DE69512632T2

DE69512632T2 - Verfahren zur Herstellung einer Schwächungslinie in einem wärmeschrumpfbaren Laminat

Info

Publication number: DE69512632T2
Application number: DE69512632T
Authority: DE
Inventors: Francesco Arena; Roberto Musazzi; Claudia Spitz
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2015-03-11
Also published as: EP0730944A1; EP0730944B1; DE69512632D1

Description

Diese Erfindung betrifft die Schaffung einer Schwächungslinie in einem wärmeschrumpfbaren Verpackungsmaterial, insbesondere einem ein- oder mehrschichtigen wärmeschrumpfbaren Verpackungsmaterial, um so das leichte Öffnen von aus diesem Material gebildeten Beuteln zu erleichtern.
Es ist bekannt, wärmeschrumpfbares Verpackungsmaterial für beispielsweise Nahrungsmittelprodukte zu liefern. Die Materialien werden als Folien bereitgestellt, die in einer solchen Weise hergestellt worden sind, daß sie, wenn sie auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden, sich auf ihre ursprünglichen Abmessungen (Breite oder Länge oder beides) verkleinern. Diese Folien können zu Beuteln geformt werden, die unter Vakuum um ein zu verpackendes Material herum gesiegelt und nachfolgend geschrumpft werden, so daß sie eine relativ faltenfreie Verpackung liefern. Die Verpackung muß fluiddicht sein.
Polymere Verpackungsfolien einschließlich wärmeschrumpfbarer Folien werden oft in Form von zwei oder mehr Schichten aus polymerem Material bereitgestellt. Die Bereitstellung einer Folie in Form von zwei oder mehr Schichten ermöglicht die Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dies führt zu der Möglichkeit der Optimierung des Schutzes der enthaltenen Produkte, indem beispielsweise die Gassperreigenschaften eines Materials mit den Feuchtigkeitssperreigenschaften eines anderen, die verbesserte Siegelbarkeit der Hautschichten mit den verbesserten mechanischen Eigenschaften der Folie durch Verwendung von griffbeständigen Schichten, etc. kombiniert werden. Diese wärmeschrumpfbaren Materialien liefern hervorragenden Schutz des enthaltenen Produkts, beispielsweise Nahrungsmittel. Es kann für den Endverbraucher jedoch schwierig sein, solche Kunststoffverpackungen durch Reißen der Folie selbst zu öffnen, es ist insbesondere schwierig, die Reißrichtung zu steuern.
Es ist bekannt, daß ein Öffnen durch Reißen und das Richten dieses Reißens erleichtert werden können, indem eine Schwächungslinie in der Folie geschaffen wird. Die Bildung einer Schwächungslinie kann durch bevorzugtes Reißen entlang dieser Linie leichtes Öffnen ergeben.
Es ist bekannt, eine Schwächungslinie in einer Verpackungsfolie durch Schaffung einer Perforationslinie zu liefern. Der Nachteil dieses Systems ist, daß die Perforationen Fluidverbindung zwischen dem Produkt und der äußeren Umgebung zulassen. Dies ist besonders ungeeignet, wenn eine mehrschichtige Sauerstoffsperrverpackungsfolie verwendet wird, da es die Hauptaufgabe solcher Folien außer Kraft setzt, die in der Verbesserung der Sperreigenschaften besteht.
Die US-A-3 790 744 beschreibt ein Verfahren zur Bildung einer Schwächungslinie in einem nicht-wärmeschrumpfbaren (d. h. maßhaltigem) Laminat. Gemäß diesem Verfahren wird ein Laserstrahl verwendet, um eine Schwächungslinie in mindestens einer Schicht des Laminats zu bilden, während mindestens eine andere Schicht des Laminats unbeeinflußt gelassen wird. Beispielsweise kann die erstere Schicht bevorzugt Energie absorbieren. Die Schwächungslinie wird geschaffen, weil die durch diese Schicht absorbierte Laserenergie wesentliche Verdampfung der Komponenten der Schicht verursacht. Die resultierenden Blasen können sich verbinden, zusammenfließen und eine Rille bilden. Ein Nachteil dieses Systems ist, daß es einen Abbau von mindestens einer Schicht in dem nicht-wärmeschrumpfbaren Laminat erfordert, mit damit verbundener örtlicher Verringerung der Leistung der Folie hinsichtlich der Eigenschaft, die durch diese Schicht beigetragen werden.
Die US-A-3 626 143 verwendet ebenfalls einen Laserstrahl zur Schaffung einer Schwächungslinie in einer homogenen thermoplastischen Folie. Dies erfolgt durch Abbau des Materials durch den Laserstrahl, um auf einer Oberfläche eine Kerblinie zu schaffen.
In der EP-A-357 841 wird ein weiteres Verfahren zur Schaffung einer Kerblinie auf einer maßhaltigen Verpackungsfolie durch Verwendung eines Lasers beschrieben, der Polymer verdampft, das eine Schicht des Verpackungsmaterials bildet, die ansonsten nicht reißbar ist.
Es ist auch aus der US-A-4 549 063 bekannt, einen Laser zu verwenden, um Kerblinien in der Schutzrückseite eines Adhäsionslaminats mit Haftklebstoff zu schaffen.
Es wäre wünschenswert, in einem wärmeschrumpfbaren Folienmaterial eine Schwächungslinie schaffen zu können, um ein leichtes Reißen zu erleichtern, ohne das Material der Folie an diesem Punkt abzubauen und ohne die Folieneigenschaften einschließlich ihrer Sperreigenschaften wesentlich zu kompromittieren.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Schaffung einer Schwächungslinie in einer kontinuierlichen Folienbahn mit einer oder mehreren Schichten geschaffen, bei dem ein Strahl aus Strahlungsenergie auf die Bahn gerichtet wird, während die Wirkfläche des Strahls entlang der Bahn bewegt wird, um einen Weg auf der Bahn zu definieren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Folie wärmeschrumpfbar ist und die Intensität, die Wellenlänge und der Einfallswinkel des Strahls und die Geschwindigkeit der Wirkfläche des Strahls entlang der Bahn so gewählt sind, daß das Material von der oder mindestens einer Schicht in einem zentralen Bereich entlang des Wegs der Wirkfläche des Strahls mindestens einen Teil der einfallenden Strahlungsenergie absorbiert und auf eine Temperatur bei oder über der Erweichungstemperatur des Materials gebracht wird und die Bereiche der Folie entlang der Randbereiche und unmittelbar neben dem zentralen Bereich des Wegs auf eine Temperatur auf oder über der Schrumpftemperatur der Folie, jedoch unter der Schmelztemperatur des Materials irgendeiner Schicht gebracht werden und im wesentlichen kein Verdampfen oder Abbau des Materials irgendeiner Schicht des Folienmaterials stattfindet, wodurch die Folie in dem zentralen Bereich in der Dicke verringert wird und die Folie in den Randbereichen in der Dicke verstärkt wird.
Im Kontext dieser Beschreibung ist eine wärmeschrumpfbare Folie definiert als eine Folie, die um mindestens 15% in mindestens einer Richtung schrumpft, wenn sie 4 Sekunden in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 90ºC eintaucht. Die behandelte Folienbahn ist in mindestens der Querrichtung schrumpfbar und vorzugsweise sowohl in Maschinen- als auch in Querrichtung schrumpfbar.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aus dem Strahl auf die Folie gerichtete Strahlungsenergie durch mindestens eine Schicht, die die Folie bildet, im Bereich der Folie auf dem Weg des Kontaktpunkts des Strahls mit der Folie (Wirkfläche des Strahls) absorbiert. Vorzugsweise und am häufigsten wird die Energie durch jede der Schichten absorbiert, die die Folie bilden.
Die durch die oder jede Schicht absorbierte Energie wird hauptsächlich in Wärme umgewandelt und die Temperatur des Materials der Schicht steigt an.
Die Charakteristika des Strahls und seine Geschwindigkeit in Bezug auf die Bahn werden so gewählt, daß mindestens eine (üblicherweise jede) Schicht in dem zentralen Bereich entlang des Weges der Wirkfläche des Strahls auf eine Temperatur auf oder über der Erweichungstemperatur (Vicat) der Folie gebracht wird. Die Temperatur ist eine, bei der das Material weich und mindestens in gewissem Ausmaß fließfähig wird. Vorzugsweise wird der angegebene Bereich jeder Schicht auf eine Temperatur nahe der (aber unterhalb), gleich der oder über der Schmelztemperatur dieser Schicht gebracht. Mit "nahe" der Schmelztemperatur ist gemeint, daß die Temperatur der Schicht höher als die Erweichungstemperatur (Vicat-Temperatur) des Harzes und näher an der Schmelztemperatur als an der Erweichungstemperatur sein muß. Vorzugsweise wird der angegebene Bereich jeder Schicht auf die Schmelztemperatur der Schicht oder eine höhere Temperatur als diese, jedoch unter der Polymerzersetzungstemperatur gebracht. Es ist nicht wesentlich, daß alle Schichten auf ihre Erweichungstemperatur gebracht werden. Es ist ausreichend, daß genug der Schichten fließfähig werden, so daß die Folie als Ganzes auf dem Weg der Wirkfläche des Strahls in der Dicke verringert werden kann, wie nachfolgend beschrieben wird.
Ein Teil der in der Schicht oder den Schichten der Folie in dem zentralen Bereich des Wegs der Wirkfläche des Strahls erzeugten Wärme wird durch Leitung an deren Randbereiche weitergegeben. Ein Teil der in den Randbereichen erzeugten Wärme ist direkt absorbierte Einfallsenergie, wobei die einfallende Energie an diesen Bereichen verglichen mit der einfallenden Energie im zentralen Bereich relativ niedrig ist. Wieder werden die Charakteristika des Strahls so gewählt, daß bei jeder speziellen Folie das Material, das die Randbereiche stellt, auf eine Temperatur auf oder über der Schrumpftemperatur dieser Folie, jedoch unter der Schmelztemperatur des Materials irgendeiner Schicht gebracht wird.
Der Weg des Strahls ist üblicherweise geradlinig. Vorzugsweise ist die Energiequelle stationär und die Bahn wird relativ zu der Energiequelle bewegt, üblicherweise mit konstanter Geschwindigkeit.
Als Resultat der Behandlung mit dem Strahl wird die Folie in den Randbereichen zum Schrumpfen gebracht. Das Material in dem zentralen erweichten Bereich fließt von der Mitte des Wegs auswärts in Richtung der schrumpfenden Randbereiche. Dies führt zu einer Verringerung der Dicke der Folie im zentralen Bereich des Weges der Wirkfläche des Strahls und einem Anstieg der Dicke in beiden Randbereichen.
Die speziellen Charakteristika des Strahls und die Geschwindigkeit, mit der die Wirkfläche des Strahls über die Folie bewegt wird, werden gemäß der speziellen Struktur gewählt, z. B. der Dicke der Folie, der Erweichungs- und Schmelztemperaturen des Materials in jeder Schicht, der Schrumpftemperatur der Folie, etc.
Die Energiemenge, die an irgendeinem Punkt in der Folie absorbiert wird, hängt ab von
(a) dem Absorptionskoeffizienten (cx) des Harzes an diesem Punkt (dieser kann berechnet werden, indem die Absorption des Harzes an der spezifischen Wellenlänge des Strahls mittels eines konventionellen IR Absorptionsspektrums bestimmt wird),
(b) der Intensität des Strahls an diesem Punkt und
(c) der Zeitspanne, über die die Einwirkung stattfindet (dieser Faktor hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich die Wirkfläche des Strahls über die Folienbahn bewegt).
Da die Strahlungsenergie des Strahls bei Passieren des Strahls in das Material hinein absorbiert wird, nimmt die Intensität des Strahls oder die verbleibende Energie, die er mit sich bringt, ab, wenn der Strahl tiefer in die Dicke des Materials eindringt.
Bei einer Einschichtstruktur wird die Intensität des Strahls an einem gegebenen Punkt innerhalb der Struktur in einem Abstand "d" von seiner Oberfläche durch das exponentielle Absorptionsgesetz bestimmt:
I = I&sup0;e-αd
wobei I die Intensität des Strahls an dem Punkt in einem Abstand d von der Oberfläche der Einschichtstruktur ist, die die einfallende Energie I&sup0; erhält, und α der Absorptionskoeffizient des Materials ist, das für die Einschichtstruktur verwendet wurde.
Im Fall einer Mehrschichtenstruktur, die aus unterschiedlichen polymeren Materialien gemacht ist, von denen jedes seinen eigenen charakteristischen Absorptionskoeffizienten hat, wobei die Materialien in Bezug auf den einfallenden Strahl nacheinander angeordnet sind, kann die Intensität des auf jede unterschiedliche Schicht einfallenden Strahls und damit die Energie je Zeiteinheit, die von jeder Schicht absorbiert wird, in ähnlicher Weise berechnet werden.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Folie kann eine Einschichtfolie sein, die aus einer Schicht gefertigt ist, die im wesentlichen nur eine Polymerkomponente oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Komponenten umfaßt. Vorzugsweise hat die Folie jedoch eine Mehrschichtenstruktur, d. h. sie ist aus zwei oder mehr Schichten hergestellt. Die Schichten werden allgemein so angeordnet, daß keine zwei zusammenkommenden Schichten aus dem gleichen polymeren Material bestehen. Die Materialien, die die Schichten bilden, werden üblicherweise so gewählt, daß der oben beschriebene Vorteil der Verwendung von mehrschichtigen wärmeschrumpfbaren Folien als Verpackungsmaterial maximiert wird, einschließlich der Optimierung der verschiedenen Typen von Sperreigenschaften.
Geeignete Mehrschichtenfolien, die eine Sperrschicht umfassen, umfassen vorzugsweise mindestens eine heißsiegelbare Hautschicht und eine griffbeständige Hautschicht auf den gegenüberliegenden Seiten der Kernsperrschicht, um eine Dreischichtenfolie zu liefern. Zusätzliche Schichten können jedoch vorhanden sein, wie eine oder mehrere Zwischenschichten zwischen der Sperrschicht und den Hautschichten. Diese Zwischenschichten können zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Folie dienen oder eine feuchtigkeitsempfindliche Sperrschicht vor Feuchtigkeit schützen. Verbindungs- oder Klebeschichten können auch eingeschlossen werden, um die Adhäsion der benachbarten Schichten zu unterstützen. Zusätzliche Sperrschichten aus dem gleichen oder von dem ersten Material verschiedenem Material können auch eingeschlossen werden, um die Sperreigenschaften der Folie zu verbessern.
Die in einer Folie verwendete heißsiegelbare Schicht kann jede konventionelle heißsiegelbare Schicht sein, wie beispielsweise VLDPE (ein Copolymer aus Ethylen und einem oder mehreren (C&sub4;- bis C&sub8;)-α-Olefinen mit einer Dichte 0,915 g/cm³), LLDPE (ein Copolymer aus Ethylen und einem oder mehreren (C&sub4;- bis C&sub8;)- α-Olefinen mit einer Dichte > 0,915 g/cm³), ein durch Katalyse mit singulär aktiver Stelle oder Metallocen hergestelltes Ethylen-α-Olefin (d. h. ein Copolymer aus Ethylen und einem oder mehreren (C&sub4;- bis C&sub8;)-α-Olefinen, das durch eine enge Zusammensetzungsverteilung und enge Molekulargewichtsverteilung und durch das Herstellungsverfahren gekennzeichnet ist, das die Verwendung eines sogenannten Metallocens oder Katalysators mit singulär aktiver Stelle beinhaltet), ein Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure oder Methacrylsäure (einschließlich eines Ionomers), ein Ethylen/Butylacrylat-Copolymer oder ein Polyamid. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine heißsiegelbare Schicht aus VLDPE, Polyamid oder Butylacrylat-Copolymer verwendet. Diese Materialien können auch als grifffeste Hautschicht verwendet werden. Für diesen Zweck bevorzugt ist Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer.
Der Begriff "Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure oder Methacrylsäure" bezieht sich auf ein Copolymer aus Ethylen mit copolymerisierbarem, ethylenisch ungesättigtem, carbonsaurem Monomer ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure. Das Copolymer enthält typischerweise etwa 4 bis etwa 18 Gew.-% Acryl- oder Methacrylsäureeinheiten. Das Copolymer kann copolymerisiert darin auch Alkylacrylat oder -methacrylat enthalten, wie n-Butylacrylat oder -methacrylat oder Isobutylacrylat oder -methacrylat. Das Copolymer kann in der freien Säureform sowie in ionisierter oder teilweise ionisierter Form vorliegen, wobei das neutralisierende Kation jedes geeignete Metallion sein kann, z. B. ein Alkalimetallion, ein Zinkion oder andere mehrwertige Metallionen, in diesem ionisierten Fall wird das Copolymer auch als "Ionomer" bezeichnet.
Der Begriff Polyamide soll sich sowohl auf Polyamide als auch vorzugsweise auf Copolyamide beziehen. Zur Verwendung geeignete Polyamide schließen solche Polymere ein, die üblicherweise als z. B. Nylon 6, Nylon 66, Nylon 6-66, Nylon 610, Nylon 12, Nylon 69 und Nylon 6-12 bezeichnet werden.
Wenn Zwischenschichten zwischen der Sperrschicht und den Hautschichten vorhanden sind, umfassen thermoplastische Harze, die geeigneterweise in diesen optionalen zusätzlichen Schichten verwendet werden können, Polyolefine, d. h. thermoplastische Harze, die durch Homopolymerisation eines Olefins oder durch Copolymerisation von zwei oder mehr Olefinen oder von einem oder mehreren Olefinen mit anderen Comonomeren erhalten werden, wobei die Olefineinheiten jedenfalls in größeren Mengen vorhanden sind als jegliches Comonomer, das vorhanden sein kann. Geeignete Beispiele für "Polyolefine" sind Polyethylene, Ethylen/α-Olefin-Copolymere und insbesondere heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere oder homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere (ähnlich wie TafmerTM oder durch Katalyse mit singulär aktiver Stelle hergestellt), Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Acrylsäure oder eher Methacrylsäure-Copolymere und dergleichen.
In Abhängigkeit von der Wahl der Polymere, die für die Sperr-, Heißsiegelungs-, Grifffestigkeits- und Zwischenschichten verwendet werden, ist es möglicherweise notwendig, Verbindungsschichten zwischen einigen oder allen von ihnen zu verwenden. Geeignete Klebstoffe oder Verbindungsschichten umfassen typischerweise "modifizierte Polyolefine", d. h. Polyolefine, die durch die Anwesenheit von funktionellen Gruppen wie typischerweise Anhydrid- oder Carboxygruppen charakterisiert sind. Beispiele für die modifizierten Polyolefine sind Pfropfcopolymere von Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid auf Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren, Pfropfcopolymere von Carbonsäureanhydriden mit kondensierten Ringen auf Polyethylen, Harzmischungen von diesen und Mischungen mit Polyethylen oder Ethylen/α-Olefin-Copolymeren.
Geeignete Sperrschichten schließen beliebige der bekannten Sperrpolymerharze ein, wie PVDC, EVOH oder PVOH. Eine bevorzugte Sperrschicht ist PVDC oder EVOH. Der Begriff PVDC bezieht sich auf ein Vinylidenchloridcopolymer, bei dem eine größere Menge des Copolymers Vinylidenchlorid umfaßt und eine geringere Menge des Copolymers ein oder mehrere damit copolymerisierbare Monomere umfaßt, typischerweise Vinylchlorid, und Alkylacrylate (z. B. Methylacrylat) oder ein Gemisch daraus in unterschiedlichen Anteilen. Allgemein enthält das PVDC Weichmacher und/oder Stabilisatoren, wie im Stand der Technik bekannt ist. Der Begriff EVOH bezieht sich auf verseifte Produkte von Ethylen/Vinylester-Copolymeren, allgemein Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren, wobei der Ethylengehalt typischerweise zwischen 20 und 60 Mol.% der Monomereinheiten beträgt und der Verseifungsgrad allgemein zwischen 85 und 99,5 Mol.% liegt. Das EVOH kann als solches verwendet werden oder mit anderen EVOHs oder mit einem oder mehreren Polyamiden gemischt werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß Mischungen von Harzen anstelle von individuellen Harzen in den verschiedenen Schichten der Strukturen verwendet werden können und daß andere Harze, selbst wenn sie nicht speziell angegeben sind, hier verwendet werden können.
Die maximale Anzahl der Schichten in der Struktur, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden soll, hängt nur von den Geräten ab, die zu ihrer Herstellung zur Verfügung stehen. Während auf Basis der üblicherweise erhältlichen Herstellungsstraßen bis zu zehn Schichten in der Gesamtstruktur leicht vorgesehen werden können, sind in der Praxis Strukturen mit bis zu sieben oder acht Schichten bevorzugt.
Die zur Herstellung der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Folie verwendeten Harze können geeignete Additive enthalten, wie im Stand der Technik bekannt ist, um die Eigenschaften der Folie oder ihr Herstellungsverfahrens zu verbessern. Als Beispiel können die Harze Stabilisatoren, Antioxidantien, Pigmente, UV-Absorbentien, etc. enthalten. Insbesondere kann die äußere Schicht Gleit- und Antiblockingmittel umfassen, wie konventionellerweise in diesem Bereich verwendet werden. Die Struktur der zu behandelnden Folie kann zudem teilweise oder vollständig vernetzt sein. Insbesondere wird Vernetzung induziert, indem die gesamte Folie oder ein Teil derselben einer Hochenergieelektronenbehandlung ausgesetzt wird. Bestrahlung wird am meisten bevorzugt vor der Orientierung durchgeführt, kann jedoch auch nach der Orientierung durchgeführt werden. Bestrahlungsdosen werden hier mitunter in Megarad (MRad) ausgedrückt. Ein MRad ist 106 Rad, wobei ein Rad die Bestrahlungsmenge ist, die unabhängig von der Strahlungsquelle zur Absorption von 100 erg (10&supmin;&sup5; Joule) Energie je Gramm bestrahltes Material führt. Eine geeignete Bestrahlungsdosis mit Hochenergieelektronen ist bis zu etwa 14 MRad, insbesondere im Bereich von 2 bis 12 und besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 9 MRad.
Besonders bevorzugte Strukturen sind beispielsweise solche Strukturen, die eine dicke Schicht aus Polymer mit einem niedrigen Absorptionskoeffizienten als erste Schicht, die von dem Laserstrahl getroffen wird, tragen. Beispiele für Polymerharze mit einem niedrigen Absorptionskoeffizienten sind Polyamide und Ethylen/α-Olefin.
Die am meisten bevorzugte Struktur sind solche Strukturen, die eine erste Schicht aus Polyamid mit mindestens 10 um Dicke, vorzugsweise 15 um und besonders bevorzugt 20 um Dicke tragen.
Beispiele für besonders bevorzugte Strukturen schließen eine fünfschichtige Struktur ein, die nacheinander angeordnete Schichten aus Polyamid, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, PVDC [Sperrschicht], Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer umfaßt, oder eine siebenschichtige Struktur, die sich von der obigen fünfschichtigen Struktur durch die Aufspaltung der Ethylen/Vinylacetat-Schicht, die der Sperrschicht folgt, und das Einfügen einer Schicht aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer dazwischen ableitet. Noch eine alternativ bevorzugte Struktur wäre eine siebenschichtige Struktur, die aus der obigen fünfschichtigen Struktur ableitbar ist, indem die Ethylen/Vinylacetat-Schicht aufgespalten wird, die der Sperrschicht vorausgeht, und eine Schicht aus Ethylen/α-Olefincopolymer dazwischen eingesetzt wird.
Andere Strukturen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, schließen einfache dreischichtige oder vierschichtige Strukturen ein, wie Strukturen mit nacheinander angeordneten Schichten aus VLDPE, PVC, VLDPE; oder Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, PVDC, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer; oder Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, PVDC, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, VLDPE.
Allgemein hat eine typische wärmeschrumpfbare Struktur zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Gesamtdicke von 30 bis 300 um, vorzugsweise 40 bis 200 um und besonders bevorzugt 45 bis 120 um.
Die Dicke von jeder der Schichten, die die Folie ausmachten, muß berücksichtigt werden, wenn die Verfahrensbedingungen festgelegt werden. Je höher die Dicke einer speziellen Schicht ist, um so mehr Energie absorbiert sie und um so mehr Energie wird aus dem Strahl abgezogen, bevor er jegliche nachfolgende Schichten erreicht. Daher muß die Dicke und der Typ des Materials, um einen geeigneten Absorptionskoeffizienten für die Schichten zu ergeben, gewählt werden, um sicherzustellen, daß diese Materialien in dem zentralen Bereich auf oder über ihre jeweiligen Schmelztemperaturen gebracht werden können.
Es ist allgemein bevorzugt, daß das Material, das die Schicht an der Oberfläche der Folie auf der Seite bildet, auf die der Strahl aus Strahlungsenergie einfällt, einen niedrigen Absorptionskoeffizienten hat. Wenn es erforderlich ist, die durch diese Schicht absorbierte Energiemenge zu erhöhen, ist es bevorzugt, deren Dicke zu erhöhen statt ein Harz mit höherem α zu verwenden. Die Verwendung eines niedrigen α für die erste Oberflächenschicht, auf die der Strahl fällt, ist bevorzugt, da sie das Risiko der Alterung dieser Schicht verringert. Das könnte passieren, wenn die Schicht einen großen Anteil der einfallenden Energie absorbiert, die an der ersten Einfallsoberfläche von maximaler Intensität ist. Die Verwendung eines niedrigen α für diese Schicht ist auch brauchbar, weil sie die Abschirmung von nachfolgenden Schichten verringert und sicherstellt, daß sie angemessene Einfallsenergie erhalten.
Es ist auch für die Schicht auf der gegenüberliegenden Seite der Folie bevorzugt, daß sie aus einem Material mit einem hohen Absorptionskoeffizienten gebildet ist, um den Effekt eines Energiestrahls zu maximieren, der üblicherweise zu der Zeit des Erreichens dieser letzten Schicht erheblich in der Intensität verloren hat.
Es ist allgemein erwünscht, daß die Sperrschicht weniger Einfallsenergie absorbieren soll als andere Schichten, damit ihre jeweiligen Sperreigenschaften so wenig wie möglich kompromittiert werden. Eine Sperrschicht, die für die einfallende Strahlung durchlässig ist, wäre am meisten bevorzugt, aber dies ist üblicherweise nicht durchführbar und die Sperrschicht wird oft auf ihre Erweichungstemperatur gebracht und fließt mindestens in gewissem Ausmaß. Es ist bevorzugt, daß die Sperrschicht oder -schichten in geringerem Ausmaß als die Nicht-Sperrschichten fließen und in der Dicke verringert werden.
Es ist bevorzugt, daß die Folie im zentralen Bereich des Wegs der Wirkfläche des Strahls in der Dicke verringert wird, so daß sie in ihrem dünnsten Bereich (üblicherweise an der Mittel linie) eine Dicke von 20 bis 70%, vorzugsweise 40 bis 60%, insbesondere etwa 50% der Dicke der unbehandelten Folie hat. Die Dicke der behandelten Folie innerhalb des zentralen Bereichs variiert über diesen Bereich, wobei sie an der Mittellinie im allgemeinen eine maximale Verringerung der Dicke erfährt. Der zentrale Bereich, der in der Dicke verringert ist, ist der Bereich zwischen den beiden Punkten an jeder Seite der Mittellinie, bei dem die Gesamtdicke der Folie geringer als die der unbehandelten Folie wird. Die Breite dieses Bereichs wird durch die Bemessung der Wirkfläche des Strahls festgelegt und variiert allgemein von etwa 50 um bis 200 um.
Die verdickten Kantenbereiche steigern allgemein die Dicke um einen solchen Betrag, daß die maximale Dicke zwischen etwa 120% und 180%, vorzugsweise etwa 160% der Dicke der unbehandelten Folie liegt. Die Breite der verdickten Kantenbereiche ist der Abstand zwischen den Punkten an jeder Seite der Linie maximaler Dicke, an denen die Dicke größer als die der unbehandelten Folie wird. Allgemein hat jeder verdickte Kantenbereich eine Breite von etwa 50 um bis 200 um.
Es ist möglich, Spannung in der behandelten Folienbahn zu liefern, so daß das Schrumpfen der Kantenbereiche zu Fließen und Ausdünnung der zentralen Bereiche statt nur zur Bewegung der nicht behandelten Bereiche in Richtung auf den zentralen behandelten Bereich führt. Allgemein ist die Reibung zwischen der Folienbahn und der Oberfläche, von der sie getragen wird, ausreichend, obwohl es möglich ist, Mittel bereitzustellen, um den nicht behandelten Bereich der Folienbahn an Ort und Stelle festzuhalten.
Es ist allgemein bevorzugt, daß die Kantenbereiche nur in Querrichtung (quer zu der Maschinenrichtung, d. h. in Richtung der Bewegung der Wirkfläche des Strahls) schrumpfen. Dies kann erreicht werden, indem eine Spannung in Maschinenrichtung auf der Folienbahn aufrechtgehalten wird, beispielsweise durch Reibung zwischen der Folienbahn und ihrem Träger oder durch Bereitstellung von Halteeinrichtungen.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Strahl aus Strahlungsenergie auf die Folie gerichtet. Der Typ und die Wellenlänge der Strahlungsenergie werden gemäß den Materialien gewählt, die die Folie bilden. Es ist wichtig, daß die Strahlungsenergie von einem Typ ist, der in mindestens einigem Ausmaß durch die oder jede Schicht absorbiert wird, die die Folie bilden. Die Wellenlängen sollten sorgfältig gewählt werden, um Absorption sicherzustellen. Es ist bevorzugt, daß der Strahl eine einzige Wellenlänge hat (monochromatisch ist).
Vorzugsweise ist der Strahl aus Bestrahlungsenergie ein Laserstrahl. Die Quelle des Laserstrahls kann ein Monomodenlaser oder Vielmodenlaser sein. Ein Monomodenlaser ist bevorzugt.
Ein bevorzugter Laser ist ein CO&sub2;-Laser, der einen monochromatischen Strahl mit der Wellenlänge 10,6 um liefert. Eine solche Wellenlänge wird von der Mehrheit der Materialien absorbiert, die zur Herstellung wärmeschrumpfbarer Verpackungsfolien verwendet werden. Andere Lasertypen können auch verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Wellenlänge der Strahlung geeignet ist, um ihre Absorption durch die Materialien sicherzustellen, die die in dem Verfahren verwendete Folie bilden.
Die Intensität des Strahls wird so gewählt, daß sie zu den Anforderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens paßt. Die Intensität wird durch die Leistung der Strahlungsquelle und die Kontaktfläche zwischen Strahl und Folie beeinflußt. Bei konstanter Gesamtleistung verringert die Steigerung der Größe der Wirkfläche des Strahls die Intensität der einfallenden Energie. Bei konstanter Wirkfläche des Strahls führt die Steigerung der Leistung der Quelle zu erhöhter Intensität. Variationen der Größe der Wirkfläche des Strahls können durch Fokussieren des Strahls unter Verwendung einer Linse oder Variieren des Abstands zwischen Linse und Folie oder zwischen dem Laser und der Folie erreicht werden.
Die Intensität der einfallenden Energie variiert üblicherweise über die Wirkfläche des Strahls. Die Variation der Energieintensität über eine gerade Linie, die das Zentrum der Wirk fläche des Strahls durchläuft, ist üblicherweise eine Glockenkurve.
Der Strahl aus Strahlungsenergie ist üblicherweise im wesentlichen kreisförmig. Allgemein wird der Strahl aus Strahlungsenergie senkrecht zu deren Ebene auf die Folie gerichtet. Es ist auch möglich, einen anderen Einfallswinkel des Strahls zu verwenden, obwohl die Achse vorzugsweise in der gleichen Ebene wie die Mittellinie eines geradlinien Wegs der Strahls bleibt. Die Verwendung eines anderen Einfallswinkels als des rechten führt zu einer längeren Weglänge des Strahls durch eine Schicht mit gegebener Dicke. Die Weglänge beeinflußt die Energieabsorption und Endtemperatur des Materials jeder speziellen Schicht.
Der Einfallswinkel kann vom Fachmann gemäß den Charakteristika der speziellen behandelten Folie variiert werden.
Wenn ein im wesentlichen kreisförmiger Strahl senkrecht auf die Ebene der Folie gerichtet wird, ist die Wirkfläche der Strahlung im wesentlichen rund. Wenn ein im wesentlichen kreisförmiger Strahl an irgendeinem anderen Einfallswinkel auf die Folie gerichtet wird, wird die Wirkfläche der Strahlung elliptisch. Durchmesser der Wirkfläche der Strahlung werden als Länge des Durchmessers einer kreisförmigen Wirkfläche des Strahls oder die Länge der kleineren Achse einer elliptischen Wirkfläche des Strahls angegeben.
Wenn ein CO&sub2;-Monomodenlaser verwendet wird, liegen bevorzugte Durchmesser der Wirkfläche des Strahls im Bereich von etwa 100 bis 600 um, vorzugsweise 200 bis 500 um. Ein CO&sub2;-Laser wird vorzugsweise mit einer Leistung von 5 bis 50 Watt, insbesondere 10 bis 40 Watt verwendet. Wir haben gefunden, daß diese Bedingungen besonders geeignet sind, um eine Schwächungslinie in der oben beschriebenen bevorzugten fünf- bzw. siebenschichtigen Folienstruktur zu schaffen.
Die Energiemenge, die an irgendeinem Punkt absorbiert wird, hängt auch von der Zeitdauer der Einwirkung der einfallenden Energie an diesem Punkt ab. Die Zeitdauer wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Wirkfläche des Strahls entlang der Folie bestimmt.
Die relative Bewegung zwischen der Wirkfläche des Strahls und der Folienbahn kann bewirkt werden, indem entweder die Quelle des Strahls der Strahlungsenergie, die Bahn oder beides bewegt wird. Allgemein ist es bequemer, die Quelle der Strahlungsenergie stationär zu halten und die Folienbahn zu bewegen, um so einen geradlinigen Weg zu schaffen. Wenn die Quelle der Strahlungsenergie ein Laser ist, ist es besonders bequem, den Laser stationär zu halten, weil es bevorzugt ist, einen Schirm auf der entfernten Seite der Folie bereitzustellen, um jegliche Strahlung zu absorbieren, die nicht innerhalb der Folie absorbiert wird. Dies kann leichter erfolgen, wenn der Laser und der Schirm beide stationär gehalten werden.
Die Geschwindigkeit der Wirkfläche des Strahls entlang der Folie ist üblicherweise während der Bildung irgendeiner kontinuierlichen Schwächungslinie konstant. Sie kann von etwa 100 bis etwa 300 ft/Min (0,5 bis 1,8 m/s) variieren.
Eine Schwächungslinie kann eine kontinuierliche Linie sein. Alternativ kann sie so geschaffen werden, daß alternierende geschwächte und unbehandelte oder weniger geschwächte Bereiche eine unterbrochene Linie bilden. Die Leerräume zwischen den geschwächten Punkten können gänzlich unbehandelt sein. Alternativ können sie in geringerem Ausmaß geschwächt sein als die schwächeren Bereiche.
Alternativ können sehr geschwächte und weniger geschwächte (oder unbehandelte) Bereiche erreicht werden, indem die Weggeschwindigkeit der Wirkfläche des Strahls über die Folie gesteigert und verringert wird. Flächen, in denen sich die Wirkfläche des Strahls rascher bewegt, absorbieren weniger Energie und werden weniger stark beeinflußt als solche, in denen sie sich langsamer bewegt.
Alternativ kann die von der Quelle der Strahlungsenergie emittierte Leistung gesteigert und verringert werden, wenn sich die Wirkfläche des Strahls entlang der Folie bewegt.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete wärmeschrumpfbare Folie kann eine von denen sein, die nach konventionellen Verfahren hergestellt worden ist. Bevorzugt ist das soge nannte Verfahren mit "gefangener Blase". Dies ist ein bekanntes Verfahren, das typischerweise zur Herstellung wärmeschrumpfbarer Folien verwendet wird, die für Nahrungsmittelkontrollverpacken verwendet werden.
Gemäß diesem Verfahren wird die Mehrschichtenfolie durch eine Runddüse coextrudiert, um einen Schlauch aus geschmolzenem Polymer zu erhalten, der, ohne expandiert zu werden, unmittelbar nach der Extrusion gequencht wird. Er kann dann gegebenenfalls vernetzt werden und wird dann auf eine Temperatur erwärmt, die deutlich unter der Schmelztemperatur der verwendeten Harze liegt, typischerweise indem er durch ein Heißwasserbad geführt wird, und wird, wobei er sich noch auf dieser Temperatur befindet, durch internen Luftdruck, um die Orientierung in Querrichtung zu erhalten, und/oder durch unterschiedliche Geschwindigkeit der Klemmwalzen, die die erhaltene "gefangene Blase" festhalten, um die Orientierung in Längsrichtung zu liefern, expandiert. Die Folie wird dann rasch abgekühlt, um die Moleküle der Folie in ihrem orientierten Zustand in gewisser Weise einzufrieren, und wird dann aufgewickelt.
In Abhängigkeit von der Anzahl der Schichten in der Struktur kann es ratsam oder notwendig sein, die Coextrusionsstufe aufzuspalten: Ein Schlauch wird zuerst aus einer begrenzten Anzahl von Schichten gebildet, wobei die Heißsiegelschicht typischerweise auf der Innenseite des Schlauchs liegt, dieser Schlauch wird rasch gequericht, und bevor er der Orientierungsstufe unterworfen wird, wird er mit den verbleibenden Schichten extrusionsbeschichtet, wieder rasch gequericht, gegebenenfalls vernetzt und dann zur Orientierung geführt.
Während der Extrusionsbeschichtung wird der Schlauch etwas aufgeblasen, nur um ihn in Form eines Schlauches zu halten und zu vermeiden, daß er zusammenfällt.
Die Beschichtungsstufe kann gleichzeitig durch Coextrudieren aller verbleibender Schichten miteinander auf den in der ersten Coextrusionsstufe erhaltenen gequenchten Schlauch erfolgen, um sie so alle gleichzeitig eine über der anderen miteinander zu verkleben, oder die Beschichtungsstufe kann so oft wie die Schichten, die hinzugefügt werden, wiederholt werden.
Die Extrusionsbeschichtungsstufe ist auch erforderlich, wenn eine nur teilweise vernetzte Folie gewünscht wird, wie im Fall von Sperrstrukturen, die eine PVDC-Schicht umfassen, die durch Bestrahlung beschädigt werden kann. In diesem Fall wird die Bestrahlungsstufe nach der ersten Extrusion (die die PVDC- Sperrschicht nicht umfassen würde) und vor der Extrusionsbeschichtung durchgeführt.
Dieses Verfahren erzeugt einen Schlauch aus wärmeschrumpfbarer Folie. Allgemein wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einem flachgelegten Schlauchmaterial durchgeführt. Es ist möglicherweise erwünscht, eine Schwächungslinie in beiden Schichten dieses flachgelegten Schlauchs zu schaffen. Dies kann unter Verwendung einer einzigen Quelle eines Strahls von Strahlungsenergie erreicht werden. Die Wirkfläche dieses Einzelstrahls kann zuerst auf einer Seite des Schlauchmaterials und dann auf der anderen Seite entlang einem Weg bewegt werden. Alternativ kann ein Einzelstrahl aufgespalten und umgelenkt werden, damit sich ein Teil des Strahls auf eine Seite des flachgelegten Schlauchmaterials richtet und ein zweiter Teil des Strahls auf die andere Seite des Schlauchmaterials richtet. Alternativ können zwei Quellen von Strahlungsenergie verwendet werden, wobei jede auf eine Seite des flachgelegten Schlauchmaterials gerichtet wird.
Wenn eine flache Struktur erwünscht wird, wird das wie oben beschrieben erhaltene Schlauchmaterial an einer oder beiden Kanten in konventioneller Weise aufgeschlitzt. Die flache Struktur kann dann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
Allgemein beginnen konventionelle wärmeschrumpfbare Folien bei einer Temperatur um die 50 bis 60ºC zu schrumpfen und ergeben einen maximalen Schrumpf bei einer Temperatur nahe ihrer Orientierungstemperatur, typischerweise 80 bis 98ºC.
Die Folie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, ist ein neues Produkt. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine wärmeschrumpfbare Folie geliefert, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist und eine Schwächungslinie mit verringerter Dicke, umsäumt von zwei Bereichen mit verstärkter Dicke, relativ zu der Dicke der unbehandelten Folie aufweist.
Die behandelte Folie, üblicherweise in Form von Schlauchmaterial, kann zu einem wärmeschrumpfbaren Beutel geformt werden. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein erfindungsgemäßes Verfahren geschaffen, bei dem die wärmeschrumpfbare Folienbahn nach Schaffung der Schwächungslinie zu einem Beutel geformt wird. Die Bildung des Beutels aus Schlauchmaterial oder aus Flächen aus Folienbahn kann nach konventionellen Verfahren erfolgen.
Die behandelte Folienbahn oder der aus der behandelten Folienbahn gebildete Beutel kann zum Verpacken von Waren verwendet werden. Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, in dem die nach dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt behandelte Folie oder der nach einem Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung hergestellte Beutel verwendet wird, um unter Vakuum eine Ware zu verpacken, und nachfolgend durch Erwärmen um die Ware herum geschrumpft wird.
Die Erfindung liefert auch in einem fünften Aspekt ein Produkt, das eine Ware umfaßt, die in einer nach dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellten Folie oder dem nach dem Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung hergestellten Beutel verpackt ist, die durch Erwärmen um die Ware herum geschrumpft sind.
Wenn die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene behandelte Folie nachfolgend zu einem Beutel geformt wird, ist es bevorzugt, wenn es einen Abstand von 1 bis 5 cm zwischen der Kante der Folie, die den Beutel bildet, und der Versiegelung gibt, die erzeugt wurde, um Schlauchmaterial oder Flachfolie in einen Beutel umzuwandeln. Das wird deshalb gemacht, damit der Beutel mit einer "Schürze" versehen ist, in die eine Kerbe gemacht werden kann, die im wesentlichen senkrecht zu der Siegelung und kontinuierlich mit der Schwächungslinie ist. Diese Ker be ermöglicht das leichte Beginnen des Reißens entlang der Schwächungslinie.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren illustriert.
Fig. 1 illustriert die in dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchbaren bevorzugten Folienstrukturen.
Fig. 2 illustriert eine typische Folie im Querschnitt nach Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch die bevorzugte Mehrschichtenstruktur mit einer Polyamidschicht 1 als Schicht, die zuerst durch den Laserstrahl 9 getroffen wird. Insbesondere bezieht sich diese Figur auf die bevorzugten fünfschichtigen oder siebenschichtigen Strukturen, wobei eine der EVA-Schichten 2, 4 durch eine LLDPE-Schicht 6 unterbrochen sein kann, Schicht 3 die Sperrschicht aus PVDC ist und Schicht 5 die grifffeste EMAA- Schicht ist.
In Fig. 2 ist der Bereich 10 der Bereich in dem Weg des Strahls mit Strahlungsenergie. Dieser ist an der Linie A-A auf eine Dicke im Bereich von etwa 50 um verringert worden. Die verdickten Bereiche 11 sind an den Linien B-B und C-C in der Dicke auf eine Dicke von um die 200 um erhöht worden. Die Dicke der unbehandelten Bereiche der Folie, Linie D-D, ist annähernd 120 um.
Es folgen Beispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1

Ein Strahl aus einem Monomoden-CO&sub2;-Laser mit einer Leistung von 10 bis 40 Watt wurde entlang einer Mehrschichtenfolie mit einem Wirkflächendurchmesser des Strahls von 200 bis 500 um fokussiert. Die Wellenlänge der durch den Laser emittierten monochromatischen Strahlung war 10,6 um.
Der Laser wurde so positioniert, daß der Strahl senkrecht auf die Ebene der Folienbahn gerichtet wurde, die unter dem Laser durchgeführt wurde. Die Geschwindigkeit der Folie wurde von null auf einen Wert von 200 ft/Min (1,016 m/s) erhöht.
Die geeigneten Ausgangsstrukturen zur Verwendung in dem oben beschriebenen Verfahren, um eine Schwächungslinie in dem fertigen Verpackungsmaterial zu erhalten, sind nachfolgend angegeben:
(a) eine Fünfschichtenstruktur mit einer Gesamtdicke von etwa 100 um, die nacheinander angeordnete Schichten aus Polyamid (α = 1,02 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α- = 1,58 · 10&sup4; m-1), PVDC (α = 2,13 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat- Copolymer (α = 1,67 · 10&sup4; m-1 Schicht) und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer (α = 1,78 · 10 m-1) mit den folgenden Schichtdicken umfaßte: 24/6/8/18/43 mm.
(b) eine Siebenschichtenstruktur mit einer Gesamtdicke von etwa 120 um, die nacheinander angeordnete Schichten aus Polyamid (α = 1,02 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α- = 1,58 · 10&sup4; m-1), PVDC (α = 2,13 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α = 1, 67 · 10&sup4; m-1 Schicht), Ethylen/α-Olefin-Copolymer (LLDPE) (α = 0,33 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α = 1,67 · 10&sup4; m-1 Schicht) und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer (α = 1,78 · 10&sup4; m-1) mit den folgenden Schichtdicken umfaßte: 25/6/8/6/25/7/43 mm.
(c) eine Siebenschichtenstruktur mit einer Gesamtdicke von etwa 120 um, die nacheinander angeordnete Schichten aus Polyamid (α = 1,02 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α- = 1,58 · 10&sup4; m-1), Ethylen/α-Olefin-Copolymer (LLDPE) (α = 0,33 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α- = 1,67 · 10 m-1 Schicht), PVDC (α = 2,13 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α = 1,67 · 10&sup4; m-1 Schicht) und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer (α = 1,78 · 10&sup4; m-1) mit den folgenden Schichtdicken umfaßte: 25/4/5/2/8/13/43 mm.
Eine Schemaansicht der resultierenden Folie ist in Fig. 2 illustriert.
Repräsentative Folien, die nach dem obigen Verfahren erhalten wurden, wurden getestet, um zu bestätigen, daß die Sauerstoffsperreigenschaften der Folien adäquat waren. Nahrungsmittelteile einschließlich frischem rotem Fleisch und Apfelschnit zen wurden unter Verwendung der Folie verpackt. Die verpackten Teile wurden in Abständen nach dem Verpacken auf Farbänderungen der verpackten Teile entlang der Schwächungslinien untersucht, da solche Farbänderungen das Vorhandensein von Oxidationsprozessen und somit eine Verschlechterung der Sperreigenschaften der behandelten Folien in Bezug auf die Ausgangsfolien gezeigt hätte. Die erhaltenen Resultate waren befriedigend.

Beispiel 2

Bei Verwendung eines Monomoden-CO&sub2;-Lasers mit einer Leistung von 10 bis 40 Watt, der fokussiert wurde, um einen Wirkflächendurchmesser des Strahls von 200 bis 500 um zu ergeben, auf der folgenden Vierschichtenstruktur: Ethylen/α-Olefin-Copolymer (VLDPE) (α = 4,21 · 10&sup4; m-1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α = 9,19 · 10&sup4; m-1), PVDC (α = 3,43 · 10&sup4; m-1) und Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (α = 9,19 · 10&sup4; m-1) mit einer Gesamtdicke von etwa 60 um und Partialdicken von etwa 12/26/6/16 um, wurde berechnet, daß ein Winkel von etwa 4º zwischen der Folie und dem Strahl am geeignetsten ist, um die gewünschte Schwächungslinie zu liefern, während die Sperreigenschaften der Originalstruktur aufrechterhalten bleiben, wenn die erste Schicht, auf die der Strahl fällt, die äußere Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht ist.

Claims

1, Verfahren zur Schaffung einer Schwächungslinie in einer kontinuierlichen Folienbahn mit einer oder mehreren Schichten, bei dem ein Strahl aus Strahlungsenergie auf die Bahn gerichtet wird, während die Wirkfläche des Strahls entlang der Bahn bewegt wird, um einen Weg auf der Bahn zu definieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie wärmeschrumpfbar ist und die Intensität, die Wellenlänge und der Einfallswinkel des Strahls und die Geschwindigkeit der Wirkfläche des Strahls entlang der Bahn so gewählt sind, daß das Material von der oder mindestens einer Schicht in einem zentralen Bereich entlang des Wegs der Wirkfläche des Strahls mindestens einen Teil der einfallenden Strahlungsenergie absorbiert und auf eine Temperatur bei oder über der Erweichungstemperatur des Materials gebracht wird und die Bereiche der Folie entlang der Randbereiche und unmittelbar neben dem zentralen Bereich des Wegs auf eine Temperatur auf oder über der Schrumpftemperatur der Folie, jedoch unter der Schmelztemperatur des Materials irgendeiner Schicht gebracht werden und im wesentlichen kein Verdampfen oder Abbau des Materials irgendeiner Schicht des Folienmaterials stattfindet, wodurch die Folie in dem zentralen Bereich in der Dicke verringert wird und die Folie in den Randbereichen in der Dicke verstärkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Folie zwei oder mehr Schichten umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Bereich der Folie auf dem Weg der Wirkfläche des Strahls auf eine Dicke von der 0,2- und 0,7-fachen Dicke der unbehandelten Folie verringert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Strahl aus Strahlungsenergie ein Laserstrahl ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Laserstrahl die Wellenlänge 10,6 um hat und von einer CO&sub2;-Quelle im Einzelmodus geliefert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Strahl aus Strahlungsenergie im wesentlichen senkrecht auf die Folie gerichtet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Folie aus sieben Schichten besteht, die im wesentlichen aus Polyamid, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, PVDC, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, LLDPE, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer in dieser Reihenfolge bestehen und bei dem die Polyamidschicht die erste Schicht ist, die von dem Strahl mit einfallender Strahlungsenergie erreicht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Folie aus sieben Schichten besteht, die im wesentlichen aus Polyamid, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, LLDPE, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, PVDC, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer in dieser Reihenfolge bestehen und bei dem die Polyamidschicht die erste Schicht ist, die von dem Strahl mit einfallender Strahlungsenergie erreicht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material von jeder Schicht in einem zentralen Bereich entlang des Wegs der Wirkfläche des Strahls etwas von der einfallenden Strahlungsenergie absorbiert und auf eine Temperatur bei oder über der Erweichungstemperatur des Materials gebracht wird.

10. Wärmeschrumpfbare Folie, die nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche erhältlich ist, die eine Schwächungslinie mit verringerter Dicke, umsäumt von zwei Bereichen mit verstärkter Dicke, relativ zu der Dicke der unbehandelten Folie aufweist.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem zusätzlich die behandelte Folienbahn zum Beutel geformt wird.

12. Wärmeschrumpfbarer Beutel, der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 11 erhältlich ist und mindestens eine Schwächungslinie mit verringerter Dicke, umsäumt von zwei Bereichen mit verstärkter Dicke, relativ zu der Dicke der unbehandelten Folie aufweist.

13. Verfahren zum Verpacken einer Ware, bei dem sie in eine Folie gemäß Anspruch 10 oder einen Beutel gemäß Anspruch 12 gepackt und erwärmt wird, um die Folie oder den Beutel um die Ware herum zu schrumpfen.

14. Produkt, das eine in eine Wärmeschrumpffolie gemäß Anspruch 10 oder einen wärmegeschrumpften Beutel gemäß Anspruch 12 verpackte Ware umfaßt.