälters versehen wird.
- Während des Formens des Verpackungsbehälters ist das Verpackungsmaterial Belastungen unterworfen, die während des Faltens des Materials besonders hoch werden, da aufgrund der relativ hohen Materialdicke der Trägerlage das Falten mit sich bringt, daß eine Kunststoffbeschichtung einer starken Dehnung unterworfen ist, während gleichzeitig eine andere Kunststoffbeschichtung in entsprechendem Maße längs der Faltlinie zusammengedrückt wird. Aufgrund der beträchtlichen Dehnbarkeit der Kunststoffbeschichtungen verursacht ein solches Falten des Materials nur selten, daß die durch das Dehnen ausgedehnte Kunststoffbeschichtung reißt oder auf andere Weise beschädigt wird und ihre Flüssigkeitsdichtigkeit verliert, aber die Situation wird erschwert, wenn das Verpackungsmaterial auch eine Aluminiumfolie aufweist, die im Vergleich zu den Kunststoffbeschichtungen eine geringe Dehnbarkeit aufweist und so dazu neigt, während des Faltens des Materials zu reißen.
- Zwar wird ein einziges Falten des Verpackungsmaterials um 180º normalerweise keine ernsten Folgen bezüglich der Flüssigkeitsdichtigkeit und der Gasdurchlässigkeit nach sich ziehen, aber beträchtliche Schwierigkeiten ergeben sich dagegen, wenn das Material längs zweier, sich kreuzender Faltlinien (sogenannter Kreuzungen) gefaltet werden soll. Dies ist oft der Fall in den äußeren Dichtbereichen, die bei dieser besonderen Art von Verpakkungsbehältern immer vorkommen. Die Dichtungen werden im allgemeinen dadurch realisiert, daß die Kunststoffbeschichtungen, die der Innenseite des Verpackungsbehälters zugewandt sind, längs der Kantenzonen bis zum Schmelzen erhitzt werden, die miteinander verschweißt werden sollen, woraufhin die erhitzten Kunststofflagen gegeneinandergepreßt werden, um einen Dichtsteg zu bilden, der durch die Materialverschmelzung an der Außenseite des Verpackungsbehälters zusammengehalten wird. Ein solcher Dichtsteg weist doppelte Materiallagen auf, und damit der Dichtsteg nicht behindernd wirkt, ist er oft nach unten gefaltet, so daß er flach gegen die Außenseite des Verpackungsbehälters anliegt, was bedeutet, daß eine der Materiallagen des Dichtsteges eine Faltung um 180º mitmacht, und daß die Behälterwand im Bereich des nach unten gefalteten Dichtsteges drei Materiallagen aufweist, d.h. die dreifache Materialdicke aufweist. Ein solcher Dichtsteg verläuft oft entlang einer oder mehrerer Seitenflächen des Verpackungsbehälters, und da diese Seitenflächen des Verpackungsbehälters beispielsweise während des Formens von quaderförmigen Packungen aus kissenartige Packungen einem Falten um 180º entlang einer Faltlinie unterworfen werden, die rechtwinklig zu dem Dichtsteg liegt, wird sich die Materialdicke in bestimmten Bereichen des Verpackungsbehälters auf die sechsfache Dicke des Laminats belaufen. Während eines solchen Faltens um 180º quer zu dem Abdichtbereich wird die äußerste beschichtete Materiallage sehr starken Zugbeanspruchungen mit nachfolgender Ausdehnung und der Bildung von Rissen im Material unterworfen. Diese Zugkräfte sind oft so hoch, daß nicht nur die in dem Laminat eingeschlossene Aluminiumfolie reißt, sondern auch die thermoplastischen Beschichtungen, mit der Folge, daß die Wand des Verpakkungsbehälters ihre Dichtigkeitseigenschaften in diesen besonders exponierten Bereichen des Verpackungsbehälters verliert.
- Die CH-A-595 210 offenbart ein Laminat zum Verpacken von sauerstoffempfindlichen Nahrungsmitteln, das jeweils aus einer Lage aus einem heißsiegelbaren Polymer besteht, einer Lage aus Aluminium, die als Gassperre wirkt, einer Copolymerlage sowie einer Lage aus einem feuchtigkeitsundurchlässigen Polymer. Die Copolymerlage besteht aus einem Copolymer aus 2-60 Mol-% an Alphaolefin-Monomereinheiten und 20-95 Mol-% an Vinylcarboxylat-Monomereinheiten, die zu mindestens 85 % hydrolysiert sind, und wirkt als eine Gassperre, falls die Aluminiumlage beschädigt ist.
- Nach der vorliegenden Erfindung hat man jedoch herausgefunden, daß die Gefahr, daß ein Verpackungslaminat des hier beschriebenen Typs wegen einer solchen Bildung von Rissen in der Metallfolie des Laminats seine Sperreigenschaften, im besonderen seine Gasdichtigkeit verliert, wesentlich verringert werden oder sogar vollständig ausgeschaltet werden kann, falls das Verpackungslaminat zwischen der Trägerlage und der Metallfolie mit einer Lage aus einem Ethylenvinylalkoholcopolymer versehen ist. Eine solche Materiallage kann ausreichend haltbar gemacht werden, so daß sie den starken Beanspruchungen in Zusammenhang mit dem Falten des Laminats widerstehen kann und ausreichend gute Gassperreigenschaften aufweist, um den Verlust der Gasdichtigkeit auszugleichen, der entsteht, wenn es zu Rissen in der Hauptgassperre des Verpackungslaminats, d.h. in der Metallfolie kommt. Eine weitere wertvolle Eigenschaft einer solchen Ethylenvinylalkoholcopolymerlage liegt darin, daß sie durch Extrudieren direkt zwischen solche Lagen aufgebracht werden kann, ohne daß zusätzliche Zwischenkleber verwendet werden.
- Die Erfindung, deren Merkmale aus den nachfolgenden Ansprüchen deutlich werden, wird nun unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im einzelnen beschrieben. Darin zeigen
- Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Verpackungslaminat in Form von Bogen oder einer Bahn;
- Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch ein Verpackungslaminat nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- Fig. 3 schematisch eine Anordnung, mittels derer ein Verpakkungslaminat des in Fig. 2 gezeigten Typs hergestellt werden kann.
- Das Verpackungslaminat 1 in Fig. 1 weist entsprechend einem herkömmlichen Verpackungslaminat zum Verleihen von Steifigkeit eine relativ dicke Trägerlage 2 aus Papier oder Pappe sowie äußere Beschichtungen 3 und 4 aus Thermoplasten auf. Zwischen der Trägerlage 2 und einer äußeren Kunststofflage 4, die der Innenseite des Verpackungsbehälters zugewandt sein soll, befindet sich eine dünne Aluminiumfolie 5, die die Hauptgassperre des Laminats bildet. Bei der Aufgabe, die Gassperreigenschaften des Materials zu verbessern, weist das Laminat 1 nach der Erfindung eine zwischen der Trägerlage 2 und der Aluminiumfolie 5 aufgebrachte Lage 6 aus einem Ethylenvinylalkoholcopolymer auf, die haltbar gemacht werden kann, um den äußeren Beanspruchungen widerstehen zu können, denen das Verpackungslaminat im Zusammenhang mit dem Formen zu Verpackungsbehältern unterworfen wird, und die gleichzeitig gute Gassperreigenschaften aufweist, um einen Verlust in der Gasdichtigkeit auszugeleichen, das das Laminat erfährt, falls die Bildung kleiner Risse oder entsprechender Leckagen in der Aluminiumfolie auftreten Sollten.
- Fig. 2 zeigt ein Verpackungslaminat 1' nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur besseren Klarheit wurden für identische Materiallagen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Das Verpackungslaminat 1' in Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 darin, daß es zwischen der Lage 6 aus dem Ethylenvinylalkoholcopolymer und der Trägerlage 2 mit einer Lage 7 aus einem feuchtigkeitsdurchlässigen Material versehen ist. Die Materiallage 7 dient dazu, die Feuchtigkeit zu absorbieren, die möglicherweise durch die Bildung von Rissen in der Aluminiumfolie 5 und der inneren Kunststoffbeschichtung 4 in die Ethylenvinylalkoholcopolymerlage 6 eindringen kann und ansonsten, falls sie entsprechend hoch ist, die Gassperreigenschaften der Ethylenvinylalkoholcopolymerlage beeinträchtigen und sie dadurch als einen zusätzlichen Gasschutz in dem erfindungsgemäßen Laminat weniger wirksam machen könnte. Die Materiallage 7 ist im allgemeinen nicht erforderlich, aber sie ist bevorzugt, wenn das Verpackungslaminat Gefahr läuft, so starken äußeren Beanspruchungen unterworfen zu werden, daß nicht nur die Aluminiumfolie 5, sondern auch die innere Kunststoffbeschichtung 4 der Bildung von Rissen unterworfen sein können. Die Materiallage 7 besteht bevorzugt aus einem Polyamid, z.B. Nylon 6, das gute Haftkräfte bezüglich der Ethylenvinylalkoholcopolymerlage 6 als auch der Papier- oder Pappeschicht 2 besitzt und folglich leicht durch Extrudieren zwischen diese zwei Lagen aufgebracht werden kann, ohne daß zusätzliche Zwischenhaftschichten verwendet werden.
- Aus Materiallagen mit den unten angegebenen Materialdicken, die aufeinander laminiert werden, kann erfindungsgemäß ein gut funktionierendes Verpackungslaminat aufgebaut werden:
- äußere Kunststoffbeschichtung 3: ca. 10 um
- Papier- oder Pappelage 2: ca. 300 um
- Polyamidlage 7: 15-25, bevorzugt 20 um
- Ethylenvinylalkoholcopolymerlage 6: 3-10, bevorzugt 5 um
- Aluminiumfolie 5: ca. 5 um
- eine oder mehrere äußere Kunststoffbeschichtungen 4: jeweils ca. 10 um
- Das erfindungsgemäße Verpackungslaminat läßt sich auf die in Fig. 3 veranschaulichte Weise herstellen. Eine Bahn 2 aus Papier oder Pappe, die an einer Seite (Fig. 3 unten) mit einer extrudierten Kunststofflage 3 beschichtet ist, wird von einer Vorratsrolle 8 abgewickelt und an einem ersten Extruder 9 vorbeigeführt, der eine Lage 7 aus geschmolzenem Polyamid auf die freie Seite der Bahn absetzt, und dann vorbei an einem zweiten Extruder 10, der eine Lage aus geschmolzenem Ethylenvinylalkoholcopolymer auf der Polyamidlage absetzt, und weiter vorbei an einer Ablenkwalze 11, die leicht gegen die Bahn gedrückt wird und eine Aluminiumfolie 5, die von einer Vorratsrolle 12 abgewickelt wird, so führt, daß sie flach gegen die vorbeilaufende Bahn anliegt. Erfindungsgemäß können die zwei Lagen 6 und 7 selbstverständlich mittels Koextrusion gleichzeitig aufgebracht werden, wodurch, wie man herausgefunden hat, gute Ergebnisse erzielt werden. Von, der Ablenkwalze 11 wird die so laminierte Bahn zu dem Spalt zwischen zwei gleichdrehenden Kühlwalzen 13 und durch ihn hindurch vorgeschoben, die mit geringem Druck gegeneinandergedrückt werden und die vorher abgesetzten Lagen zusammendrücken und abkühlen, so daß sie dauerhaft zusammengefügt sind. Von den Kühlwalzen 13 wird das Laminat weiter an einem oder mehreren zusätzlichen Extrudern 14 vorgeschoben, die eine oder mehrere weitere Kunststoffbeschichtungen 14 anbringen. Das so mit Kunststoff beschichtete Laminat läßt man schließlich durch die Spalte zwischen einem weiteren Paar von gleichdrehenden Kühlwalzen 15 laufen, die die laminierte Materialschicht zusammendrücken, um das fertige, gut zusammenhängende Verpackungslaminat 1' zu bilden, das dann auf eine Vorratsrolle 16 aufgewickelt wird.
Claims (6)
1. Verpackungslaminat mit einer Trägerlage (2) aus Papier
oder Pappe, einer gasdichten Metallfolie (5), die gegen eine
Seite der Trägerlage laminiert ist, sowie mit
thermoplastischen/flüssigkeitsdichten Lagen (3 und 4) an jeder äußeren
Seite des Laminats, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat
eine Lage (6) aus Ethylenvinylalkoholcopolymer aufweist, die
zwischen der Basislage (2) und der Metallfolie (5) angeordnet
ist.
2. Verpackungslaminat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lage (6) aus Ethylenvinylalkoholcopolymer durch
Extrudieren hergestellt und direkt an der Metallfolie (5)
befestigt wird.
3. Verpackungslaminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es zwischen der Lage (6) aus dem
Ethylenvinylalkoholcopolymer und der Trägerlage (2) eine Lage (7)
aus einem feuchtigkeitsdurchlässigen Material aufweist.
4. Verpackungslaminat nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsdurchlässige Lage (7) aus einem
Polyamid besteht.
5. Verpackungslaminat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsdurchlässige Lage (7)
durch Extrudieren hergestellt und direkt an der umgebenden
Lage (6) aus dem Ethylenvinylalkoholcopolymer und der
Trägerlage (2) angebracht wird.
6. Verpackungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
einem Verpackungslaminat nach einem der Ansprüche 1-5
hergestellt ist.
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