NO334331B1 - Laminat for næringsmiddelemballasje fremgangsmåte for fremstilling og anvendelse - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår en fleksibel forpakning. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen et laminat, anvendelse av laminatet ved emballering av næringsmidler, drikker, medisiner og leker, fremgangsmåter for fremstilling av slike laminater, fremgangsmåter for emballering av gjenstander, samt en slik forpakning.

Det er vel kjent å emballere næringsmidler i omslag, små og store poser, etc, fremstilt av laminater. Foretrukne materialer for næringsmiddelemballasje består ofte av et første substrat, så som en film som generelt er tynn og transparent, men som kan være dekorerbar, og et andre substrat som kan være en annen (ofte tykkere) film, folie, metallisert film, etc.

Tidligere ble slike film-film-laminater og film-folie-laminater ofte fremstilt ved å anvende lamineringslim som inneholdt flyktige, organiske løsningsmidler. Miljømessige restriksjoner og forskrifter har i det siste fått industrien til å anvende vannbaserte lim, spesielt polyuretandispersjoner og akrylemulsjoner.

Eksempler på polyuretandispersjoner er beskrevet i US 5 494 960, US 5 532 058, US 5 861 410, US 5 907 012 og US 5 834 554. US 5 907 012 angår emballasje som er spesielt egnet for indirekte kontakt med næringsmidlet og US 5 834 554 for direkte kontakt med næringsmidlet.

I det siste har laminatprodusentene begynt å undersøke løsningsmiddelfrie, tokomponents, reaktive adhesiver. Selv om noen av disse påføres ved forhøyet temperatur, så er de ikke smeltelim.

Også næringsmiddelindustrien har begynt å anvende slike laminater som emballasjematerialer for næringsmidler. Slike laminater fremstilles ved å anvende reaktive, vanligvis polyuretanbaserte, lamineringslim.

Imidlertid kan film-film-laminater og film-folie-laminater hvor det anvendes løsningsmiddelfrie, reaktive lamineringslim, selv når disse innbefatter tokomponents polyuretanbaserte lamineringslim, lede til problemer, spesielt for næringsmidler. I noen tilfeller kan løsningsmiddelfrie, reaktive lamineringslim holde tilbake en forholdsvis høy konsentrasjon av monomer, så sant de ikke er svært omhyggelig herdet. Slik omhyggelig herding krever tid og energiforbruk. Selv om slik monomerforurensning ikke innebærer noe problem for mange anvendelser av laminerte materialer, så gjelder dette ikke næringsmiddelindustrien, fordi monomerene kan migrere inn i næringsmidlet, hvilket ikke er akseptabelt.

Spesielt er det funnet at anvendelse av reaktivt polyuretanlim i noen tilfeller har ført til at det emballerte næringsmiddel er blitt forurenset med ureagert isocyanat og kreftfremkallende aromatiske aminer (sannsynligvis dannet ved at limkomponenter har reagert med fuktighet fra næringsmidlet).

Således kan emballasjematerialer for næringsmidler avgi flyktige og/eller migrerbare forurensninger som skyldes limet anvendt ved tilvirkningen av materialene.

Når det gjelder næringsmiddelindustrien, så har dette problem tilspisset situa-sjonen som følge av behovet for produksjon og leveranser på riktig tidspunkt. Slike krav vil i virkeligheten fremme anvendelsen av ikke fullstendig herdede laminater.

Næringsmidler, slik det er brukt her, innbefatter ethvert stoff, om det er spiselig eller ikke, som er beregnet på å bli bragt i kontakt med kroppen hos et pattedyr, spesielt puttet i munnen hos mennesker, så som næringsmidler, drikker, medisiner og barneleker. I denne forbindelse vil pattedyr innbefatte mennesker. Kontakt med kroppen betyr muligheten for uønsket forurensning av kroppen gjennom de flyktige stoffer og/eller migrerbare stoffer definert over.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Oppfinnere bak denne søknad har funnet opp et laminat som overvinner disse problemer i kjent teknikk.

Med oppfinnelsen tilveiebringes spesielt et laminat for anvendelse ved næringsmiddelemballering. Laminatet kan være basert på et laminat med et (konvensjonelt) filmmateriale og et andre (konvensjonelt) substrat hvor det anvendes et varmtsmeltede (løsningsmiddelfritt) lamineringslim som er hovedsakelig fritt for flyktige og/eller migrerbare kontaminanter, spesielt monomere eller oligomere isocyanater og aromatiske aminer.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er å identifisere anvendelsen av slike fleksible lamineringsmaterialer ved næringsmiddelemballering, samt en samsvarende fremgangsmåte for emballering av næringsmidler. Laminatet kan være et film-film-laminat eller film-folie-laminat som er egnet for typiske anvendelser ved næringsmiddelemballering, og som er fremstilt ved å anvende et løsningsmiddelfritt, ikke-reaktivt, varmtsmeltende lamineringslim. Slike laminater er hovedsakelig fri for flyktige kontaminanter, spesielt migrerbare isocyanater og aromatiske aminer. De kan tilvirkes med de egenskaper som er nødvendig for næringsmiddelemballering dersom lamineringslimet påføres som en preformet film på det første substrat, før laminering til et andre substrat.

Lamineringen kan utføres enten i produksjonslinjen eller utenfor. For laminering utenfor linjen blir et substrat fortrinnsvis først belagt med smeltelim, og denne pre-belagte film blir senere laminert til et andre substrat ved varmforsegling. Lamineringen av de to filmer kan utføres kontinuerlig direkte i produksjonslinjen i klemåpningen [mellom to valser], eller den kan utføres i en andre klemåpning (lamineringsstasjon) ved å anvende en slippvalse for den første klemåpning for å klemme ut mulig innelukket luft mellom den første film og den ekstruderte ("pre-formede") limfilm. Innelukket luft kan også bli presset ut ved å anvende samme teknikk ved laminering utenfor linjen.

Slike pre-formede limfilmer kan oppnås ved å anvende kontaktfrie beleggingsmetoder. Således kan det produseres film-film-laminater ved å anvende løsningsmiddelfritt smeltelim som påføres den ene av filmene ved kontaktfri belegging, og deretter bringes de to filmene sammen, eventuelt i en klemåpning [mellom to valser]. En tilsvarende beskrivelse kan finnes i søkers tidligere patentsøknad PCT/EP98/01588, spesielt med hensyn til beleggingsmetode, valg av film og andre substratmaterialer, og valg av limtyper.

Den foreliggende oppfinnelse angår en artikkel som angitt i krav 1, omfattende emballert næringsmiddel, drikk, medisin eller babyleketøy,karakterisert vedat den omfatter et fleksibelt laminat for næringsmiddelemballering, omfattende

et første substrat som på minst én av overflatene har et preformet, ureaktivt lamineringssmeltelim, hvor smeltelimet omfatter en termoplastisk polymer valgt blant kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre-derivater, kopolymerer av olefin og (met)akrylsyreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, polyestere, polyamider, termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer, ionomerer og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer, samt klebriggjørende harpiks, og som er fritt for migrerbare kontaminanter,

et andre substrat laminert til den limbærende overflate på det første substrat, hvor laminatet er fritt for aromatiske aminer, monomere isocyanater, oligomere isocyanater, flyktige organiske kontaminanter og migrerbare organiske kontaminanter, og

et næringsmiddel, en drikk, en medisin eller et babyleketøy.

Den foreliggende oppfinnelse angår videre en fremgangsmåte som angitt i krav 16, for å fremstille en artikkel, hvor fremgangsmåten omfatter:

det fremstilles et laminat for emballering av næringsmidler ved at

a) en breddyse posisjoneres i en avstand på minst 0,5 mm fra et første substrat, og dette første substrat føres fremover langs en bane, b) et ureaktivt smeltelim fra breddysen påføres på en overflate på det første substrat, hvor det ureaktive smeltelimet omfatter en termoplastisk polymer valgt blant

kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre-derivater, kopolymerer av olefin og (met)akrylsyreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, polyestere, polyamider, termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer, ionomerer, og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer, og klebriggjørende harpiks, hvor det er fritt for migrerbare kontaminanter, og

c) et andre substrat passes inn mot den limbærende overflate på det første substrat slik at det dannes et laminat, eller

det fremstilles et laminat for emballering av næringsmidler ved at

a) en breddyse posisjoneres i en avstand på minst 0,5 mm fra en overføringsinnretning, b) et ureaktivt smeltelim påføres fra breddysen på overflaten av overføringsinnretningen hvor det ureaktive smeltelimet omfatter en termoplastisk

polymer og klebriggjørende harpiks, og det er fritt for migrerbare kontaminanter,

c) limet føres fra overføringsinnretningen til overflaten på et første substrat, og d) et andre substrat passes inn mot den limbærende overflate på det første substrat slik at det dannes et laminat,

hvor laminat for emballering av næringsmidler er fritt for aromatiske aminer, monomere isocyanater, oligomere isocyanater, flyktige organiske kontaminanter og migrerbare organiske kontaminanter, og

emballasjelaminatet anvendes til å emballere næringsmiddel, drikk, medisin eller babyleketøy.

Fortrinnsvis påføres limet direkte på overflaten av det første substrat, dvs. limet kommer ikke i kontakt med noe fast legeme mellom det tidspunkt limet forlater breddysen til tidspunktet for limets første kontakt med substratet.

I noen anvendelser kan det imidlertid være fordelaktig at limet fra breddysen påføres på en overføringsinnretning, så som en valse eller et overføringsbånd, og deretter blir belegget påført substratoverflaten fra valsen eller båndet. Også ved slike fremgangsmåter vil breddysen fortrinnsvis ikke være i kontakt med overføringsinnretningen. I slike tilfeller vil dysen være posisjonert i en avstand på minst 0,5 mm fra overflaten av overføringsinnretningen, og den kan selvsagt være i mye større avstand fra substratet.

Endelig angår oppfinnelsen fremgangsmåter for emballering av artikler som er beregnet for kroppskontakt hos pattedyr, spesielt mennesker, og blant disse artikler spesielt gjenstander for fortæring og for kontakt med munnen, så som næringsmidler, drikker, medisin og leketøy, så som leketøy for babyer, og oppfinnelsen angår også slike emballerte artikler.

Kort beskrivelse av tegninger

Figur IA viser grunnleggende oppbygging av beleggings- og lamineringsutstyr som er egnet for praktisering av den foreliggende oppfinnelse. Figurer IB og 1C viser andre oppbygginger av beleggings- og lamineringsutstyr som også er egnet for praktisering av den foreliggende oppfinnelse. Figurer 2 til 10 viser foretrukket utstyr for praktiseringen av den foreliggende oppfinnelse.

Nærmere beskrivelse av oppfinnelsen

De fleksible næringsmiddelemballasjer ifølge oppfinnelsen vil ofte være i form av en stor eller liten pose som kan bli forseglet, så som varmforseglet, slik det er vanlig ved emballering av næringsmidler. Alternativt kan den fleksible

næringsmiddelemballasje ifølge oppfinnelsen være i form av et bane- eller filmmateriale for produksjon av slike store og små poser, eller for innslagningsformål. Det foretrekkes at påføringen av den forhåndspåførte smeltelimfilm for lamineringen, for eksempel ved å anvende den kontaktløse beleggingsmetode som allerede er nevnt, skjer i linjen under kontinuerlig produksjon av laminatmaterialet. For å oppnå dette kan innretninger som for eksempel allerede vist i PCT/EP98/01588 bli anvendt. Den anvendte mengde smeltelim for lamineringen svarer til de typisk anvendte flatevektsområder for denne type laminat, men vil generelt være i den nedre ende av området fordi den kontaktløse beleggingsmetode benyttet ved oppfinnelsen tillater anvendelse av svært lave flatevekter uten at det oppstår problemer slik som striping.

Det kan anvendes beleggingsvekter på opp til ca. 20 g/m , fortrinnsvis ikke mer enn ca. 10 g/m , mer foretrukket fra ca. 2 til ca. 6 g/m , kan benyttes.

Det er uventet at denne kontaktløse beleggingsmetode skulle være særlig godt egnet for næringsmiddelemballasje. Laminatene for næringsmiddelemballasje anvendt ifølge den foreliggende oppfinnelse vil generelt være typiske filmsubstrater som er kjent i faget. Således vil filmmaterialet ofte være et polyolefin som LDPE, PE eller PP, eller en polyester som PET. Substrat nummer to vil ofte være en annen, ofte tykkere film av polyolefin som PE eller PP, eller en PET- eller nylonfilm. Metalliserte filmer som metallisert PP eller PET kan anvendes. Filmene anvendt ifølge oppfinnelsen er generelt varmforseglbare. Slike filmer og substratmaterialer er beskrevet for eksempel av B.S. Glassbrenner, "Third Generation Solventless Laminating Adhesives for the Flexible Packaging Market", TAPPO 1996 Polymers, Laminations og Coatings Conference.

Film-papir-laminater for grafisk industri, hvor det er anvendt smeltelim for lamineringen, er beskrevet for eksempel i US 5 958 178.

Det kan være spesielt fordelaktig å anvende bionedbrytbare materialer, spesielt bionedbrytbare smeltelim og filmer, når det gjelder denne oppfinnelse. Noen bionedbrytbare materialer er beskrevet blant annet i søkers PCT/US94/09666.

Disse og flere typer smeltelim kan anvendes med denne beleggingsmetode for å produsere en redusert mengde monomerer eller flyktige organiske forbindelser uten noe trinn med tørking eller løsningsmiddelfordampning, og det kan oppnås tynne limbelegg. Dette er spesielt viktig for emballering av næringsmidler. Mens man med reaktive løsningsmidler eller vannbaserte emulsjoner og løsningsmiddelfrie reaktive adhesiver må være forsiktig for å oppnå lim med lave konsentrasjoner av monomerer, oligomerer samt andre forurensninger, så er det enklere å oppnå slike lave konsentrasjoner ved bruk av termoplastiske materialer som er egnet for næringsmiddelemballasje, spesielt når det anvendes små mengder.

De foretrukne adhesiver i samband med den foreliggende oppfinnelse omfatter dem som er beskrevet i PCT/EP98/01588. Det foretrekkes å anvende ikke-reaktive smeltelim basert på kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyrederivater, kopolymerer av olefin og (met)akrylsyreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, spesielt ataktiske poly-a-olefiner (APAO), termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer som spesielt er basert på etylener og/eller propylen, samt ionomerer og spesielt kopolymerer, og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer.

Spesielt anvendelige polymerer innbefatter EMA, EnBA, EVA og etylen-kopolymerer, blandet med alifatiske hydrokarbonpolymerer, aromatiske hydrokarbonpolymerer, tre eller kolofoniumharpikser og polyetylen eller polyetylenvoks, eller termoplastiske materialer som polyolefiner, spesielt polyetylen, polypropylen, amorfe polyolefiner som "Vestoplast 703 RTM" (Huls), og lignende. Et spesielt anvendelig smeltelim innbefatter "Advantra" hvor lavt monomerinnhold, smal molekylvektsfordeling og lav viskositet for enklere belegging gjør det mulig å anvende uten additiver og fortynningsmidler.

Spesifikke fordeler kan oppnås når den termoplastiske polymer har to eller til og med tre forskjellige EnBA-komponenter som skiller seg fra hverandre når det gjelder mengde ester, smelteflytindeks, smeltepunkt eller mykningstemperaturområde. Det er særlig foretrukket at den termoplastiske polymer omfatter minst to EnBA som har en forskjell i smelteflytindeks (MFI), uttrykt i gram pr. 10 minutter som vanlig, med en faktor på minst 4 og opp til 10.

Ukompounderte, termoplastiske materialer som polyolefiner, spesielt polyetylen, polypropylen, amorfe polyolefiner som "Vestoplast 70" (Huls), polyestere, polyamider og lignende, kan også være egnet som lamineringslim i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

En foretrukket type polyolefin, typisk beskrevet som "metallocen-polyolefiner", produseres med en "singel-site"-katalysator som resulterer i en homogen fordeling av komonomerforgrening og en smal molekylvektsfordeling, dvs. en molekylvektsfordeling Mw/Mnsom er lik eller mindre enn 3, fortrinnsvis lik eller mindre enn 2,5. Angivelsen "metallocen" er ikke på noen måte ment å være begrensende med hensyn til de bestemte katalysatorer som anvendes i prosessen for fremstilling av kopolymeren, men kun en forkortet beskrivelse av selve de homogent forgrenede lineære eller hovedsakelig lineære polymerstrukturer.

Med begrepet "homogent" menes at alle komonomerer er tilfeldig fordelt innen et gitt interpolymermolekyl, og hovedsakelig alle interpolymermolekyler har det samme etylen/komonomer-forhold innen interpolymeren. DSC-smeltetoppen hos homogene, lineære og hovedsakelig lineære etylenpolymerer vil bli bredere når densiteten avtar og/eller når den antallsmidlere molekylvekt avtar. Når en homogen polymer har en smeltetopp over 115 °C (som er tilfellet for polymerer med en densitet på over 0,940 g/cm ), så vil slike polymerer, til forskjell fra heterogene polymerer, ikke ha noen ytterligere, distinkt lavere smeltetopp.

I tillegg, eller som et alternativ, kan polymerenes homogenitet typisk angis med SCBDI ("Short Chain Branch Distribution Index", indeks for fordeling av korte kjeder) eller CDBI ("Composition Distribution Branch Index", indeks for fordeling av forgreninger) og de defineres som vektprosent polymermolekyler som har et komonomerinnhold innenfor 50% av medianen for totalt molinnhold av komonomer. En polymers SCBDI kan lett beregnes på grunnlag av data oppnådd med teknikker kjent i faget, som for eksempel elueringsfraksjonering med temperaturstigning (her forkortet "TREF"), som beskrevet for eksempel i Wild et al., Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., vol. 20, side 441,1982, i US 4 798 081 (Hazlitt et al.), og i US 5 089 321 (Chum et al.). For de homogene lineære og for de hovedsakelig lineære etylen/a-olefin-polymerer anvendt ved den foreliggende oppfinnelse, er SCBDI eller CDBI fortrinnsvis større enn 50%.

Heterogene polymerer er etylen/a-olefin-interpolymerer som er kjennetegnet ved at de har en lineær ryggrad og en DSC-smeltekurve med en distinkt smeltetopp over 115 °C som tilskrives en høydensitetsfraksjon. Heterogene interpolymerer vil typisk ha Mw/Mnpå over 3 (når interpolymerens densitet er mindre enn ca. 0,960 g/cm ) og vil typisk ha en CDBI som er lik eller mindre enn 50, hvilket angir at slike interpolymerer er en blanding av molekyler med forskjellig komonomerinnhold og forskjellig antall kortkjedeforgreninger.

De homogene polyetylener som er anvendelige ved denne oppfinnelse, faller innen to brede kategorier, de lineære homogene polyetylener og de hovedsakelig lineære polyetylener. Begge er kjent.

Homogene lineære etylenpolymerer har vært kommersielt tilgjengelige lenge. Som eksemplifisert i US 3 645 992 (Elston), kan homogene lineære etylenpolymerer bli fremstilt i konvensjonelle polymerisasjonsprosesser hvor det anvendes katalysatorer av Ziegler-type, som for eksempel zirkonium- og vanadium-katalysatorsystemer. I US 4 937 299 (Ewen et al.) og US 5 218 071 (Tsutsui et al.) beskrives anvendelse av metallocenkatalysatorer, så som katalysatorsystemer basert på hafnium, for fremstilling av homogene, lineære etylenpolymerer. Homogene, lineære etylenpolymerer er typisk kjennetegnet ved at de har en molekylvektsfordeling Mw/Mnpå 2. Eksempler på kommersielt tilgjengelige homogene, lineære etylenpolymerer innbefatter dem solgt av Mitsui Petrochemical Industries som "Tafmer" og av Exxon Chemical Company som "Exact".

De hovedsakelig lineære etylenpolymerer (SLEP) er homogene polymerer som har langkjedeforgrening. De er beskrevet i US 5 272 236 og US 5 272 272. SLEP er tilgjengelige fra The Dow Chemical Company som polymerer fremstilt med "Insite" prosess- og katalysatorteknologi, så som "Affinity" polyolefinplastomerer (POP). SLEP kan bli fremstilt via løsnings-, suspensjons- eller gassfasepolymerisasjon, fortrinnsvis løsningspolymerisasjon, av etylen og én eller flere valgfrie a-olefinkomonomerer i nærvær av en geometribegrensende katalysator som beskrevet i EP 416 815-A. De geometri-begrensende katalysatorer er beskrevet nærmere nedenfor.

Betegnelsen "hovedsakelig lineær" betyr at polymeren i tillegg til å ha kortkjedeforgreninger som kan tilskrives homogen innlemmelse av komonomer, så er den også kjennetegnet ved å ha langkjedeforgreninger ved at polymerryggraden er substituert med gjennomsnittlig 0,01 til 3 langkjedeforgreninger/1000 karbonatomer. Foretrukne hovedsakelig lineære polymerer for anvendelse ved oppfinnelsen er substituert med fra 0,01 langkjedeforgrening/1000 karbonatomer til 1 langkjedeforgrening/1000 karbonatomer, og mer foretrukket fra 0,05 langkjedeforgrening/1000 karbonatomer til 1 langkjedeforgrening/1000 karbonatomer. Til forskjell fra betegnelsen "hovedsakelig lineær", så betyr betegnelsen "lineær" at polymeren mangler målbare eller påvisbare langkjedeforgreninger, dvs. at polymeren er substituert med gjennomsnittlig mindre enn 0,01 langkjedeforgrening/1000 karbonatomer.

For etylen/a-olefin-interpolymerer er langkjedeforgreningen lenger enn kortkjedeforgreningen som er et resultat av innlemmelsen av a-olefin(er) i polymerryggraden. Hver langkjedeforgrening har samme komonomerfordeling som polymerryggraden og kan være like lang som polymerryggraden den er bundet til.

Tilstedeværelsen av langkjedeforgreninger i etylenpolymerer kan bestemmes ved å anvende C -kjernemagnetisk resonans-spektroskopi (NMR) og kvantifiseres ved å anvende metoden beskrevet av Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys., C.29, V.2&3, p. 285-297).

Rent praktisk kan man i dag med C -kjernemagnetisk resonansspektroskopi ikke bestemme lengden på en langkjedeforgrening som er lengre enn 6 karbonatomer. Imidlertid er det andre teknikker som er anvendelige til å bestemme tilstedeværende langkjedeforgreninger i etylenpolymerer, innbefattende etylen/ 1-okten-interpolymerer. To slike metoder er gelpermeasjonskromatografi koblet med smal vinklet laserlysspredningsdetektor (GPC-LALLS) og gelpermeasjonskromatografi koblet med differensiell viskosimeterdetektor (GPC-DV). Anvendelse av disse teknikker for påvisning av langkjedeforgreninger og de underliggende teorier, er blitt vel dokumentert i litteraturen. Se for eksempel Zimm, G.H. og Stockmayer, W.H., J. Chem. Phys., 17,1301 (1949) og Rudin, A., "Modern Methods of Polymer Characterization", John Wiley & Sons, New York (1991), pp. 103-112. Videre ble det spesielt av A. Willem de Groot og P. Steve Chum, begge fra The Dow Chemical Company, på konferansen for Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Society (FACSS) i St. Louis, Mo, USA, den 4. oktober 1994, presentert data som demonstrerer at GPC-DV er en anvendelig teknikk for å kvantifisere tilstedeværende langkjedeforgreninger i hovedsakelig lineære etylenpolymerer.

Den empiriske virkning av at det er langkjedeforgrening i de hovedsakelig lineære etylen/a-olefin-interpolymerer anvendt ved oppfinnelsen, kommer til uttrykk som forbedrede reologiske egenskaper som kan kvantifiseres og uttrykkes som resultater av ekstruderingsreometri (GER) og/eller som smelteflyt WI2, som kan variere uavhengig av Mw/Mn.

Hovedsakelig lineære etylenpolymerer er videre kjennetegnet ved at de har:

(a) et smelteflytforhold WI2 ^ 5,63,

(b) en molekylvektsfordeling Mw/Mnbestemt ved gelpermeasjonskromatografi og definert ved ligningen:

(Mw/Mn).(I10/I2)-4,63

(c) en kritisk skjærspenning ved begynnende fullstendig smeltebrudd bestemt ved gassekstruderingsreometri, på over 4x10 dyn/cm , eller en gassekstruderings-reologi slik at den kritiske skjærhastighet ved begynnende smeltebrudd i overflaten, er for den hovedsakelig lineære etylenpolymer er minst 50% større enn den kritiske skjærhastighet ved begynnende smeltebrudd i overflaten for den lineære etylenpolymer, hvor den hovedsakelig lineære etylenpolymer og den lineære etylenpolymer omfatter den samme komonomer eller de samme komonomerer, den lineære etylenpolymer har I2, Mw/Mnog densitet innen 10% av tilsvarende verdier hos den hovedsakelig lineære etylenpolymer, og hvor de respektive kritiske skjærhastigheter hos SLEP og den lineære etylenpolymer

måles med et gassekstruderingsreometer ved lik smeltetemperatur, og

(d) én enkelt smeltetopp bestemt med differensiell skanningkalorimetri, DSC,

mellom -30 °C og 150 °C.

En kurve for tilsynelatende skjærspenning som funksjon av tilsynelatende skjærhastighet anvendes til å identifisere smeltebruddfenomener og kvantifisere kritisk skjærhastighet og kritisk skjærspenning hos etylenpolymerer.

Ifølge Ramamurthy i Journal of Rheology, 30 (2), 337-357,1986, vil over en bestemt kritisk flythastighet de observerte irregulariteter hos ekstrudatet grovt kunne klassifiseres i to hovedtyper: smeltebrudd i overflaten og totalt smeltebrudd.

Smeltebrudd i overflaten skjer under betingelser med tilsynelatende konstant flyt og resultatet vil kunne gå fra tap av speilglans hos filmen til den mer alvorlige form med "haiskinn". Som bestemt ved å anvende det ovenfor beskrevne GER, vil begynnende smeltebrudd i overflaten være kjennetegnet ved at ekstrudatet begynner å miste glans. Når dette skjer, vil overflateruheten hos ekstrudatet kunne ses bare med 40x forstørrelse. Den kritiske skjærhastighet ved begynnende smeltebrudd i overflaten hos de hovedsakelig lineære etylenpolymerer er minst 50% større enn den kritiske skjærhastighet ved begynnende smeltebrudd i overflaten hos en lineær etylenpolymer som har hovedsakelig samme I2 og Mw/Mn.

Totalt smeltebrudd skjer under betingelser hvor ekstruderingsflyten er ujevn. Smeltebruddet vil gå fra regelmessig (alternerende ru og glatt, skrueformet, etc.) til tilfeldige forvridninger. For å være kommersielt akseptabel og for å maksimere bruksegenskapene hos filmer, belegg og støpte gjenstander, må overflatedefektene være minimale, om ikke fraværende. Den kritiske skjærspenning ved begynnende totalt smeltebrudd for de hovedsakelig lineære etylenpolymerer anvendt ved oppfinnelsen, spesielt dem som har en densitet > 0,910 g/cm 3 , er større enn 4x10 6 dyn/cm 2. Den kritiske skjærhastighet ved begynnende smeltebrudd i overflaten og ved begynnende totalt smeltebrudd vil bli anvendt her basert på endringer i overflateruhet og - konfigurasjoner hos ekstrudatene ekstrudert med et GER. Fortrinnsvis vil den hovedsakelig lineære etylenpolymer bli kjennetegnet ved sin kritiske skjærhastighet når den anvendes som den første etylenpolymer ifølge oppfinnelsen og med sin kritiske skjærspenning når den anvendes som den andre etylenpolymer ifølge oppfinnelsen.

Limet kan også omfatte opp til 100% av minst én EMA, EnBA eller homogen lineær polymer. Fortrinnsvis omfatter komponenten med termoplastisk polymer minst to, fortrinnsvis tre, forskjellige EnBA-komponenter, hvor én EnBA-komponent har en smelteindeks som er minst 4ganger og opp til 10 ganger større enn smelteflytindeksen hos minst én annen EnBA-komponent, idet enhetene for smelteflytindeksen er gram pr. 10 minutter. Dersom den termoplastiske polymer omfatter mer enn én EnBA-komponent, vil EnBA-komponentene ha forskjellig innhold av ester, forskjellig smelteflytindeks og/eller smeltepunkt eller mykningspunkt.

Klebriggjørende harpikser kan anvendes og velges blant alifatiske og aromatiske hydrokarbonharpikser, spesielt hydrogenerte alifatiske hydrogenharpikser og a-metylstyren-polymerer, kolofoniumharpikser og kolofoniumesterharpikser, spesielt slike hydrogenerte harpikser av kolofonium og kolofoniumester. Den foretrukne klebriggjørende harpiks er hydrogenen alifatisk hydrokarbonharpiks og a-metylstyren-polymer, i mengder fra ca. 10 til ca. 40 vekt%.

Lamineringssmeltelimet kan i tillegg omfatte minst én annen polymer, spesielt et polyolefin som polyetylen, eller en polyetylen voks.

Mengden foretrukne bestanddeler som er til stede i limet, er som angitt i følgende tabell:

samt eventuelt små mengder vanlige additiver.

Limfilmen er kontinuerlig, selv ved lave beleggingsvekter, og laminatet vil ikke lett skille seg eller delaminere ved forsegling. Limets delamineringsstyrke vil være i området fra 0,5 N/15 mm til ødeleggelse av filmen, avhengig av substratene, limformuleringen samt vinkelen og hastigheten ved delaminering.

Oppbygningen av maskinen kan være slik som vist på figurer 1A-1C eller tilsvarende. På figurer IA og IB vises en utførelsesform hvor et termoplastisk materiale blir ført fra en beleggingsinnretning (3) og avsatt på et første substrat (1), og på limbeleggets frie overflate anbringes så et andre substrat (4) ved hjelp av en klemvalse (5). Det er underforstått at dette arrangement kan bli modifisert til andre utførelsesformer og spesielt behøver det andre substrat (4) ikke nødvendigvis bli anvendt i alle tilfeller. I så fall kan klemvalsen (5) bli benyttet til å klemme det termoplastiske materiale direkte til det første substrat. For slike utførelsesformer vil klemvalsen (5) være belagt med et slippbelegg, for eksempel kan klemvalsen være en stålvalse med et overflatelag av polytetrafluoretylen.

Som vist på figurer IA og IB vil nærmere bestemt substrat 1 (1) føres over en serie med faste valser (2) for å sikre at substratet blir riktig innrettet før den passerer beleggingsinnretningen (3). Substrat 2 (4) blir eventuelt klebet til det belagte overflate ved hjelp av en klemvalse (5). Substrat 1 er definert som det første substrat som er i kontakt med den hovedsakelig kontinuerlige termoplastiske film. Substrat 1 kan være et hvilket som helst substrat som generelt foreligger i opprullet form, så som fibersubstrat, papir innbefattende slippbelagt papir, og en lang rekke filmer, folier og andre materialer. Utførelsesformen på figur IA hvor klemvalsen (5) er lokalisert temmelig fjernt fra kontaktpunktet mellom limfilmen og det første substrat, er spesielt godt egnet for belegging av porøse substrater. Utførelsesformen på figur IB er spesielt godt egnet når substrat 1 er et ikke-porøst substrat, dvs. av luft ikke lett går gjennom substratet. Når det gjelder filmlaminering, så er substrat 1 typisk en film. Substrat 2 kan også være i opprullet form og være av det samme materiale som substrat 1, eller av et annet materiale.

På figur 1C vises en utførelsesform hvor limfilmen først klemmes mot det første substrat (1) med en klemvalse (5) som er en del av en klemvalsestasjon, som vist senere med valser A og B på figurer 2-10.

Et andre substrat 4 anbringes så på den frie overflate hvor det ikke er i kontakt med det første substrat (1), i en lamineringsstasjon dannet av valser C og D. Med denne type maskin er det mulig å klemme limfilmen direkte på det første substrat (1) ved hjelp av en klemvalse (5) eller å klemme et andre substrat (4) på det første substrat som har påført lim, igjen ved hjelp av en klemvalse (5). Ved tester er begge fremgangsmåter forsøkt. Temperaturen på smeltelimet når det forlater dysen kan være i området fra ca. 90 °C til ca. 200 °C, fortrinnsvis fra ca. 110 °C til ca. 140 °C, avhengig av sammensetning, tykkelse på belegget og beleggingshastigheten.

Maskinhastigheter på opp til ca. 500 m/minutt, fortrinnsvis ca. 350 m/minutt, og mer foretrukket ca. 300 m/minutt er egnet. Under beleggingsprosessen vil beleggingsinnretningens breddyse hvor limfilmen presses ut, kunne være i forskjellige avstander fra et første substrat (1) som skal bli belagt med limet. Avstanden mellom breddysen og substratet kan variere fra noen få millimeter og opp til ca. 500 mm eller mer, fortrinnsvis fra ca. 10 mm til ca. 300 mm, og mer foretrukket fra ca. 20 mm til ca. 100 mm, uten at dette vil ha noen egentlig innvirkning på kvaliteten på belegget.

Når limfilmen ført ut gjennom beleggingsbreddysen blir belagt direkte på et første substrat ved hjelp av en klemvalse (5) utstyrt med et slippbelegg, vil limet ikke vise noen tendens til å klebe til klemvalsen. Klemvalsetrykket kan også varieres og kan være så høyt som ca. 10 bar, fortrinnsvis ca. 8 bar, og mer foretrukket ca. 7 bar, når klemvalsen presses mot substratet.

Det er generelt funnet at når det første substrat belagt med lim forlater klemstasjonen, vil det ikke være noe luft være innelukket mellom limet og det første substrat.

Ved et annet aspekt kan et andre substrat bli laminert til limlaget ved hjelp av et andre sett med valser, lokalisert i banen for substratet foran klemvalsen (5). Heller ikke disse laminater vil vanligvis vise noe striping, innelukket luft eller andre lamineringsdefekter.

Beleggingshodet kan være i en avstand på ca. 0,5 mm fra substratet, fortrinnsvis ca. 2 mm, mer foretrukket ca. 10 mm og særlig foretrukket ikke mer enn 20 mm.

Temperaturen på limet når det kommer i kontakt med substratet er fortrinnsvis ikke høyere enn 150 °C, mer foretrukket ikke høyere enn 120 °C og mest foretrukket ikke høyere enn 110 °C, fordi det som substrat er ønskelig å anvende en polymerfilm som enten er tynn, eller et filmmateriale som har lavt smeltepunkt.

På figurer 2-10 er det illustrert forskjellige foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse hvor et ekstrudert termoplastisk materiale, så som et smeltelim, påføres på et første substrat og deretter lamineres til et andre substrat. På hver av disse illustrasjoner er substrat 2 valgfritt ved at oppfinnelsen alternativt kan innebære én enkelt kontinuerlig ikke-porøs film dannet ved en kontaktfri beleggingsmetode og belagt på ett enkelt substrat. I fravær av det andre substrat representerer figur 5B en anvendelse med transbelegging ved at det smeltede materiale først påføres på en valse med slippbelegg som deretter kommer i kontakt med det første substrat i klemåpningen. Det første substrat kan så bli laminert til det andre substrat i et påfølgende trinn. For mange laminater for næringsmiddelemballasje er film-film-metoden vist på figurer 2-5A i dag den mest foretrukne lamineringsmetode.

I utførelsesformer hvor det termoplastiske belegg eller smeltelim bringes i kontakt med et første substrat i fravær av et andre substrat, som illustrert på figurer 6 og 7, er det viktig å ha et slippbelegg som silikon, teflon eller slippapir på valsen(e) som kommer i kontakt med limet eller det porøse substrat for å hindre at det termoplastiske materiale kleber til valsen. Med klemvalsen presses luft ut fra mellom den termoplastiske beleggingsfilm og substratet for å sikre at det ikke er noe innesluttet luft mellom det første substrat og termoplastmaterialet. Valse A kan være en stålsylinder for å forbedre varmeoverføringen, mens valse B, som typisk er klemvalsen, er av gummi. I mange tilfeller er det imidlertid mer foretrukket at valse A er av gummi mens valse B er en stålsylinder med et utvendig påført slippbelegg (figurer 5 B til 10).

På figurer 2-10 er det vist at dyseposisjonen kan varieres fra vinkelrett posisjon til parallell posisjon med hensyn til posisjonen for substratet.

På figurer 6-9 vises videre utførelsesformer som er særlig egnet for film-film-laminater for næringsmiddelemballasje.

På figurer 8 og 9 illustreres utførelsesformen hvor et andre substrat blir laminert til det første substrat i en posisjon et stykke fra beleggingsinnretningen. I denne utførelsesform foretrekkes at valse C er oppvarmet for å reaktivere eller forlenge brukstiden for smeltelimet eller termoplastbelegget før det blir laminert til det andre substrat. Temperaturen på valse C kan variere mellom 30 og 100 °C for laminering mellom valsene C og D. Alternativt kan valse C være en kjølevalse for at det termoplastiske belegg eller smeltelimet skal kunne stivne hurtigere. Dette kan være nyttig når det belagte substrat fremstilles for mellomlagring. Substratet laminert i kontaktpunktet mellom valser C og D kan enten være i form av en bane eller i form av ark (figurer 8 og 9). Som vist på figur 10, hvor valse C er en kjølevalse, kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bli anvendt til å fremstille slike substrater som filmer ensidig belagt med et termoplastisk materiale. Disse kan benyttes for eksempel for anvendelser med varmforsegling. Dersom det er ønskelig, kan det selvsagt bli tilføyd et ytterligere lag med slippapir, slik som vist på figur 9, for eksempelvis å beskytte varmforseglingsmaterialet under mellomlagring.

Beleggingsinnretningen er posisjonert i en avstand på minst 0,5 mm, fortrinnsvis minst 2 mm, fra substratet (eller valsen med slippbelegg i tilfellet transbelegging i fravær av et andre substrat - figur 5B). Den største avstand beleggingsinnretningen kan være posisjonert fra substratet med, er kun begrenset av praktiske hensyn, spesielt når beleggingsinnretningen er posisjonert hovedsakelig vertikalt. Fortrinnsvis er avstanden mindre enn ca. 5 m, fortrinnsvis mindre enn ca. 3 m, mer foretrukket mindre enn ca. 1 m, enda mer foretrukket mindre enn ca. 500 mm, og mest foretrukket fra ca. 2 til 20 mm, avhengig av egenskapene hos det termoplastiske materiale som skal påføres som belegg. Typisk er det fordelaktig at området mellom beleggingsinnretningen og substratet blir skjermet mot luftbårne forurensninger og luftstrømmer under beleggingen for å hindre forvridninger i belegget før det kommer i kontakt med substratet. Dette er spesielt tilfellet når avstanden mellom belegningsinnretningen og substratet er større enn ca. 500 mm.

Avstanden er i stor grad diktert av viskositeten og brukstiden for det termoplastiske materiale som påføres som belegg. Når det påføres filmbelegg på fibersubstrater på denne måte, antas at det termoplastiske materiale avkjøles tilstrekkelig når det henger fritt til at det bygges opp en viskositet og klebestyrke i en slik grad at mulige filamenter eller fibrer som er til stede på substratoverflaten ikke kan penetrere belegget, men at termoplastmaterialet allikevel er smeltet nok til å klebe tilstrekkelig til substratet. Jo større avstanden er mellom beleggingsinnretningen og klemvalsen, jo mer vil smeltelimet eller belegget avkjøles før det kommer i kontakt med det første substrat. For noen klebematerialer vil denne avkjøling ha en uheldig innvirkning på adhesjonen (eller forankringen) til substratet. Derfor kan substratet bli ført over en oppvarmet valse før sammenklemmingen med belegget, eller det kan benyttes en oppvarmet valse dersom avstanden mellom klemvalsen og belegningsinnretningen medfører at belegget eller limet avkjøles i en slik grad at det ikke lenger vil klebe eller forankres tilstrekkelig til substratet. Også transbeleggingen vist på figur 5B kan benyttes, hvor den slippbelagte klemvalse B kan være temperaturkontrollert med et varme-kjøle-system, så som å føre en kjolevæske gjennom valse B.

Diameteren på valsene A og B er fortrinnsvis fra ca. 15 mm til ca. 50 mm.

Deretter bringes det tilstrekkelig avkjølte belegg i kontakt med substratoverflaten og vil klebe til overflaten uten å trenge dypt inn i substratet. Dersom det termoplastiske belegg har en slik sammensetning at det i vesentlig grad ikke er klebrig etter tilstrekkelig avkjøling, kan det således dannede laminat i form av belagt substrat bli rullet opp og lagret.

Alternativt kan dette oppnås ved å plassere et andre substrat med slippbelegg, så som et silikonbelagt papir, på overflaten av limbelegget. Laminatet kan så anvendes på et senere tidspunkt. Laminatet kan bli bundet sammen med enhver hensiktsmessig bindingsteknikk, innbefattende ultralydbinding, varmforsegling eller mer vanlig, limbinding.

Fortrinnsvis utføres beleggingen "i linjen" umiddelbart før videre bearbeiding. Et eksempel på en linjeprosess som oppfinnelsen er særlig godt egnet for, kan finnes i DE 195 46 272 Cl (Billhofer Maschinenfabrik GmbH). Egnede breddyser fremstilt av INATEC GmbH, Langenfeld, Tyskland, er vist i US 5 958 178.

Fortrinnsvis er lamineringsmaterialet et syntetisk filmmateriale, særlig et klart og transparent filmmateriale slik det er vanlig anvendt for slike lamineringer.

Slike typiske filmmaterialer omfatter glatte eller pregede filmer som minst hovedsakelig er fremstilt av orientert polypropylen, polyetylen, polyestere som "Mylar", polyacetat, nylon, celluloseacetat, osv., og som har en tykkelse fra ca. 5^im til ca. 50 \ im. Det er vanlig å laminere eller forsegle slike filmer til dekorert papir eller kartong. Det er vanlig å fremstille komposittmaterialer innbefattende film-film og film-folie, og metalliserte substrater er vanlig anvendt i laminater. Det er vanlig å finne disse typer laminater innen grafisk industri og emballasjeindustri. Ved å benytte fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan slike laminater bli fremstilt ved å anvende ikke-reaktive smeltelim i stedet for de vanlig anvendte reaktive adhesiver.

Generelt vil utløpstemperaturen for det termoplastiske materiale være mindre enn ca. 240 °C, og således mye lavere enn typiske ekstruderingstemperaturer for polymerer, som er av størrelsesordenen 300 °C. Selv om temperaturen i det termoplastiske materiale i utløpsåpningen på beleggingsinnretningen kan være i området fra ca. 80 °C til ca. 180 °C eller mer, vil det kontaktfrie belegningssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse gjøre det mulig å foreta belegging ved svært lave temperaturer. For denne utførelsesform foretrekkes at det termoplastiske materiale påføres som et belegg ved en temperatur på under 160 °C, mer foretrukket under ca. 140 °C, enda mer foretrukket under ca. 120 °C, og ytterligere mer foretrukket under ca. 110 °C. Som nevnt tidligere, kan varmefølsomme materialer også bli belagt på denne måte ved å benytte høyere belegningstemperaturer i kombinasjon med en øket avstand mellom beleggingsinnretningen og substratet som skal bli belagt for å oppnå tilstrekkelig avkjøling. Materialer som normalt er for følsomme mekanisk og/eller termisk (for eksempel svært tynne filmer) for vanlige beleggingsmetoder, kan derfor bli belagt ved å anvende fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Slike sensitive materialer innbefatter tynne polyetylenmaterialer og lignende.

En vesentlig fordel med den foreliggende oppfinnelse er at et hovedsakelig kontinuerlig belegg kan dannes av smeltelim med svært lave beleggingsvekter. Selv med vanlige, kommersielt tilgjengelige smeltelim kan det produseres kontinuerlige lag som har en beleggingsvekt i området fra ca. 0,5 g/m til så mye som 50-60 g/m , fortrinnsvis en beleggingsvekt på ikke mer enn ca. 20 g/m , mer foretrukket en beleggingsvekt på ikke mer enn 10 g/m 2 , enda mer foretrukket mellom 3 g/m 2 og 5 g/m 2 , og mest foretrukket mindre enn 3 g/m 2. Imidlertid kan beleggingsvekter på over 60 g/m være nyttig for andre anvendelser hvor reduksjon i mekanisk og varme-indusert spenning er særlig viktig.

De svært tynne belegg som kan fremstilles ifølge oppfinnelsen, vil ikke bare bidra til økonomiske fordeler med den foreliggende fremgangsmåte, men de gjør det også mulig å oppnå et materiale med sterkt redusert stivhet, og materialet får således egenskaper som ligger mye nærmere egenskapene hos de ubelagte substrater.

Oppfinnelsen angår også næringsmidler emballert i henhold til oppfinnelsen. Anvendelse av slike fleksible laminatmaterialer som emballasjemateriale for næringsmidler, drikker og medikamenter har den store fordel at det unngås at de forpakkede gjenstander forurenses med flyktige og/eller migrerbare komponenter i emballasjematerialet, så som monomerer. Dette gjør det mulig å fremstille laminater som kan være emballasjematerialer for næringsmiddelindustrien. Laminatene har den fordel at de er fremstilt med løsningsmiddelfrie smeltelim, og det oppstår ingen fare for at næringsmidlet blir forurenset med monomerer og reaksjonsprodukter med monomerene. Samtidig oppnås det optisk svært fordelaktige laminater som i denne henseende ikke er dårligere, men temmelig ofte bedre, enn kjente laminater.

Spesielt angår den foreliggende oppfinnelse anvendelse som emballasjemateriale av et fleksibelt laminat omfattende en plastfilm som er laminert til et andre substrat ved hjelp av et lamineringssmeltelim i den hensikt et for å redusere forurensningen av emballert vare, spesielt et næringsmiddel, med flyktige komponenter fra emballasjematerialet, så som monomerer og oligomerer. Slike flyktige og/eller migrerbare komponenter kan innbefatte isocyanater og/eller aromatiske aminer.

Disse næringsmidler kan være alle slike næringsmidler som tidligere er blitt emballert, som i dag blir emballert, eller som i fremtiden kan bli emballert, ved å anvende et emballasjemateriale i form av et laminat som beskrevet over. Spesielt kan disse gjenstander være medisin, hurtigmat og konditorprodukter, vandige og fuktige næringsmidler, tørre næringsmidler, kaffe, te og slike varer som er varmebehandlet og dampet, samt autoklaverte varer, men også frisk frukt, friske grønnsaker, ferskt kjøtt, fisk og ost, samt aktuelle varer for dypfrysing og varer for oppbevaring ved lav temperatur. Vakuumpakking er innbefattet, og ifølge oppfinnelsen innbefatter emballerte næringsmidler også tilberedt mat for gjenoppvarming, samt drikker. Oppfinnelsen innbefatter således emballering av melk, frukt og fruktsafter, og alkoholholdige drikkevarer som vin, i filmposer.

I tillegg kan slike laminater anvendes som et lokk forseglet på forskjellige forpakninger for matvarer, drikker og medisin, samt anvendes som en aseptisk forpakning for de matvarer og drikker som er nevnt over. Anvendelser for ikke spisbare produkter, innbefattende emballering av for eksempel leker for småbarn og babyer som kan putte slike gjenstander i munnen, vil også helt klart ligge innen rammen for den foreliggende oppfinnelse. Også skåler og poser for bakervarer er tatt i betraktning.

Den foreliggende oppfinnelse skal illustreres nærmere med de følgende ikke-begrensende eksempler.

Eksempler

Smeltelim ble fremstilt av forskjellige termoplastiske polymerer, klebriggjørere og mykgjørere som vist i tabell 1 nedenfor:

Substrater ble belagt med smeltelim som hadde sammensetningene angitt i eksempler 1 og 7 ved å anvende en modifisert "PAK 600" lamineringsmaskin fra Kronert, Hamburg, Tyskland. Denne maskin har i prinsippet en oppbygning som vist på figurer 1A-1C. Med denne maskin er det mulig å klemme limfilmen direkte på det første substrat (1) ved hjelp av en klemvalse (5), eller å klemme et andre substrat (4) til det første substrat med lim, igjen ved hjelp av en klemvalse (5). I testene ble begge fremgangsmåter forsøkt. Smeltelimets utløpstemperatur var 140 °C for blandingen i eksempel 1 og 110 °C for blandingen i eksempel 7. Disse blandinger i eksempler 1 og 7 viste gunstige, lave viskositeter.

Belegg ble påført polyesterfilm ("Polyester RN 36", produsert av Piitz Folien, Taunusstein-Wehen, Tyskland) og filmer av høydensitetspolyetylen ("HDPE KC 3664.00", anskaffet fra Mildenberger & Willing, Gronau, Tyskland).

Beleggingsvektene var fra 5 til 6 g/m ved maskinhastigheter på ca. 70 m/min.

(I separate tester ble det oppnådd beleggingsvekter på 2 til 3 g/m ).

Avstanden fra breddysens utløp for limfilmen til det første substrat (1) som skulle bli belagt med lim, varierte i de forskjellige tester. I et annet sett med forsøk ble det funnet at avstanden mellom breddysen og substratet kunne bli variert fra noen få millimeter og opp til 500 mm eller mer, uten at dette vil ha noen virkelig innvirkning på kvaliteten på belegget.

I disse forsøk ble limfilmen som ble presset ut gjennom beleggingsbreddysen påført direkte på det første substrat ved hjelp av en klemvalse (5) utstyrt med et slippbelegg. Det ble funnet at limet ikke klebet til klemvalsen. Klemtrykket ble ikke målt, men klemvalsen ble presset mot substratet med et lamineringstrykk på 7 til 8 bar.

Det ble funnet at det første substrat med limbelegg forlot klemstasjonen uten at noe luft var innelukket mellom limet og det første substrat.

I øvrige forsøk ble et andre substrat laminert til limlaget ved hjelp av et andre sett med valser, lokalisert i banen for substratet foran klemvalsen (5). Også disse laminater, hvor det ble anvendt de samme filmer, ble undersøkt med hensyn til striping, innelukket luft og andre lamineringsfeil.

De således fremstilte laminater var alle feilfrie. Ingen striping, innelukket luft eller andre defekter ble observert.

På tilsvarende måte ble det fremstilt laminater med de andre limtypene angitt i eksempler 2 til 10 i tabell 11, men med de samme filmtyper. Resultatene var like gode som resultatene oppnådd med limblandingene i eksempler 1 og 7.

I ytterligere tester ble typiske næringsmiddelemballasjer produsert og testet som følger:

Utførelsesform A

Det ble fremstilt laminater på en modifisert Billhofer "Coat 2000" lamineringsmaskin som nevnt over og som var utstyrt med en "INATEC" breddyse, ved å anvende 20 \ im OPP-filmer som var tilgjengelige under varemerket "Propafilm RGP" fra UCB Films.

For lamineringsforsøkene var én av filmene dekorert på baksiden, mens den andre var metallisert, dvs. den dekorerte overflate på én av filmene ble laminert til den metalliserte overflate på den andre filmen. Det ble anvendt smeltelimblandingen fra eksempel 7 i tabell 1.1 ett forsøk ble smeltelimet påført med en beleggingsvekt på 5 g/m 2 , i et andre forsøk med 8 g/m 2 og i enda et eksempel med 14 g/m 2.

De således fremstilte laminater ble underkastet varmforseglingstester slik det er vanlig i emballasjeindustrien.

I alle tilfeller var de produserte laminater av god kvalitet og de viste ingen delamineringstendenser under varmforseglingsforsøkene.

Utførelsesform B

Laminater ble produsert på en maskin som i utførelsesform A, ved å anvende to 20 [ Lm OPP-filmer, tilgjengelige under varemerket "Propafilm RGP" fra UCB Films.

For lamineringsforsøkene var én av filmene dekorert på baksiden, mens den andre var metallisert, dvs. den dekorerte overflate ble laminert mot den metalliserte overflate. (Forskjellige trykkfarger ble anvendt, og disse var også forskjellige fra dem anvendt i utførelsesform A).

Den anvendte smeltelimblanding tilsvarte eksempel 9 i tabell 1.1 ett forsøk ble smeltelimet påført med en beleggingsvekt på 5 g/m 2 , i et andre forsøk med 10 g/m 2.

I begge tilfeller var de produserte laminater av god kvalitet og viste ingen delamineringstendenser i varmforseglingsforsøkene (som i utførelsesform A).

Utførelsesform C

Laminater ble produsert (som over) med to 20 nm OPP-filmer, som er tilgjengelige under varemerket "Trespaphan GND 20" fra Trespaphan.

For lamineringsforsøkene var én av filmene dekorert på baksiden, mens den andre vare udekorert, dvs. den dekorerte overflate på den første film ble laminert mot den udekorerte overflate på den andre film. (Trykkfargene var forskjellige fra utførelsesformer A og B).

Det ble anvendt smeltelimblandingen fra eksempel 7 i tabell 1.1 ett forsøk ble smeltelimet påført med en beleggingsvekt på 2 g/m 2 , i et andre forsøk med 5 g/m 2 og i enda et forsøk med 10 g/m<2>.

I alle tilfeller var de produserte laminater av god kvalitet og viste ingen delamineringstendenser ved varmforseglingsforsøk (som beskrevet over).

Utførelsesform D

Det ble produsert laminater (som over) ved å anvende en 40 nm PE-film fra Huhtamaki og en 400 \ im PVC-film fra MKF. Begge filmer var udekorerte. Slike laminater er vanlig anvendt til å fremstille (ved dyptrekking med oppvarming) begere, boller eller skåler som kan lukkes med et varmforseglbart lokk. Det er blitt temmelig vanlig å anvende APET (filmer av ataktisk polyester) i stedet for PVC for næringsmiddelemballasj e.

Laminatene ble formet både i produksjonslinjen, dvs. etter at smeltelimet var påført på PE-filmen ble denne laminert i linjen til PVC-filmen. I et annet forsøk ble den smeltelim-belagte PE-film viklet opp på en valse, og senere (således utenom produksjonslinjen) ble den belagte PE-film varmforseglet til PVC-filmen.

Smeltelimblandingen anvendt i disse forsøk var fra eksempel 10 i tabell 1. Anvendt beleggingsvekt var 10 g/m .

I begge tilfeller, dvs. med laminater produsert i og utenfor produksjonslinjen, hadde laminatene utmerket klarhet og lamineringsstyrke og de viste ingen tegn på delaminering ved varm-dyptrekkingen av laminatene og varmforseglingen av lokk på de formede skålene.

Utførelsesform E

Laminater ble produsert med konvensjonelle metoder med "direkte belegging"

(dvs. kontakt mellom breddysen og substratet) med 36 [ im PETP-filmer, "Mylar RN 36", fra DuPont Teijin Films og 40^im PE-filmer fra Transpac.

Begge filmer var uten dekor. Smeltelimblandingen var fra eksempel 7 i tabell 1.1 ett forsøk ble smeltelimet påført med en beleggingsvekt på 5 g/m<2>, i et andre forsøk med 11 g/m og i enda et forsøk med 20 g/m .

Alle laminater viste høy lamineringsstyrke med svært god klarhet og ingen tegn på delaminering ved varmforseglingsforsøk (som beskrevet over).

Laminatene fremstilt med slike direkte beleggingsmetoder ble imidlertid funnet å ha striper, dvs. at limet ikke dannet et lukket, perfekt lag mellom de to filmer ved beleggingsvekter under 20 g/m .

Laminatene beskrevet i utførelsesformer A-C og E har vist seg å være svært godt egnet for typiske anvendelser som "forming-fylling-forsegling". Ved disse anvendelser blir laminatene ført til en pakkemaskin (så som en posemaskin) og i et første trinn sveiset med langsgående forsegling slik at det formes en slangelignende struktur. Matvaren som skal bli emballert anbringes så i en egnet seksjon i den dannede filmslangen, og emballeringen avsluttes ved å sveise slangen med tversgående forseglinger på begge sider av matvaren, slik at forseglingene skiller matvarene fra hverandre og slik at den emballerte vare kan kuttes løs fra resten av slangen.

Claims (18)

1. Artikkel omfattende emballert næringsmiddel, drikk, medisin eller babyleketøy,karakterisert vedat den omfatter et fleksibelt laminat for næringsmiddelemballering, omfattende et første substrat som på minst én av overflatene har et preformet, ureaktivt lamineringssmeltelim, hvor smeltelimet omfatter en termoplastisk polymer valgt blant kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre-derivater, kopolymerer av olefin og (met)akrylsyreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, polyestere, polyamider, termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer, ionomerer og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer, samt klebriggjørende harpiks, og som er fritt for migrerbare kontaminanter, et andre substrat laminert til den limbærende overflate på det første substrat, hvor laminatet er fritt for aromatiske aminer, monomere isocyanater, oligomere isocyanater, flyktige organiske kontaminanter og migrerbare organiske kontaminanter, og et næringsmiddel, en drikk, en medisin eller et babyleketøy.

2. Artikkel ifølge krav 1, hvor det første substrat er et polymerfilmmateriale omfattende en termoplastisk polymer som fortrinnsvis er valgt blant poly-a-olefiner, polyestere og blandinger derav.

3. Artikkel ifølge krav 2, hvor filmmaterialet er dekorerbart, varmforseglbart og eventuelt kan være metalltsert.

4. Artikkel ifølge krav 2, hvor filmmaterialet er delvis transparent.

5. Artikkel ifølge krav 1-4, hvor minst ett av substratene er valgt blant filmer, folier, metallag, papir, kartong og kombinasjoner derav.

6. Artikkel ifølge krav 1-5, hvor laminatet er gitt en form valgt blant stor pose, liten pose og beger.

7. Artikkel ifølge krav 6, hvor laminatet er forseglbart, særlig varmforseglbart.

8. Artikkel ifølge krav 1-7, hvor lamineringslimet er påført på det første substrat som en hovedsakelig lukket film fra en applikatorinnretning i en avstand fra substratet slik at applikatorinnretningen er hovedsakelig ikke i kontakt med substratet.

9. Artikkel ifølge krav 1-8, hvor smeltelimfilmen er påført på substratet med en flatevekt på ikke mer enn 20 g/m<2>, fortrinnsvis ikke mer enn 10 g/m<2>, mer foretrukket ikke mer enn 5 g/m<2>, enda mer foretrukket ikke mer enn 3 g/m<2>, og mest foretrukket ikke mer enn 3 g/m2, og med en minimum flatevekt på minst 0,5 g/m<2>.

10. Artikkel ifølge krav 1, hvor den termoplastiske polymer er valgt blant minst én av etylen/metakrylat-kopolymerer (EMA), etylenvinylacetat og etylen/N-butylakrylat-kopolymerer (EnBA).

11. Artikkel ifølge krav 1-10, hvor smeltelimet også omfatter minst én komponent valgt blant mykgjørere, voks, olje, stabilisatorer og antioksidanter.

12. Artikkel ifølge krav 1-11, hvor lamineringssmeltelimet også omfatter minst én polymer valgt blant polyetylen, polyetylenvoks og blandinger derav.

13. Artikkel ifølge krav 12, hvor den termoplastiske polymerkomponent omfatter minst to forskjellige EnBA-komponenter, hvor én EnBA-komponent har en smelteindeks som er minst 4 ganger og opp til 10 ganger større enn smelteindeksen for minst én annen EnBA-komponent, idet smelteindeksen har enheten gram pr. 10 minutter.

14. Anvendelse av et fleksibelt laminatmateriale ifølge krav 1-13, som et emballasjemateriale for å redusere kontamineringen av emballerte næringsmidler, drikker, medisin eller babyleketøy, med kontaminanter valgt blant isocyanater, aromatiske aminer og blandinger derav.

15. Anvendelse ifølge krav 14, hvor de emballerte næringsmidler er valgt blant hurtigmat, konditorprodukter, vandige og fuktige næringsmidler, tørre næringsmidler, melk, kaffe, te, ost, frisk frukt, friske grønnsaker, ferskt kjøtt, fisk og tilsvarende dypfryste varer.

16. Fremgangsmåte for å fremstille en artikkel ifølge krav 1, karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: det fremstilles et laminat for emballering av næringsmidler ved at a) en breddyse posisjoneres i en avstand på minst 0,5 mm fra et første substrat, og dette første substrat føres fremover langs en bane, b) et ureaktivt smeltelim fra breddysen påføres på en overflate på det første substrat, hvor det ureaktive smeltelimet omfatter en termoplastisk polymer valgt blant kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre-derivater, kopolymerer av olefin og (met)akrylsyreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, polyestere, polyamider, termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer, ionomerer, og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer, og klebriggjørende harpiks, hvor det er fritt for migrerbare kontaminanter, og c) et andre substrat passes inn mot den limbærende overflate på det første substrat slik at det dannes et laminat, eller det fremstilles et laminat for emballering av næringsmidler ved at a) en breddyse posisjoneres i en avstand på minst 0,5 mm fra en overføringsinnretning, b) et ureaktivt smeltelim påføres fra breddysen på overflaten av overføringsinnretningen hvor det ureaktive smeltelimet omfatter en tennoplastisk polymer og klebriggjørende harpiks, og det er fritt for migrerbare kontaminanter, c) limet føres fra overføringsinnretningen til overflaten på et første substrat, og d) et andre substrat passes inn mot den limbærende overflate på det første substrat slik at det dannes et laminat, hvor laminat for emballering av næringsmidler er fritt for aromatiske aminer, monomere isocyanater, oHgomere isocyanater, flyktige organiske kontaminanter og migrerbare organiske kontaminanter, og emballasjelaminatet anvendes til å emballere næringsmiddel, drikk, medisin eller babyleketøy.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor den også omfatter: laminatet mates til en pakkeinnretning for næringsmidler, laminatet formes til en slangelignende struktur, og næringsmidlet anbringes i den slangelignende strukturen.

18. Anvendelse av et fleksibelt laminat omfattende et første substrat som har et preformet ureaktivt lamineringssmeltelim på minst en overflate, hvor smeltelimet omfatter en termoplastisk polymer valgt blant kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyre, kopolymerer av olefiner og (met)akrylsyrederivater, kopolymerer av olefin og (met)akryl-syreestere, kopolymerer av olefiner og vinylforbindelser, poly-a-olefiner, polyestere, polyamider, termoplastisk syntetisk gummi, metallocen-katalyserte polymerer, ionomerer, og blandinger av to eller flere av disse termoplastiske polymerer, og klebriggjørende harpiks, hvor det er fritt for migrerbare kontaminanter, og et andre substrat laminert til den limbærende overflate på det første substrat, hvor laminatet er fritt for aromatiske aminer, monomere isocyanater, oligomere isocyanater, flyktige organiske kontaminanter og migrerbare organiske kontaminanter, til emballering av næringsmidler, drikker, medisin eller babyleketøy.