DE60017949T2

DE60017949T2 - Verfahren zur herstellung eines mehrschichtverpackungsmaterials

Info

Publication number: DE60017949T2
Application number: DE60017949T
Authority: DE
Inventors: Tadakatsu Chiyoda-ku IKENOYA
Original assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: AU784621B2; DE60017949D1; KR100623346B1; AU4950000A; EP1285744A4; EP1285744A1; KR20020019569A; WO2001089829A1; EP1285744B1; US6858106B1; CN1376111A; CN1229220C; JP4259798B2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des Laminats zur Herstellung des Behälters (bzw. der Kartonverpackung) zum Befüllen mit bzw. Verpacken von heißen flüssigen Lebensmitteln, die mit einem Verkaufsautomaten und dgl. verkauft werden, sowie auf das Laminat als Verpackungsmaterial, das eine Sauerstoff-Sperrschicht (Gassperrschicht) aufweist und ein Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von Lebensmitteln enthält, die erwärmt werden sollen.
Stand der Technik
Das Verpackungsmaterial in Form von Laminat, das eine hohe Plastizität besitzt, wurde viele Jahre lang zum Verpacken von flüssigen Lebensmitteln verwendet. Der Verpackungsbehälter für Kuhmilch, Saft, Sake, weißen destillierten Alkoholika, Mineralwasser und anderen Getränken wird zum Beispiel dadurch gebildet, dass das bahnförmige abgekantete Verpackungsmaterial, das aus einem Laminat aus faserhaltigem Trägermaterial (zum Beispiel Papier etc.) und Kunststoff besteht, durch Versiegeln in Längsrichtung zur Bildung einer lang gestreckten Ausrichtung in Form eines Schlauchs geformt wird, dass das einzufüllende Produkt in das zur Schlauchform gebildete Verpackungsmaterial eingefüllt wird, dass das schlauchförmige Verpackungsmaterial in Querrichtung versiegelt wird, dass es zu einer Primärform in Form eines Kissens geformt wird, dass es in festgelegtem Abstand an einem einzelnen Behälter geschnitten wird, dass es entlang Falzlinien aufgefalzt und in die endgültige Form gebracht wird.
Zu den endgültigen Formen gehören parallelepiped-förmige Quaderformen, die Form einer mehreckigen Säule (die Form einer sechseckigen Säule, einer achteckigen Säule, etc.), einer dreiseitigen Pyramide mit vier dreieckigen Flächen, etc. Das Material eines faserhaltigen Trägers ist für gewöhnlich Karton.
Außerdem wird bei dem Verpackungsbehälter aus Papier mit einem giebelförmigen (dachartigen) Oberteil das papierene Verpackungsmaterial in vorgegebener Form für die Zuschnitte zugeschnitten, welche in Längsrichtung des Behälters versiegelt werden, woraufhin nach dem Versiegeln des Bodens der Zuschnitte durch die Abfüllmaschine Kuhmilch, Saft oder andere Getränke von einer oberen Öffnung her eingefüllt werden und dann das Oberteil versiegelt wird, wodurch man den Behälter für das Produkt erhält. Bei einem derartigen Verpackungsmaterial wird dann das außen sichtbare Design für ein Produkt im Verpackungsbehälter auf die Oberfläche aufgedruckt.
Das laminierte Verpackungsmaterial, das für den herkömmlichen Verpackungsbehälter für Produkte aus Papier bzw. Pappe verwendet wird, enthält folgendes: ein Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) / eine Schicht mit Druckfarbe / eine Karton-Trägerschicht (faserhaltige Trägerlage) / LDPE / Aluminiumfolie (Al-Schicht, Gassperrschicht) / LDPE/LDPE, LDPE / Druckfarbenschicht / Trägerlage aus Papier bzw. Karton / LDPE/LDPE, eine Schicht aus Druckfarbe / LDPE / eine Trägerlage aus Papier bzw. Karton / LDPE/LDPE und LDPE / Schicht aus Druckfarbe / Trägerlage aus Papier bzw. Karton / LDPE/Aluminium / Polyester (PET). Der vorstehend genannte Aufbau ist derzeit weit verbreitet.
Bei der Herstellung des vorgenannten Laminats für Verpackungszwecke wird ganz allgemein die Rolle mit rohem Papier als Trägerlage aus Papier einer Presse zugeleitet, woraufhin das auf der Rohpapierseite bedruckte Druckpapier um eine Rollenform gewickelt wird, anschließend wird es einer Rohpapierseite zugeführt und mit einer Extrusions-Laminiervorrichtung werden schmelzflüssige Polyolefine (beispielsweise LDPE, usw.) aus einer Extrusionsdüse extrudiert; wenn andere Gassperrschichten (Aluminiumfolie, etc.) als rohes Papier einbezogen sind, wird auch eine Gassperrschicht durch Beschichten auflaminiert. Beim Laminieren der vorgenannten Gassperrschichten oder beim zusätzlichen Aufbringen von Funktionsschichten weiterer Lagen werden nicht alle Schichten sofort laminiert, sondern es werden separat jeweilige teilweise Laminate hergestellt, zum Beispiel in der Produktionslinie, und diese teilweisen Laminate werden dann weiter laminiert, woraufhin man das fertige Laminat erhält.
Bei dem verwendeten LDPE-Material handelt es sich jedoch um ein Polyethylen niedriger Dichte aus einem Hochdruck-Verfahren. Die in dem im Hochdruckverfahren hergestellten Polyethylen niedriger Dichte enthaltene Komponente mit niedrigem Molekulargewicht läuft jedoch beim vorübergehenden Aufrollen zur Rollenform in die zu laminierende Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite aus. Auch wenn andere Lagen auf eine zu laminierende Fläche auflaminiert werden, ist eine gute Klebeigenschaft nicht gewährleistet. Die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht läuft in den Inhalt mit flüssigem Lebensmittel im Kartonbehälter aus, nachdem der Behälter gebildet und befällt wurde, so dass bei Aufbewahrung über einen langen Zeitraum der Geschmack des flüssigen Lebensmittels sich verschlechtert.
Andererseits wird auch ein Laminat für Papier- bzw. Kartonbehälter angeregt, bei dem ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) für die am weitesten innen liegende Lage des Laminats für Verpackungszwecke zum Einsatz kommt (JP 62-78059A, JP 60-99647A, usw.). Das LLDPE-Material ist hinsichtlich der Schlagfestigkeit, der Reißfestigkeit, der Kaltbrüchigkeit, der Festigkeit bei der Warmversiegelung, des Verhaltens bei Etikettierung mit Wärme, usw. ganz hervorragend, allerdings zeigt es keine Möglichkeit, das vorgenannte Problem bei LDPE zu lösen.
Andererseits wird der Papier- bzw. Kartonbehälter vorgeschlagen, der in der am weitesten innen liegenden Lage des Laminats für Verpackungszwecke das Ethylen-/Alpha-Olefin-Kopolymer (das so genannte Metall-n-Komplex- bzw. Metallocen-PE, mLLDPE) enthält, das je nach dem Metallkatalysator polymerisiert (JP 7-148895.A, JP 8-337237.A, JP 9-29868.A, JP 9-52299.A, JP 9-76435.A, JP 9-142455.A, JP 9-86537.A , JP 9-76375.A, etc.). Das Metallocen-PE ist für eine Versiegelbarkeit bei niedriger Temperatur, die Bearbeitbarkeit einer Folie und das gesundheitsbezogene Verhalten gut, da seine Verteilung des Molekulargewichts eng ist. Soweit es um das Metallocen-PE geht, ist seine Anwendung bei einem Behälter bekannt (vgl. WO 93/08221, Fachzeitschrift „Plastics", Jahrg. 44, Nr. 1, S. 60; Fachzeitschrift „Chemistry Economy", Jahrg. 39, Nr. 9, S. 48; Fachzeitschrift „Plastics", Jahrg. 44, Nr. 10, S. 83). Auch wenn Metallocen-PE eine niedrige Konzentration der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht aufweist, kann bei all den verschiedenen Verfahrensbedingungen im Herstellungsprozess des derzeitigen Laminats für Verpackungszwecke die Festigkeit in der Verbindung zwischen den Lagen, aus denen das Laminat für Verpackungszwecke aufgebaut ist, nicht bis zu einer praxisgeeigneten Festigkeit verbessert werden.
Wenn das flüssige Lebensmittel beispielsweise ein Obstsaft von Zitrusfrüchten, etc. ist, sind die Nicht-Separierung nach Duft und Geschmack sowie eine Sauerstoffsperre erforderlich. In dem flüssigen Lebensmittel dringt Sauerstoff durch die Wandung des Kartons und damit gehen aus diesem Grund diese Nährwerte verloren. Um das Eindringen von Sauerstoff in den Karton zu verringern und die Qualitätseinbuße an Nährstoffen wie zum Beispiel Vitamin C auf ein Mindestmaß zu reduzieren, wird normalerweise die Lage aus Aluminiumfolie dem Laminatmaterial (Laminat) hinzugefügt.
Auch wenn die Aluminiumfolie als Sperrenmaterial wirksam ist, wurden aufgrund der Bedenken hinsichtlich des Umweltschutzes infolge der Verwendung dieses Materials verschiedene Versuche unternommen, eine praktische Alternative zu einer Alumini umfolie zu entwickeln. Die Alternative ist mit hervorragenden Sperreigenschaften gegenüber Sauerstoff, Gas und Aroma versehen und lässt sich nach Gebrauch leicht entsorgen.
Die Verwendung der aufgedampften Schicht aus einem anorganischen Oxid für das Verpackungsmaterial für Papier- bzw. Kartonbehälter als Alternative, die sich zu einer Aluminiumfolie verändert, wird herkömmlicher Weise angeregt (vgl. JP 5-28190.Y , JP 8-500068.A, JP 6-93120.A). Mit dem Verpackungsmaterial, das mit einer solchen Gassperre (Sauerstoffsperre) versehen ist, kann ein Papierbehälter angeboten werden, der die Fähigkeit der Nicht-Auftrennung bzw. der Konservierung der Qualität besitzt. Allerdings ist das Verhalten an der Verbindungsstelle zwischen der Oberseite der aufgedampften Schicht aus einem anorganischen Oxid und den Klebstoffen für die Laminierung bzw. einem Kunstharz nicht gut. Unter all den verschiedenen Verfahrensbedingungen im Herstellungsprozess für das derzeitige Laminat für Verpackungszwecke ist die Klebkraft zwischen den Schichten, aus denen das Laminat für Verpackungszwecke aufgebaut ist, nicht praktisch.
Um eine Qualitätsverminderung eines enthaltenen Lebensmittels durch Oxidierung und ein zunehmendes Wachstum eines Mikroorganismus infolge des in der Verpackung vorhandenen Sauerstoffs oder des Sauerstoffs, der von außen eindringt, zu verhindern, werden herkömmlicher Weise Mittel vorgesehen, um den Sauerstoff im Inneren der Verpackung zu entfernen. Ein Beispiel hierfür ist die Technik der Sauerstoffspülung des Verpackungsmaterials unter Verwendung eines Kunstharzes, bei dem L-Ascorbinsäure und eine Verbindung mit Eisen-Ionen verknetet sind ( JP 4-39241.Y ). Bei einem Verpackungsmaterial, das eine Qualitätseinbusse durch Wärme bei der Sauerstoff-Spülung und zum Zeitpunkt der Herstellung und das Auslaufen des Sauerstoff-Spülmaterials verhindert, wird eine Klebstoffschicht vorgesehen, in welcher Ascorbinsäure (Derivat) und eine Verbindung mit einem Übergangsmetall eines Reaktionsbeschleunigers vermischt sind (JP 6-190960.A). Bei Verpackungsmaterial, welches eine Beschädigung des Sauerstoff-Spülmaterials durch Wärmeeinfluss zum Zeitpunkt der Herstellung und das Auslaufen des Sauerstoff-Spülmittels durch Versprühen und Anhaften des Reduktionsmittels und/oder eines Trockenmit tels an der Klebstoffschicht auf einem bogenförmigen Träger verhindert, ist eine Beschichtung mit einer Schutzschicht vorgesehen (JP 60-10768.U).
Bei einem herkömmlichen Verpackungsmaterial, das auf die Erhaltung der Qualität eines darin enthaltenen Produkts abzielt, wird das geeignete Verpackungsmaterial zur Qualitätserhaltung nicht für ein flüssiges Lebensmittel vorgeschlagen, das unter Erwärmung gehalten und verkauft wird, zum Beispiel ein Kaffeegetränk, Oolong-Tee, usw. Bei der vorgenannten herkömmlichen Technik werden verschiedene Materialien als Sauerstoff-Spülmittel aufgelistet. Herkömmlicherweise wird ein geeignetes Verpackungsmaterial ( insbesondere ein Verpackungsmaterial, das aus (faserhaltigem) Papier hergestellt ist) nicht zu dem Zweck vorgeschlagen, dieses über mehrere Wochen oder mehrere Monate unter warmen Bedingungen zu halten, wenn dieses in einem Verkaufsautomaten oder einer Wärmekammer gehalten und verkauft wird. Das Verfahren zur Herstellung des guten Laminats für Verpackungszwecke ohne Ablösung zwischen den Schichten wird nicht genannt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist als Ziel gesetzt, vor dem vorstehend umrissenen Hintergrund ein Herstellungsverfahren für das geeignete Laminat zu Verpackungszwecken ohne Ablösung zwischen den Lagen anzubieten. Die Aufgabe besteht darin, das Laminatmaterial für Verpackungszwecke, das eine starke Anhaftung der Schichten besitzt, in einem Verkaufsautomaten oder einer Wärmekammer unter den Bedingungen der Erwärmung anzubieten, mit dem Ziel, die Qualität des darin über mehrere Wochen bis mehrere Monate gehaltenen und verkauften flüssigen Lebensmittels, zum Beispiel ein Kaffeegetränk, Oolong-Tee, usw., anzubieten. Die Aufgabe besteht außerdem darin, ein Verfahren zur Herstellung des Laminats für Verpackungszwecke vorzuschlagen, welches sich rationell, wirksam und problemlos bei der Herstellung eines laminierten Verpackungsmaterials verarbeiten lässt.
Beschreibung der Erfindung
Die vorstehend genannte Aufgabe wird mit dem Verfahren zur Herstellung eines laminierten Verpackungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Das Verfahren zur Herstellung des Laminats zeichnet sich dabei dadurch aus, dass zu mindest das Laminat zu Verpackungszwecken in Form einer Bahn hergestellt wird, welches eine am weitesten innen liegende Polyolefinschicht, eine Sperrschicht aus einer Aluminiumfolie oder eine aufgedampfte Filmschicht aus anorganischem Oxid, eine Laminierschicht aus Polyolefin und eine faserhaltige Trägerlage aufweist, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden:

(a) einen Schritt zum Anheften / Aufbringen eines Reduktionsmittels (Vitamin E, von Ascorbinsäure bzw. deren Derivat) auf die Innenfläche der bahnförmigen Sperrschicht,
(b) einen Schritt zum vorübergehenden Aufwickeln der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel in Rollenform, zur Kontaktierung der Innenfläche der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel direkt mit der Außenfläche der Sperrschicht und Aufrechterhalten des Zustands über eine vorgegebene Zeit,
(c) einen Schritt zum Herausziehen der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel aus der gehaltenen Rolle und Laminieren der Sperrschicht und der faserhaltigen Trägerlage durch Extrusionslaminieren mittels des Polyolefins aus dem Harz zur Bildung von Schmelzlaminierungen zwischen der Außenfläche der Sperrschicht und der Innenseite der faserhaltigen Trägerlage, und
(d) einen Schritt zum gleichzeitigen Laminieren der am weitesten innen liegenden Polyolefinschicht durch Extrusionslaminieren mit dem geschmolzenen Polyolefin auf die Innenseite der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel vor oder nach dem Schritt (c).

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des Laminats für Verpackungszwecke gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt das Ankleben/Aufbringen des Reduktionsmittels auf die Innenseite der Sperrschicht durch Beschichten auf der Sperrschicht auf der Innenseite des Beschichtungsmaterials, in welchem das Reduktionsmittel eingemischt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des Laminats gemäß dieser Erfindung enthält die am weitesten innen liegende Polyolefinschicht zumindest lineares Polyethylen geringer Dichte, das eine eingeengte Verteilung des Molekulargewichts besitzt und die folgenden Parameter bei seinen Eigen schaften aufweist: mittlere Dichte 0,900 – 0,915, Spitzenschmelzpunkt 88 – 103 Grad Celsius, Fließindex der Schmelze 5 – 20, Aufquellverhältnis (SR) 1,4 – 1,6 und eine Schichtdicke von 20 – 50 Mikrometer.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Laminats enthält das vorgenannte Laminat ein Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität für Lebensmittel, die erwärmt werden sollen.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Laminats sind in dem Laminat ein im Wesentlichen gleichmäßig dispergiertes feinstes Phyllosilikat und das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität für zu erwärmende Lebensmittel enthalten.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung eines Laminats gemäß der vorliegenden Erfindung wird das aufgewickelte Laminat zur Ausalterung in der Rollenform mindestens 48 Stunden lang auf der üblichen Temperatur von 15 bis 40 Grad Celsius gehalten.
Günstigste Möglichkeit zur Umsetzung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Laminat zu Verpackungszwecken um ein bahnförmiges Laminat, das zumindest die am weitesten innen liegende Polyolefinschicht, die Sperrschicht wie zum Beispiel Aluminiumfolie und eine aufgedampfte Filmschicht aus anorganischem Oxid, die Laminierschicht aus Polyolefin und eine faserhaltige Trägerlage aufweist.
Die vorgenannte, am weitesten innen liegende Polyolefinschicht gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die einzige Filmschicht aus Polyolefin dar oder es handelt sich dabei um eine mehrlagige Schicht, die mindestens die Polyolefinschicht enthält. Das Polyolefin umfasst dabei Polyethylen (Polyethylen mit geringer Dichte, Polyethylen von mittlerer Dichte, hochdichtes Polyethylen und lineares Polyethylen geringer Dichte, so genanntes Metallocen-PE, usw.), Polypropylen (Homopolypropylen, Ethylen-/Propylen-Kopolymer, etc.), Poly-1-buten und Poly-1-hexen. Das Polyolefin ist vorzugsweise Polyethylen, Polyethylen niedriger Dichte und besonders bevorzugt wird Metallocen-PE, wobei es sich bei dem bei dieser Erfindung ganz besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel um Metallocen-PE handelt.
Für gewöhnlich handelt es sich bei der faserhaltigen Trägerschicht (Papierträger), die bei dieser Erfindung verwendet werden kann, um ein Material, das aus Kraftpapier-Zellstoff hergestellt wird, während es eine hervorragende Intensität und geringe Wasseraufnahmefähigkeit besitzt. Als Papiersorten dieser Art stehen gebleichtes Papier (FBL), ungebleichtes Papier (UBL), Duplexpapier aus FBL und UBL, mit Ton beschichtetes Papier, mehrlagiges Duplexpapier (MB), usw. zur Verfügung, wobei jedes Papier dieser Art bei der Erfindung verwendet werden kann.
Die Polyolefin-Laminierschicht, die dazu verwendet wird, das laminierte Materialpaket gemäß der vorliegenden Erfindung zu laminieren, wird aus folgenden Werkstoffen gewählt: Polyethylen niedriger Dichte, LLDPE, das mindestens das lineare Polyethylen niedriger Dichte enthält, das eine enge Verteilung des Molekulargewichts aufweist und spezielle Parameter für seine Eigenschaften besitzt, ein Ethylen-Vinyl-Acetat-Kopolymer (EVA) und ein Ionomer. Das LLDPE funktioniert als thermoplastische Klebstoffschicht zwischen einem Papierträger (faserhaltige Trägerlage) und einer Sperrschicht. Das LLDPE enthält mindestens das lineare Polyethylen geringer Dichte, das eine schmale Verteilung des Molekulargewichts aufweist und besitzt die folgenden Parameter bei seinen Eigenschaften: mittlere Dichte 0,890 – 0,925, Spitzenschmelzpunkt 88 – 103 Grad Celsius, Fließindex der Schmelze 10 – 20, Aufquellverhältnis (SR) 1,4 – 1,6 und eine Schichtdicke von 10 – 25 Mikrometer.
Da die Eigenschaften beim Extrusionslaminieren und die Umsetzungseigenschaften im Falle der Herstellung von Verpackungsmaterial hervorragend sind, kann die Herstellung von laminiertem Verpackungsmaterial durch Verwendung von LLDPE sehr gut ausgeführt werden. Insbesondere weisen Sperrschichten wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie, eine aufgedampfte Filmschicht aus anorganischem Oxid, etc. gemäß der vorliegenden Erfindung eine Sauerstoffdurchlässigkeit von höchstens 5 cc/m² 24 hr atm (23 °C, 50 % rel. Luftfeuchtigkeit) auf. Die erfindungsgemäße Aluminiumfolie stellt eine Gassperrschicht dar, die beispielsweise aus Aluminiumfolie mit einer Stärke von 5 – 10 Mikrometer besteht.
Wird die dünne Schicht aus Siliziumoxiden wie zum Beispiel ein Metalloxid bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Sperrschicht verwendet wird oder wenn die Siliziumoxid-Schicht Verwendung findet, die nach dem PECVD-Verfahren als Sperrschicht gebildet wird, kann einer Längendehnung, die sich durch Brechen bemerkbar macht, entgegengewirkt werden. Wenn eine Siliziumoxidschicht in das laminierte Material und beim Verpacken von flüssigen Lebensmitteln eingearbeitet wird, ist dies eine besonders wichtige Eigenschaft. Im typischen Fall weist das vorgenannte laminierte Verpackungsmaterial eine Falzlinie (Biegefalz) auf, die in der Oberfläche eines Laminats ausgebildet wird, damit das Material zur Bildung der Verpackung leicht gebogen und umgeschlagen werden kann. Das Verpackungsmaterial zeigt eine hervorragende Haltbarkeit während der gesamten thermodynamischen Belastung, die bei der Herstellung eines Behälters und während des Abgabevorgangs auftritt. Da sich weder ein Riss noch ein feines Loch bildet, entsteht entsprechend der Kapazität der Schicht aus Siliziumoxid, die sich ohne Bruchbildung verformen kann, an dieser Falzlinie keine Leckbildung. Insbesondere eignet sich das Verpackungsmaterial nach diesem Ausführungsbeispiel zum Abfüllen/Verpacken von flüssigen Lebensmitteln.
Bei Bedarf können auch separat andere Gassperrschichten als jene in dem vorgenannten Material vorgesehen sein.
Um die Klebeigenschaften bei einer Gassperrschicht und anderen laminierten zusammengesetzten Schichten zu verbessern, kann eine Schicht auch unter Verwendung eines Kunstharzes aus einem Ethylen-Vinyl-Acetat-Kopolymer (EVA) und dem Ionomer (IO), das zwischen den Molekülen des Ethylen-Vinyl-Methacrylat-Kopolymer durch Metallionen vernetzt ist, ebenfalls als Klebstofflage laminiert werden. Die geeignete Stärke der Klebstofflage beträgt etwa 10 – 50 Mikrometer. Vorzugsweise handelt es sich bei der Klebstofflage um EVA oder IO mit einer Schichtdicke von 10 bis 18 Mikrometer.
Das laminierte Material für Verpackungszwecke für Papierbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest die Druckfarbenschicht umfassen, die durch Aufdrucken auf die Außenfläche des halbfertigen Materials aufgebracht wird, das die am weitesten außen liegende Kunstharzschicht nicht laminiert, oder auch die Druckfarbenschicht, die auf der Außenfläche der versiegelbaren äußeren Harzschicht gebildet ist. Die Druckfarbe umfasst dabei die wasserhaltige oder ölige Druckfarbe für den Flexodruck, die ölige Druckfarbe für den Tiefdruck, die aushärtbare Druckfarbe für den Offsetdruck, usw. Bei dem Beispiel für das bevorzugte Verpackungsmaterial für Papierbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Druckfarbenschicht teilweise gemeinsame Komponenten (zum Beispiel Imin-Komponenten, etc.), wobei die Komponente in die mit dieser Druckfarbenschicht anhaftenden Verankerungsschicht einbezogen ist, die als Beschichtung mit dem Mittel aufgetragen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das thermoplastische Material, das auf die Außenseite des Verpackungsmaterials auflaminiert ist, einen Polyolefin-Kunststoff wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen und ein Ethylen-Kopolymer. Das thermoplastische Material umfasst dabei das herkömmlicher Weise verwendete Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), das eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit (gegenüber Öl, Säuren, eindringender Flüssigkeit, usw.) gegenüber dem Inhalt besitzt, Polyethylen mittlerer Dichte, den Polyethylen enthaltenden Koextrusions-Film, usw.
Das Verfahren zur Herstellung des Laminats zeichnet sich dadurch aus, dass das bahnförmige Laminat zu Verpackungszwecken hergestellt wird, welches zumindest die am weitesten innen liegende Polyolefinschicht, die Sperrschicht wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie und die aufgedampfte Filmschicht aus anorganischem Oxid, die Laminierschicht aus Polyolefin und die faserhaltige Trägerlage umfasst, wobei in den folgenden Schritten vorgegangen wird:

(a) mit dem Schritt zum Anheften / Aufbringen eines Reduktionsmittels (Vitamin E oder Ascorbinsäure bzw. deren Derivat) auf die Innenfläche der bahnförmigen Sperrschicht,
(b) mit dem Schritt zum vorübergehenden Aufwickeln der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel in Rollenform, zur Kontaktierung der In nenfläche der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel direkt mit der Außenfläche der Sperrschicht und Aufrechterhalten des Zustands über eine vorgegebene Zeit,
(c) mit dem Schritt zum Herausziehen der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel aus der gehaltenen Rolle und Laminieren der Sperrschicht und der faserhaltigen Trägerlage durch Extrusionslaminieren mittels des Polyolefins aus dem Harz zur Bildung von Schmelzlaminierungen zwischen der Außenfläche der Sperrschicht und der Innenseite der faserhaltigen Trägerlage, und
(d) mit dem Schritt zum gleichzeitigen Laminieren der am weitesten innen liegenden Polyolefinschicht durch Extrusionslaminieren mit dem geschmolzenen Polyolefin auf die Innenseite der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel vor oder nach dem Schritt (c).

Im Schritt (a) bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden das Reduktionsmittel, vorzugsweise Vitamin E oder Ascorbinsäure und deren Derivat (zum Beispiel l-, d-, Id-Ascorbinsäure, Ascorbat) an die Innenseite der bahnförmigen Sperrschicht angeklebt/aufgebracht.
Das Verfahren und das Ausführungsbeispiel zum Anheften / Aufbringen laufen optional folgendermaßen ab: zum Beispiel mit dem Verfahren zum Aufsprühen einer Lösung des Reduktionsmittels auf die Innenseite einer Sperrschicht und Entfernen eines Lösungsmittels, mit einem Verfahren zum Anheften / Aufbringen, bei dem der klebrige Aufklebfilm dünn auf der Innenseite einer Sperrschicht gebildet und dann ein Reduktionsmittel in Pulverform, in Körnchenform oder als granuläres Reduktionsmittel aufgestreut wird, und mit einem Verfahren zum Anheften / Auftragen, bei dem ein pulverförmiges, gekörntes oder granuläres Reduktionsmittel einem Beschichtungsmaterial beigemischt wird und das Beschichtungsmaterial dann auf die Innenseite einer Sperrschicht aufgetragen wird, usw. Das Beschichtungsverfahren umfasst dabei die folgende Vorgehensweise: zum Beispiel das Verfahren zum Aufsprühen eines verflüssigten harzigen Beschichtungsmaterials auf die Innenseite einer Sperrschicht, ein Verfahren zum Auftragen mit einem Rakel, ein Verfahren zur Feuchtlaminierung, ein Verfahren zur Trockenlaminierung, und ein Verfahren zum Extrusionslaminieren, das Verfahren zur Schichtbildung mit T-Düsen-Koextrusion, ein Koextrusions-Laminierverfahren, ein Folien-Blasverfahren, usw.
Die Schichtdicke des Reduktionsmittels kann in geeigneter Form je nach dem Zweck eines Laminats verändert werden. Beispielsweise beträgt die Schichtdicke des Reduktionsmittels 0,1 bis 1,5 g/m², also 1 – 20 Mikrometer, vorzugsweise 2 bis 15 Mikrometer. Wird das Reduktionsmittel in ein Beschichtungsmaterial einbezogen, beträgt der Gehalt an Reduktionsmittel 10 bis 30 %, vorzugsweise 1 bis 50 %. Bei der Wahl des Beschichtungsmaterials ist es wünschenswert, je nach dem Zweck die Sperrschicht, das Material für das Reduktionsmittel, usw. in geeigneter Form zu verändern. In den Fällen, in denen die Sperrschicht wegen des Kontakts mit der Außenseite der Sperrschicht in Rollenform gehalten wird, wird ein Material gewählt, das die Oberseite der Sperrschicht nicht verunreinigt und auch nicht blockiert. Wird zum Beispiel eine Aluminiumfolie als Sperrschicht verwendet, bevorzugt man ein Beschichtungsmaterial aus Polyolefinen und ein Beschichtungsmaterial aus Titanaten, wobei das Beschichtungsmaterial aus Polyolefinen in der Sperrschicht bevorzugt wird, in welcher der Polyesterfilm auf das Siliziumoxid aufgedampft ist.
Im Schritt (b) des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens findet ein direkter Kontakt zwischen der Innenseite der Sperrschicht mit dem aufgeklebten/anhaftenden Reduktionsmittel und der Außenfläche der Sperrschicht statt, wobei die Rolle eine vorgegebene Zeit lang gehalten wird, indem die Sperrschicht mit angeklebtem/anhaftendem Reduktionsmittel in vorübergehend in Rollenform aufgewickelt wird.
Da die Sperrschicht in Rollenform rund aufgewickelt wird, lässt sich Lagerplatz einsparen und kann eine Erhöhung in der Effizienz der Verarbeitung und der Arbeit in einem nachfolgenden Schritt erzielt werden. Andererseits berühren die Oberflächen wie zum Beispiel Aluminiumfolie die Oberfläche einer anderen Seite direkt und laufen die Verunreinigungen (zum Beispiel eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht, restlicher Katalysator, usw.) an der Oberfläche einer anderen Seite aus. Außerdem besteht die Gefahr, dass Sauerstoff, der in dem Spalt zwischen den Oberflächen vorhanden ist, unter Umständen die Güte der Oberflächen z.B. der Aluminiumfolie beeinträchtigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Spalt zwischen den Flächen ein Reduktionsmittel (Vitamin E oder Ascorbinsäure und deren Derivat) vorhanden und verhindert eine Verunreinigung der Oberfläche durch die Verschmutzung, oder es wird restlicher Sauerstoff gebunden und damit wird eine Qualitätsverminderung/Verunreinigung der Oberfläche der Sperrschicht verhindert.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die zu Rollenform aufgewickelte Sperrschicht zur Ausalterung mindestens 48 bis 72 Stunden lang bei den üblichen Temperaturen von 15 °C bis 40 °C gehalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel lässt sich die Geschwindigkeit, mit welcher die Verunreinigung zu den Oberflächen der Sperrschicht, z.B. der Aluminiumfolie, wandert, durch Lagerung bei normaler Temperatur steuern und kann eine Berührung und Verunreinigung durch diese kurze Zeit auf ein Mindestmaß reduziert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zwar die vorgenannten Bedingungen bei normaler Temperatur und kurzer Dauer vorgesehen, doch sind auch erhöhte Temperatur und langfristiges Altern und Lagern ebenfalls möglich. Bei dem erfindungsgemäßen Produktionsablauf können die Bedingungen in diesem Schritt über einen weiteren Bereich verändert werden.
Im Schritt (c) bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird die Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel aus der gehaltenen Rolle herausgezogen und wird durch Extrusionslaminierung zwischen der Außenfläche dieser Sperrschicht und der Innenseite einer faserhaltigen Trägerlage mittels des Polyolefins der Kunststoff für Schmelzlaminierungen extrudiert und damit werden die Sperrschicht und die faserhaltige Trägerlage laminiert.
Vor dem Schritt zur Extrusionslaminierung oder gleichzeitig mit diesem können bei Bedarf in jedes Laminiermaterial Klebstoffe oder ein Mittel zur Verankerungsbeschichtung etc. durch eine Trockenlaminierung auf die Oberfläche des laminierten Materials auflaminiert werden.
Die Klebstoffe, welche in diesem Fall die Klebstoffschichten bilden, wenn mit dem Verfahren zur Trockenlaminierung gearbeitet wird, umfassen insbesondere zwei in flüssigem Zustand aushärtende Urethanklebstoffe, wie sie in einem Trockenlaminat usw. verwendet werden, Klebstoffe aus Polyester-Urethan, Klebstoffe aus Polyester-Urethan, Acryl-Klebstoffe, Polyester-Klebstoffe, Polyamid-Klebstoffe, Klebstoffe aus Polyvinylacetat, Epoxid-Klebstoffe, Gummiklebstoffe, usw. Die Laminierung jedes Laminiermaterials kann durch die Verwendung der vorgenannten Klebstoffe zur Trockenlaminierung verstärkt werden.
Wenn außerdem ein Mittel für eine Verankerungsbeschichtung verwendet wird, so können hierzu als Verankerungsbeschichtung Mittel wie Isocyanat (Urethan), Polyethylen-Imin, Polybutadien und organisches Titan oder Mittel zur Verankerungsbeschichtung als Klebstoffe für eine Laminierung wie zum Beispiel Polyurethan, Polyacryl, Polyester, Epoxid, Polyvinylacetat und Zellulose verwendet werden. Die Laminierung jedes Laminiermaterials kann durch diese Substanzen verstärkt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann nach der weiteren Laminierung eine Korona-Behandlung an der Oberfläche des Laminiermaterials, zum Beispiel der Aluminiumfolie, vorgenommen werden und bei Bedarf kann auch eine weitere Bearbeitung durch Ozonbehandlung usw. durchgeführt werden.
Zu den Kunststoffen für Laminierungen, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, gehören beispielsweise Polyethylen (zum Beispiel Metallocen-PE), Ethylen/Alpha-Olefin-Kopolymer, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, Polyisobutylen, Polybutadien, Polyisopren, ein Ethylen/Methacrylsäure-Kopolymer, Kopolymere aus Ethylen und ungesättigter Carbonsäure wie zum Beispiel ein Ethylen/Acrylsäure-Kopolymer, ein mit Säure modifizierter Polyolefin-Kunststoff, welcher die vorgenannten Substanzen modifiziert, ein Ethylen/Ethylacrylat-Kopolymer, ein Ionomer-Kunststoff, ein Ethylen/Vinylacetat-Kopolymer, usw.
Bei diesem Schritt können in die faserhaltige Trägerlage zusätzlich zu der Trägerschicht auch Lagen zur Bildung eines Laminats eingebracht werden, wie zum Beispiel eine Druckfarbenschicht, eine aufgedampfte Metallschicht, eine Tragfolie mit aufgedampftem Metall und eine am weitesten außen liegende Schicht aus thermoplastischem Material.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Laminats kann das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität für zu erwärmende Lebensmittel in einem Laminat enthalten sein. Zum Beispiel enthalten die Klebstoffe für die Trockenlaminierung oder ein Mittel für die Verankerungsbeschichtung das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität eines zu erwärmenden Lebensmittels. Als Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität bei zu erwärmenden Lebensmitteln werden Ascorbinsäure, Ascorbat (Vitamin C darin eingeschlossen), Vitamin E usw. einbezogen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schicht mit den Klebstoffen, welche das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität bei zu erwärmenden Lebensmitteln enthalten, in dem Laminat vorhanden, und wenn zum Beispiel ein Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln wasserlöslich ist, was für diese Klebstoffe zutrifft, werden vorzugsweise die Klebstoffe verwendet, die sich mit einem Wasserlösungsmittel verdünnen lassen. Insbesondere können die Klebstoffe für Trockenlaminate (zum Beispiel Klebstoffe aus Polyester, Polyurethan, Poly-Imin und Polyester-Polyurethan) und zum Beispiel ein Mittel für eine Verankerungsbeschichtung (zum Beispiel ein Mittel zur Verankerungsbeschichtung aus Urethan, Polyurethan, Poly-Imin und Polyester-Polyurethan) sowie Mittel für Verankerungsbeschichtungen für Trockenlaminate wie zum Beispiel Silikon, schnell aushärtendes Urethan und Epoxidamin verwendet werden.
In den Klebstoffen (einschließlich des Mittels für eine Verankerungsbeschichtung) ist das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln, welches die in flüssigen Lebensmitteln aufgelöste Luft aufnimmt und die Luft sowie eine Substanz, welche die Qualität beeinträchtigt und während der Erwärmung in die Gassperrschicht eingedrungen ist, blockiert, enthalten. Folgendes ist jedoch bei einem Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln gemäß der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt und sollte nicht enthalten sein: ein Sauerstoff-Spülmittel mit Eisen oder Enzymen, eine Chelat-Verbindung mit einem Porphyrin-Ring und ein Sauerstoff-Spülmittel, das eine organische Verbindung und einen Reaktionsbeschleuniger enthält (Sauerstoff-Spülmittel, das eine Verbindung mit einem Übergangsmetall als Reaktionsbeschleuniger enthält, einschließlich Ascorbinsäure, dessen Derivat oder Fettsäure als organische Verbindung), ein Sauerstoff-Spülmittel, das Ascorbinsäure als Reduktionsmittel und Reaktionsbeschleuniger enthält, einschließlich des Übergangsmetall-Komplexes aus Polycarbonsäure oder Salicylsäure-Chelat als organische Verbindung. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung werden Ascorbinsäure, Ascorbat, deren Derivat (einschließlich Vitamin C) und/oder Vitamin E bevorzugt.
So lange das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln vollständig dispergiert ist, kann mit jedem Verfahren zur Einbeziehung des Mittels zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln in die vorstehend genannten Klebstoffe optional gearbeitet werden, ebenso mit einem Verfahren zur Aufnahme des Mittels zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln in Lösungsform auf pulverförmigem Kunststoff oder einem anderen Substrat, mit dem Verfahren zur Durchführung der Mikroverkapselung des Mittels zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln unter Verwendung eines Gas-Durchdringungsmaterials und mit Vornahme der Verknetung / Dispergierung mit Klebstoffen oder deren Lösung, mit dem Verfahren zur Einbeziehung des Hauptstoffs und eines Härtemittels nach dem Beimischen des Hauptwirkstoffs und/oder des Aushärtemittels, wenn es sich um Klebstoffe in Form von zwei Flüssigkeiten handelt, zu dem Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln. Wenn ein Hauptwirkstoff und ein Aushärtemittel enthalten sind, wird bevorzugt mit dem Verfahren gearbeitet, bei dem ein Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln einbezogen wird. Der Grund für diese Verfahrensweise liegt darin, dass dadurch die Hafteigenschaften der Klebstoffe nicht beeinträchtigt werden.
Auch wenn sich der Gehalt an Klebstoffen (Mittel für die Verankerungsbeschichtung) in dem Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln je nach der angestrebten Absorptionskraft verändert, wird vorzugsweise ein Anteil von 1 – 50 Gew.-% der Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln gegenüber den Klebstoffen vorgesehen, besonders bevorzugt wird dabei ein Anteil von 5 – 20 Gew.-%. Wenn die Werte unter dem vorgenannten Bereich liegen, wird die Fähigkeit zur Gasabsorption bemerkenswert niedrig, und wenn sie über dem genannten Bereich liegen, kann es zu Schwierigkeiten bei den Hafteigenschaften der Klebstoffe kommen.
Im Zusammenhang mit dem Gemisch und der Vermischung mit dem Mittel zur Verankerungsbeschichtung des Mittels zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln wird vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur von mehr als 40 °C gearbeitet, wobei ein Ablauf unter normalen Temperaturbedingungen von beispielsweise 10 bis 30 °C bevorzugt wird und ein Temperaturbereich zwischen 15 und 35 °C ganz besonders bevorzugt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das sehr feinkörnige Phyllosilikat, der derzeit im Wesentlichen gleichmäßig verteilt ist, beispielsweise in der Klebschicht in dem Laminat enthalten. Das Phyllosilikat, das einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 80 Mikrometer aufweist und keine Korngröße von 300 Mikrometer oder mehr beinhaltet, ist vorzugsweise in dem Verpackungsmaterial in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten. Das Phyllosilikat ist im Wesentlichen gleichmäßig in einem Abstand von 50 A zwischen den Schichten verteilt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bedeutet die Form einer feinen Schicht aus Silikat eine Einheit der Substanz mit einer Seite, die 0,002 bis 1 Mikrometer misst, während die Stärke 6 – 20 A beträgt. Der Abstand zwischen den Schichten des Phyllosilikats bedeutet den Abstand zwischen dem Schwerpunkt der Platte aus Phyllosilikat. Die gleichmäßige Verteilung des Phyllosilikats gibt den Zustand an, in dem 50 % oder mehr des Silikats in jede Lage ohne Klumpenbildung separiert ist, wobei der Abstand zwischen den Schichten 100 A oder mehr gehalten wird und die Silikatpartikel parallel zu einander oder zufällig liegen und im Falle der Dispersion des Phyllosilikats auf molekularer Ebene dispergiert sind. Ein Anteil von 70 % oder mehr an Phyllosilikat, der sich in dem vorstehend beschriebenen Zustand befindet, wird dabei noch stärker bevorzugt.
In dem Rohmaterial einer solchen Silikatlage kann das Phyllosilikat-Mineral, das aus Lagen aus einem Magnesiumsilikat oder Aluminiumsilikat besteht, nachgewiesen werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Phyllosilikat (Tonmineral), das zwischen den Lagen ein Metallion aufweist (mit Ausnahme von Na, K, Li und Kalzium) (zum Beispiel Metallionen, die aus der Gruppe Ag, Zn, Co, Cd und Cu gewählt sind) oder seine Metallverbindung verwendet werden. Das Phyllosilikat selbst besitzt gute antibakterielle Eigenschaften gegenüber verschiedenen Mikroorganismen wie zum Beispiel Pseudomonas aeruginosa, koliformen Bazillen und Staphylococus aureus. Deshalb erhält das laminierte Verpackungsmaterial, welches das Phyllosilikat enthält, antibakterielle Eigenschaften.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des antibakteriellen Phyllosilikats kann das antibakterielle Phyllosilikat, das ein Metallion enthält, durch Abtrennung, Waschen und Trocknen eines Ausfällungsprodukts erhalten werden, das man je nach der Dispergierung des in Wasser aufquellenden Tonminerals in einer Lösung von organischen Lösungsmitteln wie zum Beispiel Methanol und Aceton, sowie mit Wasser mit dem wasserlöslichen Salz eines Metalls, das aus der Gruppe Ag, Zn, Co, Cd und Cu gewählt ist, erhält.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Laminats besitzt das Polyolefin in der am weitesten innen liegenden Filmschicht die folgenden Eigenschaften. Das Polyolefin enthält das lineare Polyethylen geringer Dichte, das eine enge Verteilung des Molekulargewichts aufweist und für welches die folgenden Parameter gelten: mittlere Dichte 0,900 – 0,915 (vorzugsweise 0,905 bis 0,910), Spitzenschmelzpunkt bei 88 – 103 °C (vorzugsweise 93 – 103 °C), Fließindex der Schmelze 5 – 20, Aufquellverhältnis (SR) 1,4 – 1,6 und eine Schichtdicke von 20 – 50 Mikrometer (vorzugsweise 20 – 30 Mikrometer).
Ein derartiges lineares Polyethylen geringer Dichte ist ein Mischpolymer, das mindestens das lineare Polyethylen niedriger Dichte (mLLDPE) enthält, welches eine enge Verteilung des Molekulargewichts aufweist, die man durch Polymerisierung beispielsweise unter Einsatz eines Metallocen-Katalysators erhält. Das Ethylen-α-Olefin-Kopolymer, das man als solches mLLDPE durch Polymerisierung unter Einsatz des Metallocen-Katalysators erhält, kann hier eingesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können, solange die vorstehend aufgeführten Parameter bei den Eigenschaften eingehalten werden, auch andere Kunststoffe als das vorstehend erwähnte mLLDPE verwendet werden. In den Fällen, in denen es schwierig ist, die vorstehend genannten Eigenschaften mit mLLDPE allein zu erreichen, können auch andere Polymer-Bestandteile eingemischt werden. Als vorgenanntes anderes Polymer können thermoplastische Kunststoffe wie Polyolefin-Kunstharz, Polyethylen, Polypropylen und ein Ethylen-Kopolymer und ein Polyester-Kunststoff verwendet werden. Das Polymer enthält herkömmliches Polyethylen geringer Dichte (LDPE) sowie lineares Polyethylen geringer Dichte (LLDPE), das eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit (Ölbeständigkeit, Säurebeständigkeit, Widerstand gegenüber eindringender Flüssigkeit, usw.) gegenüber einem Inhalt besitzt, ferner das Koextrusions-Polymer von Polyethylen mittlerer Dichte und Polyethylen, usw.
Beispiele
< Beispiel 1 >
Die dünne Beschichtung aus einer Vitamin-E-Lösung wurde auf einer Seite der bahnförmigen Aluminiumfolie in einer Schichtdicke von 9 Mikrometer aufgebracht, und das Lösungsmittel wurde sofort entfernt. Dabei wurde die Schicht (im Mittel in einer Schichtstärke von 0,7 Mikrometer) aus Vitamin E (Ve) gebildet. Anschließend wurde die Aluminiumfolie in Rollenform aufgewickelt. Die Oberfläche auf einer Seite der Aluminiumfolie stand dabei in Berührung mit der Oberfläche einer anderen Seite. In diesem Zustand wurde das Laminat in Rollenform vier Tage lang bei 25 °C ausgealtert und dann aufbewahrt. Danach wurde das Laminat von der gerade gehaltenen Rolle abgewickelt.
In der Laminiervorrichtung wurde das Polyethylen geringer Dichte (LDPE), das schmolz, aus der erwärmten T-Düse auf die Oberfläche der Aluminiumfolie (Al) des bahnförmigen Laminats extrudiert. Die unbedruckte Rückseite des von der Rolle mit bedrucktem Papier ablaufenden Rohpapiers (Papier) und die Oberfläche der Aluminiumfolie wurden durch Extrusionslaminieren laminiert. In dieser Laminiervorrichtung wurde das Polyethylen geringer Dichte, das auch an die Druckfläche des Rohpapiers anschmolz, gleichzeitig extrudiert und dann wurde die am weitesten außen liegende Schicht aus thermoplastischem Kunststoff (die äußerste LDPE-Schicht) gebildet, um Wasserdichtigkeit zu erreichen. Durch das Extrudieren des geschmolzenen Polyethylens geringer Dichte auf die Innenseite der Aluminiumfolie wurde die am weitesten innen liegende Schicht aus thermoplastischem Kunststoff (innerste LDPE-Schicht) gebildet. Dann lief die Laminierung des so erhaltenen Laminiermaterials für Verpackungszwecke in der folgenden Reihenfolge ab: am weitesten außen liegende LDPE-Lage / Papier / LDPE/Aluminium/Ve / am weitesten innen liegende LDPE-Lage.
Die ungefähre Klebkraft der Fläche der Aluminiumfolie in dem so erhaltenen laminierten Verpackungsmaterial sowie die am weitesten innen liegende Polyethylen-Schicht und die Schicht aus Papier wurden nach dem Verfahren JIS K6854 (50 mm/min: Zuggeschwindigkeit) jeweils gemessen. Die Klebkraft nach dem Ergebnis zeigt praktisch eine ausreichende Klebstärke. Diese ist nahezu äquivalent zu der Klebkraft zum Zeitpunkt der Herstellung von laminiertem Verpackungsmaterial unter Einsatz einer Korona-Bearbeitung der Aluminiumfolie vor der Laminierung.
Durch Bildung der Falzlinie an dem bei diesem Beispiel erhaltenen laminierten Verpackungsmaterial erhielt man einen quaderförmigen Behälter, der zur Schlauchform verändert wurde, die dann mit dem flüssigen Lebensmittel in schlauchförmiges Verpackungsmaterial befällt wurde, wobei eine Längsversiegelung des Verpackungsmaterials vorlag, woraufhin eine Querversiegelung in Querrichtung des schlauchförmigen Verpackungsmaterials stattfand und die befüllte Packung in eine primäre Kissenform gebracht wurde, woraufhin in unveränderlichen Abständen geschnitten wurde und durch Falzen in Ausrichtung zur Falzlinie dann die endgültige Form erzielt wurde.
In den Fällen, in denen das flüssige Lebensmittel grüner Tee ist, wurde nach einer Lagerung von drei Wochen und zwei Monaten unter den Bedingungen 60 – 75 °C und 60 % Rel. Luftfeuchtigkeit keine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration in der Flüssigkeit beobachtet. Außerdem kommt es hierbei nicht zur Bildung von Fremdstoffen wie Schimmel und auch zu keiner Beeinträchtigung des Geschmacks und Duftes; irgendwelche anderen ungewöhnlichen Erscheinungen wurden ebenfalls nicht beobachtet. Ähnlich ist in den Fällen, in denen es sich bei dem flüssigen Lebensmittel um ein Kaffeegetränk handelt, die Bewertung ebenfalls gut.
< Beispiel 2 >
Mit Ausnahme der Verwendung von Vitamin C (I-Ascorbinsäure) anstelle von Vitamin E und der Bildung einer Schicht aus Vitamin C mit einer durchschnittlichen Stärke von 0,4 Mikrometer erhielt man ein laminiertes Verpackungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung mit der gleichen Bewertung wie in Beispiel 1; es wurden auch die gleichen Ergebnisse erzielt wie zuvor.
< Beispiel 3 >
Hier wurden Ascorbinsäure (Vc) und das Beschichtungsmaterial aus Polyolefin (DIC AC-301 von Dainippon ink) mit einem Anteil von 25 % Ascorbinsäure vermischt. Die dünne Beschichtung aus der vorgenannten Mischung wurde auf einer Seite der Bahn aus Aluminiumfolie in einer Stärke von 8 Mikrometer gebildet, wobei man eine Schicht (Schichtdicke 0,9 g/mm² im Mittel) aus Ascorbinsäure erhielt, und dann wurde zu einer Rollenform aufgewickelt. Die Oberfläche auf einer Seite der Aluminiumfolie kam mit der Oberfläche einer anderen Seite in Berührung. In diesem Zustand wurde das Laminat in Rollenform fünf Tage lang bei 30 °C ausgealtert und aufbewahrt. Anschließend wurde ein Laminat von der so gehaltenen Rolle herausgezogen.
In der Laminiervorrichtung wurde das Polyethylen geringer Dichte (LDPE), das schmolz, aus der erwärmten T-Düse auf die Oberfläche der Aluminiumfolie (Al) des bahnförmigen Laminats extrudiert. Die unbedruckte Rückseite des von der Rolle mit bedrucktem Papier ablaufenden Rohpapiers (Papier) und die Oberfläche der Aluminiumfolie wurden durch Extrusionslaminieren laminiert. In dieser Laminiervorrichtung wurde das Polyethylen geringer Dichte, das auch an die Druckfläche des Rohpapiers anschmolz, gleichzeitig extrudiert und dann wurde die am weitesten außen liegende Schicht aus thermoplastischem Kunststoff (die äußerste LDPE-Schicht) gebildet, um Wasserdichtigkeit zu erreichen. Durch das Extrudieren des geschmolzenen Polyethylens geringer Dichte auf die Innenseite der Aluminiumfolie wurde die am weitesten innen liegende Schicht aus thermoplastischem Kunststoff (innerste LDPE-Schicht) gebildet. Dann lief die Laminierung des so erhaltenen Laminiermaterials für Verpackungszwecke in der folgenden Reihenfolge ab: am weitesten außen liegende LDPE-Lage / Papier / LDPE/Aluminium/Vc / am weitesten innen liegende LDPE-Lage.
Das so erhaltene laminierte Verpackungsmaterial wurde wie bei Beispiel 1 bewertet und man erhielt gleichermaßen ein gutes Ergebnis.
< Beispiel 4 >
Unter normalen Temperaturbedingungen von 25 °C wurde L-Ascorbinsäure-Natrium für das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität bei zu erwärmenden Lebensmitteln in einem Anteil von 10 Gewichtsanteilen auf 100 Gewichtsanteile des Feststoffgehalts eines Mittels für die Verankerungsbeschichtung dem aus Titanat bestehenden Mittel für die Verankerungsbeschichtung (Nihon Soda: T-130) beigemischt. Das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität bei zu erwärmenden Lebensmitteln, welches das Mittel für die Verankerungsbeschichtung enthält, wird nun auf die am weitesten innen liegende Oberfläche des laminierten Verpackungsmaterials aufgetragen, das man nach Beispiel 1 erhält, woraufhin die am weitesten innen liegende Filmschicht aus LDPE noch weiter laminiert wird und man so ein laminiertes Verpackungsmaterial erhält.
Die Klebkraft zwischen den laminierten Schichten bei dem so erhaltenen laminierten Verpackungsmaterial wird nach dem Verfahren JIS K6854 (50 mm/min: Zuggeschwindigkeit) gemessen. Dabei zeigt sich bei dem Ergebnis, dass praktisch eine ausreichende Klebkraft vorhanden ist. Auch wenn die Lagerzeit um weitere 30 Tage verlängert wird, verringert sich außerdem die Klebkraft nicht.
Das so erhaltene Verpackungsmaterial weist eine Durchlässigkeit gegenüber Sauerstoff von weniger als 5 cc/m² bei atmosphärischem Luftdruck über 24 Stunden (23 °C, 50 % rel. Luftfeuchtigkeit) auf. Das Verpackungsmaterial mit den Falzlinien wird entlang der Falzlinien aufgefaltet und es wird ein quaderförmiger Behälter (in Form eines Parallelepipeds) gebildet.
In den Fällen, in denen das flüssige Lebensmittel grüner Tee ist, wurde nach Lagerung über drei Wochen und zwei Monate unter den Bedingungen von 60 – 75 °C und 60 % rel. Luftfeuchtigkeit keine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration der Flüssigkeit beobachtet. Außerdem kommt es nicht zur Bildung von Fremdstoffen wie Schimmel; auch zeigt sich keine Beeinträchtigung des Geschmacks und Duftes, während irgendwelche anderen ungewöhnlichen Erscheinungen nicht beobachtet wurden.
< Beispiel 5 >
Die laminierten Materialien für Verpackungszwecke werden wie bei Beispiel 3 hergestellt, allerdings mit dem Unterschied, dass hier nach dem Hochdruckverfahren gearbeitet und eine Beimischung von linearem Polyethylen geringer Dichte (mLLDPE) mit enger molekularer Gewichtsverteilung eingesetzt wurde, das mit dem Metallocen-Katalysator polymerisierte, und von Polyethylen geringer Dichte vorgesehen war; es bildete sich eine Lage mit einer am weitesten innen liegenden Filmschicht mit einer mittleren Dichte von 0,910, einem Spitzenschmelzpunkt von 97 °C, einem Fließindex der Schmelze von 15, einem Aufquellverhältnis von 1,5 und einer Stärke von 25 Mikrometer.
Das so erhaltene Verpackungsmaterial weist eine Sauerstoff-Durchlässigkeit von weniger als 5 cc/m² unter atmosphärischem Druck über 24 Stunden (23 °C, 50 % rel. Luftfeuchtigkeit) auf. Der quaderförmige Behälter wird aus dem Verpackungsmaterial gebildet. In den Fällen, in denen das flüssige Lebensmittel grüner Tee ist, wurde nach Lagerung über drei Wochen und zwei Monate unter den Bedingungen von 60 – 75 °C und 60 % rel. Luftfeuchtigkeit keine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration der Flüssigkeit beobachtet. Außerdem kommt es nicht zur Bildung von Fremdstoffen wie Schimmel; auch zeigt sich keine Beeinträchtigung des Geschmacks und Duftes, während irgendwelche anderen ungewöhnlichen Erscheinungen nicht beobachtet wurden.
Auch wenn eine Veränderung des Inhalts aus dem kalt eingefüllten Zustand (etwa 4 – 6 °C) zu einem heißen Zustand (etwa 50 – 80 °C) stattfindet, lässt sich eine ausreichende Festigkeit der Versiegelung erzielen.
Mit dem hier dargelegten Nachweis aus dem vorstehend beschriebenen Beispiel werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Laminats zu Verpackungszwecken die folgenden Vorteile erzielt. Ein gutes Laminat lässt sich für eine Verpackung erzielen, bei der zwischen den Schichten eines Laminats keine Ablösung auftritt. Bei dem laminierten Verpackungsmaterial für das flüssige Lebensmittel (z.B. ein Kaffeegetränk, Oolong-Tee, usw.) kann zwischen den Schichten um das laminierte Verpackungsmaterial eine gute Haftfestigkeit vorgesehen werden, so dass eine Heißlagerung im Inneren eines Verkaufsautomaten oder einer Wärmekammer über mehrere Wochen bis mehreren Monaten möglich wird.
Darüber hinaus kann bei der Herstellung des laminierten Verpackungsmaterial die Rolle für das Laminat mit Laminiermöglichkeiten über einen langen Zeitraum aufbewahrt werden, während die Verarbeitung effektiv und wirksam ohne Probleme vorgenommen werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel mit Zusatz einer Substanz zur Aufrechterhaltung der Qualität bei zu erwärmenden Lebensmitteln kommt das Material zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln nicht mit dem in der Verpackung enthaltenen flüssigen Lebensmittel in Berührung, da das Material zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln im Inneren des laminierten Materials enthalten ist. Deshalb tritt das Problem des Auslaufens des Materials zur Aufrechterhaltung der Qualität von zu erwärmenden Lebensmitteln nicht auf und kann die Verpackung für Flüssigkeiten sicher verwendet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem Metallocen-Polyethylen für eine am weitesten innen liegende Schicht verwendet wird, sind nur wenige Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht vorhanden und lassen sich Geschmack und Aroma sowie der Duft aufrechterhalten und ein Auslaufen verhindern, da die Verteilung des Molekularge wichts auf einen engen Bereich eingeschränkt ist. Eine stärkere Festigkeit der Versiegelung wird dabei möglich und wird auf die Temperatur eines eingefüllten Inhalts kein Einfluss genommen, sondern es wird eine gute Versiegelung erreicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem winzige Phyllosilikat-Partikel im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, kann eine laminierte Verpackung erzielt werden, die ein gutes Verhalten hinsichtlich der Einbuße an Duft oder Geschmack aufweist, da die dispergierte Lage mit einer Gassperre versehen ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit dem gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Laminat ist es möglich, flüssige Lebensmittelprodukte wie Kuhmilch, ein Milchsäurebakterien enthaltendes Getränk, flüssige Suppe, ein Fruchtsaftgetränk, Gerstentee, grüner Tee, Oolong-Tee, alkoholische Getränke und Gewürze zum Füllen der Verpackung einzusetzen. Vorzugsweise lassen sich Papierbehälter (wie zum Beispiel einteilige, zweiteilige und dreiteilige Behälter), eine mehrteilige Dose, ein Behälter mit geformtem Einsatz, ein Doppelbehälter, usw. für die vorstehend genannte Qualität einer Verpackung für flüssige Lebensmittel geformt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Laminats, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Laminat zu Verpackungszwecken in Form einer Bahn hergestellt wird, welches eine am weitesten innen liegende Polyolefinschicht, eine Sperrschicht aus einer Aluminiumfolie oder eine aufgedampfte Filmschicht aus anorganischem Oxid, eine Laminierschicht aus Polyolefin und eine faserhaltige Trägerlage aufweist, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden: (a) einen Schritt zum Anheften / Aufbringen eines Reduktionsmittels für Vitamin E, von Ascorbinsäure bzw. deren Derivat auf die Innenfläche der bahnförmigen Sperrschicht, (b) einen Schritt zum vorübergehenden Aufwickeln der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel in Rollenform, zur Kontaktierung der Innenfläche der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel direkt mit der Außenfläche der Sperrschicht und Aufrechterhalten des Zustands über eine vorgegebene Zeit, (c) einen Schritt zum Herausziehen der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel aus der gehaltenen Rolle und Laminieren der Sperrschicht und der faserhaltigen Trägerlage durch Extrusionslaminieren mittels des Polyolefins aus dem Harz zur Bildung von Schmelzlaminierungen zwischen der Außenfläche der Sperrschicht und der Innenseite der faserhaltigen Trägerlage, und (d) einen Schritt zum gleichzeitigen Laminieren der am weitesten innen liegenden Polyolefinschicht durch Extrusionslaminieren mit dem geschmolzenen Polyolefin auf die Innenseite der Sperrschicht mit angeklebtem/aufgebrachtem Reduktionsmittel vor oder nach dem Schritt (c).
Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken nach Anspruch 1, bei welchem das Ankleben/Aufbringen des Reduktionsmittels auf die Innenseite der Sperrschicht durch Beschichten auf der Sperrschicht auf der Innenseite des Beschichtungsmaterials erfolgt, in welchem das Reduktionsmittel eingemischt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken nach Anspruch 1, bei welchem die am weitesten innen liegende Polyolefinschicht zumindest lineares Polyethylen geringer Dichte enthält, das eine eingeengte Verteilung des Molekulargewichts besitzt und die folgenden Parameter bei seinen Eigenschaften aufweist: mittlere Dichte 0,900 – 0,915, Spitzenschmelzpunkt 88 – 103 Grad Celsius, Fließindex der Schmelze 5 – 20, Aufquellverhältnis (SR) 1,4 – 1,6 und eine Schichtdicke von 20 – 50 Mikrometer.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken nach Anspruch 1, bei welchem das Laminat ein Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität für zu erwärmende Lebensmittel enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken nach Anspruch 1, bei welchem in dem Laminat ein im Wesentlichen gleichmäßig dispergiertes feinstes Phyllosilikat und das Mittel zur Aufrechterhaltung der Qualität für zu erwärmende Lebensmittel enthalten sind.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats zu Verpackungszwecken nach Anspruch 1, bei welchem das Laminat zur Ausalterung in der Rollenform mindestens 48 Stunden lang auf der üblichen Temperatur von 15 bis 40 Grad Celsius gehalten wird.