DE3905370A1 - Verbundfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundfolie zur Herstellung von Behältern, insbesondere von Tuben, wobei die Verbund­ folie wenigstens eine Trägerschicht sowie wenigstens eine Kunststoffschicht aufweist.

Unter anderem aus Gründen der Umweltbelastung ist es zu­ nehmend erwünscht, die Verwendung von PVC für Behälter zu vermeiden und durch andere Werkstoffe zu ersetzen. Viel­ fach wird deshalb anstelle von PVC, Polyester sowohl in amorphem als auch in kristallinem Zustand verwendet. Aus diesem Material werden tiefgezogene Packungen, Schalen, Flaschen und andere Behältnisse gefertigt. Zum Verschließen bzw. Versiegeln solcher Behältnisse wurden Deckelmateria­ lien entwickelt, wobei insbesondere Deckel mit Heißsiegel­ lack, ebenso gereckte Polyesterfolien mit Siegelbeschich­ tungen z.B. aus Copolyester vorgesehen wurden. Jedoch hat es sich in der Praxis gezeigt, daß damit nicht alle Be­ darfsfälle zufriedenstellend gelöst werden können. Insbe­ sondere ist hierbei die Festigkeit und Dichtigkeit der Siegelverbindung problematisch.

Sogenannte Laminattuben wurden bisher unter Verwendung von Polyäthylen hergestellt, wobei jeweils eine Außen­ und eine Innenschicht aus Polyäthylen und dazwischen eine Schicht aus Aluminium vorgesehen ist. Wegen des geforderten Handlings bei solchen Tuben sind die Polyäthylenschichten vergleichsweise dick. Insbesondere soll dadurch eine aus­ reichend große Rückstellkraft und Festigkeit erreicht werden. Da Polyäthylen eine gewisse Aufnahmefähigkeit für Aroma­ stoffe u. dgl. aus dem Füllgut aufweist, tritt hier der Nachteil auf, daß das Maß des unerwünschten Absorbierens solcher Stoffe mit zunehmender Dicke der Polyäthylenschicht größer wird. Die Längsnaht von Tuben wird praktisch ausschließlich durch Hochfrequenzerwärmung verschweißt. Die vergleichsweise dicken Außen-Polyäthylenschichten machen eine entsprechend starke Hochfrequenzbeaufschlagung erforderlich. Dies hat zur Folge, daß auch die Aluminiumschicht entsprechend dick sein muß, um Beschädigungen zu vermeiden.

Aus der GB-PS 21 51 985 ist bereits eine Laminatfolie be­ kannt, bei der zur Lösung zumindest einiger der vorstehen­ den Probleme als Schichtwerkstoff für die Außenschichten ein Fluorpolymer verwendet wird. Fluorpolymere sind beispielsweise unter der Handelsbezeich­ nung Teflon bekannt. Dieser Werkstoff ist vergleichsweise teuer und erfordert zum Verbinden der Laminatschichten spezielle Klebstoffe. Außer den Schwierigkeiten beim Ka­ schieren ist bei Verwendung von Fluorpolymeren auch das Be­ drucken problematisch. Auch bei Verwendung von den eingangs erwähnten Polyäthylenschichten treten bei der Aufdruckung Probleme auf, da die Oberflächen vorbehandelt werden müssen und dann innerhalb einer bestimmten Zeit mit einem Aufdruck versehen werden müssen. Erwähnt sei hierbei, daß an die Haltbarkeit eines solchen Aufdruckes wegen der Handhabung von Tuben u. dgl., wobei erhebliche Belastungen auftreten, hohe Anforderungen gestellt werden. Wird nun ein entsprechend vorbehandeltes Material nicht innerhalb einer bestimmten Zeit mit dem Aufdruck versehen, so wird die Druckvorbehandlung unwirksam. Daraus resultieren bezüglich der Terminierung beim Herstellen, Lagern und dem Versand zu einem Fertigverarbeiter erhebliche Umstände.

Bei der Verarbeitung von Fluorpolymeren kann in uner­ wünschter Weise Fluorwasserstoff entstehen. Auch müssen Reste, Abfall von Folien u. dgl. als Sondermüll in aufwendiger Weise entsorgt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbundfolie zu schaffen, welche vom verwendeten Grundmaterial her preis­ günstig ist und die eine problemlose Verarbeitung bei ihrer Herstellung und auch bei der Weiterverarbeitung und Her­ stellung von Behältern, insbesondere von Tuben, ermöglicht. Gleichzeitig soll die Verbundfolie auch bei vergleichsweise geringer Gesamtdicke gas- und aromadicht sein und eine zu­ mindest erheblich reduzierte Aufnahmefähigkeit für Aromastoffe u. dgl. aus dem Füllgut aufweisen. Schließlich soll bei Verwendung dieser Verbundfolie für Tuben die bei deren Handhabung er­ wünschten mechanischen Eigenschaften vorhanden sein. Auch soll eine umweltfreundliche Verarbeitung und Entsorgung mög­ lich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Trägerschicht zumindest durch eine Zwischenschicht aus gerecktem Polyester gebildet ist und daß Außenschichten aus amorphem Polyester vorgesehen sind. Bei dieser Verbundfolie hat man den Vorteil, daß sich die amorphen Polyester-Außenschichten gut mit ebenfalls aus Polyester bestehenden Behälterteilen verbinden lassen. Die Trägerschicht aus gerecktem Polyester wirkt sich stabili­ sierend aus und gibt der Verbundfolie auch die notwendige Wärmebeständigkeit für den Siegelvorgang.

Die erfindungsgemäße Verbundfolie läßt sich auch auf ein­ fache Weise ohne Vorbehandlung und trotzdem haltbar be­ drucken. Die in Verbindung mit einer sonst erforderlichen Druckvorbehandlung auftretenden Probleme sind hier nicht vorhanden. Diese Verbundfolie eignet sich besonders gut auch zum Herstellen von Tuben, da hierbei im Längsnahtbe­ reich die Außenseite gegen die Innenseite zu liegen kommt.

Da die Außenbeschichtung aus gleichem Material wie die Innen­ beschichtung vorgesehen ist, ist ein Verbinden unter Wärme­ und Druckeinfluß besonders gut und haltbar durchführbar. Außerdem kann diese Verbundfolie auch als Deckel zum Ver­ schließen von Abbrechflaschen u. dgl. dienen, da diese Ab­ brechflaschenkörper aus Polyester bestehen und somit gut mit der Außenschicht aus amorphem Polyester der erfindungsgemäßen Verbundfolie versiegelbar ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen zumindest einer der Außenschichten aus amorphem Polyester und der Zwischen­ schicht aus gerecktem Polyester eine Metallschicht, vorzugs­ weise eine Aluminiumschicht vorgesehen ist.

Die Metallschicht bildet hier eine Gas- und Aromaabdichtung, so daß die Schichtdicke der Außenschichten aus amorphem Polyester vergleichsweise klein gehalten werden kann. Die geringe Schichtdicke des Polyesters ergibt auch ein nur sehr geringes Aufnahmevolumen beim Absorbieren von Aromastoffen od. dgl. aus dem Füllgut, so daß auch nach vergleichsweise langer Lagerzeit der Behälterinhalt praktisch unverfälscht bzw. wirksam bleibt. Insbesondere bei Verwendung der Verbundfolie zur Herstellung von Tuben wirkt sich dies besonders vorteilhaft aus, da hier­ bei der Tubeninhalt praktisch vollständig von der erfindungs­ gemäßen Verbundfolie umschlossen ist.

Überraschend hat sich auch herausgestellt, daß eine solche, erfindungsgemäße Verbundfolie auf entsprechenden Laminat­ tubenherstellungsmaschinen sehr gut verarbeitbar ist. Ins­ besondere ergeben sich durch die vorgesehene Schichtfolge und das verwendete Material besonders gute Übersiegelungs­ eigenschaften und eine sichere Abdeckung der zum Füllgut liegenden Materialschnittkanten. Die erfindungsgemäße Ver­ bundfolie zeigt auch bei geringerer Gesamtdicke gegenüber bisher für Tuben verwendeten Verbundfolien eine gute Steifig­ keit, durch die in erwünschter Weise entsprechende Rückstell­ kräfte nach dem Zusammendrücken einer solchen Tube vorhan­ den sind.

Befindet sich die Metallschicht auf der dem Behälterinhalt abgewandten Seite der Zwischenschicht aus gerecktem Polyes­ ter, so bildet die Zwischenschicht eine Schutzschicht, die verhindert, daß durch die etwas poröse, dem Behälterinhalt zugewandten Schicht aus amorphem Polyester diffundiertes, aggressives Füllmedium direkten Kontakt mit der Metall­ schicht bekommt und somit zu Korrosionsbeschädigungen führen könnte. Dies wird auch durch die Trägerschicht aus gerecktem Polyester verhindert.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Er­ findung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen stark vergrößerten Querschnitt eines Ver­ bundfolien-Abschnittes mit unmaßstäblich darge­ stellten Schichten,

Fig. 2 eine Querschnittdarstellung etwa entsprechend Fig. 1, hier jedoch zusätzlich mit einer Metall­ schicht,

Fig. 3 eine Abbrechflasche im Querschnitt mit zur Ver­ deutlichung vergrößert dargestellter Wandstärke,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Tube,

Fig. 5 eine Detailansicht im Überlappungs- bzw. Längsnaht­ bereich der in Fig. 4 gezeigten Tube und

Fig. 6 eine Querschnittdarstellung einer abgewandelten Schichtanordnung.

Eine in Fig. 1 gezeigte Verbundfolie 1 weist als Träger­ schicht eine Zwischenschicht 4 aus gerecktem Polyester und damit beidseits durch Kaschierungen 3 verbundene Außenschich­ ten 2, 10 aus amorphem Polyester auf.

Die Außenschicht 2 oder 10 aus amorphem Polyester läßt sich besonders gut unter Wärme- und Druckeinfluß mit aus Polyester bestehenden Behältnissen versiegeln bzw. verbinden. Sie bil­ det damit die aktive Siegelschicht, während die Stabilisie­ rung von der Zwischenschicht 4 übernommen wird. Diese Ver­ bundfolie eignet sich u.a. auch als Deckelmaterial zum Ver­ siegeln von Behältnissen aus Polyester. Ein solcher Behälter 6 ist in Form einer sogenannten Abbrechflasche in Fig. 3 ge­ zeigt. Er besteht aus einem geformten Aufnahmeteil 7 und einem als Deckel aufgesiegelten Verschlußteil 8. Das Auf­ nahmeteil 7 besteht hier aus Polyester und das Verschluß­ oder Deckelteil aus einem Verbundfolienabschnitt mit einer Schichtung z.B. entsprechend Fig. 1. Im Verbindungsbereich der Teile 7 und 8 liegen die Polyesterschichten aufeinander, so daß auf einfache Weise eine haltbare Siegelverbindung herstellbar ist.

Fig. 2 zeigt den Schichtaufwand einer erfindungsgemäßen Ver­ bundfolie 1 a, insbesondere zum Herstellen von Tuben 9 od. dgl. (vgl. Fig. 4). Bei dieser Verbundfolie 1 a befindet sich auf der dem Behälterinhalt abgewandten Seite der Zwischenschicht 4 aus gerecktem Polyester eine Metallschicht 5, vorzugsweise aus Aluminium.

Die Zwischenschicht 4 bildet bei diesem Aufbau u.a. auch eine Schutzschicht für das Aluminium, falls die Verbundfolie 1 a in Verbindung mit aggressiven Füllgütern eingesetzt wird. Durch die Innenschicht 2 hindurch diffundierte Bestandteile des Füllgutes werden so von der Metallschicht 5 weitgehend ferngehalten und es können dadurch Delaminationen der Ka­ schierung 3 bei der Metallschicht 5 und auch Korrosionser­ scheinungen vermieden werden. Die Metallschicht 5 in Verbin­ dung mit der Zwischenschicht 4 aus gerecktem Polyester bil­ det somit eine Gas- und Aromaabdichtung.

Durch die im Überlappungsbereich bei der Längsnaht 11 einer Tube 9 (vgl. Fig. 4 und 5) aneinander liegenden Polyester­ schichten ist auf einfache Weise ein Verbinden durch Siegeln unter Wärme- und Druckeinfluß möglich.

In Versuchen hat sich herausgestellt, daß dabei trotz der geringen Schichtdicken aus amorphem Polyester besonders gute Übersiegelungseigenschaften im Bereich der Schnittkanten 12 vorhanden sind, indem aus den Polyesteraußenschichten stam­ mendes Material 14 beim Siegelvorgang über diese Schnittkan­ ten gelangt. Dabei werden insbesondere auch die sonst frei­ liegenden Aluminiumschichten sicher abgedeckt. Dieser Effekt war wegen der geringen Schichtdicke der Schichten 2 und 10 und der ursprünglich bei solchen Siegelverfahren für Poly­ ester als zu gering angesehenen Fließfähigkeit überraschend und hat mit dazu beigetragen, daß die erfindungsgemäße Ver­ bundfolie auch gut für Laminattuben verwendbar ist.

Da die Schichten 2 und 10 wesentlich dünner als bei bisher üblichen Laminatfolien sind, kann bei der üblichen Hoch­ frequenzverschweißung zum Verbinden der Längsnahtteile mit geringerer Energieabgabe gearbeitet werden. Dadurch hat man aber wiederum auch die Möglichkeit, die dazwischen befind­ liche Aluminiumfolie ebenfalls wesentlich dünner zu halten, da durch die geringere Energieabgabe ein "Verbrennen" der dünnen Aluminiumfolie hierbei nicht mehr auftritt. Die Alumi­ niumfolie erfüllt aber ihren Dichtungszweck bereits bei wesentlich geringeren Dicken als bisher verwendet. In Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Schichtdicken der Außenschichten 10 und 2 etwa 50 µm und die Dicke der Metallschicht 5 etwa 7-60 µm, vorzugsweise - etwa 40 um betragen kann. Bei zusätzlicher Verwendung einer Zwischenschicht 4 mit einer Dicke um etwa 12 µm ergibt dies dann eine Gesamtschichtdicke der Verbundfolie, die etwa halb so groß ist wie bei bisher üblichen Verbundfolien zum Her­ stellen von Tuben.

Überraschend hat sich dabei gezeigt, daß die erwünschten Handhabungseigenschaften bei Tuben, nämlich deren Formrück­ stellung durch entsprechende Steifigkeit der Verbundfolie trotz deren geringer Dicke vorhanden sind. Durch die ge­ ringere Dicke der Verbundfolie ergibt sich eine erhebliche Materialeinsparung, was einerseits umweltschonend, anderer­ seits auch kostensenkend ist.

Bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen Verbundfolie mit z.B. Laminattubenherstellungsmaschinen zeigt die Verbund­ folie eine gute Gleitfähigkeit bei Kontakt mit Metall, was eine gute Voraussetzung für einen einwandfreien Maschinen­ lauf ist.

Erwähnt sei noch, daß das amorphe Polyester für die Außen­ schichten 2 und 10 vzw. aus Copolyester auf Basis Polyäthylen­ terephthalat hergestellt ist. Das gereckte Polyester für die Zwischenschicht 4 kann aus biaxial gerecktem und thermo­ fixiertem Polyäthylenterephthalat bestehen.

Anstatt einer Metallschicht aus Folie in dem angegebenen Dickenbereich, kann auch eine auf die Zwischenschicht 4 auf­ gedampfte Metallschicht vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt noch eine Schichtanordnung, bei der die Träger­ schicht 13 durch einen Verbund von zwei Trägerteilschichten 4 a, 4 b aus gerecktem Polyester und einer dazwischen befind­ lichen Metallschicht 5 gebildet ist. Außen an die Trägerteil­ schichten 4 a, 4 b schließen sich die Außenschichten 2 bzw. 10 aus amorphem Polyester an.

Bei dieser Ausführungsform kann eine der Trägerteilschichten 4 a oder 4 b innenseitig mit einer Metallschicht 5 bedampft sein.

Bei der Kaschierverbindung zwischen den einzelnen Schichten besteht die Möglichkeit, Lacke oder Harze insbesondere auf Polyurethanbasis zu verwenden oder aber auf Polyäthylenbasis.

Bei Polyurethan wird der Kaschierkleber als Lack aufgetragen und die Schichten dann zusammengeführt. Bei Polyäthylen wird mit einem Breitschlitzextruder zwischen zwei zu verbindenden Schichten das Kaschiermaterial eingegossen und die Schichten dann miteinander verbunden.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (12)

1. Verbundfolie zur Herstellung von Behältern, insbe­ sondere von Tuben, wobei die Verbundfolie wenigstens eine Trägerschicht sowie wenigstens eine Kunststoff­ schicht aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerschicht zumindest durch eine Zwischenschicht (4) aus gerecktem Poly­ ester gebildet ist und daß Außenschichten (2, 10) aus amorphem Polyester vorgesehen sind.

2. Verbundfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zumindest einer der Außenschichten (2, 10) aus amorphem Polyester und der Zwischenschicht (4) aus gerecktem Polyester eine Metallschicht, vorzugsweise eine Aluminiumschicht (5) vorgesehen ist.

3. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (5) als Folienschicht ausgebildet ist und über Ka­ schierungen (3) mit den benachbarten Schichten verbun­ den ist.

4. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (4) aus gerecktem Polyester zumindest einseitig mit einer Me­ tallschicht (5), vorzugsweise mit Aluminium bedampft ist.

5. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht durch einen Verbund von zwei Trägerteilschichten (4 a, 4 b) aus gerecktem Polyester und einer dazwischen befindlichen Metallschicht (5) gebildet ist.

6. Verbundfolie nach einem ader mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Trägerteilschichten (4 a, 4 b) befindliche Metallschicht (5) auf eine dieser Trägerteilschichten aufgedampft ist.

7. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschichten (2, 10) aus amorphem Polyester eine Schichtdicke von etwa 20 bis 150 µm, vorzugsweise 50 µm haben.

8. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (5) aus einer Folie mit einer Dicke von etwa 7 µm bis etwa 60 µm, vorzugsweise um etwa 40 µm besteht.

9. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (4 a, 4 b) aus gerecktem Polyester eine Dicke von etwa 10 µm bis 30 µm, vorzugsweise etwa 12 µm hat.

10. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Polyester aus Copolyester auf Basis Polyäthylenterephthalat herge­ stellt ist.

11. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gereckte Poly­ ester aus biaxial gerecktem und thermofixiertem Poly­ äthylenterephthalat besteht.

12. Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierungen durch Lacke oder Harze auf Polyurethanbasis oder Poly­ äthylenbasis gebildet sind.