DE69727700T2

DE69727700T2 - Mehrschichtfolie mit hoher gasundurchlässigkeit

Info

Publication number: DE69727700T2
Application number: DE1997627700
Authority: DE
Inventors: Peter Frisk
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: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: EP0958138A1; US6071626A; AU7623798A; DE69727700D1; EP0958138B1; WO1998024625A1; ATE259711T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochsperrendes Mehrschichtlaminatmaterial, das zum Verpacken von sauerstoffempfindlichen Produkten geeignet ist. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein hochsperrendes Mehrschichtlaminatmaterial, das eine Sauerstoff-Scavengerschicht umfaßt.
Verschiedene verpackte Produkte können aufgrund von Reaktionen mit Sauerstoff abbauen. Allgemein kommen die verpackten Produkte auf zwei Arten mit dem Sauerstoff in Kontakt. Erstens kann das verpackte Produkt den Behälter, in den es eingebracht ist, nicht vollständig füllen, wodurch ein Luftraum verbleibt. Dieser Luftraum umfaßt typischerweise Sauerstoff, der mit dem verpackten Produkt reagieren kann, woraus sich der obengenannte Abbau ergibt. Zweitens kann das verpacke Produkt mit Sauerstoff in Kontakt kommen, der aus der Umgebungsatmosphäre durch die Wände der Packung diffundiert.
Es sind einige Ansätze bekannt, um zu verhindern, daß das verpackte Produkt Sauerstoff ausgesetzt wird. Ein solcher Ansatz beinhaltet, daß ein Sauerstoff-Scavengerkissen in dem Behälter vorgesehen ist. Das Kissen enthält ein Sauerstoff-Scavengermaterial wie Eisen, Eisenoxid oder Hydroxid. Das Sauerstoff-Scavergermateriai reagiert mit Sauerstoff in dem Luftraum des Behälters sowie mit Sauerstoff, der durch die Wände des Behälters diffundiert.
Ein weiterer Ansatz betrifft die Modifizierung der Atmosphäre innerhalb des Behälters, um während des Verpackungsvorgangs soviel Sauerstoff wie möglich aus dem Behälter zu beseitigen. Dieser Ansatz vernachlässigt aber die Tatsache, zu Sauerstoff nach Abschluß des Verpackungsvorgangs durch die Behälterwände dringen kann.
Ein anderer Ansatz betrifft den Einschluß eines Sauerstoff-Scavengermaterials in die Wände der Packung. Mehrere Patentschriften bezüglich dieses Ansatzes umfassen die US-Patentschriften Nr. 4, 536, 409; 5, 021, 515; 5, 049, 624 und 5, 350, 622.
Die vorliegende Erfindung ist ein Mehrschichtlaminatmaterial zum verpacken von Nahrungsmitteln, das eine Sauerstoff-Scavengerschicht umfaßt. Erfindungsgemäß weist das Material eine Produktkontaktschicht, die aus einem linearen Niederdruck-Polyethylen besteht, eine erste Kleberschicht, die auf der Produktkontaktschicht angeordnet ist und aus einem Kleber und einem Sauerstoff-Scavengermaterial besteht; eine Sperrschicht, die aus EVOH besteht und auf der ersten Kleberschicht angeordnet ist; eine zweite Kleberschicht, die aus einem Kleber und Ruß besteht und auf der Sperrschicht angeordnet ist, sowie eine Versiegelungs- und Dekorationsschicht auf, die aus einem linearen Niederdruck-Polyethylen und TiO₂ besteht und auf der zweiten Kleberschicht angeordnet ist.
Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung verschiedener Laminate mit Sauerstoff-Scavengermaterialien deutlich, die beim verpacken von Nahrungsmitteln verwendet werden können. Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; darin zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Laminats, das eine Packung bilden könnte, die ein sauerstoffempfindliches Produkt enthält; und
2 eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Laminats nach der Erfindung zur Verwendung beim Bilden einer Verpackung, die ein sauerstoffempfindliches Produkt enthält.
Bei Systemen für die Umgebungstemperaturverteilung von Nahrungsmittel muß das Nahrungsmittel gegen drei Abbauquellen zu schützen. Diese Abbauquellen umfassen Mikrobiologisches, Sauerstoff und Licht. Aseptische Systeme auf der Basis von H₂O₂ in Kombination mit der Verwendung von Aluminiumfolie sind gegenwärtig die kostenwirksamsten Lösungen, um mit diesen Anwendungen fertigzuwerden. Dagegen ist in 1 eine Ausführungsform einer Laminatstruktur veranschaulicht, die zur Verwendung beim Bilden einer Verpackung geeignet ist, die ein sauerstoffempfindliches Produkt enthält.
1 veranschaulicht eine Materialstruktur, die beispielsweise beim Bilden von flexiblen Beutelbehältern oder extrusionsblasgeformten Behältern verwendet werden kann. Koextrudierte Mehrschichtfilme wie der hier dargelegte bieten einen kostenwirksamen Weg, um Materialien herzustellen, die wärmeversiegelbar sind und hochsperrende Eigenschaften zeigen. Herkömmlicherweise waren die Sperrleistung und die Kosten dieser Filme nicht kompetitiv gegenüber Aluminiumfolie, da selbst die besten Sperrpolymere nicht wie Aluminiumfolie als eine absolute Sperre funktionieren. Allerdings macht die Beigabe einer Lichtsperrschicht und einer Sauerstoff-Scavengerschicht das veranschaulichte Material gegenüber Aluminumfolie bei den oben beschriebenen Anwendungen sehr kostenkompetitiv, wobei es dennoch hochsperrende Eigenschaften vorsieht.
Das Laminat von 1 hat mehrere Schichten, die alle koextrudiert sein können. Eine Produktkontaktschicht 140 mit einem heißsiegelbaren Polymer ist in der Materialstruktur vorgesehen. Ein Kleber und ein Sauerstoff-Scavenger sind in einer Scavenger-Schicht 142 kombiniert, die außen an der Scavenger-Schicht 142 angeordnet ist. Zusätzlich befindet sich eine Sperrpolymerschicht 146 außen an der Scavenger-Schicht 142. Ein Kleber und ein Lichtsperrmaterial befinden sich in einer Schicht 148, die außen an der Sperrpolymerschicht 146 angeordnet ist. Schließlich befindet sich eine äußere Versiegelungs- und Dekorationsschicht 152, die beispielsweise ein Farbpigment enthalten kann, außerhalb der Lichtsperrschicht 148. Die äußere Versigelungsschicht 152 befindet sich an der Außenseite der Materialstruktur.
Eine ökonomische Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen einer Sperrschicht auf ein Substratmaterial sind in der internationalen Patentveröffentlichung WO 97/10147 dargelegt, auf die Bezug genommen wird.
Verschiedene Kleber können verwendet werden. Beispielsweise können ein modifiziertes Ethylencopolymer oder Polyurethankleber geeignet sein. Ein für eine solche Verwendung geeigneter Polyurethankleber wird unter dem Namen NC 253 A mit dem Koreaktanten CA 3346 von Novacote International, Hamburg, Deutschland verkauft. Ein Beispiel eines modifizierten Ethylencopolymeren ist das funktionelle Anhydrid-LLDPE, das von DuPont und dem Handelsnamen Bynel CXA geliefert wird.
Mehrere unterschiedliche Sauerstoff-Scavengermaterialien können in der Sauerstoff-Scavengerschcht 142 verwendet werden. Ein solches Material ist ein ABPA-Additiv, das von Amoco erhältlich ist. Ein weiteres bevorzugtes Sauerstoff-Scavengermaterial ist AMOSCRB, das von Amoco erhältlich ist. Eine typische Menge eines solchen Sauerstoff-Scavengers, die in der Schicht 142 benötigt wird, um die gleiche Sperrleistung wie Aluminiumfolie für bis zu einem Jahr zu gewährleisten, liegt typischerweise bei 0,1–1 g/m². Feuchtigkeit ist der Auslösermechanismus für Sauerstoff-Scavenger, und dadurch sind sie für Behälter für flüssige Nahrungsmittel besonders geeignet. Die Sperrpolymerschicht 146 kann zusätzlich etwas CaCO₃-Mineralfüllstoff enthalten, um die Kosten zu reduzieren.
Weiteres geeignetes Sauerstoff-Scavengermaterial kann aus einem oder mehreren Materialien ausgewählt sein, die folgendes umfas sen: ein Material auf Eisenbasis; eine organische Verbindung und/oder eine biologisch aktive Verbindung. Beispiele von Verbindungen auf Eisenbasis umfassen FeO_x, reines Eisen und Fe_xO_z(OH)_I. Solche Materialien auf Eisenbasis ermöglichen, daß die Sauerstoff-Scavengerschicht des Laminats zu einem Zeitpunkt vor oder gleichzeitig mit dem Füllen einer aus dem Laminat geformten Verpackung feuchtigkeitsaktiviert wird. Das Laminat kann beispielsweise vor oder gleichzeitig mit dem Füllvorgang für einen vorbestimmten Zeitraum, der ausreicht, um das Material auf Eisenbasis zu aktivieren, in eine Umgebung mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit gesetzt werden. Vor einem solchen Zeitpunkt kann das Laminat unbegrenzt an einem Ort relativ niedriger Feuchtigkeit gelagert werden. Ein weiteres Sauerstoff-Scavengermaterial, das zur Verwendung in dem vorliegenden Laminat geeignet ist, ist ein als OXYGUARD bekanntes Material, das von Toyo Kaisha, Yokohama, Japan erhältlich ist.
Verschiedene organische Materialien und Verbindungen sind, sowohl alleine als auch in Kombination, ebenfalls zur Verwendung in der Sauerstoff-Scavengerschicht geeignet. Beispielsweise können gemahlenes Seegras und/oder gemahlene Teeblätter geeignet sein. Ebenso kann ein Reisextrakt wie der in der US-Patentschrift Nr. 5,346,697 offenbarte verwendet werden.
Monomere und kurzkettige Polymere z. B. aus Polypropylen und/oder Polyethylen sind ebenso geeignet. Wenn ein kurzkettiqes Polymer verwendet wird, dann wird eine selektive Aktivierung der Sauerstoff-Scavengerschicht möglich, indem das Laminat beispielsweise mit UV-Licht oder Elektronenstrahlemissionen bestrahlt wird. wenn eine Beschleunigung des Sauerstoff-Scavengervorgangs erwünscht ist, kann die Scavengerschicht sowohl ein organisches Material als auch ein Material auf Eisenbasis umfassen.
Die vorliegende Erfindung ist in der in 2 veranschaulichten Struktur verkörpert. Bei dieser Struktur ist die Produktkontaktschicht 140 aus LLDPE gebildet. Die Sperrschicht 146 ist aus EVOH gebildet. Außerdem umfaßt die Lichtsperre 148 Ruß.
Schließlich ist die äußere Versiegelungs- und Dekorationsschicht 152 aus LLDPE gebildet und umfaßt TiO₂.

Claims

Laminatmaterial zur Verwendung beim Verpacken von sauerstoffempfindlichen Nahrungsmitteln, das folgendes aufweist: eine Produktkontaktschicht (140), die aus einem linearen Niederdruck-Polyethylen besteht; eine erste Kleberschicht (142), die auf der Produktkontaktschicht angeordnet ist und aus einem Kleber und einem Sauerstoff-Scavengermaterial besteht; eine Sperrschicht (146), die aus EVOH besteht und auf der ersten Kleberschicht angeordnet ist; eine zweite Kleberschicht (148), die aus einem Kleber und Ruß besteht und auf der Sperrschicht angeordnet ist; sowie eine Versiegelungs- und Dekorationsschicht (152), die aus einem linearen Niederdruck-Polyethylen und TiO₂ besteht und auf der zweiten Kleberschicht angeordnet ist.
Material nach Anspruch 1, bei welchem das Sauerstoff-Scavengermaterial eines aus folgendem aufweist: ein Material auf Eisenbasis, eine organische Verbindung und eine biologisch aktive Verbindung.
Material nach Anspruch 2, bei welchem das Scavenger-Material ein Material auf Eisenbasis ist, das aus reinem Eisen, FeO_x und Fe_xO_z(OH)_I ausgewählt ist.
Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Menge an Scavenger-Material in der ersten Kleberschicht (142) 0,1–1,0 g/m² beträgt.