DE69936005T2

DE69936005T2 - Mehrschichtverpackungsmaterial und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE69936005T2
Application number: DE69936005T
Authority: DE
Inventors: Piter Chiyoda-ku FRISK; Norio Chiyoda-ku KOBAYASHI; Hiroaki Chiyoda-ku OGITA
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: AU771712B2; WO2001019611A1; AU5651499A; EP1232856A1; KR20020039672A; EP1232856B1; EP1232856A4; DE69936005D1; CN1290698C; US6872459B1; CN1379714A; KR100674777B1; JP4424716B2

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein laminiertes Verpackungsmaterial, das aus einer Kernschicht, wie Papier oder Pappe, einer qualitätserhaltenden Schicht, die Nylon-MXD6 (Metaxylendiamin-Adipinsäure-Kondensationspolymer) enthält und auf die innere Oberfläche der Kernschicht extrusionsbeschichtet und laminiert ist, und einer innersten Schicht, die heißsiegelbares lineares Polyethylen niedriger Dichte mit einer engen molekularen Gewichtsverteilung enthält, besteht, sowie das Verfahren zur Herstellung des Verpackungsmaterials.
Stand der Technik
Ein elastisches laminiertes Verpackungsmaterial wird über viele Jahre zur Verpackung flüssiger Nahrungsmittel verwendet. Der Verpackungsbehälter für Milch, Saft, japanischen Sake, weißen Branntwein, Mineralwasser und andere Getränke wird nach den folgenden Schritten zu dem Behälter der Endform hergestellt: Der Schritt des Ausbildens des bahnförmigen Verpackungsmaterials, das Rillenlinien aufweist, in Fasersubstrate (z. B. Papier usw.)/Kunststofflaminat durch die Längssiegelung in der Faserrichtung an der Röhrenform, der Schritt des Einfüllens flüssiger Nahrungsmittel in das zu der Röhrenform ausgebildete Verpackungsmaterial, der Schritt des Quersiegelns in der Querrichtung des röhrenförmigen Verpackungsmaterials, der Schritt des Ausbildens in erster Form, wie ein Polster oder ein Kissen, der Schritt des getrennten Schneidens in festgelegtem Abstand, wenn sich das Verpackungsmaterial in einer Bahnform befindet, der Schritt des Faltens entlang einer Ril lenlinie. Die Endform umfasst eine Ziegelsteinform (Quaderform), eine Sechsecksäule, eine Achtecksäule, eine Zehnecksäule, eine Tetraederform usw. Das Material eines Fasersubstrats ist in vielen Fällen eine Pappe.
Der Papierverpackungsbehälter einer Giebelform wird nach Schritten erzielt, bei denen Papierverpackungsmaterial zu vorgegebener Form geschnitten wird, wobei die Schachtelzuschnitte, die in Längsrichtung zu Behältern versiegelt werden, erzielt werden, der Behälter nach dem Versiegeln der Böden der Schachtelzuschnitte in einer Befüllungsmaschine mit dem Getränk aus Kuhmilch und Saft von der oberen Öffnung aus befüllt wird und der obere Teil versiegelt wird. Die Gestaltung des Erscheinungsbilds eines Verpackungsprodukts wird auf die Vorderseite des Verpackungsmaterials gedruckt.
In Bezug auf das herkömmliche laminierte Verpackungsmaterial, das für das Papierverpackungsprodukt verwendet wird, sind Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)/Druckfarbenschicht/Papierkernschicht (Faserträgerschicht)/LDPE/Aluminiumfolie (Gassperrschicht)/LDPE/LDPE, LDPE/Druckfarbenschicht/Papierkernschicht/LDPE/LDPE, Druckfarbenschicht/LDPE/Papierkernschicht/LDPE/LDPE, LDPE/Druckfarbenschicht/Papierkernschicht/LDPE/Aluminiumfolie/Polyester (PET) usw. bekannt. Sie finden eigentlich inzwischen breite Verwendung.
Im Allgemeinen wird das vorgenannte Laminat zum Verpacken nach den Schritten hergestellt, bei denen die Rohpapierrolle aus einer Papierkernschicht in eine Druckmaschine geführt wird, die Rohpapierseite bedruckt wird, das bedruckte Papier wieder um eine Rollenform gewickelt wird, das Papier von der Rolle zu einem Extrusionslaminator geschickt wird und geschmolzenes Po lyolefin (zum Beispiel LDPE usw.) von einer Extrudiervorrichtung an die Rohpapierseite extrudiert wird, wobei, wenn Gassperrschichten (Aluminiumfolie usw.) enthalten sind, das geschmolzene Polyolefin außerdem mit Laminierbeschichtung zwischen die Gassperrschicht extrudiert wird. Beim Laminieren der vorgenannten Gassperrschichten oder Hinzufügen der Funktionsschicht weiterer anderer, werden Schichten nicht auf ein Mal sondern getrennt laminiert, wobei jeweils Teillaminate hergestellt werden und diese vorübergehend zu einer Rollenform geformt werden, nachfolgend das Teillaminat laminiert wird und das Endlaminat erzielt wird.
In Bezug auf jede Schicht des vorgenannten Laminats zum Verpacken weist jede jede Funktion und jedes Merkmal auf. Kunststoffbeschichtung für Flüssigkeitsdichtigkeit wird auf den beiden Seiten der faserigen Kernschicht aus Papier oder Pappe, die zu einem Verpackungsbehälter ausgebildet wird, ausgebildet. Die Kunststoffbeschichtung schützt eine Flüssigkeit absorbierende faserige Kernschicht wirksam vor der Osmose durch die Feuchtigkeit. Die laminierte Außenschicht verleiht dem Verpackungsmaterial normalerweise die hervorragende Heißsiegelbarkeit und besteht aus thermoplastischem Material, wie einem Polyethylen niedriger Dichte, wie oben erwähnt.
Dem laminierten Verpackungsmaterial, das lediglich aus Papier oder der Pappe und der vorgenannten thermoplastischen Außenschicht besteht, fehlt es jedoch an einer mechanischen Festigkeit und es ist der Sperre gegen das Gas (im Besonderen Sauerstoffgas) von der Außenseite eines Behälters unterlegen. Wenn ein flüssiges Nahrungsmittel Fruchtsaft aus Zitrusfrüchten usw. ist und bei gewöhnlicher Temperatur über einen langen Zeitraum konserviert wird, werden die Aromaerhaltung und Sauerstoffsperre für den Wohlgeruch und Geschmack bei dem Verpa cken benötigt. Da Sauerstoff durch die Wand des Kartons hindurchdringt, verliert ein flüssiges Nahrungsmittel den vorgenannten Nährwert. Normalerweise wird eine Gassperrschicht, auch qualitätserhaltende Schicht genannt, zu einem Laminat hinzugefügt, um Permeation des Sauerstoffs in den Karton zu verringern und Verschlechterung eines Nährstoffs, wie Vitamin C, zu minimieren.
Wie oben erwähnt, werden zur Wahrung der Qualität eines Inhaltsprodukts eine Funktion zum Verhindern, dass das Aroma, der Geschmack eines Inhaltsprodukts usw. Verpackungsmaterial durchdringt und nach außen leckt, und eine Funktion zum Verhindern, dass das Verpackungsmaterial in Kontakt mit einem Inhaltsprodukt das Aroma, den Geschmack usw. absorbiert, oder die Aromaerhaltung zum Verhindern, dass ein Fremdstoff usw. aus dem Verpackungsmaterial heraus in ein Inhaltsprodukt sickert und das Aroma, den Geschmack usw. beeinträchtigt, und die Gassperre, die das Inhaltsprodukt vor dem Gas (Sauerstoffgas usw.), das die Qualität des Inhaltsprodukts beeinträchtigt, schützt, bei der Wand aus laminiertem Material eines Verpackungsbehälters für das Verpackungsmaterial benötigt. Das Verpackungsmaterial, das in vollem Umfang die Funktion, eine Aromaerhaltung und eine Gassperre aufweist, ist wünschenswert.
Das Material mit den exzellenten Sauerstoffgassperren, wie Aluminiumfolie, EVOH (Polyethylenvinylalkohol) und PVOH (Polyvinylalkohol) und eine Aufdampfschicht aus anorganischem Oxid, ist als Gassperrenmaterial bekannt, das dem Verpackungsmaterial die Gassperre verleiht.
Des Weiteren ist unter Kühlbedingungen von ungefähr 10 bis 4°C in jüngsten Jahren zu bevorzugen, dass ein Qualitätslagerzeitraum (Haltbarkeit) verlängerbar ist. Es ist wünschenswert, die Nahrung und Qualität von Inhaltsprodukten, wie Vitamin C, nach der Lagerung für ungefähr 6 bis 8 Wochen bei 7 bis 4°C oder ungefähr 10 bis 12 Wochen oder mehr bei ungefähr 8°C zu wahren.
Jedoch erleidet bei dem herkömmlichen Gassperrmaterial der Inhalt des Produkts in einem Verpackungsbehälter Schaden durch einige Mängel. Darüber hinaus ist es aus Sicht der Umwelt und der Wiederverwertung an der Zeit, Aluminiumfolie durch anderes Gassperrmaterial zu ersetzen.
Die Aluminiumfolie ist als ein Sperrmaterial wirksam. Da die Verwendung einer Aluminiumfolie wahrscheinlich die Sorge um die Umwelt hervorbringt, wurden verschiedene Versuche unternommen, bei denen die praktische Alternative zu einer Aluminiumfolie entwickelt wird. Die Alternative weist die Sperre auf, die bei Sauerstoffgas und Aroma exzellent war und nach der Verwendung leicht verschrottet werden kann.
Die Verwendung der Aufdampfschicht aus einem anorganischen Oxid für das Verpackungsmaterial für Papierbehälter als eine Alternative für eine Aluminiumfolie wurde vorgeschlagen ( JP Y 05-28190 , JP T 08-500068 und JP A 06-93120 ). Durch solches Verpackungsmaterial kann der Papierbehälter, der eine Gassperre (Sauerstoffsperre) aufweist, bereitgestellt werden. Sie reichen jedoch für die vorgenannte Aromaerhaltung oder Qualitätserhaltungsfähigkeit nicht aus. Da die Aufdampfschicht aus einem anorganischen Oxid keine mechanische Festigkeit aufweist, aber eine aufgedampfte Substratschicht mechanische Festigkeit wahrt, soweit die aufgedampfte Substratschicht kein Multifunktionsmaterial ist, ist es notwendig, Verpackungsmaterial zu einer exzessiven Schichtstruktur auszubilden. Unter dessen nehmen die Materialmenge an Verpackungsmaterial, die Umweltbelastung und die Herstellungskosten zu.
Die Sperrpolymere, wie EVOH, PVOH usw., als ein Gassperrmaterial der Verpackung für Nahrungsmittel sind sehr empfindlich gegenüber der Feuchtigkeit und die Sperre gegenüber Sauerstoffgas geht in den feuchten Atmosphären schnell verloren. Daher ist es durch ein anderes Polymer, wie zum Beispiel die Polyethylenschicht, die die Wasserundurchlässigkeit aufweist, erforderlich, die Sperrschicht so zu laminieren, dass Gassperrschichten, wie EVOH und PVOH, umgeben werden können. Bei der Herstellung des Verpackungsmaterials, das EVOH, PVOH usw. als eine Gassperrschicht enthält, ist es notwendig, Verpackungsmaterial als ein mehrschichtiges Laminat zu bilden, das zwei unverzichtbare äußere Schutzschichten aufweist, die die Gassperrschicht umschließen. Die Herstellungskosten werden durch die Herstellung erhöht.
Um die Sperre einschließlich Aromaerhaltung Verpackungsmaterial oder einer Folie zu verleihen, werden herkömmlicherweise viele Techniken vorgeschlagen, um Polyamid (z. B. Nylon) auf Verpackungsmaterial oder eine Folie zu laminieren. ( JP A 51-41078 , JP A 58-160244 , JP A 03-49953 , JP A 04-179543 , JP A 05-50562 , JP A 05-261874 , JP A 06-80873 , JP A 06-305086 usw.).
JP A 51-41078 (Anmelder: International Paper) zeigt das Laminat für Papierbehälter an, das die laminierte Struktur aus äußerster thermoplastischer Polyethylenschicht/Papiersubstratschicht/Nylon-Folienschicht/innerster thermoplastischer Polyethylenschicht aufweist.
JP A 58-160244 (Anmelder: Asahi Chemical Industry) offenbart den Sperrpapierbehälter, von dem Laminierstrukturen die äußere Nylon enthaltende Sperrfolie/Papier/innere Nylon enthaltende Sperrfolie sind.
JP A 03-49953 (Anmelder: Solvey) offenbart den Gassperren-Laminierkomplex für Behälter, der durch die Folie (das Kondensationspolymer aus Metaxylendiamin und Adipinsäure (aliphatische Alpha-, Omega-Dicarbonsäure), sogenanntes Nylon-MXD6) und das Papiersubstrat laminiert ist. Das Kondensationspolyamid-Polymer aus Metaxylendiamin und Adipinsäure wird „Nylon-MXD6" genannt. Das Polyamid ist halbkristallines Polyamid. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Polyamid weist das Polymer im Besonderen die ausgezeichnete Gassperre gegenüber Sauerstoffgas, hohe Dehnung, gute Biegefestigkeit, hohe Zugfestigkeit, hohe Glasübergangstemperatur, einen niedrigen Wasserabsorptionskoeffizienten usw. auf.
JP A 04-179543 (Anmelder: Dai Nippon Printing) schlägt den Sperrverbindungs-Papierbehälter vor, dessen laminierte Strukturen wenigstens die Papiersubstratschicht//die vorgenannte Nylon-MXD6-Schicht//die innerste Polyolefin-Haftfähigkeitsschicht sind.
JP A 05-229070 (Anmelder: Westvaco) offenbart das Verpackungslaminat aus einer Papp-Tragschicht und amorphem Polyamid und einer innersten heißsiegelbaren Polyolefinschicht. Die Hauptmängel des Verpackungslaminats bestehen darin, dass es keine gute Gassperre durch ökonomische Polymerschichtdicke aufweist, wenn die Haltbarkeit verlängert wird. Das heißt, dass eine Schichtdicke dick ist.
EP 0 630 745 A1 offenbart ein laminiertes Material zum Verpacken von Nahrungsmitteln, das eine Pappschicht, eine Sperrschicht und eine heißsiegelbare Schicht umfasst, wobei die qualitätserhaltende Schicht ein mit einem Polyamidharz (einem Nylon) gemischtes Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH) umfasst und die innerste Schicht ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) enthält. Die qualitätserhaltende Schicht ist direkt an die Kernpapierschicht laminiert.
JP A 05-50562 (Anmelder: Dai Nippon Printing) schlägt den Sperrverbindungs-Papierbehälter vor, dessen laminierte Struktur die Papiersubstratschicht//halbaromatisches Polyamid, das aus Copolymer aus aliphatischem Polyamidbestandteil und aromatischem Polyamidbestandteil besteht, ist.
JP A 05-261874 (Anmelder: Okura Industrial) schlägt die Koextrusions-Mehrschicht-Verpackungsfolie vor, die die Polyamid-Harz-Mischungs-Schicht aus Xylendiaminpolyamid, wie Nylon-MXD6, und anderem Polyamid, wie Nylon-6, die modifizierte Polyolefinhaftschicht und die Polyolefinschicht umfasst.
JP A 06-80873 (Anmelder: Ube Industries) schlägt die Harzzusammensetzung für Sauerstoffsperr-Verpackungsfolien vor, wobei das Schichtsilikat (sogenanntes Nanoclay) gleichmäßig auf aliphatisches Polyamidharz und aromatisches Polyamidharz verteilt ist. Das Ergebnis des Erzielens des Harzverbundstoffs (Verpackungsbehälter) mit der Zähigkeit aliphatischen Polyamids und den Zugeigenschaften und der Sauerstoffgassperre eines aromatischen Polyamids und des Nanoclays wird gezeigt.
JP A 06-305086 (Anmelder: Mitsubishi Chemical) zeigt den Papierbehälter an, der aus biaxial dehnbarer Folie, die die Schicht, die aus einer Mischung aus aromatischen Polyamiden, wie Nylon-MXD6, besteht, enthält, sowie aus zwei Schichten aus aliphatischem Polyamid und einer Papierschicht besteht.
JP A 06-305086 beschreibt das Laminat aus der biaxial dehnbaren Polyamidfolie und der Papierschicht und die Polyamidfolie besteht aus wenigstens zwei Polyamidschichten und wenigstens einer Schicht, die Nylon-MXD6 enthält. Durch das Trockenlaminierverfahren oder die Extrudierlaminierung unter Verwendung eines Haftmittels wird die biaxial gedehnte Folie auf eine Papierschicht laminiert. Die Biaxialfolie wird vorab beispielsweise gemäß dem Schritt des Ausführens des Blasfolienformens und dann des Schritts des Laminierens in andere Schichten hergestellt.
Bei den Laminaten, die gemäß den Schritten erzielt wurden, muss ein Urethanhaftmittel oder ein Acrylhaftmittel, ein Polyesterhaftmittel zwischen der Papierschicht und der Polyamidschicht verwendet werden. Zum Erzeugen des Laminats benötigen die Schritte mehr und/oder verschiedene Materialien, was daher zu höheren Produktionskosten und starker Umweltbelastung führt. Des Weiteren ist wahrscheinlich die Haftung zwischen der Papierschicht und der Polyamidschicht bei dem Laminat nicht gut. Der Grund besteht darin, dass die Oberfläche der vorgefertigten Folie durch Oxidierung gehärtet wird und nicht leicht durch Extrudieren an der Verbindungsschicht angebracht wird. Da die Vorfertigungsschritte der biaxial gedehnten Folie im Besonderen bei der Herstellung des Laminats benötigt werden, wird das Verfahren zur Herstellung komplizierter und weist eine niedrige Kosteneffizienz auf.
Normalerweise ist das Polyethylen von laminiertem Material, das bei einem Papier-Verpackungsbehälter für flüssige Nahrungsmittel verwendet wird, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und ist im Besonderen Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte. Der Bestandteil niedrigen molekularen Gewichts, der in dem Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte einer innersten Schicht enthalten ist, blutet in den Inhalt in einem Papierverpackungsbehälter, und bei Konservierung über einen langen Zeitraum kann sich der Geschmack des Inhalts ändern. Bei dem Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, das unter Verwendung eines Ziegler-Katalysators erzielt wurde, blutet, wenn ein Schmiermittel zur Verbesserung hoher Siegeltemperatur und schlechter Bearbeitbarkeit hinzugefügt wird, das Schmiermittel in ein Inhaltsprodukt und setzt den Geschmack herab.
Der Papierverpackungsbehälter, der das lineare Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) für eine innerste Schicht verwendet, wird vorgeschlagen ( JP A 62-78059 , JP A 60-99647 usw.). Das lineare Polyethylen niedriger Dichte ist sehr exzellent bei Schlagfestigkeit, Reißfestigkeit, Kaltsprödigkeit, Heißsiegelverstärkung, Heißetikettierart usw. Da jedoch die Heißsiegel-Anfangstemperatur im Vergleich zu LDPE, EVA oder einem Ionomer etwas hoch ist, ist das lineare Polyethylen niedriger Dichte bei Umwandlungseigenschaften unterlegen.
Andererseits wird der Papierverpackungsbehälter, der das Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer (sogenanntes Metallocen-PE oder mLLDPE), das mit dem Metallocen-Katalysator polymerisiert ist, für eine innerste Schicht verwendet, vorgeschlagen. ( JP A 07-148895 , JP A 08-337237 , JP A 09-29868 , JP A 09-52299 , JP A 09-76435 , JP A 09-142455 , JP A 09-86537 , JP A 9-76375 usw.). Das Metallocen-PE, das gemäß der Tieftemperatursiegelbarkeit, der Folienbearbeitbarkeit und einer engen molekularen Gewichtsverteilung auf einen Behälter aufgetragen wird, ist bekannt ( WO 93/08221 , Bezug „Plastic", Bd. 44 Nr. 1, S. 60, Bezug „Chemistry Economy", Bd. 39 Nr. 9, S. 48, Bezug „Plastic", Ed. 44 Nr. 10, S. 83). Jedoch werden, auch wenn das Metallocen-PE die Tieftemperatursiegelbarkeit und die niedrige Konzentration des Bestandteils niedrigen molekularen Gewichts aufweist, Extrusi onsbeschichtungseigenschaften von allem Metallocen-PE bei der Herstellung von Verpackungsmaterial nicht notwendigerweise gezeigt, weshalb die gute Leistung bei den Umwandlungseigenschaften nicht gezeigt wird. Das heißt, dass praktische Extrusionsbeschichtung durch Verwendung des normalen Metallocen-PE nicht erzielt werden kann.
Offenlegung der Erfindung
Der Zweck ist das Bereitstellen des Verfahrens zur Herstellung von laminiertem Verpackungsmaterial, das ausgezeichnet bei der Aromaerhaltung und der Gassperre ist und bei dem praktische Extrusionsbeschichtung aus zwei oder mehr Basisschichten an der Papierkernschicht laminiertes Verpackungsmaterial effizient umwandeln kann.
Darüber hinaus besteht der Zweck dieser Erfindung darin, das laminierte Papierverpackungsmaterial bereitzustellen, das innerhalb eines breiten Bereichs der Siegeltemperatur von erhöhter Temperatur bis zu niedriger Temperatur gut siegeln kann, wodurch das Einfüllen der Packmenge in einen Papierverpackungsbehälter leicht ist, und schnell heißsiegeln kann und ohne den Einfluss der Temperatur von Inhaltsprodukten siegelt.
Des Weiteren besteht der Zweck dieser Erfindung darin, das laminierte Verpackungsmaterial bereitzustellen, das mögliches Extrusionsbeschichten, hohe Kosteneffizienz, die hervorragende mechanische Festigkeit des Behälters, die dünne Papierkernschicht, die niedrige Umweltbelastung und einen breiten Heißsiegeltemperaturbereich aufweist.
In einer gekühlten Konservierungsumgebung besteht ein anderer Zweck dieser Erfindung darin, das Verpackungsmaterial zur Her stellung des Verpackungsbehälters zu verwirklichen, das für die Lagerung von Fruchtsaft usw. im Besonderen auch dann, wenn die Haltbarkeit um 6 bis 10 Wochen verlängert wird, geeignet ist.
Die vorgenannten Zwecke werden durch diese Erfindung verwirklicht.
Das laminierte Verpackungsmaterial dieser Erfindung ist ein laminiertes Material zum Verpacken von Nahrungsmitteln 10, das wenigstens aus einer Papierkernschicht 11, einer qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12, die auf die Innenseite der Kernschicht laminiert ist, und einer heißsiegelbaren innersten Schicht 13 besteht.
Das laminierte Verpackungsmaterial dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die qualitätserhaltende Zwischenschicht umfasst: ein extrusionsbeschichtbares Mischpolymer, das 50 bis 95% des Polymerbestandteils A aus Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure und 5 bis 50% des Polymerbestandteils B aus Nylon-6 (PA-6), Nylon-66 (PA-66), die Mischung (PA-6/66) mit Nylon-6 und Nylon-66 enthält, wobei die qualitätserhaltende Zwischenschicht direkt auf die Kernschicht extrudiert und laminiert wird, und die innerste Schicht wenigstens das lineare Polyethylen niedriger Dichte enthält, das eine enge molekulare Gewichtsverteilung hat, und das die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,910 bis 0,925 g/cm³, 100 bis 122°C Spitzenschmelzpunkt, Schmelzindex von 5 bis 20 g/10 min., Quellverhältnis (SR) von 1,4 bis 1,6 und 5 bis 50 μm Schichtdicke hat.
Das Mischpolymer besteht bei der immer noch bevorzugten Ausführung bei dieser Erfindung vorzugsweise aus 60 bis 90 Gew.-% Nylon-MXD6, wobei 70 bis 80 Gew.-% stärker zu bevorzugen sind, und 40 bis 30 Gew.-% Nylon-6, wobei 30 bis 20 Gew.-% stärker zu bevorzugen sind.
Das Herstellungsverfahren dieser Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung des Laminiermaterials 10 zum Verpacken von Nahrungsmitteln, das wenigstens aus der Papierkernschicht 11, der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12, die auf die Innenseite der Kernschicht laminiert ist, und der heißsiegelbaren innersten Schicht 13 besteht.
Das Herstellungsverfahren ist gekennzeichnet durch direktes Extrusionsbeschichten auf die Kernschicht des Mischpolymers aus 50 bis 95% des Polymerbestandteils A aus dem Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure und 5 bis 50% Polymerbestandteil B aus Nylon-6 (PA-6) oder Nylon-66 (PA-66) oder der Mischung (PA-6/66) mit Nylon-6 und Nylon-66, um die qualitätserhaltende Zwischenschicht zu laminieren, und Koextrudieren des folgenden siegelbaren Polymers gleichzeitig mit vorgenanntem Mischpolymer oder Extrudieren des folgenden heißsiegelbaren Polymers nach dem Extrusionsbeschichten, um die heißsiegelbare innerste Schicht 13 zu laminieren:
das heißsiegelbare Polymer, das wenigstens das lineare Polyethylen niedriger Dichte enthält, das eine enge molekulare Gewichtsverteilung hat, und das die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,910 bis 0,925 g/cm³, 100 bis 122°C Spitzenschmelzpunkt, Schmelzindex von 5 bis 20 g/10 min., Quellverhältnis (SR) von 1,4 bis 1,6 und 5 bis 35 μm Schichtdicke hat.
Bei der wünschenswerten Ausführung des Herstellungsverfahrens dieser Erfindung wird die qualitätserhaltende Zwischenschicht aus dem Mischpolymer, das das Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure und Nylon-6 (PA-6) enthält, auf die Kernschicht aus Papier oder Pappe laminiert und die qualitätserhaltende Zwischenschicht wird auf eine Kernschicht mit einer heißsiegelbaren innersten Schicht durch die Koextrusionsbeschichtung laminiert.
Normalerweise ist die Papierkernschicht, die bei dieser Erfindung verwendet werden kann, aus einem Kraftzellstoff hergestellt und weist die hervorragende Verstärkung und hervorragend niedrige Wasserabsorptionsfähigkeit auf. Die Papierkernschicht enthält gebleichtes Papier (FBL), ungebleichtes Papier (UBL), das doppelseitige Papier (DUPLEX) aus Ungebleichtem und Gebleichtem, claybeschichtetes Papier, mehrschichtiges doppelseitiges Papier (MB) usw. Bei dieser Erfindung ist eines ausreichend.
Das Polyamid des Polymerbestandteils B enthält Nylon-6 (PA-6), Nylon-66 (PA-66) oder die Mischung (PA-6/66) mit Nylon-6 und Nylon-66 usw. Die Eigenschaften können spezifisch angepasst werden, indem das Polyamid des Polymerbestandteils B und Nylon-MXD6 des Polymerbestandteils B gemischt werden. Zum Beispiel weist das extrusionsbeschichtbare Mischpolymer die verbesserte Dehnung und die verbesserte Siegelbarkeit zu dem Zeitpunkt des Bruchs auf. Die Dehnung von reinem Nylon-MXD6 zu dem Zeitpunkt des Bruchs beträgt ungefähr 2 bis 3% und andererseits beträgt die Dehnung von PA-6 der Standardsorte normalerweise 400 bis 600%. Da jedoch die Gassperre durch die Menge von PA-6 exponentiell verschwächt wird, verursacht zu viel PA-6 eine inadäquatere Gassperre. Bei dieser Erfindung sind die Beispiele für das Polyamid des Mischbestandteils B, das verwendet werden kann, Nylon-6 (PA-6), PA-66 und die Mischung (PA-6/66).
Bei dieser Erfindung ist die Mischung aus Nylon-MXD6 und dem Polyamid des Polymerbestandteils B wünschenswerterweise die ungleichmäßig gemischte Mischung. Die Mischung zeigt eine Vielzahl (zum Beispiel zwei) getrennter Schmelzpunkte oder getrennter Spitzen durch Differenzialabtastungskalorimetrie (DSC). Die Mischung zeigt eine Vielzahl (z. B. zwei) der Schmelzpunkte statt eines einzelnen Schmelzpunkts. Die Mischung bedeutet die Mischung mit zwei oder mehr Phasen (zum Beispiel zwei Phasen) mit Nylon-MXD6 der Matrix. Die ungemischte Mischung weist den Vorteil der verbesserten Zugfestigkeit und der verbesserten Sauerstoffsperre auf.
Um gute mechanische Eigenschaften, wie Aufbauchungstoleranz, Siegelintensität und das Eigenschaftsoptimum in Bezug auf die Gassperre zu erreichen, beträgt das Gehaltsverhältnis von Nylon-MXD6, das in dem Mischpolymer einer qualitätserhaltenden Zwischenschicht gemäß dieser Erfindung enthalten ist, 50 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.-%, wobei 70 bis 80 Gew.-% stärker zu bevorzugen sind.
Die Mischung mit 80 Gew.-% Nylon-MXD6 weist die Sauerstoffsperrcharakteristik auf, die besser ist als bei 60 Gew.-% der entsprechenden Mischung. Die Mischung weist untersuchungsgemäß das optimale Gleichgewicht zwischen der Gassperrcharakteristik des Behälters zum Verpacken und mechanischen Eigenschaften auf. Zusätzlich ist bei 90 Gew.-% oder mehr Nylon-MXD6 die qualitätserhaltende Zwischenschicht schwächer und wird starr, wodurch Rissbildung und Schichtspaltung verursacht werden können.
Nach einer wünschenswerten Ausführung dieser Erfindung ist das Polyamid des Polymerbestandteils B ein „Nylon-Clay-Hybrid" (NCH). Das NCH ist eine Molekülzusammensetzung, die aus Polyamid zum Beispiel aus PA-6, PA-66, PA-6/66 usw. und dem gleichmäßig verteilten feinen Phyllosilikat besteht.
Vorzugsweise ist das Schichtsilikat (Phyllosilikat), das den mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 80 μm und keinen Teilchendurchmesser von 300 μm oder mehr aufweist, mit 0,1 bis 10 Gew.-% in der qualitätserhaltenden Zwischenschicht enthalten. Das Phyllosilikat ist im Wesentlichen gleichmäßig in dem Abstand zwischen Schichten von 50 A oder mehr verteilt.
Bei der Ausführung weist das feine Phyllosilikat eine Einheit der einseitigen Länge von 0,002 bis 1 μm und eine Dicke von 6 bis 20 Å auf. Der Abstand zwischen Schichten des Phyllosilikats bedeutet den Abstand zwischen Mitten von einem Stück des Schichtsilikats (Phyllosilikat). Gleichmäßige Verteilung des Schichtsilikats (Phyllosilikat) bedeutet einen Zustand, bei dem, wenn sich das Schichtsilikat in Polyamid verteilt, das Schichtsilikat in jede Lage abscheidet, ohne dass 50% oder mehr einen Klumpen bilden, der Abstand zwischen Schichten von mehr als 100 Å gegenseitig parallel und/oder unregelmäßig gehalten wird und sich das Schichtsilikat zu der Zählerform verteilt, und bedeutet den Zustand, dass bei einem solchen Zustand 70% oder mehr des Schichtsilikats stärker zu bevorzugen sind.
Zum Beispiel wird das NCH durch Diffundieren des Argillits in einem Monomer und Polymerisieren in einem Polymerisierungsprozess hergestellt. Der Prozess erzeugt sehr feines Flockensilikat, das eine sehr feine Struktur aufweist und vollständig in Nylon-Polymer verteilt ist. Die Sauerstoffsperre und die ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, die verbessert wurden, können erzielt werden. Das Polyamid wird angezeigt durch „Journal of Applied Polymer Science, Bd. 49, 1259 bis 1264 (1993)” und „Bd. 55, und 119 bis 123 (1995)". Der Vorteil bei PA-6 ist der niedrige Preis und andererseits weist das NCH auf Basis von PA-6, PA-6 oder PA-6/66 den Vorteil auf, dass es eine erheblich bessere Sauerstoffgassperre verleiht als das ursprüngliche Polymer. Des Weiteren weist NCH eine ungefähr zwei Mal bessere Feuchtigkeitssperre auf als reines PA-6. Das geeignete Beispiel für NCH für das Mischpolymer dieser Erfindung basiert auf PA-6 und ist im Handel erhältlich (zum Beispiel stellt die Ube Industries Ltd. Grade1022CM1 her).
Als Rohmaterial des Phyllosilikats kann beispielhaft das geschichtete Kieselsäuremineral, das aus Schichten aus Magnesiumsilikat oder Aluminiumsilikat besteht, genannt werden.
Die Mischmenge von Phyllosilikat weist vorzugsweise 0,05 bis 15 Gew.-% an dem Polymer auf, wobei 0,1 bis 10 Gew.-% stärker zu bevorzugen sind. Da die Verbesserungseffekte, wie die Sauerstoffsperre, die Haltbarkeit unter Beanspruchung, die Aromaerhaltung und die Qualitätswahrung, niedrig sind, wenn die Mischmenge von Phyllosilikat geringer als 0,05 Gew.-% ist, ist die Mischmenge nicht zu bevorzugen.
Nicht nur mechanische Eigenschaften, sondern auch die optimale Gassperre werden durch Mischen von Nylon-MXD6 mit NCH auf Basis von PA-6 erzielt. Das Mischverhältnis des teuren Nylon-MXD6 kann außerdem ohne Verlust der Gassperre verringert werden. Die Mischung mit der großen Toleranz gegenüber Rissbildung auf Grund von Falten und Formen, Wahrung der luftdichten Sperrschicht und der hohen Bruchdehnung wird erzielt. Zum Beispiel weist die Mischung aus 75 Gew.-% Nylon-MXD6 und 25 Gew.-% NCH-PA6 zum Zeitpunkt des Bruchs die Dehnung von 200% oder mehr auf.
Das Phyllosilikat (Clay-Mineral), das zwischen Schichten ein Metallion (zum Beispiel Metallion gewählt aus Ag, Zn, Co, Cd und Cu) außer Na, K, Li und Kalzium oder dessen Metallverbindung aufweist, kann bei der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung verwendet werden. Das Phyllosilikat weist hervorragende antibakterielle Eigenschaft gegenüber verschiedenen Mikroben, wie Pseudomonas aeruginosa, koliformer Bazillus und gelber Staphylococcus, auf. Daher wird außerdem dem laminierten Verpackungsmaterial, das das Phyllosilikat enthält, antibakterielle Wirkung verliehen.
Bei dem Herstellungsverfahren dieses antibakteriellen Phyllosilikats wird das antibakterielle Schichtsilikat, das Metallion enthält, durch Auflösen von in Wasser quellendem Argillit und des wasserlöslichen Metallsalzes, das aus Ag, Zn, Co, Cd und Cu ausgewählt ist, in organischen Lösungsmitteln, wie Wasser, zum Beispiel Methanol und Aceton usw., Dispergieren, Abscheiden des erzielten Niederschlags, Waschen und Trocknen erzielt. Durch ein anderes Verfahren kann das antibakterielle Phyllosilikat, das Metallhydroxid aufweist, aus dem Niederschlag erzielt werden und wird erzielt, wobei Alkalilösung in die vorgenannte verteilte Flüssigkeit geträufelt wird.
Der Einfluss des „Aufbauchens" von Behältern sinkt durch Verwendung von NCH für den Polymerbestandteil B des Mischpolymers, das Nylon-MXD6 enthält. Das „Aufbauchen" bedeutet das Phänomen, bei dem die Wand eines Verpackungsbehälters von der senkrechten Ebene zwischen den Ecken dieses Verpackungsbehälters nach außen schwillt. Der verbesserte Widerstand gegen das Aufbauchen durch Verwendung von NCH ist auf den Teilbeitrag zu den Steifigkeitseigenschaften durch das NCH-Material zurückzuführen. Zum Beispiel beträgt die Zugfestigkeit bei der Span nung von NCH-PA6 ungefähr 830 bis 880 N/mm², während sie andererseits bei reinem PA-6 lediglich ungefähr 580 bis 600 N/mm² beträgt.
Des Weiteren ist die Feuchtigkeitssperre von NCH besser als die Feuchtigkeitssperre von PA6. Da die Erscheinung des Aufbauchens eines Verpackungsbehälters den Eindruck entstehen lässt, der für Kunden nicht gut ist, ist das Verringern eines Aufbauchens von großer Bedeutung.
Gemäß der bevorzugten Ausführung des Prozesses durch diese Erfindung kann das Verpackungslaminat bereitgestellt werden, das zur Herstellung des Verpackungsbehälters, bei dem die Versiegelung verbessert wurde, gut eingerichtet ist. Des Weiteren wird der Prozess des Verpackungslaminats mit der verbesserten Gassperre, einer hohen Kosteneffizienz und geringer Umweltbelastung bereitgestellt. Der vorgenannte Vorteil wird, ohne die Klebrigkeit der Polymer-Haftschicht, erreicht, indem die qualitätserhaltende Zwischenschicht durch das Koextrusionsbeschichten direkt auf die Kernschicht aus Papier oder Pappe laminiert wird. Somit wird, da Anhaften/Haftschicht zwischen den Schichten unnötig ist, das Anhaften/Haftmaterial eingespart, wodurch aus der Sicht der Verringerung von Umweltressourcen, leichter Wiederverwertung und der Verringerung von Kosten ein ökonomischer laminierter Artikel bereitgestellt wird.
„Extrusionsbeschichten" bedeutet Extrudieren und Beschichten der geschmolzenen extrudierbaren Kunststoffschicht an die Substratoberfläche. Das „Extrusionsbeschichten" unterscheidet sich von der „Laminierung", das die Laminierung einer Substratschicht/Haftschicht/Folienschicht durch Extrudieren einer geschmolzenen Kunststoffhaftschicht zwischen eine Substratschichtbahn und eine vorgefertigte Folienschicht ausbildet.
Das „Extrusionsbeschichten" unterscheidet sich von der Laminierung der vorgefertigten Folie an das Substrat.
Die Gassperreigenschaften eines Dreischichtlaminats aus der Nylon-MXD6 enthaltenden qualitätserhaltenden Zwischenschicht, die an die Papierkernschicht koextrusionsbeschichtet ist, der Haftschicht und der heißsiegelbaren innersten Schicht verbessern sich um ungefähr 30 bis 40%.
Es ist außerdem möglich, Dreischichtstrukturen in einem Schritt an die Papierkernschicht zu koextrudieren und Fünfschichtstrukturen an die Pappe (Papierkernschicht) zu koextrudieren.
Die qualitätserhaltende Gassperr-Zwischenschicht, die die Mischung aus Nylon-MXD6, PA-6 oder NCH umfasst, haftet die Kernschicht aus Papier oder Pappe bei schneller Bahngeschwindigkeit sehr gut direkt an. Die Produktion des Laminats mit hoher Kosteneffizienz wird erreicht.
Da verschiedene Polyamide verschiedene Eigenschaften aufweisen, ist es nicht nahe liegend, das Polymer mit direktem Extrusionsbeschichten an die Papierkernschicht zu laminieren. Im Gegensatz zu dem normalerweise guten Anhaften von PA-6 an Papier und Pappe wird amorphes Polyamid nicht angehaftet. In Bezug auf gutes Verbinden und Anhaften bedeutet die Kunststoffschicht Siegeln und Anhaften bei der Pappe mit großer Härte gemäß der Aggregation zu einer Pappe. Daher findet die Zerstörung, die bei dem Delaminationstest auftritt, nicht zwischen Schichten statt, sondern erfolgt innerhalb einer Pappschicht. Das Vorgenannte kann durch das Phänomen, bei dem die delaminierte Kunststoffschichtoberfläche auf Grund von Papierfasern abgenutzt wird, beobachtet werden. Gleichermaßen haf tet, auch wenn die Schicht der Mischung aus NCH oder PA-6 und NCH nicht an einer Pappe anhaftet, Nylon-MXD6 an dem festgelegten Bereich an. Jedoch ist die Haftung zwischen Nylon-MXD6 und Papier schwach. Die Schicht aus Nylon-MXD6 ist schwach und wenn das Laminat gebogen wird, wird der Riss von Pappe durch Abblättern erzeugt.
Im Vergleich zu der Extrusionslaminierung, bei der die qualitätserhaltende Zwischenschicht durch Haftschichten, wie Polyethylen, an die Innenseite der Kernschicht laminiert wird, wird die Sauerstoffgassperre durch direktes Extrusionsbeschichten der qualitätserhaltenden Zwischenschicht an die Kernschicht um ungefähr 30 bis 40% verbessert. Der Grund könnte darin bestehen, dass direktes Beschichten und Laminieren die Feuchtegleichung zwischen der Kernschicht und der qualitätserhaltenden Zwischenschicht stimuliert hat. Während sich die qualitätserhaltende Zwischenschicht in direktem Kontakt mit Papier oder der Pappschicht befindet, wird die Feuchtigkeit von dem Inhaltsprodukt des Verpackungsbehälters, die in die qualitätserhaltende Zwischenschicht permeiert ist, in der Kernschicht und der qualitätserhaltenden Zwischenschicht verteilt. Als eine Folge davon wird das Verhältnis der Feuchtigkeit, die als eine qualitätserhaltende Zwischenschicht verbleibt, auf ein niedriges Niveau gesteuert. Die Gassperre wird in diesem Fall zufriedenstellend bei einer qualitätserhaltenden Zwischenschicht gehalten.
Im Allgemeinen ist der Anstieg der Sauerstoffsperreigenschaften nicht auf alle Polyamide anwendbar. Das Phänomen ist typisch für Nylon-MXD6 und die Gassperreigenschaften von Nylon-MXD6 nehmen normalerweise mit hoher relativer Feuchte zu dem Zeitpunkt des Verpackens eines flüssigen Nahrungsmittelprodukts ab.
Die qualitätserhaltende Zwischenschicht kann auf eine bevorzugte Dicke angewendet werden. Jedoch für Behälterverpackung, die eine Haltbarkeit im Besonderen für Fruchtsaft verlängert, wird nach der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung die qualitätserhaltende Zwischenschicht mit ungefähr 3 bis 30 g/m² auf die Kernschicht angewendet, wobei 4 bis 12 g/m² wünschenswerter sind und 5 bis 8 g/m² am wünschenswertesten sind. Bei Beschichtung unter 5 g/m² werden die Sperreigenschaften inadäquat. Bei Beschichtung über 8 g/m² geht die Kosteneffizienz des Verpackungslaminats deutlich zurück.
Auf die Seite der qualitätserhaltenden Zwischenschicht der gegenüberliegenden Seite der Kernschicht wird eine heißsiegelbare innerste Schicht 13 direkt laminiert. Oder die heißsiegelbare innerste Schicht 13 wird mit der qualitätserhaltenden Zwischenschicht durch die Polymer-Haftschicht laminiert. Das Material der heißsiegelbaren innersten Schicht enthält bei dieser Erfindung wenigstens das lineare Polyethylen niedriger Dichte, das eine enge molekulare Gewichtsverteilung hat. Das Material hat die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,900 bis 0,925 g/cm³, vorzugsweise 0,905 bis 0,910 g/cm³, 88 bis 103°C (vorzugsweise 93 bis 103°C) Spitzenschmelzpunkt, Schmelzindex von 5 bis 20 g/10 min., Quellverhältnis (SR) von 1,4 bis 1,6 und 20 bis 50 μm (vorzugsweise 20 bis 30 μm) Schichtdicke hat.
Das lineare Polyethylen niedriger Dichte enthält das Mischpolymer, das wenigstens das lineare Polyethylen niedriger Dichte (mLLDPE), das die enge molekulare Gewichtsverteilung hat und das zum Beispiel unter Verwendung des Metallocen-Katalysators polymerisiert wird, enthält. Das Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, das durch Polymerisierung unter Verwendung des Me tallocen-Katalysators erzielt wird, kann für das mLLDPE verwendet werden. In Bezug auf den Aktivitätspunkt des vorliegenden Katalysators, der ungleichmäßig ist und als mehrstelliger Katalysator bezeichnet wird, wird, da der Aktivitätspunkt gleichmäßig ist, der Metallocen-Katalysator außerdem als einstelliger Katalysator bezeichnet.
Als das Alpha-Olefin des Comonomers, das mit Ethylen copolymerisiert wird, sind Buten-1, Hexen-1, 4-Methylpenten-1 und ein Octen-1 enthalten. Das Alpha-Olefin kann unabhängig verwendet werden und es kann die Mischung mit anderen Monomeren verwendet werden.
Als das Harz von mLLDPE kann das Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, das unter Verwendung des Metallocen-Katalysators polymerisiert wird, und im Einzelnen der Handelsname „Kernel" der Mitsubishi Chemical, Inc., der Handelsname „Evolue" der Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., der Handelsname „EXACT" der U.S. EXXON CHEMICAL Company, der Handelsname „AFFINITY", „ENGAGE" der U.S. Dow Chemical Co. usw. verwendet werden.
Bei dieser Erfindung kann, solange das Harz die vorgenannten Eigenschaftsparameter hat, ein anderes Harz als mLLDPE-Harz verwendet werden. Darüber hinaus können in reines mLLDPE, wenn das Erzielen der vorgenannten Eigenschaftsparameter schwierig ist, andere Polymerbestandteile gemischt werden.
Das vorgenannte „andere Polymer" enthält das lineare Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), das ausgezeichnet bei der Toleranz (Ölfestigkeit, Säurefestigkeit, Infiltrationsfestigkeit usw.) gegenüber dem Inhalt ist, Polyolefinharz, wie Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen, Polypropylen, und Ethylen- Copolymer, thermoplastische Harze, wie Polyesterharz, das herkömmliche Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) usw.
Die Dichte des Misch-Polyethylens niedriger Dichte beträgt 0,91 bis 0,93 g/cm³. Das Molekulargewicht beträgt 1 × 10² bis 1 × 10⁸ und die Schmelzrate (MFR) beträgt 0,1 bis 20 g/10 min. Zusätzlich wird normalerweise ein additivfreies Polymer verwendet. Gemäß einer Verwendung können außerdem verschiedene Additive, wie ein Antioxidationsmittel, ein Ultraviolettabsorber, ein Antistatikmittel, ein Schmiermittel, ein Antihaftmittel, ein anorganisches/organisches Füllmittel, ein Beschichtungsmaterial und ein Pigment, auf geeignete Weise hinzugefügt werden.
Bei dieser Erfindung hat das lineare Polyethylen-Gehaltspolymer niedriger Dichte der siegelbaren innersten Schicht das Quellverhältnis SR von 1,4 bis 1,6. Das „Quellen" bedeutet das Phänomen, bei dem, unmittelbar nachdem das extrudierte Polymer aus der Düse/Öffnung kommt, die Querschnittsfläche zunimmt und das Extrusionsvolumen zunimmt. Das Quellverhältnis bei dieser Erfindung bedeutet die Querabmessung (nämlich der Expansionskoeffizient des Durchmessers) des aus der Düse extrudierten Polymers unter den Messbedingungen des JIS-Prüfverfahrens für die Schmelzratenmessung (MFR).
Bei dieser Erfindung weist das lineares Polyethylen niedriger Dichte enthaltende Polymer der siegelbaren innersten Schicht 100 bis 122°C Spitzenschmelzpunkt auf. Der vorgenannte Parameter ist ein Spitzenschmelzpunkt durch die Differenzialabtastungskalorimetrie. Bei einer Spitze überschreitet ein Spitzenschmelzpunkt 115°C und eine mittlere Dichte beträgt 0,920 oder mehr. Bei zwei oder mehr Spitzen überschreitet eine Spit ze von ihnen 115°C und die mittlere Dichte beträgt 0,915 g/cm³ oder mehr.
Das Mischpolymer, das aus dem Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, das mit dem Metallocen-Katalysator polymerisiert wird, und dem Polyethylen niedriger Dichte, das mit dem mehrstelligen Katalysator polymerisiert wird, besteht, hat die enge molekulare Gewichtsverteilung (Mw/Mn ⇐ 3) des Merkmals eines Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymers, das mit dem Metallocen-Katalysator polymerisiert wurde. Die physikalischen Eigenschaften sind die Merkmale, die bei Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Reißfestigkeit und Tieftemperatursiegelbarkeit ausgezeichnet sind, und sind molekular ein großes Gewirr weiter weg von den Eigenschaften der Hochschmelzspannung des Merkmals von Polyethylen niedriger Dichte, das mit dem mehrstelligen Katalysator polymerisiert wird. Daher wird eine Fremdstoffsiegelbarkeit verbessert.
Darüber hinaus kann die Konzentration von Additiven, wie Schmiermittel, auf Grund des verbesserten Extrusionsbeschichtungsverhaltens niedrig gemacht werden. Die Hinderung in Bezug auf die Siegelbarkeit nimmt ab und das Merkmal der Siegelleistung wird optimiert. Des Weiteren wird der Einfluss des Geschmacks und des Bestandteils auf den Inhalt durch das Additiv verbessert und die Inhaltsschutzleistung nimmt durch die hervorragende Siegelleistung nicht ab.
Die Schicht aus dem Haftpolymer, die zwischen die qualitätserhaltende Zwischenschicht und die heißsiegelbare innerste Schicht laminiert wird, enthält zum Beispiel Polyethylen (zum Beispiel Metallocen-PE usw.) und Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, Polyisobutylen, Polybutadien, Polyisopren, ein Ethylenmethacrylsäure- Copolymer oder die Copolymere aus Ethylen und ungesättigter Carboxylsäure, wie ein Ethylenacrylsäure-Copolymer, oder säuremodifiziertes Polyolefinharz, wie eine Carbonsäuregruppenmodifizierung, Maleinsäureanhydrid-Pfropfpolyolefine, Ethylenethylacrylat-Copolymer, Ionomer (IO), das durch Metallion zwischen Molekülen von Ethylenvinylmethacrylat-Copolymer quervernetzt ist, Ethylenvinylacetat-Copolymer (EVA) und so weiter. Die Dicke der Schicht beträgt 3 bis 50 μm (vorzugsweise ungefähr 3 bis 6 μm). Vorzugsweise betragen die Schichtdicken von Haftschichten aus EVA oder IO 3 bis 6 μm. Darüber hinaus kann stattdessen außerdem die Mischung aus dem Haftpolymer und PE für die Haftung verwendet werden.
Bei dem laminierten Material zum Verpacken dieser Erfindung enthält das thermoplastische Material, das auf die Außenfläche des Verpackungsmaterials laminiert ist, zum Beispiel Polyolefinharz, wie Polyethylen, Polypropylen und ein Ethylen-Copolymer als die äußerste Schicht des laminierten Materials zum Verpacken. Das thermoplastische Material enthält Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), das ausgezeichnet bei der Toleranz (Ölfestigkeit, Säurefestigkeit, Infiltrationsfestigkeit usw.) gegenüber dem Inhalt ist, herkömmliches Polyethylen mittlerer Dichte und herkömmliche Koextrusionsfolie aus Polyethylen. Vorzugsweise wird das thermoplastische Material mit Extrusionsbeschichten laminiert.
Der Zweck der äußersten Schicht und einer innersten Schicht ist das Schützen von Verpackungsmaterial vor der Feuchtigkeitsosmose der Innenseite und der Außenseite durch externe Feuchtigkeit und die Feuchtigkeit flüssiger Nahrungsmittel und das Sicherstellen der wichtigen Funktion der Siegelbarkeit von Verpackungsmaterial durch Heißsiegeln. Folglich werden die Kunststoffe der äußersten Schicht und der innersten Schicht durch Oberflächenschmelzen in den gegenseitig gegenüberliegenden Schichten unter Erwärmen und Druck verbunden und versiegelt. Heißsiegeln verwirklicht mechanisch ein starkes und flüssigkeitsdichtes Siegelverbindungsteil, während aus Verpackungsmaterial ein Verpackungsbehälter ausgebildet wird. Um die zufriedenstellende Siegelung zu verwirklichen, wird die Innenseite der innersten Schicht mit ungefähr 15 bis 35 g/cm², vorzugsweise ungefähr 25 bis 30 g/cm², aufgetragen und die Polyolefinschicht der äußersten Schicht wird mit ungefähr 12 bis 20 g/cm², vorzugsweise 15 bis 20 g/cm² aufgetragen.
Die Polyolefinschicht der äußersten Schicht der Außenseite des fertiggestellten Verpackungsbehälters wird durch Bedrucken mit geeignetem Ornament und/oder Informationen zum Unterscheiden des Produkts hergestellt. Eine Druckfarbenschicht kann auf die Außenfläche des Verpackungsmaterials, die nicht mit der äußersten Transparenzschicht laminiert ist, oder die Außenfläche der äußersten Schicht laminiert werden. Die Tinte enthält die wässerige oder ölige Tinte für Flexodrucke, die ölige Tinte für Tiefdruck und die härtbare Tinte für Offsetdruck.
Bei der anderen bevorzugten Ausführung dieser Erfindung werden zwei oder mehr Schichten, die im Wesentlichen aus demselben Material wie die qualitätserhaltende Zwischenschicht und die innerste Schicht bestehen, direkt oder indirekt mit einer Haftschicht zwischen die qualitätserhaltende Zwischenschicht, die auf die Innenseite der Papierkernschicht laminiert ist, und die dünne innerste Schicht laminiert. Bei der vorgenannten Ausführung kann ein Verpackungslaminat mit ausgezeichneter Aromaerhaltungsleistung und ausgezeichneter Siegelbarkeit bereitgestellt werden.
Das Nylon-MDX6 enthaltende Mischpolymer hat die Sperreigenschaften für Vitamin C, Aroma- und Geschmacksstoff, das heißt ausgezeichnete „Aromasperreigenschaften", d. h. Aromaerhaltungseigenschaften.
Das Verpackungslaminat der bevorzugten Ausführung weist die erste qualitätserhaltende Sperr-Zwischenschicht an der Innenseite des Pappsubstrats (Kernschicht) und des Weiteren viele Sperrschichten auf.
Auch wenn wenige Geschmacks- und Aromastoffe aus einem Inhaltsprodukt in die dünne Produktkontaktschicht des Verpackungsmaterials bluten, wird des Weiteren weiteres Bluten in die Verpackung mit der Sperrschicht aus dem Nylon-MXD6 enthaltenden Mischpolymer verhindert. Auf Grund der dünnen Produktkontaktschicht kann das Lecken von Geschmacksinhibitoren, wie ein Fremdstoff und ein niedrigmolekulares Monomer, in das innere Produkt minimiert werden.
Bei dem bevorzugten Verpackungslaminat wird, auch wenn die Heißsiegelschicht der innersten Schicht recht dünn ist, beim Ausbilden laminierten Verpackungsmaterials zu einem Verpackungsbehälter der Defekt einer Siegelung nicht erzeugt. Dies kommt daher, weil die Heißsiegelschichten außer der heißsiegelbaren innersten Schicht weiter laminiert werden. Da die geschmolzene Sperrschicht an der Innenseite der dünnen Produktkontaktschicht leicht eindringt, schmilzt bei der Siegelung die Heißsiegelschicht und sie werden zum Heißsiegeln mit der geschmolzenen heißsiegelbaren innersten Schicht verwendet.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Verpackungslaminats durch diese Erfindung wird vorzugsweise zuerst eine laminierte Schicht koextrudiert und andere Polymerschichten werden durch Koextrusion auf die Innenseite der Kernschicht laminiert. Bei der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung wird auf die Außenseite der Papierkernschicht das heißsiegelbare Polymer vor oder nach dem vorgenannten Koextrudierschritt auf die Seite der Kernschicht geschichtet. Der wichtige Vorteil von Koextrusion besteht darin, dass die Wärme des geschmolzenen Polymers in der mehrschichtigen extrudierten Folie gespeichert wird, bis die geschmolzene Folie aus Koextrusionsbeschichtung mit dem Substrat in Kontakt kommt (die sogenannte „Wärmeträgheit"). Daher trägt dies zu verbesserter Haftung mit dem Substrat bei. Der andere Vorteil spart den Aufwand des Extrusionsprozessschritts ein. Daher werden Schritte größerer Zeitersparnis mit hoher Kosteneffizienz bereitgestellt.
Um ausreichende Haftung zwischen einer mehrschichtigen Koextrusionsfolie und einem Pappsubstrat zu erzielen, wird vor oder gleichzeitig mit dem Extrusionsbeschichten die Oberfläche der extrudierten Folie und/oder die Oberfläche des Pappsubstrats durch die Korona-, Flamm- oder Ozonvorbehandlung aktiviert.
KURZE ERKLÄRUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine als Querschnitt ausgeführte Ansicht, die ein Beispiel für das laminierte Verpackungsmaterial nach dieser Erfindung zeigt.
2 ist eine als Querschnitt ausgeführte Ansicht, die ein anderes Beispiel für das laminierte Verpackungsmaterial nach dieser Erfindung zeigt.
3 ist eine als Querschnitt ausgeführte Ansicht, die noch ein anderes Beispiel für das laminierte Verpackungsmaterial nach dieser Erfindung zeigt.
4 ist eine Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 1 gezeigten laminierten Verpackungsmaterials darstellt.
5 ist eine Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 2 dargestellten laminierten Verpackungsmaterials darstellt.
6 ist eine Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 3 dargestellten laminierten Verpackungsmaterials darstellt.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Hierin im Folgenden wird die Ausführung dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Die als Querschnitt ausgeführte Ansicht, auf die in 1 Bezug genommen wird, stellt das bevorzugte laminierte Verpackungsmaterial 10 nach dieser Erfindung dar. Auch wenn das Verpackungsmaterial 10 eine steife Konfiguration aufweist, enthält das Verpackungsmaterial die faltbare Kernschicht 11 aus Papier oder Pappe. Die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12, bestehend aus extrusionsbeschichtbarem Mischpolymer aus Polymerbestandteil A aus Nylon-MDX6 und Polymerbestandteil B aus PA-6, PA-66, PA-6/66 wird an die Innenfläche der Kernschicht 11 laminiert.
Der Gehalt an Nylon-MXD6 der Polyamidmischung beträgt vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-%, wobei 70 bis 80 Gew.-% der Mischung am stärksten zu bevorzugen sind. Die Beschichtungsmengen der Polyamidmischung dieser qualitätserhaltenden Zwischenschicht betragen vorzugsweise 5 bis 10 g/m².
Es ist erwiesen, dass die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12, die extrusionsbeschichtbares Mischpolymer umfasst, durch diese Erfindung sehr gut die Kernschicht 11 aus Papier oder der Pappe anhaftet. Im Vergleich zu dem Verpackungsmaterial, bei dem die Papierkernschicht durch die Zwischenschicht aus Polyethylen an die qualitätserhaltende Zwischenschicht laminiert ist, ist erwiesen, dass eine Sauerstoffgassperre durch direktes Beschichten der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12 an die Kernschicht 11 um nicht weniger als ungefähr 30 bis 40 Prozent verbessert wird.
Die heißsiegelbare innerste Schicht 13 wird mit der gegenüberliegenden Seite der Kernschicht 11 auf die Oberfläche der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12 laminiert. Andererseits wird die siegelbare Polymerschicht 14 mit der der qualitätserhaltenden Schicht 12 gegenüberliegenden Seite auf die Kernschicht 11 laminiert. Die heißsiegelbare innerste Schicht 13 wird in der vorzugsweise geringen Menge von Beschichtungen laminiert. Darüber hinaus ist die siegelbare Polymerschicht 14 LDPE, m-PE oder die Mischung dieser zwei Polymere wird zum Beispiel in der Beschichtungsmenge von 15 g/m² verwendet.
Die als Querschnitt ausgeführte Ansicht, auf die in 2 Bezug genommen wird, stellt das bevorzugte laminierte Verpackungsmaterial 10 nach dieser Erfindung wie 1 dar. Das Verpackungsmaterial 10 enthält die Papierkernschicht 11. Die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12, die die Innenfläche der Kernschicht 11 aus dem extrusionsbeschichtbaren Mischpolymer durch diese Erfindung umfasst, wird laminiert.
Bei der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12 wird mit der der Kernschicht 11 gegenüberliegenden Seite die heißsiegelbare innerste Schicht 13 durch die Haftschicht 15 laminiert. Andererseits wird die siegelbare Polymerschicht 14 mit der der qualitätserhaltenden Schicht 12 gegenüberliegenden Seite auf die Kernschicht 11 laminiert.
Die Haftschicht 15, die die siegelbare innerste Schicht 13 und die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12 verbindet, besteht aus dem Polyethylen, das durch Maleinsäureanhydrid propfmodifiziert ist, und wird ungefähr in der Beschichtungsmenge von 3 bis 6 g/m² verwendet.
Die als Querschnitt ausgeführte Ansicht, auf die in 3 Bezug genommen wird, stellt das bevorzugte laminierte Verpackungsmaterial 10 nach dieser Erfindung wie in den 1 und 2 dar. Das Verpackungsmaterial 10 enthält ebenfalls die Papierkernschicht 11. Auf die Innenfläche der Kernschicht 11 wird die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12a, die aus dem extrusionsbeschichtbaren Mischpolymer durch diese Erfindung besteht, laminiert.
Bei der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12a wird mit der der Kernschicht 11 gegenüberliegenden Seite die heißsiegelbare innerste Schicht 13b durch zwei oder mehr Schichten 12b, 13a und 15a, b laminiert. Andererseits wird die Schicht 14 aus dem siegelbaren Polymer mit der der qualitätserhaltenden Zwischenschicht 12 gegenüberliegenden Seite auf die Innenseite der Kernschicht 11 laminiert.
Bei der in 3 dargestellten Ausführung werden die heißsiegelbare innerste Schicht 13b derselben Substanz wie die heißsiegelbare innerste Schicht und die zweite qualitätserhaltende Zwischenschicht 12b derselben Substanz wie die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12a durch die Haftschichten 15a und 15b zwischen die heißsiegelbare innerste Schicht 13b und die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12a laminiert.
Die innerste Schicht 13b sollte dünn sein, um zu verhindern, dass das Aroma und die Geschmackssubstanz aus dem Inhaltsprodukt in das Verpackungsmaterial entweichen. Die innerste Schicht ist die Beschichtungsmenge von ungefähr 6 bis 12 g/m², ist vorzugsweise ein Maximum von 10 g/m² und wird am bevorzugtesten in der Beschichtungsmenge von 6 bis 9 g/m² verwendet.
Der Vorteil, den das in 3 dargestellte laminierte Verpackungsmaterial aufweist, ist der folgende:
Mit der qualitätserhaltenden Gas- und Aromasperr-Zwischenschicht 12a verhindert die qualitätserhaltende Sperr-Zwischenschicht 12b in dem Laminat, dass das Aroma und die Geschmackssubstanz aus dem Inhaltsprodukt in das Verpackungsmaterial bluten. Daher können die Schichtdicken ausreichend dünn gemacht werden. Darüber hinaus kann die heißsiegelbare innerste Schicht 13b die fehlende Gesamtmenge des heißsiegelbaren Polymers durch die innerste Schicht 13b mit der heißsiegelbaren innersten Schicht 13b kompensieren und die Schichtdicke der heißsiegelbaren innersten Schicht 13b der Produktkontaktschicht kann dünn gemacht werden. Weder Fremdstoffe noch das Monomer niedrigen Zählers können aus der Produktkontaktschicht in das Inhaltsprodukt bluten, aber das Aroma und der Geschmack des Inhaltsprodukts können konserviert werden.
Hier wird im Folgenden das Herstellungsverfahren des laminierten Verpackungsmaterials durch diese Erfindung beschrieben.
4 ist die Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 1 dargestellten laminierten Verpackungsmaterials darstellt.
Die Bahn der Kernschicht 11 des Pappsubstrats durchläuft die Oberflächenaktivierungsstation 20 und die Oberfläche wird vorzugsweise durch die Korona- und/oder Flammbearbeitung durch Flammbearbeitung aktiviert.
Die qualitätserhaltende Zwischenschicht 12 wird extrudiert, indem die Folie von der Zuführdüse 22a erzeugt wird und die heiß geschmolzene Folie durch die Quetschwalze mit der Pappbahn zugeführt wird und nachfolgend durch Druck und die Wärme mit der qualitätserhaltenden Polymer-Zwischenschicht 12 verbunden wird. Das extrudierte Polymer ist vollständig heiß, bis es mit dem Pappsubstrat in Kontakt kommt. Nachfolgend wird das Polymer der innersten Schicht 13 extrudiert, indem die Folie von der Zuführdüse 22b erzeugt wird, die immer noch heißer geschmolzene Folie durch die Quetschwalze mit der laminierten Pappbahn zugeführt wird und die innerste Polymer-Schicht 12 durch Druck und die Wärme verbunden wird.
Die äußerste Polyolefinschicht 14 wird auf die Innenseite der Kernschicht der Pappbahn extrudiert und wird durch Beschichten während des Extrusionsbeschichtungsprozesses, vor dem Prozess oder nach dem Prozess verbunden.
5 ist die Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 2 dargestellten laminierten Verpackungsmaterials darstellt.
Die Bahn der Pappsubstrat-Kernschicht 11 durchläuft die Oberflächenaktivierungsstation 20 und die Oberfläche wird vorzugsweise durch die Korona- und/oder Flammbearbeitung hier durch Flammbearbeitung aktiviert. Durch Erzeugen der Folie mit den drei Schichten durch den Zuführblock 23 werden die Schichten 12, 13 und 14 koextrudiert und die Koextrusionsfolie durchläuft den Luftspalt zwischen der Düse und dem Pappsubstrat und wird durch die Düse zugeführt. Vorzugsweise wird in dem Luftspalt die Oberfläche der zu der Pappoberfläche geführten Schicht 12 Ozonisierung 21 unterzogen und es wird Aktivierungsbearbeitung durchgeführt. Die mehrschichtige Folie, die koextrudiert wird und immer noch heißer geschmolzen ist, wird durch die Quetschwalze mit der Pappbahn zugeführt und mit Druck und der Wärme laminiert. Es ist wünschenswert, es ausreichend warm zu machen, bis die Folie mit dem Pappsubstrat in Kontakt kommt.
Die äußerste Polyolefinschicht 14 kann auf die Seite der Kernschicht der Pappbahn extrudiert werden und kann durch Beschichten während des Extrusionsbeschichtungsprozesses, vor dem Prozess oder nach dem Prozess angebracht werden.
6 ist die Strichfigur, die schematisch das Herstellungsverfahren des in 3 dargestellten laminierten Verpackungsmaterials darstellt. Bei dieser Erfindung kann eine laminierte Struktur aus den sechs Schichten, nicht nur die Dreischichtstruktur in 5, auf der Innenseite der Kernschicht 11 verwirklicht werden.
Wie in 6 dargestellt, durchläuft die Bahn der Pappsubstrat-Kernschicht 11 die Oberflächenaktivierungsstation 20a und die Oberfläche wird vorzugsweise durch die Korona- und/oder Flammbearbeitung durch Flammbearbeitung aktiviert.
Durch Erzeugen der Dreischichtfolie durch den Zuführblock 23a, werden die Schichten 12a, 13a und 15a koextrudiert und die Koextrusionsfolie durchläuft den Luftspalt zwischen der Düse und dem Pappsubstrat und wird durch die Düse zugeführt. Vorzugsweise wird in dem Luftspalt die Oberfläche der zu der Pappoberfläche geführten Schicht 12a Ozonisierung 21a unterzogen und es wird Aktivierungsbearbeitung durchgeführt. Die mehrschichtige Folie, die koextrudiert wird und immer noch heißer geschmolzen ist, wird durch die Quetschwalze mit der Pappbahn zugeführt und wird mit Druck und Wärme laminiert.
Dann werden die Schichten 12b, 13b und 15b durch den Zuführblock 23b als eine Dreischichtfolie koextrudiert und die Koextrusionsfolie durchläuft den Luftspalt zwischen der Düse und dem Pappsubstrat und wird durch die Düse zugeführt. In dem Luftspalt wird die Oberfläche der zu der Pappoberfläche geführten Schicht 12b Ozonisierung 21b unterzogen und es wird Aktivierungsbearbeitung durchgeführt. Die mehrschichtige Folie, die koextrudiert wird und immer noch heißer geschmolzen ist, wird durch die Quetschwalze mit der Pappbahn zugeführt und Druck und die Wärme laminieren diese.
Die äußerste Polyolefinschicht 14 kann auf die Innenseite der Kernschicht der Pappbahn extrudiert werden und kann während des Extrusionsbeschichtungsprozesses, oder vor oder nach dem Prozess laminiert werden.
Auf dem Gebiet des Verpackens flüssiger Nahrungsmittel werden der Ziegelsteinformbehälter, der durch Ausbilden einer inneren Röhrenform aus dem bahnartigen Verpackungsmaterial des Verpa ckungsmaterials dieser Erfindung, Einfüllen des Fruchtsafts, des Tees und flüssiger Molkereiprodukte in das innere röhrenförmige Verpackungsmaterial, das Quersiegeln in die Querrichtung des inneren röhrenförmigen Verpackungsmaterials und Schneiden des Verpackungsmaterials in einem Quersiegelteil erzielt wird, und der Behälter der Giebelform, der durch Schneiden von Papierverpackungsmaterial, Ausbilden der Schachtelzuschnitte mit Längssiegelung, Siegeln des Bodens eines Schachtelzuschnitts, Einfüllen des flüssigen Produkts durch die Öffnung und das obere Siegeln erzielt wird, verwendet.
Die oben angegebenen Beispiele sind lediglich eine Darstellung des Behälters zum Verpacken durch diese Erfindung. Diese Erfindung wird nicht durch die Darstellung beschränkt.
Des Weiteren kann der Papierverpackungsbehälter, der aus dem Verpackungsmaterial dieser Erfindung erzielt wird, außerdem durch Behälter, wie einem einteiligen Typ, einem zweiteiligen Typ und einem dreiteiligen Typ, einer Kombidose, einem Einspritzform-Behälter, dem Doppelbehälter usw., hergestellt werden. Der Papierverpackungsbehälter wird mit der Stanze mit der vorgegebenen Form des Verpackungsmaterials, Rillenlinienbildung, Biegen einer Rillenlinie und einer Siegelung erzielt. Das Siegelverfahren beinhaltet Heißsiegeln, eine Flammsiegelung, eine Heißluftsiegelung, eine Ultraschallsiegelung, eine Hochfrequenzsiegelung usw.
Bei einer Befüllungsmaschine wird das laminierte Verpackungsmaterial als eine Rollenform, eine Manschettenform oder eine Becherform zugeführt und der Papierverpackungsbehälter wird durch Einfüllen eines flüssigen Produkts und Siegeln erzielt.
Der Behälter zum Verpacken, der diese Erfindung betrifft, wird mit flüssigen Produkten, wie Kuhmilch, Milchsäurebakteriengetränk, Flüssigsuppe, einem Fruchtsaftgetränk, Barley-Tee, grünem Tee, Oolong-Tee, Spirituosen, einem Gewürz, medizinischem Bedarf, Kosmetika, einem Beschichtungsmaterial, Haftmitteln, Tinte, Ätzflüssigkeit und anderem befüllt und wird vorzugsweise mit flüssigen Nahrungsmitteln befüllt.
Beispiel
<Beispiel 1>
Das Polyethylen niedriger Dichte (Dichte = 0,920 g/cm³, Schmelzindex = 5,1) durch den Hochdruckprozess wird bei Extrusionstemperaturen von 330°C auf ein Papiersubstrat (Beschichtungsmenge = 320 g/m²) mit 20 μm Dicke extrusionsbeschichtet und es wird eine äußere thermoplastische Materialschicht laminiert. Dann wird die innere Rückseite des Papiersubstrats durch die Flammbehandlung der Oberflächenaktivierungs-Bearbeitungsstation 20 mit der in 4 gezeigten Herstellungsanlage aktiviert. Stromabwärts der Oberflächenaktivierungs-Bearbeitungsstation wird das geschmolzene Mischpolymer aus 80 Gew.-% Nylon-MXD6 und 20 Gew.-% Nylon-6 von der Zuführdüse 22a auf die innere Rückfläche des oberflächenaktivierten Papiersubstrats extrudiert und die qualitätserhaltende Zwischenschicht wird auf der Rückfläche an dem Papiersubstrat ausgebildet. In Bezug auf das verwendete Mischpolymer werden zwei Spitzen durch die Differenzialabtastungskalorimetrie gezeigt. Um die Mischung zu erzielen, mit der sich zwei Phasen nicht mischen, d. h. die Mischung, für die bei der Differenzialabtastungskalorimetrie (DSC) zwei Schmelzpunkte gezeigt werden, wird das Polymer mit niedrigem Schmelzpunkt, kurzer Mischzeit und niedriger Scherkraft des Knetschritts gemischt. Eigentlich werden verschiedene Polymerkörnchen trockengemischt und das geschmolzene Polymer wird in dem Extruder während des Zuführens von der Extrudierdüse gemischt. Die Zweiphasenmischung verleiht einer Sauerstoffsperre exzellentere Eigenschaften als die Einphasenmischung.
Die Folie ist unmittelbar nach dem Extrudieren ausreichend heiß und kann leicht durch die Druckwalze gesiegelt werden. Dann wird die siegelbare innerste Schicht aus mLLDPE mit der mittleren Dichte von 0,920, 116°C Schmelzpunkt durch die Differenzialabtastungskalorimetrie, Schmelzindex von 10 und Quellverhältnis von 1,5 wird mit 25 μm Schichtdicke an die Seite der laminierten qualitätserhaltenden Zwischenschicht laminiert.
Das Quellverhältnis ist ein Verhältnis des Durchmessers und des Durchmessers der Düse des Polymers, das aus der Düse der Schmelzratenmessvorrichtung, die für das JIS-Flussprüfungsverfahren thermoplastischer Kunststoffe verwendet wird, extrudiert wird.
Das laminierte Verpackungsmaterial wird an den Kartonpapierzuschnitt für Papierverpackungsbehälter mit Rillenlinien gestanzt und nachfolgend wird eine Manschette mit dem Siegeln beider Kanten des Kartonpapierzuschnitts hergestellt. Nächstfolgend wird in der Maschine zum Befüllen flüssiger Nahrungsmittel Heißsiegeln des Bodens einer Manschette durchgeführt, flüssige Produkte werden durch die obere Öffnung eingefüllt, Heißsiegeln des oberen Teils wird durchgeführt und ein Giebelform-Verpackungsprodukt wird hergestellt.
Die „Sauerstoffpermeabilität", das „Aufbauchen", die „Aromaerhaltung" und die „Temperaturabhängigkeit der Siegelung" des erzielten Verpackungsbehälters werden bewertet.
Bei Befüllung mit grünem Tee, orangem Gas und Kuhmilch wird die „Sauerstoffpermeabilität" bei schrittförmiger Änderung relativer Feuchte gemessen.
Bei der Prüfung des „Aufbauchens" wird das Aufbauchen des Behälters nach zehn Wochen kühler Lagerung bei 4°C an zehn mit Orangensaft gefüllten 1-Liter-Giebel-Papierbehältern gemessen.
Bei Befüllen mit grünem Tee und Orangensaft wird die „Aromaerhaltung" des Behälters bei dreiwöchiger und zweimonatiger Lagerung bei schrittförmiger Änderung der relativen Feuchte gemessen.
Die „Temperaturabhängigkeit der Siegelung" wird durch Beobachtung des Siegelungseinflusses durch Siegelungsatmosphärentemperatur bei der Temperaturänderung des Inhaltsprodukts gemessen.
<Beispiel 2>
Mit Ausnahme des Folgenden werden das Verpackungsmaterial und dessen Papierverpackungsbehälter wie bei Beispiel 1 hergestellt. Statt mLLDPE der siegelbaren innersten Schicht von Beispiel 1 wird die Mischung mit dem linearen Polyethylen niedriger Dichte (mLLDPE) der engen molekularen Gewichtsverteilung, das mit dem Metallocen-Katalysator polymerisiert wurde, und dem Polyethylen niedriger Dichte durch den Hochdruckprozess verwendet, und es wird das Mischpolymer verwendet, das die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,925, 118°C Spitzenschmelzpunkt durch die Differenzialabtastungskalorimetrie, den Schmelzindex von 11, Quellverhältnis von 1,5 und 35 μm Schichtdicke hat. Bei der in 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung werden eine heißsiegelbare innerste Schicht und eine qualitätserhaltende Zwischenschicht durch die Haftschicht, die aus dem durch Maleinsäureanhydrid propfmodifizierten Polyethylen besteht, koextrudiert. Des Weiteren werden der erzielte Papierverpackungsbehälter und die Packungsbefüllung auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 eingeschätzt.
<Beispiel 3>
Als die qualitätserhaltende Zwischenschicht werden Verpackungsmaterial und ein Papierverpackungsbehälter wie in Beispiel 2 produziert, außer dass Mischpolymer aus 70 Gew.-% Nylon-MXD6 und 30 Gew.-% PA6 Nylon-Clay-Hybrid verwendet wird. Des Weiteren werden der erzielte Papierverpackungsbehälter und die Packungsbefüllung auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 eingeschätzt.
<Vergleichsbeispiel 1>
Das Verpackungsmaterial und ein Papierverpackungsbehälter werden wie in Beispiel 1 produziert, außer dass das Polyethylen niedriger Dichte (Dichte = 0,923, Schmelzindex = 4, 113°C Spitzenschmelzpunkt durch die Differenzialabtastungskalorimetrie, Quellverhältnis von 1,8) durch den Hochdruckprozess statt mLLDPE der siegelbaren innersten Schicht von Beispiel 1 verwendet wird. Des Weiteren werden der erzielte Papierverpackungsbehälter und die Packungsbefüllung auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 eingeschätzt.
<Vergleichsbeispiel 2>
Das Verpackungsmaterial und ein Papierverpackungsbehälter werden wie in Beispiel 2 produziert, außer dass amorphes Polyamid (PA3508, hergestellt von Selar) als eine qualitätserhaltende Zwischenschicht verwendet wird. Des Weiteren werden der erzielte Papierverpackungsbehälter und die Packungsbefüllung auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 eingeschätzt.
<Vergleichsbeispiel 3>
Als eine qualitätserhaltende Zwischenschicht gibt es Nylon. Das Verpackungsmaterial und ein Papierverpackungsbehälter werden wie in Beispiel 2 produziert, außer dass MXD6 (Ube Industries, Grade 1024b) verwendet wird. Des Weiteren werden der erzielte Papierverpackungsbehälter und die Packungsbefüllung auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 eingeschätzt.
Die Beispiele 1, 2 und 3 sowie die Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3 werden in Bezug auf die vorgenannte „Sauerstoffpermeabilität", die „Temperaturabhängigkeit der Siegelung", die „Aromaerhaltung" und die „Aufbauchung" bewertet. Als Ergebnis wird gezeigt, dass die Beispiele den Vergleichsbeispielen überlegen sind.
Anhand des Vergleichs mit Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 wird schlüssig gezeigt, dass die Mischung aus Nylon-MXD6/PA6 exzellentere Sauerstoffsperreigenschaften hat als amorphes PA. Darüber hinaus zeigt der Vergleich mit Beispiel 2 und Beispiel 3, dass die Mischung aus PA6-Nylon-Clay-Hybrid und Nylon-MXD6 exzellentere Sauerstoffsperreigenschaften hat als die Nylon-PA6-MXD6-Mischung.
Bei dem Vergleichsbeispiel 3 wird ein exzellenter Gassperrwert bei der 100%-Nylon-MXD6-Gassperrschicht erreicht. Da jedoch Rissbildung und Abblättern bei der Gassperrschicht auftreten und Sauerstoff bei dem Verpackungsbehälter eindringt, kann das Laminat eigentlich nicht verwendet werden.
Wenn das eingefüllte flüssige Nahrungsmittel in den Beispielen grüner Tee ist, wird unter Konservierungsbedingungen von 4 bis 5°C und 90% relativer Feuchte bei den flüssigen Produkten nach drei Wochen und zwei Monaten kein Anstieg der Sauerstoffkonzentration beobachtet. Darüber hinaus erfolgt keine Erzeugung von Fremdstoffen, wie Schimmel, und die Herabsetzung eines Geschmacks, Geschmack und andere Anomalien werden nicht festgestellt. Gleichermaßen ist, wenn das flüssige Nahrungsmittel Orangensaft ist, das Ergebnis derselben Bewertung gut. Es erfolgt keine Erzeugung von Fremdstoffen, wie Schimmel, und die Herabsetzung von Geschmack und andere Anomalien werden nicht akzeptiert.
Bei den Beispielen wird zähe Siegelungshärte erzielt. Bei Einfüllen flüssiger Nahrungsmittel bei hoher Temperatur von 70 bis 80°C (grüner Tee) und Verpacken bei niedriger Temperatur von 3 bis 6°C (Kuhmilch) erfolgt keine Beeinflussung durch die Temperatur der eingefüllten Inhalte, sondern es wird eine exzellente Siegelung in einem breiten Temperaturbereich erzielt.
Diese Erfindung zeigt die folgenden Vorteile, die die vorgenannten Beispiele nachweisen können.
An die Papierkernschicht können zwei oder mehr Grundschichten mit der praktischen Extrusionsbeschichtung laminiert werden. Daher wird das laminierte Verpackungsmaterial mit exzellenter Aromaerhaltung und Gassperre durch effektive (effiziente) Herstellung (Umwandlung) laminierten Verpackungsmaterials bereitgestellt.
Eine exzellente Siegelung wird in dem Bereich mit breiter Siegeltemperatur von hoher Temperatur bis zu niedriger Temperatur verwirklicht. Daher werden leichtes Verpacken durch Einfüllen in Papierverpackungsbehälter, schnelles Heißsiegeln, exzellente Siegelung ohne Beeinflussung durch die Temperatur des eingefüllten Inhalts und qualitätserhaltendes laminiertes Papierverpackungsmaterial bereitgestellt.
Des Weiteren werden Extrusionsbeschichtung, hohe Kosteneffizienz, die hervorragende mechanische Härte, Gewichtsverringerung der Papierkernschicht, niedrige Umweltbelastung und das laminierte Verpackungsmaterial, das in dem breiten Temperaturbereich heißsiegelbar ist, bereitgestellt.
Gewerbliche Verfügbarkeit
Das Verpacken durch Einfüllen zum Beispiel von flüssigen Produkten, wie Kuhmilch, einem Milchsäurebakteriengetränk, Flüssigsuppe, einem Fruchtsaftgetränk, Barley-Tee, grünem Tee, Oolong-Tee, Spirituosen, einem Gewürz, medizinischem Bedarf, Kosmetika, einem Beschichtungsmaterial, Haftmitteln, Tinte, Ätzflüssigkeit und anderem, kann unter Verwendung des Laminats dieser Erfindung angewendet werden. Vorzugsweise wird das Laminat dieser Erfindung an dem Papierbehälter für die vorgenannten flüssigen Nahrungsmittel (Behälter wie ein einteiliger Typ, ein zweiteiliger Typ und ein dreiteiliger Typ), einer Kombidose, dem Multibehälter usw. ausgebildet.

Claims

Laminiertes Material (10) zum Verpacken von Nahrungsmitteln, umfassend wenigstens eine Papierkernschicht (11), eine qualitätserhaltende Zwischenschicht (12), die auf die Innenseite der Papierkernschicht (11) laminiert ist, sowie eine heißsiegelbare innerste Schicht (13), dadurch gekennzeichnet, dass die qualitätserhaltende Zwischenschicht umfasst: ein extrusionsbeschichtbares Mischpolymer, das 50–95% des Polymerbestandteils A aus Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure, 5–50% des Polymerbestandteils B aus Nylon-6 (PA-6), Nylon-66 (PA-66) oder einer Mischung (PA-6/66) aus Nylon-6 und Nylon-66 enthält, wobei die qualitätserhaltende Zwischenschicht direkt auf eine Kernschicht extrudiert und laminiert wird, und die innerste Schicht wenigstens ein lineares Polyethylen niedriger Dichte enthält, das eine enge molekulare Gewichtsverteilung hat, und das die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,910–0,925 g/cm³, 100–122°C Spitzenschmelzpunkt, Schmelzindex von 5–20 g/10 min., Quellverhältnis (SR) von 1,4–1,6 und 5–50 μm Schichtdicke hat.
Laminiertes Material zum Verpacken nach Anspruch 1, wobei das Mischpolymer 70 bis 80 Gew.-% Nylon-MXD6 und 30–20 Gew.-% Nylon 6 enthält.
Laminiertes Material zum Verpacken gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei, direkt oder indirekt durch eine Haftschicht, zwei oder mehr Schichten aus im Wesentlichen denselben Substanzen wie die qualitätserhaltende Zwischenschicht und die innerste Schicht zwischen die qualitätserhaltenden Schichten, die auf die Innenseite der Papierkernschicht laminiert sind, und die innerste Schicht laminiert werden.
Laminiertes Material zum Verpacken gemäß Anspruch 1, wobei der Polymerbestandteil B eine Molekülzusammensetzung ist, die Polyamid aus PA-6, PA-66 oder PA-6/66 und feines Phyllosilikat, das gleichmäßig in das Polyamid verteilt ist, enthält.
Verfahren zur Herstellung eines laminierten Materials zum Verpacken von Nahrungsmitteln, umfassend wenigstens eine Papierkernschicht (11), eine qualitätserhaltende Zwischenschicht (12), auf die Innenseite der Papierkernschicht (11) laminiert ist, sowie eine heißsiegelbare innerste Schicht (13), gekennzeichnet durch direktes Extrusionsbeschichten, auf die Kernschicht, eines Mischpolymers, das 50–95% des Polymerbestandteils A aus Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure und 5–50% des Polymerbestandteils B aus Nylon-6 (PA-6) oder Nylon-66 (PA-66) oder einer Mischung (PA-6/66) aus Nylon-6 und Nylon-66 enthält, um die qualitätserhaltende Zwischenschicht zu laminieren, und Koextrudieren der heißsiegelbaren innersten Schicht gleichzeitig mit dem oben genannten Mischpolymer oder Extrudieren der heißsiegelbaren innersten Schicht nach dem Extrusionsbeschichten des Mischpolymers, wobei die heißsiegelbare innerste Schicht wenigstens ein lineares Polyethylen niedriger Dichte enthält, das eine enge molekulare Gewichtsverteilung hat, und das die Eigenschaftsparameter mit mittlerer Dichte von 0,910–0,925 g/cm³, 100–122°C Spitzenschmelzpunkt, Schmelzindex von 5–20 g/10 min., Quellverhältnis (SR) von 1,4–1,6 und 5–50 μm Schichtdicke hat.
Verfahren zur Herstellung von laminiertem Material zum Verpacken von Nahrungsmitteln gemäß Anspruch 5, wobei das laminierte Material zum Verpacken von Nahrungsmittel eine Kernschicht aus Papier oder Pappe hat, und die qualitätserhaltende Zwischenschicht des Mischpolymers ein Kondensationspolymer (Nylon-MXD6) aus Metaxylendiamin und Adipinsäure und Nylon 6 (PA-6) enthält, und die qualitätserhaltende Zwischenschicht an die Oberfläche der Kernschicht mit der heißsiegelbaren innersten Schicht durch Koextrusionsbeschichtung laminiert wird.
Verfahren zur Herstellung eines laminierten Materials zum Verpacken von Nahrungsmitteln nach Anspruch 5, wobei die qualitätserhaltende Zwischenschicht direkt auf die Kernschicht (11) aus Papier oder Pappe extrusionsbeschichtet wird, durch Koextrudieren mit der heißsiegelbaren innersten Schicht sowohl ohne Zwischenlaminierung als auch ohne Haftschicht.
Verfahren zur Herstellung eines laminierten Materials zum Verpacken von Nahrungsmittel gemäß Anspruch 5, wobei ein haftendes Polymer zwischen die Schichten beim Koextrudieren der heißsiegelbaren innersten Schicht (13) und der qualitätserhaltenden Zwischenschicht koextrudiert wird.
Verfahren zur Herstellung von laminiertem Material zum Verpacken von Nahrungsmitteln gemäß Anspruch 5, wobei die Oberfläche der Kernschicht (11) durch eine Korona- oder Flammbehandlung vor dem Extrusionsbeschichten der qualitätserhaltenden Zwischenschicht aktiviert wird.
Verfahren zur Herstellung des laminierten Materials zum Verpacken von Nahrungsmitteln gemäß Anspruch 5, wobei die Kontaktfläche der extrudierten Folie durch Korona- oder Flammbehandlung vor dem Extrusionsbeschichten der qualitätserhaltenden Zwischenschicht aktiviert wird.