DE60214581T2

DE60214581T2 - Mit polymer beschichtetes heissversiegelbares verpackungsmaterial, herstellungsverfahren dafür und daraus hergestellte verschlossene verpackung

Info

Publication number: DE60214581T2
Application number: DE60214581T
Authority: DE
Inventors: Tapani Penttinen; Kimmo Nevalainen; Jalliina Järvinen
Original assignee: Stora Enso Oyj
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: EP1441901A1; FI20011539A0; CN1320999C; US20040258893A1; ES2272745T3; FI117622B; JP2004533977A; WO2003006237A1; EP1441901B1; CN1527765A; DE60214581D1; PT1441901E; DK1441901T3; US7335409B2; ATE338633T1; FI20011539A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines heißversiegelbaren Verpackungsmaterials, wobei in diesem Verfahren beide Seiten einer Faserbasis mit einer polymeren Heißsiegelschicht versehen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein durch das Verfahren erhaltenes polymer-beschichtetes Verpackungsmaterial und eine daraus durch Faltung und Heißversiegelung hergestellte Verpackung.
Dichtigkeit wird vor allem von für die Verpackung von Nahrungsmitteln eingesetzten Verpackungsmaterialien verlangt, um das vorzeitige Verderben des Produkts zu vermeiden. Normalerweise wird von Verpackungen für flüssige Nahrungsmittel, wie Milchprodukte und Säfte gleichzeitig Sauerstoff- und Wasserdampf-Dichtigkeit verlangt, wobei lediglich eine gute Wasserdampf-Dichtigkeit eine grundlegende Anforderung für Verpackungen einiger trockenen Nahrungsmittel ist. Im Gegensatz zur Sauerstoff-Dichtigkeit kann die Wasserdampf-Dichtigkeit nicht nur für den Schutz des verpackten Produkts, sondern auch für den Schutz des Verpackungsmaterials selbst, seine Faserbasis und die polymeren Beschichtungsschichten von Bedeutung sein.
Faser-basierte Verpackungsmaterialien umfassen heutzutage verschiedene mehrschichtige Beschichtungen, in denen verschiedene Schichten unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Polymere, die eine gute Sauerstoff-Barriere darstellen, sind in solchen Beschichtungen vor allem Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer (EVOH) und Polyamid (PA). Polyethylen hoher Dichte (HDPE) kann als ein Polymer aufgeführt werden, das einen guten Wasserdampf-Schutz leistet. In einer mehrschichtigen Beschichtung wurde am häufigsten Polyethylen geringer Dichte (LDPE) als Polymer für die oberste heißversiegelbare Schicht verwendet, was ebenso das Eindringen von Wasserdampf verhindert, wenn auch nicht so gut wie HDPE. Zudem können, abhängig von den verwendeten Polymeren, polymere Bindemittel in den mehrschichtigen Beschichtungen des Verpackungsmaterials benötigt werden, um die Schichten aneinander und an die Faserbasis zu binden.
In der Praxis wurde die Faltung des polymer-beschichteten Verpackungsmaterials zu versiegelbaren Verpackungen mittels Verfugung derart durchgeführt, dass die mehrschichtige Beschichtung mit den eingeschlossenen Sauerstoff- und Wasserdampf-Barriereschichten die innere Oberfläche der Verpackung ergibt. Die gegenüberliegende Seite des Materials, welche die äußere Oberfläche der Verpackung ergibt, wird meist mit einer heißversiegelbaren Schicht aus LDPE oder einem entsprechenden Polymer, welches gegen äußere Feuchtigkeit Schutz bietet und es möglich macht, die gegenüberliegenden Ecken der leeren Verpackung so zusammenzufügen, dass sie miteinander in der Faltung überlappen. Besonders in Verpackungen für flüssige Produkte war es die Absicht, das verpackte Produkt daran zu hindern, die Faserbasis zu durchnässen und die äußere Oberfläche der Verpackung so frei wie möglich zum Bedrucken und Bemustern zu lassen.
Indes ist es nun beobachtet worden, dass Probleme durch die Anordnung der polymeren Sauerstoff- und/oder Wasserdampf-Barriereschichten auf die innere Oberfläche der Verpackung entstehen können, so dass der Schutz der äußeren Oberfläche der Verpackung der heißversiegelbaren Schicht allein überlassen ist. Besonders in tropischen Ländern, in denen die Temperatur und die relative Feuchtigkeit der Luft hoch sind, ist die Fähigkeit des üblicherweise am häufigsten benutzen LDPE unzureichend, das Durchdringen der Feuchtigkeit zu verhindern. Die Anordnung der Barriereschichten der gegenwärtigen Verpackungsmaterialien besitzt ebenso einen Nachteil, dass das Material das Eindringen des Wasserdampfes und der Feuchtigkeit auf unterschiedliche Arten in verschiedene Richtungen verhindert.
Ein zweites Problem, das die durch Extrusion hergestellte HDPE-Wasserdampf-Barriere betrifft, war das Einrollen des beschichteten Kartons, das durch die bei HDPE auftretende Nachkristallisation nach der Extrusion verursacht wird.
Es ist die erfindungsgemäße Aufgabe, die auf den oben genannten Beobachtungen beruht, das durch die gegenwärtigen faserbasierten Verpackungsmaterialien und die unzureichende Wasserdampf-Barriere der daraus hergestellten Verpackungen verursachte Problem zu lösen. Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verpackungsmaterial kennzeichnend, dass eine polymere, Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthaltende Wasserdampf-Barriereschicht auf beide Seiten der Faserbasis extrudiert wird, so dass sich die Wasserdampf-Barriereschicht zwischen der Faserbasis und der äußeren heißversiegelbaren Schicht des Verpackungsmaterials befindet.
Entsprechend ist es für das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial kennzeichnend, dass es die Faserbasis und die innere extrudierte, Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthaltende und als Wasserdampf-Barriere auf beiden Seiten wirkende Polymerschicht und die äußere heißversiegelbare Schicht umfasst.
Erfindungsgemäß wird eine Wasserdampf-Barriere auf beiden Seiten des Verpackungsmaterials angeordnet, so dass die Faserbasis vor der durch das verpackte Produkt verursachten Durchfeuchtung sowie vor der von der Außenseite der Verpackung her eindringenden Feuchtigkeit geschützt ist. Die ergänzte Wasserdampf-Barriere besitzt zudem die Wirkung, dass Feuchtigkeit nicht in der Lage ist, die möglicherweise von einer Richtung her in das Material eingebrachten Sauerstoff-Barriereschichten zu beeinflussen, wobei die Sauerstoff-Barriereschichten so angeordnet sind, dass sie zwischen zwei Wasserdampf-Schichten liegen.
Im Vergleich zum Stand der Technik verstärkt die erfindungsgemäße Lösung den Schutz der Verpackung gegenüber von der Außenseite eindringender Feuchtigkeit, so dass sogar bei heißen und feuchten Gegebenheiten der Basiskarton und die möglichen inneren Barriereschichten der Verpackung gegenüber Feuchtigkeit geschützt sind, wobei auf diese Weise die Eigenschaften erhalten werden, die letztendlich auch die Erhaltung des Produkts in der Verpackung gewährleisten.
Das sich auf das Verpackungsmaterial beziehende Problem des Einrollens wird weiter vermindert oder sogar vollständig beseitigt, so dass sich die Neigungen zum Einrollen von auf beiden Seiten der Faserbasis extrudierten HDPE-Wasserdampf-Barriereschichten erfindungsgemäß gegenseitig aufheben. Dieses wird am Besten erreicht, wenn die HDPE-Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten der Faserbasis in ungefähr derselben Dicke vorliegen.
Wenn das erfindungsgemäß hergestellte Verpackungsmaterial zu einer Verpackung gefaltet wird, kann es sogar für die Wasserdampf-Barriere keinen Unterschied bedeuten, welche Seite des Materials die äußere Oberfläche und welche Seite die innere Oberfläche der Verpackung bildet. Somit ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung die Schaffung einer polymeren heißversiegelbaren Schicht auf beiden Seiten der Faserbasis und eine die Permeation von Wasserdampf nach unten verhindernde Barriereschicht bereitzustellen, so dass die Struktur des Materials symmetrisch ist. In diesem Falle kann das Material auf jedem Weg zur gefalteten Verpackung werden, unabhängig von den Eigenschaften der Barriere oder anderen an die Verpackung gestellten Anforderungen. Zudem ist ein deutlicher zusätzlicher Vorteil, dass die Permeabilität des Wasserdampfes in verschiedenen Richtungen der Verpackung, d.h. von der Außenseite in die Verpackung oder von der Innenseite aus der Verpackung, gleich ist.
Die Erfindung ist weiterhin vorteilhaft anwendbar, so dass mindestens eine polymere die Sauerstoffschicht bildende Schicht weiterhin auf der einen Seite der Faserbasis aufgebracht wird. Solch ein Verpackungsmaterial, das besonders für Verpackungen flüssiger Nahrungsmittel geeignet ist, wird zu einer Verpackung gefaltet, so dass die Sauerstoff-Barriere auf der Innenseite der Faserbasis der Verpackung in einer üblichen Art und Weise verbleibt. Die innere mehrschichtige Beschichtung der Verpackung bildet dann eine Sauerstoff- und Wasserdampf-Barriere, die das Produkt vor der offenen Luft und die Faserbasis vor dem verpackten Produkt schützt, zur selben Zeit in der die angefügte äußere Barriereschicht der Verpackung die Faserbasis und die Sauerstoff-Barriere vor von außen eindringender Feuchtigkeit schützt, somit gewährleistend, dass die Verpackung ihre Barriere und anderen Eigenschaften während der von ihr erwarteten Haltbarkeitszeit erhält.
Die Wasserdampf-Permeabilität des als Polymer eingesetzten Polyethylens hoher Dichte (HDPE), welches das Eindringen von Wasserdampf in die Wasserdampf-Barriereschicht verhindert, ist geringer als die der herkömmlichen heißversiegelbaren Polymere. Die Wasserdampf-Permeabilität der Beschichtung kann auch mit Hilfe der Schichtdicke kontrolliert werden. HDPE in Kombination mit dem meist gebräuchlichen heißversiegelbaren Polymer LDPE bleibt während der Heißversiegelung unperforiert.
Erfindungsgemäß kann das Gewicht der die Wasserdampf-Barriere bildenden HDPE-Schicht, zum Beispiel 5–50 g/m², vorzugsweise 7–30 g/m² und höchst bevorzugt 10–20 g/m² betragen. Ein wirkungsvolles Wasserdampf-Barriere-Polymer ist Borstar-HDPE, dessen Dichte ungefähr 0,963 g/cm³ beträgt. Es ist möglich, Pigmente oder beispielsweise Eisenverbindungen, wie FeO der Wasserdampf-Barriereschicht beizumischen, um Sauerstoff abzufangen.
Ein bevorzugtes Polymer einer polyolefinen heißversiegelbaren Schicht ist Polyethylen geringer Dichte (LDPE), dessen Schichtgewicht zum Beispiel 5–50 g/², vorzugsweise 5–30 g/m² und höchst bevorzugt 7–20 g/m² betragen kann. Wenn ein zweites geeignetes Polymer, wie Polypropylen oder Polybuten mit LDPE in der heißversiegelbaren Schicht vermischt wird, kann eine Verfugung erhalten werden, die sich beim Abziehen öffnet.
Erfindungsgemäß bezieht sich LDPE auf Polyethylen geringer Dichte, dessen Dichte üblicherweise bei ungefähr 0,92 g/cm³ und meist bei 0,94 g/cm³ liegt. Polyethylene mit einer größeren als dieser Dichte sind erfindungsgemäß Polyethylene hoher Dichte (HDPE).
Das Gewicht der möglicherweise in das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial eingeschlossenen EVOH- oder PA-Sauerstoff-Barriereschicht kann zum Beispiel 3–15 g/m², vorzugsweise 5–10 g/m² betragen.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial kann aus einem Verpackungskarton (Papierkarton/Pappkarton), dessen Faserbasis-Gewicht zwischen 130 und 500 g/m², am meisten bevorzugt zwischen 170 und 300 g/m² variieren kann, gebildet werden. Zum Beispiel ist ein beispielsweise in Polymer-beschichteten Verpackungskartonen üblicherweise eingesetzter dreischichtiger Karton geeignet, als Faserbasis benutzt zu werden; in dem dreischichtigen Karton ist die dickere Schicht aus chemi-thermomechanischem Zellstoff (CTMP) zwischen zwei dünneren Schichten Sulfat-Zellstoff angeordnet. Ferner umfasst die Erfindung Verpackungspapiere, deren Faserbasis-Gewicht üblicherweise 20–120 g/m² und am meisten bevorzugt 40–100 g/m² beträgt.
Es ist für die erfindungsgemäße versiegelbare Verpackung kennzeichnend, die durch Faltung und Heißversiegelung aus einem Verpackungsmaterial, umfassend eine Faserbasis und polymere heißversiegelbare Schichten auf beiden Seiten, hergestellt wird, dass sich in dem Material unter der äußeren heißversiegelbaren Schicht auf beiden Seiten der Faserbasis eine extrudierte Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthaltende und als Wasserdampf-Barriere wirkende Polymer-Schicht befindet.
Die erfindungsgemäße Verpackung umfasst vorteilshafterweise ebenso eine auf der Innenseite der Faserbasis des Verpackungsmaterials, wie Verpackungskarton oder -papier noch vorhandene polymere Sauerstoff-Barriere schicht. Somit enthält die Verpackung auf ihrer inneren Oberfläche die Sauerstoff-Barriereschicht, die HDPE-Wasserdampf-Barriereschicht und weiterhin die die innere Oberfläche der Verpackung bildende heißversiegelbare Schicht. Die äußere Oberfläche der Verpackung umfasst die HDPE-Wasserdampf-Barriereschicht und die heißversiegelbare Schicht und wahlweise kann auch die äußere Oberfläche der Verpackung mit einer Sauerstoff-Barriere ausgestattet werden. Geeignete Sauerstoff-Barriere-Polymere sind EVOH und PA und ein geeignetes heißversiegelbares Polymer ist LDPE.
Die erfindungsgemäße Verpackung kann vorzugsweise eine aus einem Polymer beschichteten Karton oder einer aus Polymer-beschichtetem Papier gebildeten Tütenverpackung hergestellte Schachtel- oder Box-Verpackung sein. Besonders trockene und flüssige Nahrungsmittel können als zu verpackende Produkte genannt werden.
Die Erfindung wird als nächstes mit Hilfe von Beispielen im Detail beschrieben, mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen, in denen die
1–9 die Schichtstrukturen der erfindungsgemäßen Verpackungsmaterialien in neun verschiedenen Ausführungsform-Aternativen darstellen
10 eine erfindungsgemäße durch Falten und Heißversiegelung von Verpackungskarton hergestellte Verpackungsdose darstellt und
11 die Ergebnisse der durchgeführten Messungen des Einrollens in Form eines Balkendiagramms darstellt.
Der in 1 gezeigte Polymer-beschichtete Verpackungskarton umfasst in genannter Reihenfolge die heiß versiegelbare LDPE-Schicht 1, die HDPE Wasserdampf-Barriereschicht 2, die Faserbasis 5, die zum Beispiel ein dreischichtiger aus zwei Schichten Sulfat-Zellstoff und aus einer dazwischen liegenden CTMP-Schicht bestehender Karton ist, die HDPE-Wasserdampf-Barriereschicht 9 und die heißversiegelbare LDPE-Schicht 10. Die übereinandergelagerten LDPE- und HDPE-Schichten 1, 2; 9, 10; auf beiden Seiten der Faserbasis 5 werden durch Koextrusion hergestellt. Das Gewicht der Faserbasis 5 beträgt zum Beispiel 250 g/m², das Gewicht der beiden HDPE-Schichten 2, 9 beträgt zum Beispiel 15 g/m² und das Gewicht der beiden LDPE-Schichten 1, 10 beträgt zum Beispiel 15 g/m². Demnach besitzt der Karton eine vollkommen symmetrische Struktur, in welchem Falle eine der beiden LDPE-Schichten 1, 10 die äußere Oberfläche der aus dem Karton zu faltenden Verpackung und eine von beiden die innere Oberfläche bilden kann. Der Karton ist besonders geeignet, trockene Nahrungsmittel in Ländern zu verpacken, in denen das Klima warm und feucht ist.
Der in 2 gezeigte Verpackungskarton umfasst in besagter Reihenfolge die heißversiegelbare LDPE-Schicht 1, die HDPE-Wasserdampf-Barriereschichten 2, die Faserbasis 5, die EVOH-Sauerstoff-Barriereschicht 7, die Bindemittelschicht 8, zum Beispiel aus Pfropf-Polyethylen, die HDPE-Wasserdampf-Barriereschicht 9 und die heißversiegelbare LDPE-Schicht 10. Die Polymerschichten auf beiden Seiten der Faserbasis 5 wurden durch Koextrusion hergestellt. Die Gewichte der LDPE-, HDPE- und der Faserschichten 1, 2, 5, 9 und 10 können dem Karton in 1 entsprechen. Das Gewicht der EVOH-Schicht 7 kann zum Beispiel 5 g/m² und das Gewicht der Bindemittelschicht 8 kann zum Beispiel 5 g/m² betragen. Der Karton soll derart zu einer Verpackung gefaltet werden, dass sich die zuerst genannte LDPE-Schicht 1 an der äußeren Oberfläche und sich die zuletzt genannte LDPE-Schicht 10 an der inneren Oberfläche der Verpackung befindet, in welchem Falle sich die EVOH-Sauerstoff-Barriereschicht 7 an der Innenseite der Faserbasis 5 der Verpackung befindet. Der Karton ist besonders für das Verpacken flüssiger Nahrungsmittel geeignet, so dass die HDPE-Schichten 2, 9 auf beiden Seiten der Faserbasis den anderen Schichten des Kartons zur selben Zeit den notwendigen Schutz gegen Feuchtigkeit bieten, da die EVOH-Schicht 7 die das Produkt schützende Sauerstoff-Barriere darstellt.
Der Verpackungskarton nach 3 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten nur darin, dass anstelle von EVOH die PA-Schicht 6 als Sauerstoff-Barriere erstellt wurde. Das geeignete Gewicht der PA-Schicht 6 beträgt zum Beispiel 7 g/m².
In 4 ist weiterhin eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kartons gezeigt, in der die Sauerstoff-Barriere aus überlagerten PA- und EVOH-Schichten 6, 7 gebildet wird. Das Gewicht dieser beiden Schichten 6, 7 kann zum Fig. 5 g/m² betragen. Bei dem Karton nach 5 ist die Sauerstoff-Schicht 7' eine Mischung aus EVOH und PA.
In 6 wird ein Verpackungskarton gezeigt, der in besagter Reihenfolge die heißversiegelbare LDPE-Schicht 1, die HDPE-Wasserdampf-Barriereschicht 2, die Bindemittelschicht 3, die EVOH-Sauerstoff-Barriereschicht 4, die Faserbasis 5, welche ähnlich der Ausgestaltung in 1 ein dreischichtiger Karton ist, die EVOH-Sauerstoff-Barriereschicht 7, die Bindemittelschicht 8, die HDPE Wasserdampf-Barriereschicht 9 und die heißversiegelbare LDPE-Schicht 10 umfasst. Die Polymer-Schichten auf beiden Seiten der Faserbasis 5 werden am meisten bevorzugt mittels Koextrusion hergestellt. Die Gewichte der Schichten betragen zum Beispiel jeweils die folgenden Werte: die Faserbasis 250 g/m², die LDPE-Schichten 15 g/m², die HDPE-Schichten 15 g/m², die EVOH-Schichten 5 g/m² und die Bindemittelschicht 5 g/m². Der Karton ist demnach symmetrischer Struktur und wenn er zu einer Verpackung gefaltet ist, kann eine der beiden Seiten die äußere Oberfläche der Verpackung und eine der beiden Seiten die innere Oberfläche der Verpackung bilden.
Die in den 7–9 gezeigten Verpackungsmaterialien stellen Variationen des Materials gemäß 1 dar. Demnach ist in der heißversiegelbaren Schicht 1', 10' in 7 LDPE durch eine Mischung daraus mit Plypropylen (PP) ersetzt worden. In den Wasserdampf-Barriereschichten 2', 9' in 8 wurde ein zweiter Bestandteil, zum Beispiel ein Sauerstoff abfangendes Mittel, wie Eisen(II)oxid oder eine andere Ferritverbindung mit HDPE vermischt. In 9 ist anstelle des Verpackungskarton ein Verpackungspapier gezeigt, dessen Gewicht der Faserbasis 5' zum Beispiel 80 g/cm³ beträgt. Die polymeren Beschichtungsschichten betreffend ist dieses Verpackungspapier dem Karton in 1 ähnlich.
In 10 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Verpackung 11 gezeigt, welche aus einer Verpackungsrohform durch Faltung und Heißversiegelung gebildet und die Rohform aus dem Verpackungskarton gemäß 2 hergestellt wurde. Der Karton ist in der Verpackung 11 so angeordnet, dass auf der äußeren Oberfläche der Verpackung außerhalb der Faserbasis 5 die übereinander gelagerten HEPD- und LDPE-Schichten 2, 1 angeordnet sind, in welchem Falle die die EVOH-Schicht 7 enthaltende vierschichtige Beschichtung 7, 8, 9, 10 auf der Innenseite der Faserbasis 5 verbleibt. An den Verbindungsstellen 12 der Verpackung 11 wurden die Ecken der Rohform zur Überlappung gebracht und die LDPE-Schichten 1, 10 der gegenüberliegen den Oberflächen des Kartons wurden fest aufeinander heißversiegelt.
Die Verpackung 11 gemäß 10 ist ebenfalls zur Verpackung flüssiger Nahrungsmittel, wie Milchprodukte und Säfte, wie für trockene Nahrungsmittel, wie Mehl, Flocken, Getreide etc. geeignet. Erfindungsgemäß ist besonders der Schutz des verpackten Produkts und der Faserbasis 5 vor von außen eindringender Feuchtigkeit mit Hilfe der Wasserdampf-Barriereschicht 2 an der Außenseite der Faserbasis wesentlich für die Verpackung 11.
Mit den neuen erfindungsgemäßen Verpackungskartonen durchgeführte Tests werden in den folgenden Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein Extrusions-beschichteter Verpackungskarton mit folgender Schichtstruktur wurde hergestellt: LDPE-Schicht, Gewicht 5 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 15 g/m², Basiskarton, Gewicht 190 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 15 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 5 g/m². Die Wasserdampf-Permeation dieses Kartons wurde bei einer Temperatur von 38 °C bei einer relativen Feuchte von 90 % mit 6,4 g/m²/d gemessen. Das Einrollen des Kartons war sehr gering.
Beispiel 2
Ein Extrusions-beschichteter Verpackungskarton mit folgender Schichtstruktur wurde hergestellt: LDPE-Schicht, Gewicht 10 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 10 g/m², Basiskarton, Gewicht 255 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 20 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 25 g/m². Die Wasserdampf-Permeation dieses Kartons wurde bei einer Tempera tur von 38 °C bei einer relativen Feuchte von 90 % mit 4,6 g/m²/d gemessen. Das Ergebnis ist der Mittelwert der in verschiedenen Richtungen gemessenen Werte der Permeation.
Beispiel 3 (Referenz)
Als Referenz wurde ein Extrusions-beschichteter Karton mit folgender Schichtstruktur hergestellt: LDPE-Schicht, Gewicht 20 g/m², Basiskarton, Gewicht 255 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 20 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 25 g/m². Die Wasserdampf-Permeation dieses Kartons betrug im Mittel 5,5 g/m²/d. Dieser Karton war deutlich mehr eingerollt, als die Kartons in den Beispielen 1 und 2.
Einroll-Messungen
Die beigefügte 11 enthält die Ergebnisse der Einroll-Messungen, in denen Teststreifen aus Extrusionsbeschichteten Kartons geschnitten wurden, deren Maße 250 × 15 mm betrugen und die frei unter Test-Bedingungen bei einer Temperatur von 23 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % hängen gelassen wurden. Die Streifen wurden so geschnitten, dass die Ergebnisse das Einrollen in der quer zur Maschine laufenden Richtung anzeigen. Die Graphen 1–5 stellen die Messergebnisse einer Referenz-Test-Serie dar, in der eine Seite des Basiskartons mit einem Gewicht von 230 g/m² mit der LDPE-Schicht eines Gewichtes von 15, 25, 35, 45 oder 55 g/m² beschichtet war. Weiterhin stellen die Graphen 6–8 Referenz-Messungen von nur von einer Seite beschichteten Kartons dar, bei denen die innere Schicht HDPE und die äußere Schicht LDPE war. Der Graph 6 betrifft die Struktur: Basiskarton, Gewicht 295 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 35 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 15 g/m². Der Graph 7 betrifft die Struktur: Basiskarton, Gewicht 230 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 40 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 15 g/m². Der Graph 8 betrifft die Struktur: Basiskarton, Gewicht 295 g/m², HDPE-Schicht, Gewicht 15 g/m² und LDPE-Schicht, Gewicht 5 g/m². Im Vergleich der Graphen 6–8 mit den Graphen 1–5 kann die Tendenz von HDPE den Karton einzurollen festgestellt werden.
Die Graphen 9–11 betreffen derart beidseitig mittels Extrusion beschichtete Kartons, dass neben LDPE-Schichten die Beschichtungen eine HDPE-Schicht, entweder auf einer Seite des Kartons (Graph 9) oder auf beiden Seiten (Graphen 10 und 11) umfassen. Die Graphen 10 und 11 stellen die erfindungsgemäßen Strukturen dar. Die vollständig symmetrische in Graph 11 gezeigte Struktur, bei der das Gewicht des Basiskartons 190 g/m² betrug und dessen innere HDPE-Schichten mit einem Gewicht von 15 g/m² auf beiden Seiten des Basiskartons und äußere LDPE-Schichten mit einem Gewicht von 5 g/m² das geringste Einrollen in Richtung der Maschine zeigten. Der fragliche Karton war der in Beispiel 1 beschriebene Karton.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines heißversiegelbaren Verpackungsmaterials, wobei beide Seiten einer Faserbasis mit einer polymeren Heißsiegelschicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine polymere Wasserdampf-Sperrschicht (2, 9), welche Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthält, auf beiden Seiten der Faserbasis (5) extrudiert wird, so dass die Wasserdampf-Sperrschicht zwischen der Faserbasis und der äußeren Heißsiegelschicht (1, 10) in dem Verpackungsmaterial verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wasserdampf-Sperrschicht (2, 9), welche HDPE enthält sowie die äußere Heißsiegelschicht (1, 10) in einem Schritt durch Koextrusion auf die Faserbasis (5) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die überlagerten Wasserdampf-Sperrschichten und Heißsiegelschichten (2, 1; 9, 10) auf beiden Seiten der Faserbasis (5) koextrudiert werden, so dass die so erzielte Schichtenstruktur des Verpackungsmaterials symmetrisch ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschichten (1, 10) Polyethylen geringer Dichte (LDPE) enthalten.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine extru dierte Polymerschicht (4, 6, 7), welche eine Sauerstoffsperre bildet, in dem Verpackungsmaterial aufgenommen ist.
Polymerbeschichtetes heißversiegelbares Verpackungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es unter Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der voranstehenden Ansprüche gefertigt ist und dass es eine Faserbasis (5) und eine innere extrudierte Polymerschicht (2, 9), welche Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthält und als eine Wasserdampf-Sperrschicht arbeitet, sowie eine äußere Heißsiegelschicht (1, 10) auf beiden Seiten der Faserbasis umfasst.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschichten (1, 10) Polyethylen geringer Dichte (LDPE) enthalten.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus Schichten besteht, deren Reihenfolge ist: – LDPE-Heißsiegelschicht (1); – HDPE-Wasserdampf-Sperrschicht (2); – Faserbasis (5); – HDPE-Wasserdampf-Sperrschicht (9); und – LDPE-Heißsiegelschicht (10).
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Wasserdampf-Sperrschichten (2, 9) auf beiden Seiten der Faserbasis (5) dasselbe ist, und dass auch das Gewicht der Heißsiegelschichten (1, 10) auf beiden Seiten der Faserbasis dasselbe ist, so dass die Schichtenstruktur des Verpackungsmaterials symmetrisch ist.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ferner wenigstens eine Polymerschicht (4, 6, 7) umfasst, welche eine Sauerstoffsperre bildet.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffsperrschicht (4, 6, 7) Ethyl-Vinyl-Alkohol-Copolymer (EVOH), Polyamid (PA) oder eine Mischung von diesen enthält.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus Schichten besteht, deren Reihenfolge ist: – LDPE-Heißsiegelschicht (1); – HDPE-Wasserdampf-Sperrschicht (2); – Faserbasis (5); – ein oder eine Mehrzahl von EVOH- und/oder PA-Sauerstoffsperrschichten (6, 7); – polymere Bindemittelschicht (8); – HDPE-Wasserdampf-Sperrschicht (9); und – LDPE-Heißsiegelschicht (10).
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdampf-Sperrschichten (2, 9) aus Borstar-HDPE gebildet sind, dessen Dichte etwa 0,963 g/cm³ beträgt.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelschicht (1, 10) aus LDPE gebildet ist, zu welchem Polypropylen (PP) gemischt wurde.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbasis (5) ein Karton ist, dessen Gewicht 130–500 g/m², vorzugsweise 170–300 g/m² beträgt.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbasis (5) ein Papier ist, dessen Gewicht 20–120 g/m², vorzugsweise 40–100 g/m² beträgt.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Wasserdampf-Sperrschicht (2, 9) 5–50 g/m², vorzugsweise 7–30 g/m² und höchst bevorzugt 10–20 g/m² beträgt.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 6–17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Heißsiegelschicht (1, 10) 5–50 g/m², vorzugsweise 5–30 g/m² und höchst bevorzugt 7–20 g/m² beträgt.
Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Sauerstoff-sperrschicht (4, 6, 7) 3–15 g/m², vorzugsweise 5–10 g/m² beträgt.
Versiegelte Verpackung, welche durch Falten und Heißversiegeln eines Verpackungsmaterials gefertigt wurde, welches unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–5 gefertigt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Material auf beiden Seiten einer Faserbasis (5) unter einer äußeren Heißsiegelschicht (1, 10) sich eine extrudierte Polymerschicht (2, 9) befindet, welche Polyethylen hoher Dichte (HDPE) enthält und als eine Wasserdampfsperre arbeitet.
Verpackung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Faserbasis (5), zwischen ihr und der Wasserdampf-Sperrschicht (9) sich ferner wenigstens eine Polymerschicht (7) befindet, welche eine Sauerstoffsperre bildet.
Verpackung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine aus polymer-beschichtetem Karton gebildete Karton-Verpackung für flüssige Nahrungsmittel ist.
Verpackung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine aus polymer-beschichtetem Karton gebildete Schachtel-Verpackung für trockene Nahrungsmittel ist.
Verpackung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine aus polymer-beschichtetem Karton gebildete Beutel-Verpackung ist.